Veri merkezleri sürekli işlem sağlamak için istikrarlı ve yüksek kaliteli bir güç tedariki gerektiren kritik altyapıdır. Güç kalitesi sorunları, gerilim dalgalanmaları, flicker ve harmonik bozulmalar, statik işlem maliyetleri ve hatta felaket kesinti süresi dahil olmak üzere birçok veri merkezi, yüksek maliyetle şarj edilebilir.Bu durumda, yüksek oranda işletme verilerini geliştirmek için kullanılan SVC'nin ne kadar büyük bir işletme verilerini incelemek, genel olarak verimli bir şekilde artırmak ve genel olarak verimli bir şekilde geliştirmek için nasıl çalıştığını inceler.

Statik VAR Ödevasyonu (SVC) Anlamak

Statik VAR Pensasyon, elektrik sistemlerindeki reaktif gücü düzenlemenin dinamik bir yöntemdir. Reaktif gücü ayarlarken, SVC gerilim stabilitesini korumak, flicker'i azaltmaya ve genel güç kalitesini artırmakta ve bazen tüm zamanların enerji elektronik cihazlarını hızla enjekte edebilir veya reaktif bir şekilde absorbe edebilir. SVC sistemleri genellikle temel frekansın temel bileşenleri, onları idealize eden iki çevrim içinde uyarır.

SVC'nin arkasındaki işletim prensibi basittir: gerilimin yükselmesi için aşırı tepki veren veya kapasitif tepki verme sistemi ile bağlantılı olarak, cihaz ya da reaktif güç (VARs) yüksek oranda nominal olarak yüksek çözünürlükte kalırken, SVC kontrolörlü reaktif güç, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte otomatik olarak kullanır.

SVC'nin birkaç üstolojisi var. Orta-güçlü veri merkezi dağıtımında en yaygın konfigürasyon, bir TCR ve sabit kapasitör bankasının bir kombinasyonudur, ancak SVC sadece reaktif gücü telafi edemez, ancak aynı zamanda birçok uygulama için daha uygun maliyetlidir (örneğin, 5th ve 7th) daha büyük yüklemeler için bir STATCOM (Stat Senkron) olarak kabul edilebilir.

Daha fazla teknik ayrıntı için, IEEE Std 1031-2011'e atıfta bulunun, bu da güç sistemlerindeki statik var yoldaşların veya mevcut Siemens tarafından mevcut olan SVC teknolojisi ile kapsamlı bir inceleme için, [FONT]Siemens SVC Genel Bakış).

Data Center Power Challenge

Tipik bir veri merkezinde, yüksek sunucu yoğunluğu, depolama sistemleri ve ağ ekipmanları önemli ve hızlı değişen reaktif güç talepleri için yol açabilir. Yüklemede hassasiyetler, güç malzemeleri, sürücüler ve soğutma sistemleri gibi hassas ekipmana neden olabilir. kısa gerilim dipleri bile, istenmeyen güç tedariklerinde koruyucusu (UPS) veya sunuculara sıfırlamaya yol açabilir, uygulama hatalarına ve veri yolsuzluklarına yol açabilir.

Konser bankaları gibi geleneksel çözümler statik ve dinamik değişikliklere hızlı yanıt veremezler. Ayrıca geçiş geçicileri, inrush akımları ve iyi kontrol eksikliği gibi konulardan muzdariptir. Ayrıca, yalıtım dışı yüklerin çoğalması - yüksek verimli gerileme sürücüleri gibi - dağıtım sistemindeki yeniliklere uyum sağlar.

Bu durumdaki veri merkezi, nominal 13.8 kV tedariki ile bir metropol bölgesinde bulunan ve toplam 60 MW'dan fazla IEEE 519 limitlerini aşan güç faktörü, güç faktörü, ortalamalarını 4'e kadar planlanmamış BT ekipmanlarını, yük değişikliklerine göre yeniden başlatırken, iki işlemden fazla gecikme süresine kadar 30 kW'dan fazla yük kesintiye uğratmıştır.

Üç fazlı bir güç analizi kullanarak ayrıntılı bir güç denetimi, 10 dakikalık ortalamada, hassas yükler için önerilen 0.9 eşik gerilimin (THD-V) %8'i aştığını açıkladı.

Data Center'da SVC'nin uygulanması

Sistem büyük bir veri merkezinde bir SVC sistemi kurmakla ilgili çalışma. Sistem mevcut güç altyapısıyla sorunsuz bir şekilde çalışmak için tasarlanmıştır. Proje ekibi elektrik mühendisleri, güç sistemi danışmanları ve veri merkezi yönetim personeli dahil edilmiştir.

