เหตุใดระบบไฮบริด SVG และ TSC จึงกลายเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับแหล่งจ่ายไฟในศูนย์ข้อมูล?

ในยุคดิจิตอลการทำงานที่มั่นคงของศูนย์ข้อมูลได้กลายเป็นการสนับสนุนหลักสำหรับการทำงานปกติของสังคมสมัยใหม่ ในฐานะที่เป็นโครงสร้างพื้นฐานที่รองรับการประมวลผลข้อมูลและการจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ศูนย์ข้อมูลมีความต้องการสูงมากสำหรับคุณภาพพลังงาน เทคโนโลยีการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาแบบดั้งเดิมไม่สามารถตอบสนองความต้องการหลายอย่างของศูนย์ข้อมูลที่ทันสมัยสำหรับการตอบสนองแบบไดนามิกการปราบปรามฮาร์มอนิกและการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ การเกิดขึ้นของระบบไฮบริดรวมกันSVG (เครื่องกำเนิด var static)และ TSC (Thyristor Switched Capacitor) ได้นำความก้าวหน้าของการปฏิวัติมาสู่สนามนี้และค่อยๆกลายเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับระบบแหล่งจ่ายไฟศูนย์ข้อมูล

ความท้าทายพิเศษในแหล่งจ่ายไฟสำหรับศูนย์ข้อมูล

ระบบแหล่งจ่ายไฟของศูนย์ข้อมูลเผชิญกับความท้าทายที่ไม่เหมือนใครมากมาย โหลดเช่นกลุ่มเซิร์ฟเวอร์อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลและสวิตช์เครือข่ายมีลักษณะไม่เชิงเส้นสูงสร้างมลพิษฮาร์มอนิกจำนวนมาก ฮาร์มอนิกเหล่านี้ไม่เพียง แต่นำไปสู่การลดลงของคุณภาพพลังงาน แต่ยังอาจทำให้อุปกรณ์ร้อนเกินไปอายุการใช้งานที่สั้นลงและแม้กระทั่งการหยุดทำงานที่ไม่คาดคิด ในขณะเดียวกันภาระในศูนย์ข้อมูลมีความผันผวนอย่างรวดเร็วด้วยการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญที่เกิดขึ้นภายในมิลลิวินาที อุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยาแบบดั้งเดิมนั้นยากที่จะบรรลุการติดตามอย่างรวดเร็วและการควบคุมที่แม่นยำ

นอกจากนี้ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (PUE) ของศูนย์ข้อมูลซึ่งเป็นตัวบ่งชี้สำคัญของประสิทธิภาพการใช้พลังงานนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับต้นทุนการดำเนินงาน การไหลเวียนที่ไม่มีประสิทธิภาพของพลังงานปฏิกิริยาเพิ่มการสูญเสียสายและลดอัตราการใช้งานของหม้อแปลงซึ่งจะเพิ่มค่าไฟฟ้า ยิ่งไปกว่านั้นแรงดันไฟฟ้าลดลงหรือการสั่นไหวอาจทำให้อุปกรณ์ไอทีเริ่มต้นใหม่ทำให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจที่ไม่แน่นอน ปัจจัยเหล่านี้กำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับระบบแหล่งจ่ายไฟของศูนย์ข้อมูลและได้ผลักดันวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีของระบบไฮบริด SVG+TSC

ข้อดีของการทำงานร่วมกันทางเทคนิคของ SVG และ TSC

ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์ชดเชยแบบไดนามิกที่ประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานที่ควบคุมได้อย่างเต็มที่ SVG มีความเร็วในการตอบสนองระดับมิลลิวินาทีและความสามารถในการควบคุม Stepless อย่างต่อเนื่อง ใช้เทคโนโลยีการปรับ PWM และสามารถบรรลุการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาและการควบคุมฮาร์มอนิกพร้อมกัน กระแสเอาต์พุตรักษาความสัมพันธ์เฟสที่แม่นยำกับแรงดันไฟฟ้าของระบบ คุณลักษณะนี้ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดการกับความผันผวนอย่างรวดเร็วของการโหลดศูนย์ข้อมูลและสามารถตอบโต้พลังงานแบบเหนี่ยวนำหรือแบบ capacitive แบบเรียลไทม์รักษาปัจจัยพลังงานสูงกว่า 0.99

