Tại sao hệ thống lai SVG và TSC trở thành tiêu chuẩn vàng để cung cấp năng lượng trong các trung tâm dữ liệu?

Trong thời đại kỹ thuật số, hoạt động ổn định của các trung tâm dữ liệu đã trở thành hỗ trợ cốt lõi cho hoạt động bình thường của xã hội hiện đại. Là cơ sở hạ tầng hỗ trợ xử lý và lưu trữ dữ liệu quy mô lớn, các trung tâm dữ liệu có yêu cầu cực kỳ cao về chất lượng điện. Các công nghệ bù năng lượng phản ứng truyền thống không còn có khả năng đáp ứng nhiều nhu cầu của các trung tâm dữ liệu hiện đại để đáp ứng động, triệt tiêu hài hòa và tối ưu hóa hiệu quả năng lượng. Sự xuất hiện của một hệ thống lai kết hợpSVG (Trình tạo VAR tĩnh)Và TSC (Tụ điện chuyển đổi thyristor) đã mang đến một bước đột phá mang tính cách mạng cho lĩnh vực này và đang dần trở thành tiêu chuẩn vàng cho các hệ thống cung cấp năng lượng của trung tâm dữ liệu.

Những thách thức đặc biệt trong cung cấp điện cho các trung tâm dữ liệu

Hệ thống cung cấp năng lượng của các trung tâm dữ liệu phải đối mặt với nhiều thách thức độc đáo. Các tải như cụm máy chủ, thiết bị lưu trữ và công tắc mạng có các đặc điểm phi tuyến tính cao, tạo ra một lượng lớn ô nhiễm hài hòa. Những sóng hài này không chỉ dẫn đến sự suy giảm chất lượng điện năng mà còn có thể gây ra quá nhiệt, tuổi thọ rút ngắn và thậm chí mất điện bất ngờ. Trong khi đó, tải trọng trong các trung tâm dữ liệu dao động mạnh, với những thay đổi đáng kể xảy ra trong vòng một phần nghìn giây. Các thiết bị bồi thường công suất phản ứng truyền thống rất khó để đạt được sự theo dõi nhanh chóng và quy định chính xác.

Hơn nữa, hiệu quả sử dụng sức mạnh (PUE) của một trung tâm dữ liệu, một chỉ số chính về hiệu quả năng lượng, có liên quan trực tiếp đến chi phí hoạt động. Sự lưu thông không hiệu quả của công suất phản ứng làm tăng tổn thất đường dây và giảm tốc độ sử dụng của máy biến áp, do đó tăng chi phí điện vô hình. Thậm chí nghiêm trọng hơn, điện áp chùng xuống hoặc nhấp nháy có thể khiến thiết bị CNTT khởi động lại, dẫn đến tổn thất kinh tế không thể đo lường được. Các yếu tố này áp đặt tập thể các yêu cầu nghiêm ngặt đối với hệ thống cung cấp năng lượng của các trung tâm dữ liệu và đã thúc đẩy sự phát triển công nghệ của hệ thống lai SVG+TSC.

Lợi thế sức mạnh tổng hợp kỹ thuật của SVG và TSC

Là một thiết bị bù động bao gồm các thiết bị điện tử công suất hoàn toàn có thể điều khiển được, SVG có tốc độ phản hồi ở mức độ nghìn giây và khả năng điều chỉnh bước liên tục. Nó sử dụng công nghệ điều chế PWM và có thể đồng thời đạt được bù công suất phản ứng và kiểm soát hài hòa. Dòng điện đầu ra duy trì mối quan hệ pha chính xác với điện áp hệ thống. Đặc điểm này làm cho nó đặc biệt phù hợp để xử lý các biến động nhanh chóng của tải trung tâm dữ liệu và nó có thể có thể chống lại công suất phản ứng cảm ứng hoặc điện dung thời gian thực, duy trì hệ số công suất trên 0,99.

