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數據中心外部供電——高山流水 曲高和寡,但是很重要!

 yi321yi 2020-05-21

4月27日,CDCC直播間迎來了一波電力大咖坐鎮(zhèn),他們分別代表數據中心的設計單位、用戶、Colo以行業(yè)觀察的角度對“數據中心外部市電”這一話題進行了細致的分析,聚焦:數據中心高壓外部電源如何選擇,可靠性有多高?如何配置高可靠性用戶的外部供電和應急電源?國內外對數據中心外部電源的認知有何異同?數據中心外部電源和內部配電架構的可靠性校驗有哪些方式?這四個話題展開互動討論:

參與嘉賓:

李舒濤—中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司

張學昶—中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司特級工程師

李典林—騰訊數據中心技術專家

張永煉—上海數據港股份有限公司副總裁兼首席架構師,教授級高級工程師

曲海峰—數據中心國標(GB50174)編審專家、CDCC專家技術委員會副主任委員

針對直播間互動環(huán)節(jié)中的提問,專家們在線作出回答:

互動問答:

1、外市電如果匹配數據中心用電?對于數據中心比較集中的區(qū)域,外市電有沒有更新的布局?(我是擔心類似于懷來,張北地區(qū)的市電是否夠用)

答:數據中心用電應向供電部門報裝申請,對于數據中心比較集中的區(qū)域,建議納入當地的電網規(guī)劃。

2、電業(yè)部門的數據中心供電三路可否不設發(fā)電機組?

答:《數據中心設計規(guī)范》GB50174第三路獨立于正常饋電線路的電源,可作為備用電源,但是否設置柴油發(fā)電機,還要結合用戶的實際需求來確定。

3、10KV、35KV、110KV,對應的輸電容量各是多少?

答:線路的輸送容量取決于電壓等級和線路的載流量

但在工程實際中還要考慮線路的損耗以及運行環(huán)境對載流量的影響,因此實際輸送容量要根據不同運行工況來計算。

4、在二三線城市,如何說服供電公司提供雙重電源?比如兩路110kv引自同一個220變電站。

答:如果負荷為一級負荷,則按照GB 50052《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》,應由雙重電源供電,當一電源發(fā)生故障時,另一電源不應同時受到損壞。(強制性條文)

5、第三路外電有使用發(fā)電廠的嗎?我有個鋼鐵集團項目,他們有自建發(fā)電廠。

答:GB 50174《數據中心設計規(guī)范》,A級數據中心應由雙重電源供電,并應設置備用電源。備用電源宜采用獨立于正常電源的柴油發(fā)電機組,也可采用供電網絡中獨立于正常電源的專用饋電線路。GBT 29328-2018 《重要電力用戶供電電源及自備應急電源配置技術規(guī)范》,自備應急電源定義——在主供電源和備用電源全部發(fā)生中斷的情況下,由用戶自行配備的,能為用戶保安負荷可靠供電的獨立電源。該規(guī)范明確自備電廠可以作為自備應急電源。

6、20kV供電架構是否會有影響?

答:提高中壓配電電壓等級、簡化電壓層級是電網建設的一個重要思路,尤其在經濟發(fā)達、負荷密度高、未來發(fā)展空間較大的區(qū)域,采用20kV電壓等級線路較1OkV 在提高輸電能力、促進節(jié)能降損、加大供電半徑等方面具有顯著優(yōu)勢,這已經在國內多個城市多年的實際運行中得到了證明。根據數據中心的負荷特性,20kV的供電電壓比10kV更具優(yōu)勢,但要根據當地電網網架和電壓序列結合供電部門意見確定供電模式。

7、在深圳的pue是怎么做到1.24的?

答:主要通過最佳實踐的架構設計,以及后期精細化運營實現(xiàn),采用高效的供電制冷架構,并根據負載和溫度等開展精細化運營,分析能耗構成減少不必要的損耗,并不斷開展節(jié)能優(yōu)化。

8、20kV是不是需要專線?避免柴發(fā)的尷尬?

