数据中心如何成为无碳电网的起始点,计划使用电池替代柴油发电机

2020年是新基建元年，数据中心作为数字经济的命脉，在新基建发展建设过程中有着举足轻重的重要作用。柴油发电机组是数据中心供电系统中的核心设备之一，当市电停电时，柴油发电机系统将为数据中心的基础设施供电，为整个数据中心供电系统的可用性具有重要作用。

数据中心供电系统及其可用性

数据中心供电系统是数据中心基础设施中最重要的子系统，所有的 IT设备以及基础设施中的制冷、管理、安全等子系统都在供电系统的支持下运行。保证连续不间断的电力供应已经成为现代数据中心供电系统必不可少的功能，目前的数据中心供电系统如图 1－1 所示，其主要构成如下：

1、备用电源

为了保证数据中心供电可靠，在重要的数据中心都设置了双电网供电系统，其中一路市电正常时由其给负载供电，另一路市电作为交流备用电源。此外发电机组也作为交流备用电源。而当两路市电和发电机全部停止供电时，蓄电池也可作为直流电源给负载供电。

2、电源转换设备

供电系统中的电源转换设备包含自动转换开关、UPS不间断电源以及静态旁路开关。

3、配电设备

供电系统中的配电设备主要包括交流输入配电、UPS输入配电、负载机架排配电（列头柜）以及机架配电等。无论是对政府部门、教育机构、还是企业，数据中心供电系统的可靠稳定运行都非常重要，数据中心供电系统故障会造成数据中心的服务器、交换机等设备断电，进而引起企业数据中心信息资料的丢失和数据业务的中断并带来重大的经济损失。

大型数据中心计划使用电池替代柴油发电机

当谷歌数据中心受到停电影响时，需要在几秒钟内迅速启动百万瓦级别的备用电源。虽然这种情况极少发生，但数据中心迅速响应的过程仍然是一项艰巨的挑战。当前行业内通常使用柴油发电机来应对这样的紧急情况，不过一种新型的电池解决方案正在研究之中，能够保证在停电的情况下，数据中心的互联网依然能正常运行，更具清洁性。

近期，谷歌将在比利时的超大数据中心安装首个基于电池的电力系统，来替代传统的发电机。如果数据中心发生电源中断，该系统将能够继续保证用户的搜索、电子邮件和视频等数据的正常传输，并且也不会因燃烧柴油而造成污染。

更重要的是，当Google数据中心不需要紧急电源时，柴油发电机在一年中的大部分时间会处于闲置状态，所以电池组存在会更有意义。即使电池组不被使用，也将成为数据中心的资产并能够增强电网的延展性。

当前在全球范围内，几乎整个数据中心行业都在使用超过20GW的备用柴油发电机，这为数据中心部署清洁能源的解决方案提供了巨大的机会。未来谷歌希望数据中心的备电系统不仅能够减少气候变化的影响，还成为无碳能源系统中的关键组件。而谷歌在比利时的项目是迈出的这个宏伟愿景的第一步。

数据中心如何成为无碳电网的起始点

当前风能和太阳能发电在全球迅速发展，但是天气的变化（如晴天和狂风）并不能与供电社区的需求保持一致。为了解决这个问题，数据中心的大型电池组能够在可再生能源（如风能和太阳能）充足的时候储备能源，并在需要的时候将其放电。大型电池组还可以帮助平衡电网上的其他的用电变化情况，从而实现节约成本和高效的运行。谷歌将与比利时本地能源传输系统运营商ELIA合作，希望能将这个项目作为数据中心与无碳电网结合的标杆。

Google数据中心需要7x24小时运营；但数据中心可能偶尔会受断电影响；柴油发电机能存储电力但也会产生碳排放；所以我们开始用锂电池替换发电机；电池能够提供清洁的备电方案；电池有一个额外的优势，当每天Google数据中心不需要备用电的时候，电池能够帮助实时管理电网能源波动。

实际上谷歌选择比利时作为项目所在地，是因为当地团队已经持续跟踪新能源理念，这边也是Google全球第一个完全不使用机械冷水机运行的设施，被欧盟委员会评为能效最高的设施。这里安置了超过10，000个太阳能电池板，也是谷歌集成了最大的可再生能源装置的地方。

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