IDC機(jī)房中的飛輪儲能、冰蓄冷、分布式供電等新型技術(shù)的應(yīng)用心得體會

1、綠色I(xiàn)DC新型節(jié)能技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗IDC機(jī)房中的飛輪儲能、冰蓄冷、分布式供電等新型技術(shù)的應(yīng)用心得體會 目錄 IDC日常維護(hù)所面臨的問題 磁懸浮飛輪儲能技術(shù)的應(yīng)用分布式供電技術(shù)的應(yīng)用 冰蓄冷空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用總結(jié) IDC日常維護(hù)所面臨的問題電信IDC日常維護(hù)的焦點(diǎn)問題系統(tǒng)冷卻(Cooling)擴(kuò)展性(Extend)先進(jìn)性（PUE）電力供應(yīng)的可靠性一直是電信IDC維護(hù)面臨的首要問題供電中斷，電力污染，瞬斷問題是電力供應(yīng)中存在的固有問題，是影響電信機(jī)房可靠性的主要來源，也是配電系統(tǒng)需要首要解決的問題監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示： 97.2% 為30秒內(nèi)的瞬斷 96.3%為10秒內(nèi)的瞬斷 93.0%為2秒內(nèi)的瞬斷電力中斷瞬斷

2、問題電力污染冷卻系統(tǒng)已成為影響電信IDC正常運(yùn)行的主要問題現(xiàn)代IT機(jī)房隨著密度的越來越高，對冷卻系統(tǒng)的依賴也越來越大，現(xiàn)代機(jī)房已發(fā)展到幾乎離開冷卻系統(tǒng)無法運(yùn)行1分鐘的地步；但冷卻系統(tǒng)因用電量大，設(shè)備啟動瞬間負(fù)荷大等問題，一直以來對配電系統(tǒng)是個挑戰(zhàn)，也是配電難點(diǎn)?，F(xiàn)代電信IDC對冷卻系統(tǒng)的依賴越來越大，同時冷卻系統(tǒng)的選擇與維護(hù)一直也是個難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。無冷卻環(huán)境機(jī)架密度與宕機(jī)時間對照表 無制冷環(huán)境下，20KW機(jī)架30秒后將宕機(jī)（數(shù)據(jù)來源；Active Power技術(shù)白皮書）當(dāng)前數(shù)據(jù)中心面臨的挑戰(zhàn)空間和時間的限制電源、散熱和空間容量限制了IT的發(fā)展擴(kuò)展受制于數(shù)據(jù)中心構(gòu)建時間需要更高的能效能耗成本不斷增

3、加傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心不能實現(xiàn)功率密度最大化資本壓力不斷上升預(yù)計容量將不斷增加按需購買有助于延緩資本支出節(jié)能減排的趨勢和需要數(shù)據(jù)中心是節(jié)能減排的中堅力量TCO,PUE在現(xiàn)代IDC建設(shè)中已越來越多的被提及問題的提出 更高的可靠性? 更少的投入？ 更低的能耗? 更小的空間？ 磁懸浮飛輪儲能技術(shù)的應(yīng)用磁懸浮飛輪儲能技術(shù)為IDC提供了一個新的選擇磁懸浮飛輪儲能可提供：持續(xù)提供不間斷電力供應(yīng)過載能力強(qiáng)，可適應(yīng)電機(jī)等多種負(fù)載的需求效率高，自身能耗低，節(jié)約電力消耗費(fèi)用和蓄電池更換費(fèi)用，總體成本節(jié)約60%以上。結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，安放形式靈活 無蓄電池類原件，綠色環(huán)保，占地面積較傳 統(tǒng)電池減少50%，無任何有毒、有害

