數(shù)據(jù)中心儲能白皮書

[編號[編號ODCC-2019-2019-9-3發(fā)布目范 引 DCPUE，提高數(shù)據(jù)中心整體能效達到節(jié)1006和釋放。鋰離子電池具有很高的工作電壓，比能量可達到150Wh/kg。鋰離子電池的性LiFePO4是一種具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽化合物，它具有穩(wěn)定的充放電平臺，充放電過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，安全性高，價格低廉，環(huán)保無污染，比容量可達160Ah/kg，是LiFePO4存在的主要問題是振實密度低以及電子、離子電導率差，可以通過材料納米化、二次造粒、碳包覆和摻雜等方法來提高LiFePO4電化學性能。循環(huán)壽命長：在室溫和100%DOD情況下，電池的循環(huán)壽命不小于5000次；3.1全釩液流電池原理圖鈉硫電池具有較高的儲能效率（89％），同時還具有輸出脈沖功率的能力，這一Al2O3鈉硫電池具有許多特點，其一是比能量高，是鉛酸電池的3~4200~30mm23所以，電池工作在充電狀態(tài)下需要一定的加熱保溫，在放電狀態(tài)下還需要良好的散熱設(shè)計；同時，其充電狀態(tài)只能用平均值計量，所以需要周期性的離線度量；此外，由于硫具有腐蝕性，電池的護體需要經(jīng)過嚴格耐腐處理。3.2鈉硫電池結(jié)構(gòu)1000-次5000池度200℃LFP，約4000-次120003-425003.1主流電化學儲能技術(shù)分析EnergyStorgeSeESS逐漸成為數(shù)據(jù)中心中一種新興的關(guān)鍵ESS通過削減由不規(guī)則負載帶來的短暫峰值功耗來降低運營成本另一方面，它還能夠方便新能源在數(shù)據(jù)中心中的融合，從而極大降低對環(huán)境的不良影響。ESSESS究并探討ESS的關(guān)鍵設(shè)計點如成本、能效、可靠性等，同時ESS未來發(fā)展所面臨的其他10KV35KV4.1高壓側(cè)儲能EMS能量EMS能量統(tǒng)UPS系4.2結(jié)合UPS高壓側(cè)儲能園充園充電DC750VDC750V直流母光伏系

