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数据中心电池解决方案

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-09-27 13:01:20 * 浏览: 11
针对现代绿色数据中心对蓄电池的要求,提出了数据中心蓄电池的解决方案和应用趋势。随着信息时代的到来,数据中心的大规模建设,计算机的迅猛发展以及通信设备的大量使用,不间断电源系统已成为满足数据中心供电质量的核心部分。受到用户关注。其中,电池是整个电源系统中最重要的组件之一,并且是整个电源系统的“最后障碍”。但是,当前的数据中心备用电池通常使用浮充备用电池。电池容量大,体积大,功耗低,成本高,一致性差,使用寿命短等已成为绿色数据中心发展的主要障碍。 1数据中心备用电源解决方案(1)数据中心高倍率电池的应用与传统的通信电池相比,数据中心高倍率电池更注重高倍率和短时放电。业界的数据中心产品主要以小时为单位来关注备用电源。该级别正在向分钟级发展,备用电源产品具有以下特征:①高功率:相同速率可以释放更多容量,并具有短期电源性能更好。 15分钟的速率可以释放超过50%的电量,这相当于普通电池在1小时内释放的电量。在这种电池的设计中,主要是通过减小电池的内阻,减小每个环节的电压降,减慢电池的极化速度以及提高活性材料的利用率。电池的内阻包括栅极的内阻,铅膏的内阻,栅极与铅膏之间的界面阻抗,隔膜电阻,电解质电阻等,电池的极化和电极板的表面积,隔板的厚度,电极组间距和其他因素有关,活性材料的利用率与电极板的厚度和电解质的浓度等因素有关。 ②高安全性:安全性是数据中心中最重要的问题。当整个电源系统需要对电池进行大电流充电和放电时,不得使电池模块过热,并且端子不得过热,塌陷或熔化的密封胶。经过验证和测试后,以确保满足当前的承载能力要求。另外,普通电池容易出现外壳膨胀,漏液等问题。在这种情况下,产品需要有针对性的解决方案以防止泄漏并实现高安全性和稳定性。 ③寿命长:普通电池寿命短,失效快。高速率电池产品在网格合金,铅膏配方,高性能隔膜,高强度外壳材料,电池结构等方面进行了优化,并且电池设计寿命可延长至15年以上。 ④高一致性:数据中心供电系统的一般电压等级在240V以上。如此高的电压需要串联多个电池。除了设计因素之外,高速率电池的性能还比制造过程的一致性控制更为重要。最大的关系是高速率电池产品的自动化程度要高于普通产品。每个环节都实现了机械化和精细化生产。产品各部分的精度大大提高,并且产品的一致性可以提高50%以上。 (2)锂离子高压直流系统的应用。随着技术的不断进步,锂离子电池的安全性不断提高,成本不断下降,可用性和经济性不断提高,锂离子电池备用系统正在迅速成为数据中心的解决方案。备用电源的问题包括:①智能监控BMS系统统一管理,实现智能电池管理;②能量转换率高,小容量系统可以满足大电流放电需求;③相同的节能减排负载,系统可以有效减少系统容量配置。 ④安装维护方便,采用并联方式,系统扩展方便。无需建立单独的电池室,与主要设备零距离接触,并且可以节省20%以上的综合建设和运营成本。 (3)储能+备用电源服务的应用根据中国数据中心节能技术委员会的数据,2016年中国数据中心的总功耗超过1108亿千瓦时,2017年达到120至1300亿千瓦时,超过了三峡。 2017年大坝总发电量(976.05亿千瓦时)和葛洲坝电厂的发电量(2017年葛洲坝电厂190.5亿千瓦时)之和。在IDC业务成本中,电力成本约占总成本的50%,并且在逐年贬值后仍占总成本的约30%。降低运营电费是降低IDC年度运营成本的关键。数据中心采用储能+备用电源服务的运行计划,并在数据中心使用铅碳电池组作为储能电源。从单纯提供产品到提供储能+备用电源服务的转变已经实现了IDC领域的高峰和低谷。储能的应用可以达到节能,减排,降低企业电力生产成本的目的,开辟了一个稳定,潜力更大的市场。图1显示了有和没有储能系统时的电网功率需求。以江苏省为例,储能系统的充电和放电周期:在谷值时段,储能系统以低价充电,而在高峰(或高峰)时段则使储能系统放电,减少这段时期的电网耗电量,不仅可以减少电网的高峰时段用电,而且公司可以利用峰谷价差来减少电力支出,从而获得收入并恢复项目储能系统的投资。表1列出了江苏省工业用电的高峰和谷底分时电价清单。图2是系统运行阶段的高峰和谷底电价的示意图。表2进一步显示了备用电源系统的操作模式。备用电源系统的运行模式是通过使用谷底功率,固定功率和峰值功率周期之间的电价差来设置的,以实现更大的经济效益。调峰系统每天完成一个充放电循环,即完成了在低电价区储电(电池充电)并在高电价区放电的过程,可以通过电价差。储能+备用电源与传统备用电源相比,初期投资略高。但是,从投资回报的角度来看,使用数据中心能量存储+备用电源以及使用削峰和填谷可以达到在生命周期内获利的目的。储能系统的使用寿命越长,经济利益就越大。 2结束语互联网技术,云计算,云存储,大数据及其他相关新互联网服务的应用和快速发展,数据中心已进入大规模建设阶段。我们需要积极探索和发现不断增长的能源新世界。介绍数据中心高速铅酸蓄电池的性能特点,高压直流锂电池在数据中心的应用以及数据中心储能+备用电源的应用方式。基于以上产品的高倍率,高安全性,高一致性,长寿命,智能化集中监控,便捷的安装维护,高性价比,节能减排的基础,必将成为未来的主要解决方案之一IDC和UPS系统备用电源。一。关于作者杨宝峰,现任S轮值主席黄登集团有限公司,高级工程师,2017年全国轻工业劳动模范,国家电工学会铅酸电池技术委员会副主任委员,全国电池工业专家委员会委员化学和物理电源工业协会。工业和信息化部泰尔认证中心技术委员会委员,主持或参加了12项省部级项目,获得省部级科技进步二等奖和一等奖。