数据中心应用

数据中心应用

伴随着越来越多高标准、高电力需求的数据中心项目的建设，作为备用电源的柴油发电机组容量要求越来越大，需要多台大功率柴油发电机组单机或并网才能满足负载需求，由于机组数量的增加需要建设独立的机房且与实际使用负载间距离也越来越远，多台低压柴油发电机组并联运行存在传输缺陷，为了能够更加安全、可靠地运行，采用高压机组无疑是较佳的选择。大功率柴油机、大容量高压发电机以及发电机控制技术的发展和完善，使高电压柴油发电机组的优势逐步显现，市场需求旺盛，成为解决大容量、较远距离传输、高智能、高可靠性备用电源的主要技术方案。

∎ 项目概述

北京某数据中心项目建筑面积约为13 473.4 m2，地上两层，地下两层，地上建筑面积约为8 599.74 m2，地下建筑面积约为4 873.66 m2，建筑高度12 m，建筑层高：地上5.7 m和4.7 m，地下6.6 m和4.0 m。

项目建筑功能定位主要为IDC数据机房，楼内具备必要的办公用房和配套设施，以及建筑基本使用功能的电力、空调、电梯机房等配套功能用房，项目建成后具备装机和办公条件。

∎ 柴油发电机组的配备

整个数据中心配电系统按照全部为一级负荷中特别重要的负荷方式建设，在满足两个独立电源供电（一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏）外，还另配置柴油发电机组作为备用电源。

柴油发电机作为通信局站及数据中心的后备电源，主要为UPS系统及空调负荷供电。UPS、空调的变频电机均为非线性负载，会产生大量谐波电流。由于柴油发电机的内阻比电网的等效内阻大得多，因此谐波电流对于发电机电枢绕组电势波形有不利影响，造成发电机输出电压畸变、电流谐振及频率振荡，从而降低柴油发电机的带载能力，尤其是非线性负载较大而发电机组容量又较小时，这种危害就更加明显。在后期工程选择UPS设备时，应选择IGBT整流UPS，降低系统谐波水平。同时还应通过动环监控系统与变配电设备统筹考虑，实现负载顺序加载、负载顺序减载、UPS功率缓启动与分时启动、加减载动态调整。

∎ 数据中心的运行分析

本工程柴油发电机组采用10 kV油机，使用并机运行方式，动力楼内配置的油机并机系统按终期配置，所有机组发电均送上10 kV油机母线段后集中送往10 kV高压配电系统进线端进行切换，由机组自身控制系统根据负荷量的大小调整机组启停。为保证油机投入可靠，每套并机系统需要配置1套自动化控制系统，具备与主电源自动切换、轻载自动停机、系统遥控及状态监视功能。

由于重要负荷在低压侧均为主备变压器带载，自动切换，故只有当两路10 kV市电均停电、备用油机自动启动后方可切换负荷。当市电停电后，柴油发电机组尚未启动之前，此段时间由电池室蓄电池组来保证向通信负荷供电。在市电恢复后，自动切换到市电供电，同时柴油发电机组控制器检测到市电恢复时发出停机信号。

为满足通信设备对供电系统不间断要求，本工程配置10 kV大容量通信专用自动化柴油发电机组作为备用电源，其容量按满足全部负荷配置。

本工程在北区室外设置8台额定容量不小于1 800 kW的室外10 kV柴油发电机组，构成1套8台“7 + 1”并机系统，分别接入高压Ⅰ段、Ⅱ段母线。本工程配置的油机配套设备均包含柴油发电机组自带的控制屏、启动电池、电池充电整流器、油机水套加热器和油机并机控制系统。单台油机箱体内除柴油发电机组本体外还包括：配套交流配电箱1台、控制箱1台、接地柜1台、蓄电池和充电整流器1套。室外油机降噪需满足GB 3096 - 2008《声环境质量标准》要求。

本工程在地下一层安装油机并机系统控制柜1套，直流操作电源1套。