日前,伊頓應邀出席以“乘風破浪新基建,數據賦能新時代”為主題的第八屆 2020 數據中心標準峰會。大會聚焦“新基建基礎設施建設”、“數據中心節能創新”、“數據中心高可靠性供配電”、“數據中心網絡技術”等重點應用和關鍵問題。伊頓在本屆大會中攜“伊頓綜合能源解決方案”亮相,為數據中心產業技術創新提供持續動力支持。
新基建乘風破浪-數據基石驅使供電變革
2020 年是新基建元年,數據中心作為數字經濟的命脈,在新基建發展建設過程中有著舉足輕重的重要作用。伊頓作為全球動力管理公司,將全力以赴,以關鍵基礎設施賦能“新基建”。
會上,伊頓電源大中華區應用技術總監王偉發表《數據中心供電制式的發展與伊頓綜合能源解決方案》主題演講,展示伊頓在保障數據中心高可靠性供電和節能降耗所做出的創新,得到了業界諸多參會嘉賓的高度認可與好評。
伊頓電源大中華區應用技術總監 王偉
王偉表示:“隨著互聯網、云計算、AI 等應用數據的爆發式增長,數據中心的規模與數量正在急劇擴大,這對數據中心建設與運營成本等重要指標提出了更高的要求,綠色節能、快速部署、靈活擴展將成為數據中心發展的主旋律。”
王偉對供電制式的發展歷程進行了總結,并對目前主要供電制式在數據中心節能方面的成果進行了詳細分析。
供電制式的前世與今生:
數據中心 UPS 雙變換供電制式:380V 交流輸入、380V 交流輸出,具有三條供電路徑的“全交流配電架構”(二級變換技術),通過塔式一體機并機或模塊插拔機結構,可實現靈活的容量配置與客戶化的自主運維,整機效率目前最高可達 97%。
數據中心高壓直流 HVDC 供電制式:380V 交流輸入、240V 或 336V 直流輸出,具有兩條供電路徑(無應急路徑)的“交直流混合配電架構”,采用模塊化插拔結構實現客戶化的自主運維,由于必須采用三級變換模塊技術,目前模塊峰值效率僅為 96%。
數據中心中壓直流 MVDC 供電制式(即巴拿馬電源):10kV 中壓交流輸入、240V 或 336V 直流輸出,具有兩條供電路徑(無應急路徑)的“交直流混合配電架構”,但該供電制式在 HVDC 制式的基礎上創新地采用了 36 脈沖中壓變壓器作為 PFC 抑制與電氣隔離,提升了高壓直流模塊的變換級從三級變為二級,從 10kV 到輸出端的整機峰值效率據說可達 97.5% (注:20% 負載率時可達 96.5%)。
數據中心交流直供供電制式:380V 交流輸入、380V 交流輸出,具有三條供電路徑的“全交流配電架構”,創新地應用了“零級變換技術”,能夠在不受負載率變化的影響下,整機效率保持在 99%(注:從 10kV 到輸出端的效率為 98%)。
除上述主流供電制式外,王偉還為現場嘉賓介紹了微軟、Facebook 以及 Google 等世界級數據中心對供電架構的探索。這為“新基建”浪潮下,數據中心供電系統的優化與升級,提供了十分重要的技術經驗與發展方向。
順應時代趨勢伊頓交流直供-供電制式應運而生
針對伊頓提出的數據中心交流直供供電制式的技術與應用,王偉做了詳細介紹,該技術基于采集的供電數據進行 AI 推算:
在數據中心 99% 以上的供電時間內(市電穩定且質量較好),自動控制 UPS 整流/逆變器處于休眠狀態,由系統靜態旁路來帶載,能夠提升系統效率至 99% 以上;在市電出現故障時,能在小于 2ms 的時間內切換至在線雙變換模式,保障系統的可靠性。
目前,基于伊頓交流直供專利技術的這一供電制式在全球大型數據中心的 IT 系統、動力系統以及精密制造系統中都獲得了廣泛的應用。
近年來,高壓直流 HVDC 供電以其可靠、節能等特點被大型 IDC 用戶所津津樂道,但王偉認為,除了滿足這些基礎性能以外,供電制式還需要在數據中心全域負載的普適性、安全性方面滿足用戶的全面需求,而伊頓交流直供供電制式恰恰在所有這些方面都實現了技術融合。
1、IT 設備供電
HVDC 的直流輸出通常無法對數據中心全部 IT 設備進行供電,如部分網絡通信設備;但交流輸出完全能支持所有 IT 設備的供電需求。
2、動力系統設備供電
HVDC 的直流輸出無法給風機、冷機水泵、變頻器等數據中心動力系統供電;但交流輸出能直接為數據中心的絕大部分動力系統提供供電支持。
3、安全操作
在 HVDC 直流配電的分斷安全測試實驗中,原交流服務器輸入端的撥動開關直接采用直流供電,分斷直流電時將會出現拉弧、燒毀或燃燒等現象;在交、直流 PDU 分斷實驗比較中,分斷直流電時也出現了拉弧、燒毀等現象。
伊頓數據中心-綜合能源解決方案節能更高效
伊頓以百年的悠久歷史與技術實力,為數據中心持續提供高穩定、高可靠的電力保障。通過對關鍵指標進行測試,建立全生命周期管理檔案,確保供電系統時刻處于可靠、穩定狀態;同時在數據中心的全生命周期內節約能源,保護環境和減少污染,為企業可持續發展提供助力。
伊頓綜合能源解決方案,基于伊頓在 UPS 系統一直以來領先的核心控制技術,融入了智能化儲能技術,結合 AI 算法引擎,創新地實現了多種供電制式下的能源雙向控制。在數據中心供電中首次實現了能源管理功能,可以在實時保護負載的前提下,結合電網指令將額外電池能量反饋回電網,通過人工智能調控技術實現削峰填谷和頻率補償功能,從而幫助數據中心完成從能源使用者向能源管理者的角色轉換。
在“新基建”面前,伊頓用數據說話-節能減排,持續穩定
伊頓 UPS 與鋰電的應用,在北美數據中心中擁有超過 30% 的市場份額。從而減少大型數據中心對發電機的使用以及維護保養,有效降低運營費用與廢氣排放,滿足了當地能源法規和節能要求。
及時反饋,助力企業降本增效
伊頓綜合能源解決方案可根據實際需要靈活制定儲能計劃,幫助客戶從能源消耗者向能源資產管理者轉變,并根據電網、公共事業等需求及時進行能量反饋,降低用電成本;同時還能根據電網頻率的波動進行實時穩頻控制,保障電網供電頻率穩定性。
優勢技術節能 50% 以上
伊頓綜合能源解決方案,正在嘗試以鋰電池、燃料電池替代傳統柴油發電機備用系統的方案,使柴油發電機這一數據中心占地巨大的“昂貴而又長期閑置的固定資產”變成數據中心持續盈利的優良資產。同時,伊頓獨特的浸泡式冷卻系統電源,使 IT 房占地面積僅為傳統設計的 1/10,而能耗卻能夠節省 50% 以上。
現在,我們處于以數據中心為基礎核心的“新基建”建設與發展階段,作為全球動力管理公司的伊頓也必不負所托,將以創新的綜合能源解決方案為數據中心發展提供全面的動力支持。未來,伊頓將繼續砥礪前行,通過與人工智能、機器學習和大數據等處理技術相結合,讓供電更“綠色”、讓能源“可持續”。