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中心能源管控平台架构与功能
发布时间:2023-11-04

文摘:大多数数据中心能源综合利用效率提供参考。


关键字:数据中心;综合能源控制平台;结构和功能


数据集群。

加强节能降耗要求,在中心建设。

怎样减少数据中心的绿色电力供应。

实现能源综合调度和运行管理的数据中心能源站、冬奥村能源站、光伏系统等子系统交互;参考文献研究智能能源控制平台的结构和主要功能,主要功能包括多能实时监控、多能优化调度、能源销售一体化管理、智能运营维护、智能能源增值服务;参考文献研究机场智能能源平台架构和主要技术;参考文献包括资源管理、负荷监控、响应邀请、响应策略与控制、响应监控、响应分析、响应分析、响应效果分析、响应分析、响应分析等功能。

与工业园区能源控制平台相比,数据中心能源控制平台不能应用常规的园区能源控制平台,需要根据能源结构和能源供应方式对其结构和功能需求进行深入研究。


1用能结构分析


1.1用能需求

数据中心能源设备主要包括配电柜、不间断电源、交换机、服务器、供冷系统、环境监测等电力设施。其中,服务器和供冷系统占公园总能耗的80%以上。

根据统计,2020年中国数据中心用电量约占全社会用电量的2.7%,预计2023年用电量将继续增长66%。


1.2能源结构

能源生产侧:为了满足能源需求,大型数据中心可以建设风力发电场和光伏发电场作为绿色主供电源,园区布局分布式光伏进一步增加绿色能源供应。

能源传输方:风光电场连接公共电网后,可以通过中长期绿色电力交易给园区供电,也可以通过专线和特殊变化给园区供电。为了平滑新能源电场的贡献,新能源电场侧部署储能;为了增加公园负荷的调节能力,公园侧部署储能。公园集中供冷提高了供冷效率,可以回收IT设备的余热。

能源消耗侧:建造充电桩,挖掘计算能力、充电桩等负荷的调节能力,充分发挥综合能源的互济能力。


2能源供应方式分析

为了实现数据中心绿色低价供电,风光电场的绿色电源供应有两种方式:一种是先上公网,再通过中长期绿色电源交易供电;二是绿色专线供电方式。当风光电场分散,近期无法实现专线供电时,可采用中长期绿色电源交易模式;如果风光电场容易接入专线,公共电网同意作为园区备用,则专线可以接入园区供电。


2.1中长期绿电交易方式

中长期绿色电力交易模式是通过代理园区内的电力企业,作为参与绿色电力市场交易的整体代理人,通过源网存储协调控制和交易策略优化,大幅降低园区整体能耗成本。基本功能要求如下:

绿色电力中长期交易;聚合公园负荷降低公园整体成本。


2.2绿色专线供电方式

绿色专线供电方式是在物理层面新建输电专线,实现新能源绿色电力直供园区。由于新能源子系统通过园区综合能源控制系统统一对接电网调度系统,而不是直接连接到电网调度系统。因此,除了聚合园区负荷降低园区整体能耗需求外,专线供电模式还需要增加电网调度运行要求,具体如下:

(1)满足电网调度接入要求。景观电场采用专线接入园区,综合能源控制平台需与电网调度对接,接受调度操作指令。

(2)在公共电网具有额外调节能力的情况下,消耗风光电场多余的电量。


3能源控制平台架构

能源控制平台基于“互联网+”的理念,采用“微服务+容器”技术。通过与电力交易平台的互动,平台上层与电网调度系统以负载聚合商参与电网第三方辅助服务,代表园区企业参与中长期绿色电力交易。平台下层与风景储藏站系统与计算能力资源管理平台对接,交互风景储藏站的发电值和预测值信息,交互计算能力资源管理平台的数据任务分配和预测值信息。

具体说明平台分层架构如下,整体架构如图1所示。


图1数据中心综合能源平台架构图


4平台功能研究

根据数据中心的能源结构和能源供应模式,研究综合能源控制平台的功能需求。平台需要主动感知公园设备的状态和负荷信息,交互电源侧的发电和预测信息,计算能源资源管理平台的数据资源需求信息,通过绿色电力交易优化调度公园负荷,使新能源消耗率*高,能耗*低,能源消耗*经济。主要功能如下(与公园常规综合能源平台相同的需求不做重点研究)。