TSC kiểm soát chính xác việc chuyển đổi các tụ điện thông qua các thyristor, có chi phí thấp và công suất lớn. Sự đổi mới cốt lõi của nó nằm trong công nghệ chuyển đổi không vượt qua, có thể ngăn chặn dòng điện tăng được tạo ra trong quá trình hoạt động của các tiếp xúc truyền thống. Mặc dù tốc độ phản ứng của TSC nằm trong khoảng từ 10 đến 20 mili giây, không nhanh bằng SVG, nhưng nó có hiệu quả kinh tế đáng kể hơn trong bù công suất cơ bản công suất lớn. Khi SVG và TSC được kết hợp thành một hệ thống lai, SVG chịu trách nhiệm bù nhanh cho các thành phần dao động tần số cao, trong khi TSC chịu trách nhiệm bồi thường cơ sở trạng thái ổn định. Cùng nhau, họ tạo thành một kiến trúc bổ sung và hợp tác.

Giá trị độc đáo của sự kết hợp này nằm ở sự cân bằng hoàn hảo giữa hiệu suất năng động và kinh tế. SVG bao gồm nhu cầu bồi thường thoáng qua ở mức 10% -20% công suất định mức, làm giảm đáng kể chi phí đầu tư của các thiết bị điện tử điện; TSC cung cấp 80% -90% khả năng bồi thường chính, sử dụng công nghệ tụ điện trưởng thành để giảm chi phí chung. Thuật toán thông minh của hệ thống này tự động tối ưu hóa chiến lược hoạt động và có thể duy trì hiệu ứng bồi thường tốt nhất trong mọi điều kiện tải.

Bước đột phá hiệu suất chính của hệ thống lai SVG + TSC

Về mặt kiểm soát hài hòa, hệ thống bù lai của SVG và TSC vượt trội so với các giải pháp bồi thường truyền thống và có hiệu suất vượt trội. SVG có thể chủ động tiêm một dòng bù với biên độ bằng và pha ngược lại với dòng sóng hài, do đó đạt được tốc độ lọc trên 95% cho các sóng hài thứ 5, 7 và các sóng hài điển hình khác. Về mặt kiểm soát hài hòa, hệ thống lai của SVG và TSC vượt trội so với các giải pháp truyền thống với hiệu suất vượt trội. SVG có thể chủ động tiêm một dòng bù có biên độ bằng và pha ngược với dòng điều hòa, đạt tốc độ lọc trên 95% cho các sóng hài đặc thứ 5, 7 và các sóng hài đặc tính khác. So với các bộ lọc thụ động thuần túy, nó không đưa ra rủi ro cộng hưởng và có thể theo dõi các thay đổi hài hòa một cách thích ứng. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy hệ thống lai có thể làm giảm THDI (tổng độ méo sóng hài) của hệ thống phân phối năng lượng trung tâm dữ liệu từ hơn 15% xuống trong phạm vi 3%, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của tiêu chuẩn IEEE 519.

Kiểm soát ổn định điện áp là một lợi thế đáng kể khác. Khi các thiết bị năng lượng lớn trong trung tâm dữ liệu bắt đầu hoặc dừng lại hoặc khi có lỗi mạng cung cấp điện, hệ thống lai có thể cung cấp hỗ trợ năng lượng phản ứng ngay lập tức. SVG có thể phản ứng với các dao động điện áp trong vòng 1/4 của một chu kỳ. Chức năng của SVG để điều chỉnh nhanh đầu ra công suất phản ứng duy trì tính ổn định của điện áp xe buýt và giữ độ lệch điện áp trong phạm vi ± 1%. Khả năng đáng chú ý này có hiệu quả tránh các lỗi thiết bị do giảm điện áp đột ngột. Chẳng hạn, một trường hợp ứng dụng của một trung tâm tính toán cực độ cho thấy sau khi triển khai hệ thống lai, tỷ lệ lỗi liên quan đến điện áp trong hệ thống giảm 82%.