TSC ควบคุมการสลับตัวเก็บประจุผ่าน thyristors ได้อย่างแม่นยำซึ่งมีต้นทุนต่ำและความจุขนาดใหญ่ นวัตกรรมหลักของมันอยู่ในเทคโนโลยีการสลับการข้ามศูนย์ซึ่งสามารถป้องกันไม่ให้กระแสไฟกระชากที่เกิดขึ้นระหว่างการดำเนินงานของคอนแทคเตอร์แบบดั้งเดิม แม้ว่าความเร็วในการตอบสนองของ TSC จะอยู่ระหว่าง 10 ถึง 20 มิลลิวินาทีซึ่งไม่เร็วเท่ากับ SVG แต่ก็มีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจที่สำคัญกว่าในการชดเชยพลังงานการตอบโต้พื้นฐานที่มีความจุขนาดใหญ่ เมื่อ SVG และ TSC ถูกรวมเข้ากับระบบไฮบริด SVG จะรับผิดชอบในการชดเชยส่วนประกอบที่ผันผวนของความถี่สูงอย่างรวดเร็วในขณะที่ TSC รับผิดชอบการชดเชยฐานคงที่ พวกเขารวมกันเป็นสถาปัตยกรรมเสริมและการทำงานร่วมกัน

มูลค่าที่ไม่ซ้ำกันของการรวมกันนี้อยู่ในความสมดุลที่สมบูรณ์แบบระหว่างประสิทธิภาพแบบไดนามิกและเศรษฐกิจ SVG ครอบคลุมความต้องการค่าตอบแทนชั่วคราวที่ 10% -20% ของกำลังการผลิตที่ได้รับการจัดอันดับลดต้นทุนการลงทุนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานอย่างมีนัยสำคัญ TSC ให้ 80% -90% ของความสามารถในการชดเชยหลักโดยใช้เทคโนโลยีตัวเก็บประจุผู้ใหญ่เพื่อลดต้นทุนโดยรวม อัลกอริทึมอัจฉริยะของระบบนี้ปรับกลยุทธ์การทำงานให้เหมาะสมโดยอัตโนมัติและสามารถรักษาผลตอบแทนที่ดีที่สุดภายใต้เงื่อนไขการโหลดใด ๆ

การพัฒนาประสิทธิภาพที่สำคัญของระบบไฮบริด SVG + TSC

ในแง่ของการควบคุมฮาร์มอนิกระบบชดเชยไฮบริดของ SVG และ TSC มีประสิทธิภาพสูงกว่าโซลูชันการชดเชยแบบดั้งเดิมและมีประสิทธิภาพที่เหนือกว่า SVG สามารถฉีดกระแสการชดเชยด้วยแอมพลิจูดเท่ากับและเฟสตรงข้ามกับกระแสฮาร์มอนิกดังนั้นจึงบรรลุอัตราการกรองมากกว่า 95% สำหรับฮาร์โมนิกทั่วไปที่ 5, 7 และอื่น ๆ ในแง่ของการควบคุมฮาร์มอนิกระบบไฮบริดของ SVG และ TSC มีประสิทธิภาพสูงกว่าโซลูชันดั้งเดิมที่มีประสิทธิภาพที่เหนือกว่า SVG สามารถฉีดกระแสการชดเชยด้วยแอมพลิจูดเท่ากับและเฟสตรงข้ามกับกระแสฮาร์มอนิกบรรลุอัตราการกรองมากกว่า 95% สำหรับฮาร์โมนิกที่ 5, 7 และอื่น ๆ เมื่อเทียบกับตัวกรองแบบพาสซีฟบริสุทธิ์มันไม่ได้แนะนำความเสี่ยงด้วยการสั่นพ้องและสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงของฮาร์มอนิกได้ ข้อมูลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าระบบไฮบริดสามารถลด THDI (อัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกทั้งหมด) ของระบบการกระจายพลังงานของศูนย์ข้อมูลจากมากกว่า 15% เป็นภายใน 3% ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐาน IEEE 519 อย่างเต็มที่

การควบคุมเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่ง เมื่ออุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดใหญ่ภายในศูนย์ข้อมูลเริ่มต้นหรือหยุดหรือเมื่อมีความล้มเหลวของเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟระบบไฮบริดสามารถให้การสนับสนุนพลังงานปฏิกิริยาได้ทันที SVG สามารถตอบสนองต่อความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าภายใน 1/4 ของรอบ ฟังก์ชั่นของ SVG ในการปรับกำลังขับแบบปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วจะรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าบัสและรักษาค่าเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าภายใน± 1% ความสามารถที่น่าทึ่งนี้ช่วยหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของอุปกรณ์ที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างกะทันหัน ตัวอย่างเช่นกรณีแอปพลิเคชันของศูนย์การคำนวณพิเศษแสดงให้เห็นว่าหลังจากปรับใช้ระบบไฮบริดอุบัติการณ์ของความผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าในระบบลดลง 82%

ในระดับของการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพอัลกอริทึมการตั้งเวลาอัจฉริยะสามารถมั่นใจได้ว่าระบบไฮบริดของ TSC และ SVG จะทำงานที่จุดประสิทธิภาพที่ดีที่สุดเสมอ ด้วยการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงโหลดอย่างต่อเนื่องระบบนี้จะเลือกโหมดการชดเชยที่ประหยัดที่สุดโดยอัตโนมัตินั่นคือโดยใช้ SVG เป็นครั้งแรกภายใต้เงื่อนไขการโหลดแสงและประสานงานการมีส่วนร่วมของ TSC ภายใต้สภาวะโหลดหนัก ข้อมูลการวัดจริงจากศูนย์ข้อมูลของผู้ประกอบการแสดงให้เห็นว่าหลังจากใช้ระบบไฮบริดค่าไฟฟ้ารายไตรมาสลดลง 150,000 หยวนมูลค่า PUE ดีขึ้น 0.08 และระยะเวลาการกู้คืนการลงทุนลดลงเหลือ 2.3 ปี

แอปพลิเคชันอุตสาหกรรมและวิวัฒนาการในอนาคต

ในปัจจุบันผู้ให้บริการศูนย์ข้อมูลชั้นนำหลายแห่งทั่วโลกได้นำโซลูชัน SVG + TSC ไฮบริดมาใช้ ตัวอย่างเช่นยักษ์ใหญ่ในคลาวด์ระหว่างประเทศบางตัวได้ปรับใช้ 8 ชุด 10 กิโลโวลต์/± 20 เมกะวอลล์ ampere ในศูนย์ข้อมูลฮับระดับภูมิภาคประสบความสำเร็จในการลด PUE ของระบบจาก 1.45 เป็น 1.32 สิ่งที่น่าสังเกตโดยเฉพาะอย่างยิ่งคือระบบเหล่านี้ให้การสนับสนุนพลังงานปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วในระหว่างกระบวนการสลับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลและหลีกเลี่ยงการหยุดทำงานของพลังงาน 0.4 วินาทีหรือน้อยกว่าเพื่อให้มั่นใจว่าการดำเนินธุรกิจที่สำคัญนั้นไม่หยุดชะงักในระหว่างกระบวนการสลับ

ทิศทางวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีมุ่งเน้นไปที่สามมิติ ในระดับวัสดุการประยุกต์ใช้อุปกรณ์พลังงานซิลิคอนคาร์ไบด์ (SIC) จะลดการสลับการสูญเสีย SVG ลง 70%ทำให้ความถี่ในการสลับที่สูงขึ้นสามารถปรับปรุงความแม่นยำของการชดเชยฮาร์มอนิก ในแง่ของอัลกอริทึมการควบคุมการเปิดตัวเทคโนโลยี Digital Twin ช่วยให้สามารถทำการดีบักเสมือนจริงและการบำรุงรักษาทำนาย ระบบการทดลองได้รับการเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับความผิดพลาดของตัวเก็บประจุอายุ 72 ชั่วโมงล่วงหน้า นวัตกรรมในสถาปัตยกรรมของระบบสะท้อนให้เห็นในการเปลี่ยนแปลงทอพอโลยีของ "SVG + Centralized TSC" ซึ่งมี SVG ขนาดเล็กถูกฝังอยู่ในหัวตู้สำหรับการชดเชยในสถานที่ซึ่งลดการไหลเวียนของปฏิกิริยาในเครือข่ายการกระจายพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ

ในขณะที่ศูนย์ข้อมูลยังคงพัฒนาไปสู่ความหนาแน่นและสติปัญญาที่สูงขึ้นระบบไฮบริดของ SVG และ TSC จะปรับปรุงต่อไป ค่าของมันไม่เพียง แต่ในการเพิ่มประสิทธิภาพของพารามิเตอร์ทางเทคนิค แต่ยังให้การรับประกัน "ล่องหน" แต่ยังมีประสิทธิภาพสำหรับคุณภาพไฟฟ้าของโครงสร้างพื้นฐานดิจิตอล โซลูชันนี้ซึ่งรวมเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์พลังงานและอัลกอริทึมการควบคุมอัจฉริยะได้กำหนดมาตรฐานความน่าเชื่อถือสำหรับแหล่งจ่ายไฟของศูนย์ข้อมูล ตำแหน่งทองคำนั้นไม่น่าจะถูกท้าทายในทศวรรษหน้า หากคุณมีความสนใจในการพัฒนาในอนาคตของระบบชดเชยพลังงานอัจฉริยะโปรดหวังว่าจะได้รับความพยายามที่ Geyue Electric จะทำบนเส้นทางนี้:https://www.geyuecapacitor.com/ช่างเทคนิคมืออาชีพของเรากำลังรอข้อความของคุณอยู่ที่info@gyele.com.cn.