基于大容量储能接入的数据中心供电系统架构研究

张仁玉，朱发熙

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

数据中心属于能耗密集型行业，其用电量连续十几年保持两位数增长，预计到2025年将占社会总用电量的4%[1-3]。近几年新建的数据中心已经通过各种节能方式降低能源利用效率（Power Usage Effectiveness，PUE），提高数据中心的用能效率，但在整个数据中心的运营周期内，电费支出仍占总运营成本的90%左右[4]。因此有必要开展数据中心和储能结合的研究，一方面可以借助峰谷电价差降低总电费支出，另外也可以通过大规模储能参与电力辅助服务市场，协助大量新能源接入后的电网解决调峰、调频等难题。目前储能和数据中心结合的研究有利用数据中心给不间断电源配置的应急蓄电池兼做储能的方案[5,6]，也有单配置储能电池并结合光伏的方案[7,8]。但这些研究都集中在低压侧（0.4 kV），一则容量相对较小，储能系统备电时间太短，一般只有15 min，不容易出效益，二则储能系统的接入点过于分散，控制比较复杂，给运营调度带来很大的困难，因此总体效果不明显。本文提出一种储能系统和数据中心结合的新方案，即储能系统通过储能变流器（Power Cincersion Systent，PCS）和电力变压器将接入电压提升到10 kV，然后直接接入到数据中心供电系统高压侧（10 kV），这样不仅可以提高数据中心供电安全可靠性，还可以将储能系统规模做大，减少充放、电过程电源切换点，降低系统调度的难度。

1 备用电源方案分析

根据GB 50174—2017《数据中心设计规范》的要求，A级数据中心应由双重电源保障，并需要设置备用电源。……