4、化學(xué)原料，100%可回收。模塊化結(jié)構(gòu)，擴(kuò)容升級簡單方便多次充放電，可靠性高，維護(hù)簡單，使用壽命達(dá)20年北京電信亦莊數(shù)碼港二期飛輪機(jī)房磁懸浮飛輪儲能原理當(dāng)外部有電供給時飛輪在電動機(jī)模式下工作。此時接受電能驅(qū)動轉(zhuǎn)子帶動飛輪在真空環(huán)境下持續(xù)旋轉(zhuǎn)，飛輪以動能形式存儲能量。當(dāng)供電中斷時，飛輪靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，此時設(shè)備類似一臺發(fā)電機(jī)，將動能轉(zhuǎn)換成電能。效率可達(dá)97%、綠色環(huán)保。高真空度環(huán)境減少了飛輪系統(tǒng)在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的各種阻力，充分利用存儲的機(jī)械能采用磁懸浮軸承并可以控制飛輪的旋轉(zhuǎn)姿態(tài)，使機(jī)/電轉(zhuǎn)換效率高達(dá) 磁懸浮飛輪IGBT電力電子電路直流充電控制電路輔助設(shè)備及監(jiān)控系統(tǒng)VDC(XE)/HVDC飛輪+UP

5、S應(yīng)用操作順序1（正常工作）UPS 系統(tǒng)整流器 AC/DC備用AC發(fā)電機(jī)逆變器 DC/AC AC市電主要AC 負(fù)載自動切換開關(guān)（ATS）380 VACVDC(飛輪和電源轉(zhuǎn)換器)輔助電源（保護(hù)飛輪控制和真空泵的交流電源）雙向IGBT變換器飛輪模塊DCAC發(fā)電機(jī)啟動信號時間序列圖形化控制接口遠(yuǎn)程監(jiān)控長效AC后備電源UPS 系統(tǒng)整流器 AC/DC逆變器 DC/ACAC市電主要AC 負(fù)載自動切換開關(guān)（ATS）380 VAC圖形化控制接口遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助電源（保護(hù)飛輪控制和真空泵的交流電源）雙向IGBT變換器發(fā)電機(jī)啟動信號備用AC發(fā)電機(jī)ATS 延時2秒.發(fā)電機(jī)啟動，準(zhǔn)備承載負(fù)載6 秒.ATS 切換UPS同步

6、和整流器接入2秒.飛輪充電2至15分鐘.市電停電時間序列飛輪模塊DCAC長效AC后備電源VDC(飛輪和電源轉(zhuǎn)換器）飛輪+UPS應(yīng)用操作順序2（備份工作）磁懸浮飛輪儲能的高效性效率高達(dá)97%，輸出功率密度大可達(dá)3000KW，輸出電壓、功率可以精確控制，兼容各種UPS系統(tǒng)；的高輸入功率因數(shù)，對電網(wǎng)有功功率的吸收能力強(qiáng)，對電網(wǎng)影響的程度輕，有效利用電網(wǎng)效能，減少無功損耗，節(jié)約電能；系統(tǒng)采用高集成度模塊化設(shè)計、可擴(kuò)容，支持N+X冗余備份連接；真空磁懸浮控制精密，阻力極低，高速旋轉(zhuǎn)噪聲小于UPS的風(fēng)扇噪聲。保證了20年的使用壽命，在壽命期內(nèi)飛輪免維護(hù)。磁懸浮飛輪傳統(tǒng)蓄電池更高的效率，意味著更低的能耗，更

7、少的運(yùn)維費(fèi)用。對于數(shù)據(jù)中心更有意義的是，帶載率越高時飛輪節(jié)省的能量越多。節(jié)能環(huán)境飛輪傳統(tǒng)蓄電池滿載效率98%90%帶載50%效率97%85%-87%帶載40%效率96%82%-83%工作溫度0 - 4020 - 25磁懸浮飛輪儲能的環(huán)保性飛輪對環(huán)境的適應(yīng)能力很強(qiáng)，可以在0到40之間正常運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)房內(nèi)不需要配置空調(diào)系統(tǒng)，所以較之傳統(tǒng)蓄電池式大大節(jié)省了空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)耗電量。相比蓄電池而言飛輪系統(tǒng)的節(jié)電率達(dá)到77%。飛輪設(shè)備體積小，同等功率下只相當(dāng)于傳統(tǒng)蓄電池式1/4的占地面積 ，無需蓄電池室且不用額外的承重加固支出，為IDC的服務(wù)器擴(kuò)容提供了可能，帶來新的利潤增長并節(jié)省用戶投資。飛輪設(shè)備具有生產(chǎn)應(yīng)用全