Site Değerlendirme ve Yük Analizi

Herhangi bir ekipman seçiminden önce, kapsamlı bir site değerlendirme yapıldı. Bu, döngü için bir haftalık eşzamanlı bir gerilim ölçümünü, mevcut güç faktörünü ve en kötü senaryoları tanımlamak için verilerin analiz edilmesini ve yaz aylarındaki en iyi sunucu rollout sırasındaki talep edilen senaryoları tespit etmek için analiz etti. Load profilleri.

Analiz, yükün reaktif gücünün 8 MVAR ve 15 MVAR arasında çeşitli taleplerin, belirli toplu işlem işleri sırasında ikinci başına 1 MVAR'ya kadar hızlı bir şekilde yaygınlaştırılması gerektiğini gösterdi.

SVC Sizing ve Yapın

Değerlendirmeye dayanarak, mühendislik ekibi 20 MVAR (aktif güç için) ve iki sabit kapasiteli bankaları toplam 10 MVAR'a kadar her bir setli sistem harmonik filtre oluşturmak için bir dizi ayarlı sistem seçti.Özellikle, bir banka 5th harmonic (300 Hz) ve diğerini 7th harmonik (d) ile ayarladı (420 Hz).

Kontrol sistemi, bir PI kontrol cihazını anti-windup özelliği ile kullanan hızlı bir gerilim düzenleyicisi işe aldı. ikincil bir kontrol döngüsü, 0,8 lütme hedef güç faktörünü korumak için reaktif bir güç akışı başardı, çünkü kontrol şirketi ile aynı zamanda bir harmonik mitigation algoritması ekledi.

Bütünleşme ve Komisyon

SVC sistemi, mevcut bina yönetimi sistemi ile iletişim kurma konusunda kontrol edilen kontrol kabloları ve kontrol kabloları ile ilgili olarak, kontrol kabloları ve kontrol kabloları için sivil çalışmalar yapılmasını ve kontrol etmek için kontrol edilen kontrol sistemlerinin (BMS) tümünün çalışması, geçici atlar ve herhangi bir kesintiye uğramadan kaçınmak için operasyonel olarak değerlendirildi.

Testler, gerilim düzenleme performansını doğrulamak için adım yanıt testleri içeriyordu, taşınabilir bir güç kalitesi analizörü kullanarak harmonik enjeksiyon ölçümler ve gerçek dünya koşullarını simüle etmek için adımlar attı. Sistem,% 10 yük adımını daha az bir gerilim kurtarma süresini gösterdikten sonra kabul edildi ve THD-V'de% 8'den aşağıdan% 3.5'e kadar bir azalmaya karar verildi.

Sonuçlar ve Faydaları

Post-propmentasyon, veri merkezi birden fazla güç kalitesi ölçümlerinde önemli gelişmeler yaşadı. Anahtar sonuçlar aşağıda özetlenmiştir.

  • [[DÜŞÜNCÜŞÜNÜ:0) ±1% ±1'lik nominal seviyenin% 1'inde stabilizasyon: [DÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ
  • [FONT:0]Fycker ve gerilim dalgalanmalarında düşüş: Flicker index Pst 1.2 ila 0.35 arasında düştü, IEEE 519'in altında 0,9'un önerdiği limitler altında, aydınlatma flicker artık algılanamaz ve hassas bir laboratuvar ekipmanının artık alarmları olmadığını bildirdi.
  • [FONT:0)Decreased ekipman başarısızlıkları ve kesinti süresi: [Dönetici 1] Operasyon ilk yılında, gerilim bilgeleri tarafından neden edilen planlanmamış BT ekipmanlarının sayısı 42 ila 3. Transformer ve UPS kapasitör banka başarısızlıklarından ortadan kaldırıldı.
  • [FONT:0)Enhanced güç faktörü ve enerji maliyetlerini azalttı: Güç faktörü ortalama 0.85'ten istikrarlı bir şekilde 0.99'a kadar gelişmiştir. Bu, faydalı bir güç suçlamaları ortadan kaldırır, ek olarak, harmonik akımlarda düşüş azalır, toplam enerji tüketiminde% 2 azaldı.

Güvenilirlik geliştirmeleri doğrudan iş değerine tercüme etti. Veri merkezi hizmet seviyesi anlaşmaları (SLAs) güçlendirildi ve müşteri memnuniyeti puanları geliştirildi. Tesis, ek fayda kapasite yükseltmeleri gerektirmeden hesaplama yoğunluğunu artırabilirdi.

Benzer endüstriyel ortamlarda SVC faydalarının sayısal olarak geçerliliği için, okuyucular 2018 IEEE kağıt "Veri Merkezlerinde Güç Kalitesi İyileştirmesi"ne Chen ve al. tarafından kullanılabilir.

