数据中心柴油发电机组功率选择详解

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数据中心柴油发电机组功率选择详解

2024-07-12 09:36| 来源: 网络整理| 查看: 265

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前言

柴油发电机系统作为数据中心广泛采用的应急电源之一。在市政断电的突发情况时,数据中心的UPS或高压直流后备蓄电池进入放电模式,保持IT设备供电的连续性。与此同时,数据中心配置的柴油发电机组迅速启动、完成并机,向整栋数据中心提供电力保障。合理配置柴发系统决定了设备不间断供电的安全、可靠、长久。数据中心前期设计规划过程中,应根据数据中心外市电引入容量,配置柴油发电机组作为灾备应急供电保障。下面我们细讲柴油发电机的功率选择。

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标准参考

往复式内燃机(RIC)驱动的交流柴油发电机组参照国家标准GB/T 2820和国际标准ISO 8528 。大型数据中心(IDC)在配电设计时柴油机组时应参考此标准。在标准规定了四个功率,应急备用功率(ESP)、基本功率(PRP)、持续功率(COP)和限时使用功率(LTP)。除了这些标准规定的四个功率以外,绝大数发电机组特别是发动机厂家会有自定义的功率。

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传统功率定义

现在很多的招标文件以及客户、厂家们会提供这样两个功率:一个是长行功率,一个是备用功率。这是一个长期行业使用的功率定义,在现行的标准中是找不到的。

写着大致等于是因为长行功率、备用功率的行业通行理解和国标PRP、ESP功率的定义有所区别,当然这个区别不是很大。在这种传统的习惯功率定义下,应该说,整个行业里,还有些不成文或是成文的规定。比如,几乎没有一个厂家会和用户说有些事实,举一个简单的例子,大部分说长行功率每12小时允许超载10%,但累计不超过一小时,绝大多数厂家都会这么写的。

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应急备用功率(ESP)

在24小时的运行周期内允许的平均输入功率不大于ESP的70%,除非是往复式内燃机制造商另有规定。平均负荷系数,是通过计算复合情况和持续时间来计算,实际的计算是通过复合乘以持续时间累加来的。简单的说就是24小时内的平均输出功率。

在谈到长行功率和备用功率的时候,厂家都不会告诉终端用户他们的机组的长行功率和备用功率之外,他们还有一个附加条件,就是在24小时内,他们的平均负荷系数不超过多少,比如,国标规定的是不超过70%,实际上各个 厂家在这个参数上是不一样的。

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基本功率(PRP)

我们日常接触的除了应急备用功率(ESP)外,更多的是基本功率(PRP)。绝大多数的发动机组制造商,他们产品的长行功率,跟ESP在运行时间的区别,ESP是在全年限制不超过200小时,PRP是没有限制的,但排除维修间隔和维修保养间隔。按原来的说法,长行功率是可以超载10%的,实际上在国标和国际标准里并没有要求10%的超载,但绝大多数厂家都可以提供10%的超载。PRP的24小时平均符合系数,国标也是70% 。

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持续功率功率(COP)

PRP、ESP这两个功率定义,24小时内的平均功率系数不能超过额定功率的70%。

运行时间没有限制,并且运行时可以完全按照100%负荷,一年365天连续运行。这就引出了另一个功率,持续功率(COP)。

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限时运行功率(LTP)

限时运行功率(LTP)实际上和COP的最大区别,每年最多运行500小时,也就是说,按照100%的平均功率的话,他们每年不超过500小时。

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自定义功率

对于发电机组制造商或是发动机制造商来说,他们也会根据终端用户的情况制定一些他自定义的功率。比如,对发动机组来说,像数据中心的应用和半导体制造的应用中,他的负载是接近恒定的,也就是说负荷变化率不大。

针对于此,大型的机组制造商或是发动机制造商它提供了专用的数据中心专用功率。比如说这张图第13页,就是MTU提供的数据中心专用功率。然后你会发现,他的右边第一栏,他的整个的每年的运行时间是没有限制的,他的平均负荷系数只要小于100%,同时它提供了每12小时超载10%的超载能力。

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数据中心功率选择

A级数据中心发电机组应连续不限时运行,发电机组的输出功率应满足数据中心最大负荷的需求。按照国标的标准,那么只能选择COP功率,是要在全年不限时的运行。比如数据中心的最大平均负荷要求1000千瓦,对发电机组的要求就是每天24小时每年365天连续按照100千瓦运行。发电机组必须具备满足这样的能力,对应的功率就是COP功率(1000千瓦)。

数据中心专用功率,他的运行条件接近于COP的运行条件。数据中心的运行条件比COP的运行条件好很多。一些大品牌厂家提供机组的数据中心专用功率远大于COP功率,几乎绝大部分等于他的PRP功率,比COP功率大10%。大概是10%,当然不排除可能某个型号或厂家是不一样的。

数据中心的负荷和COP的运行条件有什么区别呢?根本的区别就是突加载和突卸载。数据中心包括空调、UPS,这些是发电机组直接带的负荷,这些负荷他们都有一个非常重要的功能,就是“软启动”。对发电机组来说,负荷是缓慢加上来的,而不是0到50%突然加上来的,对发电机组的工况会有非常好的改善。(转载请注明来源:数据中心的那些事)



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