8、程綠色環(huán)保的特點(diǎn)，不會產(chǎn)生鉛酸蓄電池所特有的鉛污染，按照蓄電池生產(chǎn)行業(yè)測算，每塊200AH的鉛酸蓄電池需要消耗鉛粉4Kg，按每臺UPS配96塊電池，20年更換4次計算，可以減排鉛噸；由于節(jié)能同時還減少碳排放, 鉛酸蓄電池單位產(chǎn)量綜合消耗標(biāo)準(zhǔn)煤，每減少1組200AH鉛酸蓄電池（96塊），20年內(nèi)可減少蓄電池產(chǎn)生的C02排放量為噸。無需蓄電池室飛輪UPS室 分布式供電技術(shù)的應(yīng)用DPS（Distributed Power System） - 分布式供電系統(tǒng)*紅色為配套電源系統(tǒng)所占面積集中式電源系統(tǒng)分布式電源系統(tǒng)ups電池配電柜配電柜DPS機(jī)架機(jī)架DPS是一種全新的、為IDC機(jī)房設(shè)計的供電系統(tǒng)。它改變

9、了傳統(tǒng)集中式UPS的供配電方式，將電源系統(tǒng)分散到每個機(jī)架當(dāng)中。按照輸出電壓類型分類，DPS產(chǎn)品可分為交流輸出和直流輸出兩種，整機(jī)效率均高于92%。DPS產(chǎn)品的特點(diǎn)DPS產(chǎn)品的特點(diǎn)高密度一體化電源電池一體化，單機(jī)架獨(dú)立供備電系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)3U高度，體積小、重量輕?？蓪崿F(xiàn)快速安裝部署，方便建設(shè)、擴(kuò)容。雙路輸入/輸出設(shè)計A/B雙路輸入/輸出路設(shè)計，高安全可靠性。數(shù)字化的DSP檢測技術(shù)，檢測時序更短。繼電器動作加速技術(shù)。A路B路DPS產(chǎn)品的特點(diǎn)高安全性鋰離子電池 高安全性主材料及特種安全添加劑 磷酸鐵鋰材料、球型負(fù)極材料、三層加厚隔膜 電解液阻燃添加劑、正極表面防護(hù)劑采用電池管理系統(tǒng)控制 保證電池充放電時

10、的電流、電壓和溫 度參數(shù)正常 延長電池使用壽命降低成本鐵鋰電池的生命周期約為普通鉛酸蓄電池的3倍，平均可以達(dá)到10年同容量的鐵鋰電池的體積和重量是鉛酸蓄電池的三分之一，而且連接擺放任意具有優(yōu)越的耐高溫性能，維護(hù)成本低智能化集中監(jiān)控 易監(jiān)控液晶顯示屏，直接讀取實時運(yùn)行數(shù)據(jù) RS232標(biāo)準(zhǔn)接口，提供系統(tǒng)實時運(yùn)行數(shù)據(jù) 易擴(kuò)展可熱插拔SNMP卡，實現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控極片超聲波焊接及特殊防護(hù) 易集成 提供集中網(wǎng)管平臺，實現(xiàn)異地集中監(jiān)控 可與第三方監(jiān)控平臺對接DPS產(chǎn)品的特點(diǎn)更換準(zhǔn)備確認(rèn)反向操作安裝不中斷業(yè)務(wù)可在線更換DPS產(chǎn)品在IDC的應(yīng)用特點(diǎn)快速靈活的部署大型UPS的到貨周期長，安裝調(diào)試復(fù)雜；DPS

11、部署速度快，安裝、配套方式靈活，在工期緊迫項目中可使用DPS應(yīng)急部署老機(jī)房或非IDC建筑改造中，承重改造要求低，機(jī)房可靈活選址按需投資提高資金利用效率避免投資浪費(fèi)降低電源系統(tǒng)空載率提升機(jī)房容積率節(jié)能減排，綠色環(huán)保DPS系統(tǒng)空載率低于10%鐵鋰電池不含重金屬污染物，轉(zhuǎn)換效率約95%整機(jī)效率高于92%DPS產(chǎn)品在IDC的應(yīng)用特點(diǎn)單層1000機(jī)架，總?cè)萘?000架。單層1000機(jī)架，總?cè)萘?800架。DPS產(chǎn)品在IDC的應(yīng)用特點(diǎn)UPS集中式電源系統(tǒng)風(fēng)險影響范圍大分布式電源系統(tǒng)風(fēng)險僅影響單個機(jī)架提升業(yè)務(wù)安全性亦莊IDCDPS產(chǎn)品在北京電信IDC的應(yīng)用永豐IDC兆維IDC冰蓄冷空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用什么是冰蓄冷

