施耐德电气发布微电网白皮书助力数据中心克服三大挑战
- 2020/12/21 8:49:46 17080
- 来源：施耐德电气
【仪表网 仪表企业】在数字化转型大行其道的今天，数据中心通过提供不断的算力和存储，驱动着数字化的车轮滚滚向前。数据中心是数字化时代的核心基础设施，而安全稳定的供电，则是保障数据中心7x24小时稳定运行的关键。数据中心通常所接入的电网中，往往存在着供电不稳定的因素。如何解决和抵御电网供电不稳定的问题，成为许多机构和企业不断探索的难题。
同时，在探索提供稳定供电的道路上，托管服务提供商数据中心的运营人员还往往面临着弹性不足、成本飙升，以及可持续发展方面的考验。是否能找到一种解决方案，既能帮助数据中心进一步提高正常运行时间，又能减少能源消耗并大限度降低碳足迹呢？
能源管理与自动化领域的数字化转型专家施耐德电气近日发布名为《如何利用微电网提高数据中心弹性、优化成本以及增加可持续性》的白皮书，详细介绍了微电网如何使用高级分析方法对能源资产(发电机组、冷热电联产、可再生能源、负荷)进行智能化管理；如何通过可行性研究优化微电网设计；如何利用模块化架构简化设计和安装；以及如何通过融资方案、激励措施和运营模式帮助降低风险和实现收益大化。
弹性、成本、可持续，数据中心运营的三大挑战
对于计算机实验室、数据网络配线间和大型机房，从早期的计算功能开始，具有快速恢复能力的高弹性电源基础设施就已成为重中之重。它们都在随着计算能力的升级，来同步提升其电源基础设施。随着互联网和网络时代的到来，我们对算力的需求快速增长，此前的计算基础设施的体系架构也演变为今天的数据中心。如今，的数据中心行业都面临着许多基础设施方面的挑战。其中，三个与能源相关的问题亟待运营人员来解决：弹性、成本和可持续性。
数据中心通常采取的电力恢复策略是提供备用发电机。但当电网发生中断时，数据中心的备用发电机却往往不能如期启动。由于这些因素，依靠电网来提供所有的主电源会增加运营风险。即使部署了UPS不间断电源，但从长期来看仍需要确保更高的弹性。
数据中心7x24小时全天候运行，能源成本也是数据中心运维人员关注的焦点。数据显示，数据中心是能源消耗大户，多达2%的电网电力专门用于支持数据中心，而大约50%的数据中心运营支出(不包括IT设备)是电力成本。要进一步降低数据中心的能源成本，需要降低来自电网的能源成本或以低于电网能源的成本来生产能源。这已经成为数据中心运维亟待解决的问题之一。
此外，可持续发展已经成为了数据中心行业需要担负的社会责任。然而受限于各地的政策，不同地区的数据中心对于碳足迹、PUE等指标的要求也不尽相同。如何满足绿色可持续政策，让数据中心更加合规，从而更加具备竞争力，也成为了亟待解决的问题。
微电网解决方案，赋能数据中心实现突破
微电网是一种能与公用电网交互的本地化能源系统，包含一种或多种发电资源以及必要的能源管理控制系统，以便向消费者提供更安全的电力。与大型公用电网相反，微电网将所有能源资产(从发电到负载)都集中放置，彼此紧邻，以支持多座建筑物，甚至会放置在单个设施中或大型数据中心的某些位置。
完整的微电网解决方案可以智能地协调各种现场分布式发电资产，以优化成本和提高电力稳定性，包括与公用电网相互隔离的独立电网，以“孤岛”的形式避免受到停电或电网波动的影响。当电网能源成本上升时，微电网会增加现场可再生能源或储能的消耗量。当价格合适时，也可以将存储的能源卖给电网。通过大限度地利用可再生能源，可以满足温室气体排放目标。
现代微电网主要使用各种分布式能源，由一个智能微电网控制系统对其进行协调。微电网大多数会选择效率更高的分布式能源，包括传统的备用发电机(如柴油发电机)、集发电、加热和制冷于一体的热电联产，太阳能、风力发电、生物发电等可再生能源，利用天然气或沼气等燃料供电的燃料电池，以及更适用于峰值负荷需求管理的储能技术。分布式的能源将为数据中心带来更高的弹性。同时，根据企业自身的需求，以及当地环境政策要求来合理配置分布式能源，无疑将为数据中心带来较优的成本配比选择，也将大限度降低数据中心的碳足迹。
灵活高效的微电网，无疑将成为数据中心未来发展过程中重要的环节之一，也将解决长期困扰数据中心运营者的三大痛点：弹性、成本、可持续。微电网为托管服务提供商和数据中心带来的收益包括：
• 智能微电网架构：将分布式能源(DER)连接到智能控制系统。
• 增强弹性：利用多种能源和基于物联网IoT的智能控制，来确保敏感设备所需的操作连续性和冗余水平以及所需的电能质量。
• 成本节约机会：利用先进的能源分析，大限度利用可再生能源，同时将能源成本降至低。
微电网系统可被视为一个三层体系架构。第一层包含所有的智能(基于物联网)互联互通的产品，包括监测和控制设备、分布式能源资产等。中间层则实时执行本地“边缘控制”。它将微电网控制器和相关软件组合为一体，可监视所有资产，做出关键决策并采取成本优化措施来控制发电和耗电资产，以提高系统弹性并大限度利用可再生能源。顶层包括各种应用、分析和支持服务，使微电网解决方案更加完善和成熟。更加高级的能源分析通常在托管云端完成，可帮助优化何时以及以何种方式生产、消耗和存储能源，以大限度降低成本并实现可持续性。
微电网系统三层体系架构
微电网系统是施耐德电气基于物联网的EcoStruxure架构与平台的重要组成部分。EcoStruxure是施耐德电气研发的基于物联网、开放式且具有互操作性的架构与平台，应用于楼宇、数据中心、工业和基础设施四大终端市场中的各行各业。在EcoStruxure的三层架构中，互联互通的产品、边缘控制到应用和分析与服务相辅相成，能够为客户带来完整、安全、高效的数字化转型解决方案。
除此之外，施耐德电气在数据中心基础设施领域有着优于行业的洞察与实践，能够为用户提供优质的数据中心产品和解决方案。在用户构筑微电网的过程中，以创新和实力为用户解决弹性、成本和可持续的痛点。《如何利用微电网提高数据中心弹性、优化成本以及增加可持续性》白皮书，是施耐德电气基于丰富的行业观察和实践经验而得出的结论。白皮书的发布，为数据中心供电难题指出了清晰的思路和方向，也将为更多数据中心从业人员带来更加富有洞察和专业性的知识和指导。
施耐德电气在数据中心领域已深耕数十年，并一直在创新中求发展。在为用户提供高品质、安全可靠的数据中心产品和解决方案的同时，施耐德电气也倾尽全力，为业内人士尽可能提供更多知识共享的平台和机遇。
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