Tło
W dzisiejszej erze gospodarki opartej na danych centra danych, jako infrastruktura krytyczna wspierająca moc obliczeniową, są szeroko stosowane w finansach, opiece zdrowotnej i innych dziedzinach i mają rygorystyczne wymagania dotyczące stabilności zasilania. System dystrybucji zasilania jest „sercem” centrum danych, a jakość zasilania bezpośrednio wpływa na jego bezpieczną i wydajną pracę. Statystyki pokazują, że problemy z jakością zasilania są przyczyną 33% przestojów centrów danych i mogą również prowadzić do uszkodzenia danych, awarii sprzętu i zwiększonych kosztów konserwacji. Ponieważ centra danych stają się coraz bardziej zależne od energii odnawialnej, zielona energia elektryczna wymaga precyzyjnego zarządzania mocą bierną i harmonicznymi, co sprawia, że zarządzanie jakością energii ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia stabilności biznesu i integracji nowych źródeł energii.
Problemy z jakością energii
Nieprawidłowa moc bierna
Gdy działają zasilacze UPS o wysokiej-częstotliwości, HVDC i inne urządzenia pojemnościowe, pojemnościowa moc bierna zwracana do systemu wysokiego-napięcia zwiększa straty w sieci. Po włączeniu generatorów rezerwowych pojemnościowa moc bierna może powodować rezonans napięcia, prowadząc do niestabilności generatora, a nawet awarii równoległej.
Nierównowaga trójfazowa
W sieciach dystrybucyjnych niskiego-napięcia często występuje wiele obciążeń jednofazowych. Długoterminowa-eksploatacja zwiększa straty w liniach i transformatorach, zagrażając bezpieczeństwu urządzeń elektroenergetycznych.
Zanieczyszczenie harmoniczne
Obciążenia nieliniowe, takie jak UPS, przetwornice częstotliwości i zasilacze impulsowe generują harmoniczne (np. 6-pulsowy UPS generuje 6n±1 harmonicznych), powodując przegrzanie sprzętu, starzenie się izolacji, skrócenie żywotności, a nawet przepalenie. Może również zakłócać ochronę przekaźników, pomiary i komunikację, powodując utratę danych lub przerwę w świadczeniu usług. Typowe usterki obejmują przegrzanie kabla, awarię przełącznika i wyłączenie UPS.
Rozwiązania
Scentralizowane zarządzanie
Podstacja 0,4 kV wykorzystuje „Statyczny generator Var SVG + aktywny filtr mocy APF”. SVG dynamicznie kompensuje moc bierną (odpowiedź mniejsza lub równa 5 μs), osiągając współczynnik mocy 0,95 lub wyższy. APF filtruje harmoniczne, redukując zniekształcenia napięcia do poziomu poniżej 5%. W obu przypadkach zastosowano przełączniki zasilania z węglika krzemu, a moduły są uszczelnione i nie wymagają-obsługi.
Zarządzanie lokalne
Systemy NTPS są stosowane po stronie zacisków HVDC, UPS, klimatyzacji itp. i filtrują ponad 95% harmonicznych od 2. do 61. rzędu. Napięcie przewodu neutralnego-do-masy jest obniżone do poziomu poniżej 2 V, asymetria trzech-faz jest mniejsza lub równa 15%, przetężenie przewodu neutralnego jest wyeliminowane oraz zapewnione jest zabezpieczenie nadprądowe i funkcje stabilizacji napięcia, zgodnie z normami takimi jak GB/T14549-93.
Analiza korzyści
Sprzęt i bezpieczeństwo
Wysoki współczynnik filtrowania harmonicznych (np. harmoniczne prądu w jednym projekcie zostały zmniejszone z 22% do 2,6%), co zmniejsza straty sprzętu i wydłuża jego żywotność; eliminacja ryzyka przetężenia i rezonansu przewodu neutralnego, zmniejszenie prawdopodobieństwa pożarów i przestojów UPS oraz zapewnienie bezpieczeństwa danych; w jednym przypadku współczynnik filtracji przewodu neutralnego osiągnął 95,6%.
Efektywność energetyczna i koszty
Współczynnik mocy poprawił się do 0,95, zmniejszając straty na linii i koszty energii elektrycznej; urządzenia z węglika krzemu zmniejszyły straty w systemie z 3,75% do 2%, co spowodowało znaczne oszczędności energii; w jednym projekcie zaoszczędzono 122A prądu; uproszczona konstrukcja chłodzenia i zmniejszone rozmiary sprzętu (np. rozmiar modułu 100 A został zmniejszony o około 50%), co zmniejsza koszty wdrożenia i konserwacji.
Nowa energia oraz obsługa i konserwacja
Zapewnienie stabilnego dostępu do zielonej energii elektrycznej, przyczyniając się do transformacji niskoemisyjnej-; Funkcja zdalnego monitorowania NTPS zapewnia ochronę na poziomie milisekundowym-, ograniczając ręczną obsługę i konserwację, poprawiając wartość PUE centrum danych i zapewniając ciągłość działania firmy.