12、空調(diào)所謂冰蓄冷技術(shù)，就是在電力負(fù)荷很低的夜間，即用電低谷期，采用電制冷機(jī)制冰，將冷量以冰的方式儲存起來；而在電力負(fù)荷較高的白天，也就是用電高峰的時期，把儲存的冷量釋放出來，從而滿足建筑物空調(diào)負(fù)荷的需要，實現(xiàn)用電負(fù)荷的“移峰填谷”。通俗的說，就是利用夜間3毛多錢的電做白天1塊多錢的事。最大限度實現(xiàn)中央空調(diào)用戶能源運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省。用晚上元的電做白天元的事冰蓄冷空調(diào)的工作模式介紹-1A.夜間蓄冰模式(制冰工況)冰蓄冷空調(diào)的工作模式介紹-2B.冰槽單獨(dú)融冰供冷模式（融冰工況）冰蓄冷空調(diào)的工作模式介紹-3C.蓄冰冷機(jī)單獨(dú)供冷模式（主機(jī)供冷工況）冰蓄冷空調(diào)的工作模式介紹-4D.蓄冰冷機(jī)和冰槽融冰聯(lián)合供冷模式

13、冰蓄冷空調(diào)的社會意義及優(yōu)點(diǎn)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)利用低谷電價，其運(yùn)行費(fèi)用比常規(guī)電制冷空調(diào)系統(tǒng)減少38%左右；制冷主機(jī)冗余數(shù)量可以減少，可以使用雙工況機(jī)組作為制冷冗余配置，可減少制冷主機(jī)的裝機(jī)容量和功率30%-50%，降低設(shè)備初投資費(fèi)用；冷凍水溫度可降到14，能夠?qū)崿F(xiàn)大溫差、低溫送風(fēng)，滿足數(shù)據(jù)機(jī)房高負(fù)荷冷源供應(yīng)需求，為未來云技術(shù)平臺高冷量需求奠定基礎(chǔ)；無污染、安全可靠且自動化程度高，人員管理相對減少，在一定程度上節(jié)約了人工成本；減少煙塵和CO2的排放量，具有環(huán)保效益。平均節(jié)能 25% 冰蓄冷空調(diào)在北京電信永豐IDC實際應(yīng)用節(jié)能分析我們在永豐IDC通過對比使用制冷機(jī)供冷工況和冰蓄冷工況進(jìn)行相關(guān)節(jié)能數(shù)據(jù)分析

14、：使用制冷機(jī)24小時為數(shù)據(jù)機(jī)房供冷日運(yùn)行總計耗電量為74856KW, 尖峰電價階段使用9357KW, 峰電價階段使用18714KW, 谷電價階段使用24952KW, 平電價階段使用21833KW, 日運(yùn)行耗電費(fèi)用為62785元人民幣制冷機(jī)供冷工況冰蓄冷空調(diào)在北京電信永豐IDC實際應(yīng)用節(jié)能分析使用冰蓄冷24小時為數(shù)據(jù)機(jī)房供冷日運(yùn)行總計耗電量為77789KW, 尖峰電價階段使用1902KW, 峰電價階段使用3804KW, 谷電價階段使用55220KW, 平電價階段使用16863KW, 日運(yùn)行耗電費(fèi)用為39628元人民幣。冰蓄冷供冷工況冰蓄冷空調(diào)在北京電信永豐IDC實際應(yīng)用節(jié)能分析經(jīng)過運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，永豐數(shù)據(jù)機(jī)房使用冰蓄冷供冷每日可以節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用23157元，以一個月30天計算，月節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用694710元。永豐數(shù)據(jù)中心使用冰蓄冷運(yùn)行時間約為7個月時間，總計每年可以節(jié)約運(yùn)行資金約4862970元，節(jié)約運(yùn)行資金十分可觀。冰蓄冷24小時運(yùn)行分配及耗電情況總結(jié)北京電信公司2006至2011年期間，每年均大力投資于