新技术为智能电网赋能——UPS技术助力数据中心的可持续性-国际电子商情

数据中心的用电量约占到全球用电量的1%。运营商在数据中心部署不间断电源（UPS）系统，以便最大限度地减少因供电不稳定而造成的中断，从而提高数据中心的可靠性...

然而，新的技术支持UPS与电网交互，为更具可持续性的数据中心赋能。fvDesmc

数据中心与面向智能电网的UPS技术

Omdia 的报告《Data centers: Energy consumption is all about workloads》强调了很重要的一点，即要了解业务负载及其管理，以及它们对能耗的影响。在数据中心，IT 设备由 UPS 系统供电来降低故障风险。UPS已经具备诸多优点，包括高效率、较小的占用空间、改进的电池储能系统和监控。如今，该技术甚至能够与电网交互。fvDesmc

重要信息

新技术使智能电网成为可能。
面向智能电网的 UPS 和储能系统有助于打造更具可持续性的数据中心。

建议：数据中心管理和运营人员需要针对UPS策略做出决策。首先，必须树立意识、了解面向智能电网的UPS技术。除此之外，还要对组织进行全盘考虑，这样才能更好地确定长期的数据中心战略。fvDesmc

新技术为智能电网赋能

电网

电网（electric grid）由输电线路、变电站、变压器以及其它将电力从电厂输送到用户的部件组成。它通常被称为“the grid”。设备、电池、自动化、计量和监控方面的新技术正在使智能电网成为可能。智能电网是一种允许电力公司与用户或供应商与消费者之间进行双向交互传感和通信的能力。这代表着分布式能源在助力电网方面拥有巨大机会，其中包括UPS和电池储能系统(BESS)。fvDesmc

具有这种能力的UPS通常被称为面向智能电网（smart grid ready）、电网交互式的分布式能源(DER)或UPSaaR (UPS作为备用电源)。在本报告中，我们把它们称为面向智能电网的UPS。基于数据中心行业当前的运营情况、优先事项和机遇，我们预计数据中心将成为该技术的重要舞台。fvDesmc

储能系统有助于可再生能源的整合

电池工业在不断发展，对能源行业产生了颠覆性影响。电池能量密度和占用空间方面的进步，包括锂离子等技术，已经改变了消费电子产品和电动汽车市场。特斯拉通过Megapack产品（可达兆瓦时）彻底改变了我们对大型电池储能的看法。Megapack还可以连接到可再生能源。特斯拉还提供先进的监控功能以及AI赋能的能源交易平台，用于控制这些电池并实现创收。fvDesmc

将可再生能源整合至更动态的电网可受益于储能系统，它有助于平衡能源供需。储能系统支持在可再生能源供应超过系统需求的情况下存储电力，然后在发电量低的情况下提供电力。包括电动车和储能在内的清洁能源技术部署政策推动该领域取得了显著进展。fvDesmc

鉴于技术上的优势以及价格大幅降低，锂离子电池是目前发展最快的储能技术。锂离子电池具有诸多优点，包括性能强、能量密度大、充电速度快、生命周期长(8 - 10年)、工作温度高、重量轻以及占用空间小。fvDesmc

数据中心与面向智能电网的UPS

在数据中心，IT设备(服务器、存储和交换机)由UPS系统供电，UPS系统对电源线进行调节，防止电源干扰，包括中断、欠压、过压、闪变、瞬变事件和谐波失真。UPS系统需要得到适当的操作和维护，从而提高可靠性、降低故障概率。在典型应用中， UPS电池仅在停电情况下使用。对数据中心行业来说，使UPS能够与电网进行交互是一种新方法—通过这种方法，数据中心行业将获益良多。fvDesmc

面向智能电网的UPS和储能系统有助于打造更具可持续性的数据中心

下一步将采用面向智能电网的UPS技术

施耐德电气、Vertiv和Eaton等公司已经在提供面向智能电网的UPS。图1展示了面向智能电网的UPS方块图，其中双向箭头表示能量可以根据应用流向任何方向。我们可以总结出不同的运行模式:标准运行、能源需求管理、快速频率响应以及助力电网。fvDesmc

Figure 1: Smart grid ready UPS block diagramfvDesmc

Source: OmdiafvDesmc

标准运行: UPS和BESS为关键负载提供所需的能源，防止停电或其它电源干扰事件引发停工。根据电源故障的持续时间，发电机可以成为解决方案的组成部分。因此，在电网或发电机运行的大部分时间， BESS不会被使用—这可以被理解为未充分利用的资源。借助UPS面向智能电网的能力，可通过其它运行模式提高资源利用率。尽管如此，牢记可靠性至关重要，并且UPS系统必须在断电时确保关键负载所需的运行时间。fvDesmc

能源需求管理: 在这种运行模式下，我们考虑通过调节来减少、压低或转移用户的能源需求。我们利用UPS和BESS来提供负载向电网索取的全部或部分能源。这种运行方式减少了用户的能源需求，有利于电网的稳定。此外，BESS可以在能源价格较低的低需求时段充电。能源峰值调整是一种常见应用场景，即在能源需求的高峰时段（通常价格更高）减少购买公用事业公司的能源。fvDesmc

快速频率响应: 太阳能和风能等可变可再生能源的使用给电网稳定性带来了额外的挑战。能源供给与消耗的平衡情况会影响电力系统的频率。快速频率响应是UPS的另一个应用场景，可配合将可再生能源整合到电网的工作。快速响应的BESS可实时提高电网频率的稳定性。fvDesmc

助力电网: 该技术使UPS和BESS能够作为一种双向分布式能源向电网供电。它们可以成为分布式能源的一部分，以微电网等形式连接到电网。这个概念提供了一个去中心化、模块化、更灵活的解决方案，其中的资源更靠近所服务的负载。它有时被称为分布式储能系统(DESS)。由于需要满足特定的技术要求，政府、法规和标准在其中发挥着关键作用。fvDesmc

概括来说，面向智能电网的UPS和BESS有助于更高效、可持续的能源使用，同时提高系统的灵活性。能源需求管理和储能技术使可变可再生能源的整合成为可能。fvDesmc

本文作者：云和数据中心研究，Omdia 首席分析师 Moises LevyfvDesmc

责编：Elaine

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