儲能系

其它負4.3低壓側(cè)儲能IDCIDCDC/DCIDC供電電源還有傳統(tǒng)的交流供電方案，與本次直流母線供電方案形成雙備此系統(tǒng)接入規(guī)模以300-500KW一個單元，可作為標準化單元，提高可靠性的成為數(shù)據(jù)中心的新型解決方案。的一個問題，ESS系統(tǒng)將可再生能源融入到數(shù)據(jù)中心也是非常關(guān)鍵的一部分，那么關(guān)鍵的EMSAIAI123在園區(qū)數(shù)據(jù)中心設(shè)計中，儲能系統(tǒng)的設(shè)計，作為能量儲存和快速響應(yīng)的載體，可以網(wǎng)-儲荷”利用率，實現(xiàn)能源消費市場化。UPS還是直流供電的HVDC（240VDC或336VDC）電源，配置的電池通常在15min~30min左右，其中30min的占多數(shù)。數(shù)5（HVDC，HVDC5.1所示，與常規(guī)HVDC5.1HVDCUPSUPS集成能量管理和調(diào)度策略，實現(xiàn)利用UPS的后備電池對負載進行有控制地供電或?qū)﹄娋W(wǎng)UPS5.2RecInv變器，DCDC為滿功率的充放電器，電池為鉛炭電池或鋰電。雙向整流是與普通UPS功能5.2UPS60%DOD下可以滿足3000次以上循環(huán)，適用于需要保留一定備電容量以確保備電的數(shù)據(jù)中HVDC在數(shù)據(jù)中心微模塊電池容量配置相對較小的情況下，第一種方案對電池是大倍率放30mn案是更佳的放電模式，通過監(jiān)控與管理，使電源承擔大部分電流，實現(xiàn)電池恒流、小電流、較長時間的放電。根據(jù)峰值時間與電池特性設(shè)計出最佳的放電電流和放電時間是關(guān)30min105.3HVDC5.3HVDCHVDCUPSHVDC調(diào)度模式是儲能UPS特有的工作模式。UPS5.5UPS5.6峰谷電價示意圖鉛炭電池，不會導致系統(tǒng)成本的明顯增加。從投資回報周期看，因為采用鉛炭電池代替鉛酸增加的費用，通常兩到三年內(nèi)可以收回，之后即為儲能盈利。鉛碳電池價錢原來鉛酸電池價錢電池增加成本每年節(jié)省電費電池生命周期節(jié)省電費所有節(jié)省電費減除鉛碳電池成本后收益9以電池增加成本計算，回本周期（年以鉛碳電池價錢計算，回本周期（年表5.1HVDC系統(tǒng)144KWh的電池利用起來，一方面可以實現(xiàn)電池健康狀態(tài)的檢測，另一方面，可以使消耗型的固56/平/1.030.70.36VDC14KWh30%0%2167（51，10210能系統(tǒng)(后面簡稱BBS)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的集中式不間斷電源(UPS)。一方面，傳統(tǒng)UPS的功能BBS6.1入機柜式分布式BBS，再接入電源框。機柜式分布式BBS作為機柜的儲能單元，在外接市BBS6.1機柜分布式儲能系統(tǒng)6.2務(wù)器實時功耗及業(yè)務(wù)負載狀況，進行動態(tài)功耗管控調(diào)度。底層硬件BBS是在傳統(tǒng)的BBSFirmwareBBS輯?？刂平涌谕ㄟ^標準化的RedFishAPI，方便應(yīng)用快速集成。6.2整體控制框架MDCIDC柜超電。這樣配置機柜功率的一個負面影響就是今天的數(shù)據(jù)中心普遍存在服務(wù)器上架密在現(xiàn)代處理器設(shè)計中都有很多功耗和性能動態(tài)調(diào)控的技術(shù)來適應(yīng)不同業(yè)務(wù)對功耗和性能的動態(tài)需求：比如nel至強處理器的功耗封頂oerCapping)以及動態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)DVIDC6.3機柜集群功耗控制BBSBBSBBS果將這部分能力納入到機柜層面的統(tǒng)一能源資源池并用來根據(jù)業(yè)務(wù)峰值功耗的需求做智能扛峰，整個機柜可以進一步大幅提升應(yīng)對動態(tài)峰谷的能力以及服務(wù)器上架密度。以一個額定功耗為8.810-152.2要機柜式分布式BBSBBSBBSBBSBBSBBS機柜層面的用電需求降低到原始的額定安全值以內(nèi)。BBS它可以增強最大化利用IDC或機柜實際建設(shè)功率來提升機柜上架率并最大化減少對業(yè)務(wù)的彈性能力。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心存在多種管理接口，DMTFRedfishAPI。WebWebRestful中心硬件管理架構(gòu)通常基于多種協(xié)議之上，比如服務(wù)器領(lǐng)域通常采用基于IPMI的帶外管理方式，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通常采用基于SNMP的管理協(xié)議，機柜供電設(shè)備采用485接口或者以太網(wǎng)接口。通過將這些接口統(tǒng)一到Redfish圖6.4Redfish下圖展示了一個利用Redfish規(guī)范實現(xiàn)機柜集群功耗管控的接口的例子。PowerControl是集群功耗配置策略，其中包含幾個部分，分別是功耗的實時測量PowerMetrics，機柜的功耗封頂配置PowerLimit，以及策略的使能狀態(tài)Status?？梢钥吹剑赗edfish的接口模型的功耗管控接口可以很方便的適用到服務(wù)器，機柜，甚至是6.5機柜集群功耗管控接口Hyperscale云計算數(shù)據(jù)中心必須提供高彈性供電技術(shù)來適應(yīng)云計算的高彈性、高伸計算公司達到營收平衡。公司云產(chǎn)品架構(gòu)部門在眾多候選技術(shù)中進行了評估，和Intel等廠商評估了分布式BBS和集群功耗管控的技術(shù)。該技術(shù)有以下優(yōu)點：BBS維時間，保障業(yè)務(wù)連續(xù)運行，防止出現(xiàn)客戶云服務(wù)中斷。在系統(tǒng)性電力不可恢復情況下，BBS分布式BBS可以簡化服務(wù)器的電源設(shè)計，降低單機成本。在資源池架構(gòu)下，可以給關(guān)鍵部件（如網(wǎng)絡(luò)接入交換