答:數據中心通常采用專線接入,確保數據中心高可靠供電。通常柴發(fā)是400V或者10kV,因此20kV系統(tǒng)需要對柴發(fā)電壓進行變壓才能實現(xiàn)電壓匹配。

9、20kV對柴發(fā)的影響具體體現(xiàn)在哪些方面呢?

答:如果數據中心位于20kV供電網絡內,目前柴油發(fā)電機有兩種接入方式,一種是先通過20/10kV變壓器將電網電壓序列降為10kV,再接入10kV柴油發(fā)電機與市電切換;另一種是采用0.4kV柴油發(fā)電機,通過0.4/20kV升壓變,將輸出電壓抬升到20kV,接入20kV母線于市電切換。采用何種方案,可依據項目特點靈活選擇。

10、國標A級現(xiàn)在要求雙重電源,通常外市電都是考慮2N。后期規(guī)范會不會發(fā)展到單路10kV 十分可靠的后備柴油發(fā)電機也能滿足A級呢?也就是說對市電進行減配,提高油機的可靠性來滿足A級。

答:對于國外的UPTIME標準,單路10kV 十分可靠的后備柴油發(fā)電機(需滿足冗余在線維護)也可能能滿足T4等級要求。

11、麻煩問下專家,數據中心初次投運負荷率較低,隨著時間會越來越多,繼電保護和整定值會跟著調整嗎?還是建設結束一次完成?

答:需要同步調整。

12、飛輪維護成本與蓄電池成本對比?

答:一般情況下飛輪維護成本與蓄電池成本相比會較高。

13、數據中心儲能供電或者廣東地區(qū)三聯(lián)供模式成熟嗎?

答:需要看當地的峰谷電價差,以及氣電價比,目前尚未看到大規(guī)模應用情況。

14、聽老師提2N和RR比較多,這兩個對比DR,有哪些優(yōu)點?

答:DR的造價和效率介于2N和RR之間,國內以2N為主,國外colo公司較多采用DR架構,而國外的互聯(lián)網公司也較多采用RR架構,可以根據各自需求選擇最合適的架構。

15、問下各位老師,兩路10KV進線,數據中心內部2N,N 1,DR、RR,對于外部供電局來講,負載率是一樣的嗎?都是50%吧?

答:如果是兩路獨立的10KV進線,后面的不同供電架構,帶來負載率不一定都是50%,需要具體問題具體分析。

16、老師請講解一下巴拿馬電源的可靠性?

答:可靠性主要來自冗余架構設計,以及后期精細化運營。巴拿馬電源作為一種創(chuàng)新的供電架構和形態(tài),減少了很多工程安裝施工,在工廠通過測試檢驗,理論上可靠性會相對更高。

17、數據中心柔直配電的可靠性怎么樣?

答:柔性直流輸配電技術及其核心設備所構建新型直流能源供電系統(tǒng),將在數據中心發(fā)揮越來越重要的作用。相比于傳統(tǒng)交流配電網,中壓直流互聯(lián)方案可靠性、可控性及設備利用率等方面均有明顯優(yōu)勢。同時,低壓柔性直流供電,可節(jié)省許多變流環(huán)節(jié),減少傳輸損耗等問題。

18、請教各位專家,供配電系統(tǒng)自動化水平現(xiàn)在行業(yè)里到什么水平了?中壓切換采用備自投,PLC,SCADA哪種方式多?

答:配電自動化是當前電力系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢,配電自動化展現(xiàn)出配電系統(tǒng)更高的智能化、自動化、信息化和互動化水平,我國配電自動化水平迅速提升,國家能源局發(fā)布的《配電網建設改造行動計劃(2015-2020年)》中提出的到2020年實現(xiàn)配電自動化線路覆蓋率90%,中壓切換方式備自投、PLC均應用比較廣泛。

19、GB 50174 2017關于供電電源的描述是A級需要雙重電源,問題:雙路電源必須同時供電嗎?

答:可以兩回路同時受電,互為備用,也可以兩路電源供電,一主一備,根據實際情況選擇。

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