数据中心储能应用需求技术报告2024

[编号ODCC-2024-0200A]开放数据中心标准推进委员会2024.09发布C2024-0200A版权声明转载、摘编或利用其它方式使用ODCC成果中的文字或者观点的，应注明C2024-0200A编写组C2024-0200A 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 5 5 6 6 7 7 9 13 14 14 16 17 19 20 20 21 22 22 24 25 25 26 27 28 28 28 29 30 30 31 32 32 32 33 33 33 35 37 37 37 37 37 38C2024-0200A分析，重点分析锂电池储能在数据中心应用的数据中心储能应用需求报告（一）背景在用数据中心用电量以每年16%-17%的速度增长随着AI技术的迅速发展，我们正面临着日益增长的电力需1C2024-0200A2C2024-0200A二、储能产业市场分析（一）储能市场整体概况根据中关村储能产业技术联盟统计数据显示，截至2023年底，长69.5%。抽水蓄能累计装机规模占比67%，首次低于70%，相比2022年同期下降12.3个百分点。新型储能累计装机规模91.3GW，根据中关村储能产业技术联盟统计数据显示，截至2023年底，模达到34.5GW/74.5GWh，功率规模和能量规模同比增长均超过150%。其中，锂离子电池仍占绝对主导地位，其占比进一步提高。同比增长均超150%，三倍于2022年新增投运规模水平，共有超过3（二）储能市场发展趋势（CAGR）为37.4%；预计2030年新型储能累计装机规模将达到4C2024-0200A服务能力，为客户提供更加优质、高效、安全的储能系统5C2024-0200A三、数据中心储能解决方案（一）数据中心锂电储能解决方案的构成和技术难点6C2024-0200A）：（二）数据中心储能解决方案的技术架构7C2024-0200A高压侧储能系统通常以大型集中储能高压侧10KV接入方案为①峰谷电价运行控制策略，降低园区和数据中心用电大户的用②集中式大型储能接入方案，具备电网辅助服务的特点，满足③系统利用能力互联平台，打造智能储能系统，充分利用当地④大型储能系统接入园区，可提升园区供电系统的稳定性、可8C2024-0200A低压侧储能系统可分为园区级低压直流母线储能系统和微模块低压直流母线储能系统通常以一个数据中心机房或一个集中供①IDC机房或一个单元供电拓扑组成一个系统，采用直流母线③IDC应急电源部分直接采用高压直流方案，在储能直流母线9C2024-0200AUPS或者HVDC只需要做较小的改动即可实现从纯供电到储能+供电的功能转换。微模块储能系统的架构如下：C2024-0200A①与传统HVDC或UPS系统相比，微模块储能方案架构没有②微模块的储能系统通过监控管理单元与数据中心管理平台进③利用峰谷电价差异，对电池进行储能管理，既可以使电池成C2024-0200A（三）数据中心储能解决方案的价值通过园区大型储能系统的接入，储能系统具有大容量的储能电池利用储能系统在峰谷差价的运行策略，降低园区和数据中心用电储能系统的快速响应能力，具备一定的电能治理作用，可以解决数据中心接入可再生能源，能抵消一定的碳排放指标，有利于打电网中储能环节可有效调控电力资源，很好地平衡在园区数据中心设计中，储能系统的设计，作为能量储存和快速能源网络，降低能源投资规模，提高能源利用率，实现能源消费C2024-0200A四、数据中心储能应用可行性分析（一）政策分析2024年政府工作报告中首次纳入“新型储能”。报告强调，要C2024-0200A（二）效益分析C2024-0200A锂电池使用寿命已经达到10年甚至更高，而传统铅酸电池的使用寿命大约5年，因此使用5年之后基本需要更换电池。除寿命更长工商业用电电费的组成为电能量电费+需量电费+力调电费+其他电费。其中需量电费与每月实际最大需量相关，最大需量为每月每月的需量电费电价为48元/kW。如可以利用储能，削除需量电费C2024-0200A需求侧响应是指电力市场中用户针对价格或者激励机制的变化锂离子电池循环寿命为3000-10000次，系统循环次数普遍为C2024-0200A净收益=削峰填谷收益+备电收益+需量电费收益+需求侧响应收0123456789C2024-0200A值，粗略估算储能项目内部收益率IRR可达19%。影响项目收益率C2024-0200A（三）绿色低碳分析C2024-0200A五、数据中心储能系统关键技术要求（一）安全性要求应采用电机+驱动部分整体防爆设计，配置IP66防护状态下打开关闭时间最低仅需3秒，即使在紧急失电状态下、也系统工作环境温度要求宽泛，可在极端环境温度下保持正常工作C2024-0200A设计合理并且可靠的热交换策略，主要有液冷技术、风冷技术、吸热相变材料技术等，在电芯发生热失控时，及时将该电芯散发出来的热量导出模块或系统。这些技术的选择要考虑到电池系统根据电芯热扩散系数，设计合理的电池间距，避免触发热失控电电路中增加电流限制功能元件，当部分回路电流、C2024-0200A设计可靠的能量以及有害物质（包括气体、液体、固体等）定向及定量释放策略，并配合可承受一定机械应力的结构，避免高温喷出物以及喷出物燃烧产生的火焰对周围电电池架托盘大小设计，材质为绝缘橡胶垫，厚度不小于3mm。当蓄C2024-0200AC2024-0200A当检测到电池组温度升高超过阈值，立即降低充电功率甚至停止C2024-0200A一旦发生储能事故，需要第一时间停止故障设备的运行，以防事及时隔离事故节点是防止事故蔓延的关键步骤，需要在停止故障设备运行后，立即对故障部分进行隔离处理，以减小事故的影响在处理储能事故后，需要及时进行抢修和维护，修复设备的故障（二）效率性要求数据中心储能系统的效率性要求主要涉及到储能系统的能量转C2024-0200A按照《电力储能用锂电池》GB/T36276，电池模块在常温及高中7.12的试验方法，即常温环境下，380V锂离子电池储能系统能电效率通常在70%到90%之间。类似于充电效率，储能系统的放电常在70%到90%之间。储能系统应具有合理的充放电控制策略和优C2024-0200A制深度放电循环次数和采用浅循环充放电等方法可以有效地提高其C2024-0200A（三）耐用性要求的频率，降低总体拥有成本。新型储能系统的设计寿命应达到1C2024-0200AC2024-0200A（四）兼容性要求数据中心储能系统的兼容性要求主要涉及到储能系统与其他设C2024-0200A及时捕捉到并且通过调节储能容量和输出功率来保持电能质量的稳储能系统在实际应用中面临着一个重要的问题:对外界负载的适C2024-0200A（五）可维护性要求C2024-0200A储存，发现单只落后电池进行均充、在线修用红外测温仪器测定电池的端子及电池壳表面温度，应不超过C2024-0200A通过进行定期维护和检查，可以确保储能系统的安全稳定运行，C2024-0200A（六）环保性要求导则》GB/T42318-2023进行环境影响评估，项光照等的要求，并在运营过程中，按照数据中心巡检制度进行相制定气体原料长期存储时，发生泄露的预防、监测和紧急处理措制定电解液原料长期存储时挥发性