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动力,因我们而不同*

伊顿(Eaton)与微软(Microsoft)EnergyAware UPS 技术试点项目

通过在现有配备锂离子电池的伊顿 UPS(不间断电源)系统上增加一层软件和控制功能,原本利用率不高的数据中心设备可以转变为收益型资产。

什么是 EnergyAware UPS?

在微软位于美国弗吉尼亚州博伊顿(Boydton, Virginia)的创新中心,微软与伊顿共同探索如何利用 UPS 储能系统作为分布式能源资源(DER)参与电网运营。伊顿为 Power Xpert 9395P UPS 增加了先进的软件算法和控制功能,使 UPS 能够与电网进行双向能量交互。由此,UPS 不仅能够保障关键负载供电,还能够参与电网调频服务,在优化电力成本的同时,为数据中心运营商带来新的收益机会,从而提升现有电力基础设施的价值。

将 UPS 从备用电源升级为收益型资产

对于数据中心运营商而言,不间断电源(UPS)长期以来一直是抵御潜在破坏性电力异常的重要保障,也是确保突发停电期间业务连续性的关键备用电池系统。如今,得益于新技术的发展,数据中心 UPS 已具备实现双重价值的能力——从电网上的负载,转变为能够创造价值的资产。

想一想,大多数大型数据中心都部署了内置众多电池组的UPS,以便在断电时提供充足的备用电力。然而,现实中停电的几率很低,所以这些电池在绝大多数时间里都处于闲置状态。如今,头部云服务企业、托管型数据中心或其它大型数据中心有机会更充分地利用这些设备,将 UPS 转变为收益型资产——作为一种分布式能源(DER)支持电网运行。

正是锂离子电池的应用,为传统 UPS 的功能演进创造了可能。首先,与传统阀控式铅酸电池(VRLA)相比,锂离子电池不仅使用寿命更长,循环次数也可达到其 8 倍;同时,数据中心运营商能够自主决定何时以及向电网释放多少容量。由此助力数据中心优化能源结构、降低能源使用成本。

这一优势在能源成本不断攀升的当下显得尤为重要。IT 研究与咨询公司 Gartner的数据显示,全球 70% 的数据中心表示其能源成本已成为仅次于人工成本的第二大运营支出。此外,一个功率为 1MW 的数据中心在 10 年运行周期内将消耗约 1.6 亿度(160M kWh)电,相当于 1,400 户普通美国家庭同期的用电总量。

然而,借助 EnergyAware 技术,采用锂离子电池的现有 UPS 设备不仅能够帮助企业降低能源成本,还能创造额外收入。其应用场景包括:通过削峰(Peak Shaving)降低需量电价(Demand Charges);根据分时电价(Time-of-Use Pricing)调整用电时间,实现电费优化;为电网提供调频(Frequency Regulation)服务,帮助电网在电力供需不平衡时保持稳定运行。与燃气调峰电站(Gas Peaker Plant)不同,电池储能系统可以实现瞬时响应,在短时电力需求激增时迅速充电或放电,从而更好地应对短时用电需求峰值。

伊顿与微软近期联合开展了一项技术验证项目,旨在探索如何让微软的数据中心资产全天24小时都能创造收益。伊顿的控制系统使 UPS 能够实时追踪频率调节信号,并通过快速充电或放电来帮助电网维持供需平衡。在与 PJM(覆盖美国 13 个州及哥伦比亚特区的区域型输电组织)合作进行的技术演示中,该 UPS 的一项自评测试显示,其响应精度、响应时间和控制准确性均超过了运营商的要求,验证了其作为一种分布式能源资源(DER)的可行性。

EnergyAware UPS 的作用不仅有利于数据中心,也有利于电网运营商。这项电网互动型技术既能帮助企业降低需量电价和高峰时段用电成本,又有助于实现清洁能源和可持续发展目标。客户可以利用现有 UPS,在继续保障关键业务用电的同时,开辟新的收入来源并降低整体能源成本。

事实上,EnergyAware 技术未来甚至可能重塑整个发电行业。正如微软能源研究总监 Sean James 所说:“未来,你面对的不再只是一座数据中心或一座发电厂,而是一种介于两者之间的新形态。例如‘数据电厂(Data Plant)’,它不仅仅是接入电网的一个设备,而是电网中一项能获取收益的资产。”

UPS 电池技术的新一代升级

了解 UPS 电池技术如何从传统铅酸电池发展到先进的锂离子电池。虽然锂离子电池曾因成本较高而难以普及,但随着技术成熟和成本下降,如今的锂电 UPS 在寿命、性能和总体拥有成本(TCO)方面均已显著优于传统方案,正成为现代数据中心的首选。

准备好在您的数据中心部署 EnergyAware 技术了吗?