4.1能源需求预测

能源控制平台主动感知园区分布式发电、储能和各种负荷的状态和电量。其中,风光电场的电量是通过风光电场站系统交互获得的,无需增加采集和通信设备。

新能源发电预测;公园分布式能源发电预测;电力负荷监测与预测;冷负荷监测与预测


4.2绿电代交易

电力市场交易、风光储存节点电价、负载市场电价购买等综合信息的实时监控和预测评估。基于历史、现状和未来预测分析,动态评估源荷双方绿色电力中长期交易实施情况,分析评估偏差评估成本和违约评估风险收益,结合源网存储的综合状态和调节能力感知信息,优化智能决策,提出源荷互动实现绿色电力交易的优化决策实施策略,*最大限度地实现智能绿色大数据产业园项目的整体效益。

该平台可以统一代理用户与电力市场的交易,主要实现信息发布、客户管理、协议管理、电力预测、需求申报、交易管理、代理交易、结算管理、用户账单管理、收付管理等功能。


4.3能效管理

动态控制园区整体电能利用效率PUE、WUE的水利用效率、作为园区运营和评估指标,优化园区用能策略,如碳排放等关键能效和碳排放指标。

能源消耗监测的功能一般包括能源效率和碳排放监测、能源效率分析、能源分析、能源效率评估、碳审计等。与常规园区的能源效率监测相比,数据中心的评估指标。


4.4运营管理

作为园区平台的一种,数据中心综合能源管理平台的运营管理与普通园区平台相似,通常包括设备管理、智能运维(设备监控与报警、巡检运维、故障判断等)。)、能源测量、运维托管等功能。


5安科瑞能耗统计分析(能源管理)解决方案


5.1概述

建立高效的能源消耗监测管理系统,实时测量建筑各种能源消耗设备的能源消耗数据,统计分析采集数据。能够合理确定各地区建筑能源消耗经济指标和绩效考核指标,发现能源使用规律和能源浪费,提高人们积极节能意识。

① 构建数据中心智能能源管理系统的基本框架,实时监控各用能环节;

② 排碳数据化:通过系统可以实现建筑单位人均能耗分析(包括水、电、能),实现低碳办公数据化;

③ 区域能效比:实现建筑单位区域能耗对比,方便能耗评估;

④ 同期能效比:实现同年、同期、同区域能耗对比,便于节能数据分析;

⑤ 能源消耗评估管理:按照能源消耗定额标准约束值、标准值、指导值分析单位面积能源消耗和人均能源消耗指标;

⑥ 能源消耗竞争排名:比较各功能区域的能源消耗,实现能源消耗排名,增强员工的节能意识;

⑦ 综合分析、统计、打印和查询能源消耗的使用数据,根据能源消耗监测管理系统的需要,可以选择不同风格的报表打印。为能源消耗运营管理部门提供可靠依据;

⑧ 能源消耗数据采集,随时查询,根据采集数据进行统计分析,监测异常能源消耗,报警能源智能仪器故障,提高系统信息化和自动化水平。


5.2平台部署硬件选择



6结语

由于绿色电源的供应方式(绿色电源交易或绿色电源直供),社会对数据中心、具有大容量储能、能耗控制、计算能源和电冷负荷相互映射、可调节等特点,平台功能需求与工业园区平台有很大不同。

本文首先分析了数据中心的能源结构和能源供应模式,明确了平台建设的边界和互动系统,并根据互联网思维构建了平台架构。平台上层与电网调度系统和电力交易系统互动,下层与风景储场站系统和计算能力资源管理平台互动。

然后,根据能源利用和运行特点,研究平台的主要功能,包括:考虑绿色电力供应模式的不同,研究绿色电力交易需求功能;考虑计算能力资源的动态可调性,研究能源控制平台与计算能力平台的互动,优化源存储的互动调度;考虑计算能力与电冷负荷的紧密互动,研究设备的动态感知和预测;考虑数据中心能耗控制指标的要求,研究能效管理的要求。

基于实际需要,本文提出的结构和功能研究为平台开发奠定了基础,避免了数据中心绿色高效的使用。




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[7]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版.



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