Фон
В современную эпоху экономики данных центры обработки данных как критическая инфраструктура, поддерживающая вычислительную мощность, широко используются в финансах, здравоохранении и других областях и предъявляют строгие требования к стабильности электропитания. Система распределения электроэнергии — это «сердце» дата-центра, и качество электроэнергии напрямую влияет на его безопасную и эффективную работу. Статистика показывает, что проблемы с качеством электроэнергии являются причиной 33% случаев простоя центров обработки данных, а также могут привести к повреждению данных, сбоям оборудования и увеличению затрат на техническое обслуживание. Поскольку центры обработки данных становятся все более зависимыми от возобновляемых источников энергии, зеленое электричество требует точного управления реактивной мощностью и гармониками, что делает управление качеством электроэнергии критически важным для обеспечения стабильности бизнеса и интеграции новых источников энергии.
Проблемы с качеством электроэнергии
Аномальная реактивная мощность
Когда работают высокочастотные-ИБП, высоковольтные устройства постоянного тока и другое емкостное оборудование, емкостная реактивная мощность, возвращаемая в систему высокого-напряжения, увеличивает потери в линии. Когда активированы резервные генераторы, емкостная реактивная мощность может вызвать резонанс напряжения, что приведет к нестабильности генератора или даже параллельному выходу из строя.
Трех-дисбаланс фаз
Распределительные сети низкого-напряжения часто имеют множество однофазных-нагрузок. Длительная-работа увеличивает потери в линиях и трансформаторах, что ставит под угрозу безопасность силового оборудования.
Гармоническое загрязнение
Нелинейные нагрузки, такие как ИБП, преобразователи частоты и импульсные источники питания, генерируют гармоники (например, 6-импульсный ИБП генерирует 6n±1 гармонику), вызывая перегрев оборудования, старение изоляции, сокращение срока службы и даже перегорание. Это также может создавать помехи для релейной защиты, измерения и связи, вызывая потерю данных или прерывание обслуживания. К частым неисправностям относятся перегрев кабеля, неисправность переключателя и отключение ИБП.
Решения
Централизованное управление
На подстанции 0,4 кВ используется «генератор статической переменной мощности SVG + фильтр активной мощности APF». SVG динамически компенсирует реактивную мощность (время отклика менее или равное 5 мкс), достигая коэффициента мощности 0,95 или выше. Фильтр APF фильтрует гармоники, снижая искажения напряжения до уровня ниже 5%. В обоих используются силовые переключатели из карбида кремния, а модули герметичны и-не требуют обслуживания.
Местное управление
Системы NTPS используются на клеммных сторонах систем высокого напряжения постоянного тока, ИБП, систем кондиционирования и т. д., фильтруя более 95% гармоник со 2-го по 61-й порядки. Напряжение нейтрали-к-земли снижается до уровня ниже 2 В, асимметрия трех-фаз составляет менее или равна 15 %, перегрузка по току нейтрали устраняется, а также обеспечиваются функции защиты от перегрузки по току и стабилизации напряжения в соответствии с такими стандартами, как GB/T14549-93.
Анализ выгод
Оборудование и безопасность
Высокая степень фильтрации гармоник (например, гармоники тока в одном проекте снижены с 22% до 2,6%), что снижает потери оборудования и продлевает срок службы; устранение рисков перегрузки по току и резонанса нейтрального провода, снижение вероятности пожаров и простоев ИБП, а также обеспечение безопасности данных; в одном случае степень фильтрации нейтрального провода достигла 95,6%.
Энергоэффективность и стоимость
Коэффициент мощности увеличился до 0,95, что позволило снизить потери в сети и затраты на электроэнергию; устройства из карбида кремния снизили потери в системе с 3,75% до 2%, что привело к значительной экономии энергии; в одном проекте удалось сэкономить ток 122А; упрощенная конструкция охлаждения и уменьшенный размер оборудования (например, размер модуля на 100 А уменьшен примерно на 50%), что снижает затраты на развертывание и обслуживание.
Новая энергетика, эксплуатация и обслуживание
Обеспечение стабильного доступа к зеленой электроэнергии, способствующей низко-трансформации углерода; Функция удаленного мониторинга NTPS обеспечивает защиту на уровне миллисекунд-, сокращая количество ручных операций и обслуживания, повышая значение PUE центра обработки данных и обеспечивая непрерывную работу бизнеса.