什么是电网交互式数据中心

一直以来，人们都依赖不间断电源(UPS)来维持电力供应，并在电网停电时提供关键服务。从医院到智能交通系统，一直到数据中心，UPS可以在电网发生故障时保持运行。当其他一切都被中断时，他们会在那里让事情继续进行。

大多数数据中心设施将使用UPS系统的一组巨大的电池，它们的总容量与IT负载大小一致。这些电池可能是铅酸电池或更现代的锂离子电池。

如果数据中心是按照高可用性标准构建的，这构成了当今大多数现代数据中心，那么存储在电池中的电力现在可以在电网出现问题时用于帮助电网，而不仅仅是经受住问题的考验。

这一变化还使得数据中心设施的所有者和运营商能够更轻松地管理可持续发展工作。

当不信任电网时

采用更先进的UPS系统的机会来了，因为大多数政府和公用事业用可再生能源取代了碳密集型能源，这虽然是必要的，但正在影响电网。

每当大型发电厂上线时，都会导致整个电网的相位和频率不平衡。如果大型能源退役，这同样适用，并且一旦考虑到可再生能源的间歇性，电网将经历越来越多的频率变化。

如果不加以控制，这可能会导致中断。用户需求在一天或一年的不同时间可能会有很大差异，尤其是在重大天气事件中，如果管理不当，可能会导致电网短缺。

数据中心业务与世界一样对更多能源有着永不满足的渴望，并且是最早支持推动更多可再生能源以减少碳排放的行业之一。

由于该行业面临着电网不可靠的未来，UPS可能会再次证明其在避免灾难方面的价值。

UPS的关键性和冗余性

众所周知，UPS位于数据中心配电系统的核心，为IT设备提供清洁、不间断的电力，并与电源切换机制一起，在切换到现场电源(通常以柴油发电机的形式)期间保持IT负载的活力。

对于数据中心设施来说，可用性要求越高，安装的电池和发电机容量就越大，以确保该设施在任何情况下都能保持IT负载持续运行。

通过正确的工具，可以将这些经常未使用的容量提供给电网，以帮助其从停电中恢复或彻底防止停电。目前，业内较大的参与者正在通过所谓的电网交互式UPS来探索这一点。

与电网对话

高可用性数据中心内的UPS系统，将拥有两倍甚至三倍所需的电池容量，以确保关键任务IT负载永远不会丢失。然而，这个容量几乎从未被用完，这就创造了一个机会。

通过使用外部控制器和一系列数字功能，来自电网的数据可以实时流动。当电网频率发生变化时，它指示UPS通过在其操作限制范围内，对电池充电或放电来进行正负调节响应。这有效地将数据中心的UPS转变为分布式能源。

反过来，这可以创建新一代的电网交互式数据中心，并有可能将它们从能源的巨大消费者，转变为更广泛的配电系统的关键部分。

通过向电网出售灵活性，数据中心可以通过提供能源存储和提供快速频率响应服务来货币化未充分利用的资源，随着可再生能源容量的增加和电网失去与化石燃料发电相关的刚性，电网运营商将越来越需要这些服务。

优势

电网互动式UPS可以帮助数据中心将其存储的能源商业化，降低总体能源成本，对设施的总运营成本(TCO)产生积极影响，而TCO主要由能源成本主导。

这是通过平衡服务来实现的，平衡服务通过专注于快速频率响应和需求控制，来帮助满足电网供应需求。平衡服务确保电力供应满足实际需求，提供电网稳定性并实现创收和节能。

此外，如果该设施参与当地电网的需求管理计划，也称为“调峰”，它可以通过切换到现场发电或依靠电池中的存储容量来降低能耗。通过这种机制，它可以帮助电网避免停电。

从本质上讲，电网平衡数据中心根据其对频率波动的响应速度，以及节省的能源量获得额外的“能源”补偿。

剩下的挑战

由于这项技术还很新，在现实世界中大规模部署的例子很少。不愿改变的数据中心运营商仍然不愿意改变他们迄今为止所依赖的UPS系统，这些系统是关键任务运营的核心。

大多数担忧都围绕电池本身生命周期的影响，因为电网交互技术将比现在数据中心设施中的电池充电和放电更多。

制造商强调，这些担忧是没有根据的，因为运行限制可以纳入电网响应方法中，从而允许UPS仅在安全时才与电网交互。此外，现代UPS系统具有内置的优化功能和高级分析功能，可处理与每种电池化学成分相关的主要老化因素。

当前部署

由于该技术相对较新，并且仅适合该行业的某些参与者，因此有关现有电网交互式UPS部署的详细信息很少。

随着越来越多的可再生能源上线且供不应求，电网互动式UPS技术的优势不容忽视。

去年7月，微软与伊顿的EnergyAwareUPS一起在都柏林数据中心园区使用了这项技术。这一举措源于爱尔兰配电运营商EirGrid现在优先考虑非碳能源，而微软正在通过EnelX参与其中。EnelX是一家能源服务和解决方案提供商，将工业和商业能源消费者聚合到虚拟发电厂。

虽然没有透露确切的数字，例如电池容量以及微软愿意为电网交互提供多少资金，但该企业声称，在未来几年内，此举将减少约200万吨二氧化碳排放。否则将由爱尔兰国家电网产生。

尽管存在诸多未知因素，但该技术无疑激起了数据中心设施所有者和运营商的兴趣，超过80%的受访者最有可能在未来五年内部署电网交互式UPS。与该行业的惯例一样，该技术需要更多的部署并使其成熟，然后才能成为构建数据中心和其他关键任务设施的标准方式。

但随着更多可再生能源投入使用且供不应求，能源格局并没有显示出任何改善的迹象。随着压力的增加，人们可能越来越难以忽视电网交互式UPS技术带来的一系列好处。

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