Ekonomik ve Operasyonel Etki

Acil güç kalitesi iyileştirmelerinin ötesinde, SVC kurulumu önemli ekonomik ve operasyonel avantajlar sağladı. SVC sisteminin toplam maliyeti (tasarım, ekipman, yükleme ve komisyonlama dahil)% 2,6 milyon dolar idi. Yıllık işletim maliyetleri düşüktü: sadece yıllık hava filtrelerinin ve yıllık bir kalibrasyonu yılın başına 15.000 $.

Doğrudan tasarruflar, yıllık olarak düşük miktarda enerji tüketiminin ortadan kaldırılması ve vergilendirme süresine göre yüzde 60 oranında azaltıldı.Indirect saving, UPS sistemleri için bakım aramalarında% 90 indirim ve güç kalitesine atfedilen hatalarda% 350.000 $ değerinde bir düşüş oldu, bu nedenle en basit ödeme süresi yaklaşık 3.5 yıl oldu, bu nedenle sermaye projeleri için veri merkezinin iç engel oranıyla karşılaştı.

Operasyonel olarak, sistem, yerinde personel için minimum eğitim gerektirir. Kontrolücü, 20.000 saatten fazla süren bir kullanıcı dostu arayüzüne sahip oldu, reaktif güç ve harmonik seviyeleri. Otomatik bildirimler, tesislerin eşiği aştığında uyarılandı, proaktif müdahaleler sağlar. SVC ayrıca, üretici tarafından bildirilen 20.000 saatten fazla süre boyunca zorlanılan (MTBFO) ile çalışır.

Alternatif Çözümlerle Karşılaştırma

SVC'yi seçmeden önce, tesis birkaç alternatif değerlendirdi. Geleneksel mekanik olarak kapasitör bankaları (MSC) en düşük sermaye maliyeti seçeneğiydi, ancak dinamik yük değişikliklerine yeterince cevap veremez ve sık sık geçiş cihazlarının bakımı gerektirecek kadar çabuk yanıt veremezler. Ek olarak, MSCs genellikle gerilim aşırı yüklemelerine neden olur ve rezonans üretebilmek için harmoniklerle etkileşime girebilirdi.

Aktif harmonik filtreler (AHF) harmonikleri azaltmak için düşünüldü ancak AHFs ve kapasitör bankalarının kombinasyonu SVC'den daha pahalıya mal olacaktı ve daha yavaş dinamik yanıt sağladı.

A STATCOM (enkron kompucu) da değerlendirildi. STATCOMs'in üstün hızı ve daha küçük bir ayak izi var, maliyeti aynı MVAR derecelendirmesi için SVC'nin aynı olmasıydı.ABB SVC Çözümleri[Döndergiler, alt döngüsü değil), SVC performans ve maliyet en iyi dengesiydi.

Veri merkezleri ölçeklendirmeye ve daha verimli bir şekilde benimsemeye devam ettikçe (örneğin, geniş bantlı sistemler için sunucular ve UPS sistemleri için cihazlar), güç kalitesi sorunları aynı kontrole yönelik eğilimde (örneğin, 480V'ye 600V) ve daha yüksek güç kesintilerine (örneğin 200 kW'a kadar) daha hızlı ve daha doğru tazminat gerektirecektir.

Dahası, veri merkezleri giderek artan bir şekilde talep yanıt ve ağ destek programlarına katılmak bekleniyor. SVCs, gerilim desteği veya reaktif güç yönetmeliği için faydalı sinyallere cevap vermek için yapılandırılabilir, bir güç kalitesi yatırımını gelir akışına dönüştürecektir. SVC ile birlikte, enerji depolama sistemleri (BESS) hem kısa vadeli bir güç kalitesi ve daha uzun vadeli enerji değişimi sağlayabilir.

Son standartlarla ilgilenenler için, gelecek 519-2022'nin önümüzdeki revizyonu, veri merkezlerindeki harmonik sınırlar için daha net kurallar sağlayacaktır. SVC'nin benimsenmesi muhtemelen güç elektroniklerinin maliyeti ve farkındalığı arttıkça daha yaygın hale gelecektir. gelecekteki yönlerden gelen mükemmel bir kaynak, Hyperscale Data Centers için daha net bir şekilde Güç Yönetimidir. ”

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Statik VAR Pensation, güç kalitesi ve operasyonel güvenilirliğini geliştirmek isteyen modern veri merkezleri için hayati bir teknoloji olduğunu kanıtlıyor.SVC, stabil gerilim seviyelerini korumaya ve enerji ile ilgili kesintilerin riskini azaltmasına yardımcı oluyor. SVC, kesintisiz hizmet sağlamak ve SVC'nin toplam maliyetinin düşmesine yardımcı oluyor; stratejik bir yatırım süresinden sonra, stratejik bir yatırımda maliyet artışın ve maliyet tasarrufun arttırılmasına yardımcı oluyor.