备电+储能，UPS与锂电池在数据中心的新模式
2024-10-18
中国电源产业网
导语：台达创立于1971年，为全球提供电源管理与散热解决方案。近年，台达已逐步从关键元器件制造商迈入整体节能解决方案提供者，深耕“电源及元器件”、“交通”、“自动化"与“基础设施"四大事业范畴。
如何做到高算力与碳中和的“既要....又要”，已成为困扰数据中心业主与运营商的难题。
数据中心基础设施的研发人员，将目光投向了UPS与锂电池这对黄金搭档。
利用锂电池高循环寿命的特点进行削峰填谷，不仅可以利用峰谷电价节省运营成本，还可以通过储能平衡电力负荷。
在电费峰值价差较大的城市，UPS+锂电池储能能为数据中心节省一笔可观的运营费用，如再结合风、光等可再生能源，更能大大提高绿色节能的效果。
除了经济价值外，其它优势还包括：
根据精确计算，采用UPS+锂电池储能的方案，只需约3-6年即可收回投资成本，考虑到国家鼓励平衡用电，并逐步拉大峰谷价差，长期可节省更多电费，具有很高的经济价值。
● UPS实现储能模式，在性能设计上必须满足如下的要求：
→ UPS的储能功能不影响电池的正常放电；
→ 支持设定储能充电的开始时间、停止时间、充电电流以及放电的开始时间、停止时间；
→ 可以设定储能放电的限制电流，不足的电流由整流器或者旁路提供。
● 对锂电池系统，则要求
→ 采用储能型锂电池；
→ 储能放电时，达到放电停止时间或者电池低电压保护点，任一情况下都停止放电；
→ 后备时间不小于1小时。
以台达在江苏实施的数据中心项目为例，负载设备容量300KW，供电系统配置磷酸铁锂电池，客户要求满足系统后备15分钟的情况下并兼具削峰填谷功能。
● 当地的峰谷电价情况如下：
→ 峰时1.2081元/kWh, 8:00-11:00 、17:00-22:00，8小时
→ 平时0.7226元/kWh, 11:00-17:00、22:00-24:00，8小时
→ 谷时0.3265元/kWh, 0:00-8:00，8小时
● 配置计算需考虑的因素：
峰谷价差：1.2081-0.3265=0.8861元/kWh — 可以做
峰平价差：1.2081-0.7226=0.4855元/kWh — 视情况顺带做
平谷价差：0.7226-0.3265=0.3961元/kWh
峰谷时间：各8小时（最大放电时间8小时，并且要在8小时内充饱）
电池组数：安全考虑（不超过6组，也就是总容量不超过1200AH）
充电电流：能否充饱
放电深度：应急用电、电池健康（150KW15分钟后备约需要200AH）
因此，锂电池的储能容量不能大于960AH，总容量不小于储能容量+200AH。
台达方案
采用两台DPS系列400KVA UPS组成2N供电系统。DPS系列400KVA最大充电电流120A，8小时能充960AH，搭配512V 200Ah的储能型磷酸铁锂电池5组用于削峰填谷，实际配置总数量为6组。
● 根据锂电池的放电深度78%，循环寿命按5000次来测算收益：
◎ 单台UPS储能，每天循环一次，日收益约在人民币400元，月收益约人民币12,000元；
◎ 不考虑替代铅酸电池，以锂电池平均寿命13.7年，去除投资成本，总收益约在人民币100万元；
◎ 若替代铅酸电池，13.7年内减少两次铅酸电池更换，总收益更高达约人民币126万元。
锂电池产品因为寿命长、能量密度高、节能环保等优势，已然成为UPS储备电能的主流载体，UPS+锂电池储能解决方案，因为其显而易见的优势，也有望成为数据中心节能方案的一股新趋势。
编辑：中国电源产业网
来源：《电源工业》编辑部
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