在数据中心实现真正的绿色节能,进一步降低能耗、提升数据中心运营效率就是十分必要和紧迫的。储能式UPS在效率上实现了这一突破,其效率高达98%,比传统在线式UPS高出5%～10%,这使得运营成本大大降低。因此,UPS储能成为近年数据中心节能的热门话题。
伴随着5G、物联网、人工智能等大数据的应用,数据中心将会以惊人速度发展。众所周知,数据中心是用电大户,研究数据中心节能及节省电费是数据中心建设的重点,而数据中心不间断电源系统储能UPS的普遍使用为节能技术的应用提供了先天条件。
UPS与储能系统的应用和痛点
⑴UPS的应用和痛点
UPS是在停电时为重要设备供电,A级数据中心设有柴油发电机时,UPS电池后备时间要求不低于15min,通常采用铅酸电池。为了保证数据中心信息设备供电质量和供电可靠性,UPS是必需的,与经济效益无关。
●由于很少停电,整个电池生命周期放电次数很少,电池变成睡资产,形成资源浪费;
●UPS电池长期处于浮充状态,电池健康状况不明;
●一般使用铅酸电池,电池4～5年就要更换。
⑵储能系统的应用和痛点
储能系统主要是削峰填谷,利用峰谷电价差套利。储能系统不是必需的,没有经济效益就没有安装的价值。
●各地峰谷电价不同,很多地方峰谷电价差小,设置电池储能系统连投资成本都收不回来,即使峰谷电价差大的地方,电池储能投资收益也不是很高,很难引起大规模投资;
●一般纯储能项目的回本周期7～8年,用户或投资方不愿意投资;
●由于深度放电会影响电池寿命,所以储能系统电池要预留部分容量不能使用(铅碳电池要留30%～40%),这也是一种资源浪费。
数据中心UPS+储能联合供电的应用
UPS+储能简称SPS系统,是指UPS和储能相融合的系统,它的概念是增加配置电池的容量,并且由铅酸电池改用铅碳电池,利用夜间低谷电价时充电,在白天高峰电价时放出部分电量,进行峰谷套利,剩余电量作为UPS备电之用。偶尔停电时,电池放电到80%～100%,对电池寿命影响不大。
①SPS是将UPS及储能系统(UPS+BESS)融合在一起,是完美的储能备电结合;
②SPS概念是在新建的UPS系统,采用优化后适合经常放电的UPS系列,并增加UPS的电池容量,不采用铅酸电池而改用铅碳电池,利用峰谷电价充放电,每天放出部分电池电量进行套利,馀下电量满足UPS的后备时间要求;
③偶尔停电时放电到80%～100%,对电池寿命影响不大;
④以铅碳电池50%+30%DOD(两充两放),可循环3,300天计算,每天使用,可使用9年,比一般铅酸电池寿命长一倍;
⑤由于UPS一般有电池房间,所以不用单设集装箱,节省投资;
UPS+储能联合供电的经济效益分析
①如上SPS配置40min电池,在放电前备电后备时间是40min,储能放电后,备电时间是20min,两者都多于15min备电的要求;
②UPS不加储能时电池在浮充使用,电池健康状况不明。而SPS天天充放电,由电池放电的电压可以准确知道电池的健康状况,这是最有用的非经济价值;
③利用峰谷电价差套利,除了可以收回设备增加的成本外,还有很佳的节省电费的收益;
④铅碳电池以50%DOD充放电,可以使用10年,是铅酸电池寿命的两倍。寿命周期内可以节省一次更换电池的费用。
储能式UPS在数据中心的应用
近年来,随着移动互联网、物联网、云计算等数据业务需求的爆炸式增长及IT技术的迅速发展,数据中心正在发展成为一个具有战略意义的新兴产业,成为新一代信息产业的重要组成部分。在电子信息及制造技术飞速提升的前提下,数据中心机房的建设规模及设备密度都取得了长足的增长。
与此同时,储能式UPS的应运而生,表明储能技术已从一个基本概念发展成为当前社会走向低碳经济所不可或缺的技术前提,成为了推动能源转型的必要条件。
将储能式产品与数据中心的运行现状进行有机结合,针对数据中心所存在的问题进行改善,最大限度地提高节能和智能化管理程度,是数据中心当前迫在眉睫的需求。要保持供电系统的供电可靠性,除了保证供电系统自身的可靠性指标外,还需要简化系统串联级数。
储能式UPS的诞生,则成为了改善数据中心供电系统可靠性的关键。采用并联式结构,可以从根本上减少设备的故障节点和故障率,使得储能设备向着高稳定性、智能化方向发展,设备运行安全可靠,在线维护更加方便。
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储能式UPS的跨越式突破,将大大减少数据中心的运营成本,为企业大幅度节省用电开支,也将成为未来数据中心供电系统发展中最为重要的一环。对于电量消耗很大的数据中心来说,通过储能式UPS,合理利用峰谷差价,可以节约巨额的电费开销。