Ở mức độ tối ưu hóa hiệu quả năng lượng, thuật toán lập lịch thông minh có thể đảm bảo rằng hệ thống lai của TSC và SVG luôn hoạt động tại điểm hiệu quả tối ưu. Bằng cách liên tục theo dõi các thay đổi tải, hệ thống này sẽ tự động chọn chế độ bồi thường kinh tế nhất, nghĩa là sử dụng SVG trước trong điều kiện tải nhẹ và điều phối sự tham gia của TSC trong điều kiện tải nặng. Dữ liệu đo lường thực tế từ trung tâm dữ liệu của nhà điều hành cho thấy sau khi áp dụng hệ thống lai, chi phí điện hàng quý đã giảm 150.000 nhân dân tệ, giá trị PUE được cải thiện 0,08 và thời gian phục hồi đầu tư đã được rút ngắn xuống còn 2,3 năm.

Các ứng dụng công nghiệp và sự phát triển trong tương lai

Hiện tại, nhiều nhà khai thác trung tâm dữ liệu hàng đầu trên toàn thế giới đã áp dụng giải pháp lai SVG + TSC. Chẳng hạn, một gã khổng lồ điện toán đám mây quốc tế nhất định đã triển khai 8 bộ 10 kilrovolt/± 20 megavolt-ampere trong các trung tâm dữ liệu trung tâm khu vực của nó, làm giảm thành công PUE của hệ thống từ 1,45 xuống còn 1,32. Điều đặc biệt đáng chú ý là các hệ thống này cung cấp hỗ trợ năng lượng phản ứng nhanh trong quá trình chuyển đổi máy phát điện diesel và tránh mất điện từ 0,4 giây hoặc ít hơn, đảm bảo rằng các hoạt động kinh doanh quan trọng không bị gián đoạn trong quá trình chuyển đổi.

Hướng tiến hóa công nghệ tập trung vào ba chiều. Ở cấp độ vật liệu, việc áp dụng các thiết bị năng lượng silicon cacbua (SIC) sẽ làm giảm 70%mất SVG, cho phép tần số chuyển đổi cao hơn để cải thiện độ chính xác của bù sóng hài. Về mặt thuật toán kiểm soát, việc giới thiệu công nghệ đôi kỹ thuật số cho phép gỡ lỗi ảo và bảo trì dự đoán. Một hệ thống thử nghiệm đã đạt được cảnh báo sớm về các lỗi lão hóa tụ điện trước 72 giờ. Sự đổi mới trong kiến trúc hệ thống được phản ánh trong sự biến đổi tôpô của "TSC tập trung SVG + phân tán", trong đó các đơn vị SVG nhỏ được nhúng trong đầu tủ để bù tại chỗ, làm giảm đáng kể lưu thông dòng điện phản ứng trong mạng lưới phân phối điện.

Khi các trung tâm dữ liệu tiếp tục phát triển theo mật độ và trí thông minh cao hơn, hệ thống lai của SVG và TSC sẽ tiếp tục được cải thiện. Giá trị của nó không chỉ nằm trong việc tăng cường các thông số kỹ thuật, mà còn trong việc cung cấp một sự đảm bảo "vô hình" nhưng mạnh mẽ cho chất lượng điện của cơ sở hạ tầng kỹ thuật số. Giải pháp này, tích hợp công nghệ điện tử và thuật toán kiểm soát thông minh, đang xác định lại các tiêu chuẩn độ tin cậy cho nguồn cung cấp năng lượng trung tâm dữ liệu. Vị trí vàng của nó khó có thể bị thách thức trong thập kỷ tới. Nếu bạn quan tâm đến sự phát triển trong tương lai của hệ thống bù năng lượng phản ứng thông minh, vui lòng mong đợi những nỗ lực mà Geyue Electric sẽ thực hiện trên con đường này:https://www.geyuecapacitor.com/, các kỹ thuật viên chuyên nghiệp của chúng tôi đang chờ tin nhắn của bạn tạiinfo@gyele.com.cn.