Perché il sistema ibrido SVG e TSC è diventato il gold standard per l'alimentazione nei data center?

Nell'era digitale, il funzionamento stabile dei data center è diventato il supporto fondamentale per il normale funzionamento della società moderna. Come infrastruttura che supporta l'elaborazione e l'archiviazione dei dati su larga scala, i data center hanno requisiti estremamente elevati per la qualità dell'alimentazione. Le tradizionali tecnologie di compensazione del potere reattivo non sono più in grado di soddisfare le molteplici esigenze dei moderni data center per la risposta dinamica, la soppressione armonica e l'ottimizzazione dell'efficienza energetica. L'emergere di un sistema ibrido che si combinaSVG (Generatore VAR statico)e TSC (condensatore a commutazione di Thistortor) ha portato una svolta rivoluzionaria in questo campo e sta gradualmente diventando il gold standard per i sistemi di alimentazione del data center.

Sfide speciali nell'alimentazione per i data center

Il sistema di alimentazione dei data center deve affrontare numerose sfide uniche. I carichi come cluster di server, dispositivi di archiviazione e switch di rete hanno caratteristiche altamente non lineari, generando una grande quantità di inquinamento armonico. Queste armoniche non solo portano a un calo della qualità dell'energia, ma possono anche causare il surriscaldamento delle attrezzature, la durata della vita ridotta e persino le interruzioni inaspettate. Nel frattempo, il carico nei data center fluttua bruscamente, con cambiamenti significativi che si verificano all'interno di millisecondi. I tradizionali dispositivi di compensazione del potere reattivo sono difficili da raggiungere un rapido monitoraggio e una regolazione precisa.

Inoltre, l'efficacia dell'utilizzo dell'energia (PUE) di un data center, un indicatore chiave dell'efficienza energetica, è direttamente correlata ai costi operativi. La circolazione inefficace della potenza reattiva aumenta le perdite di linea e riduce il tasso di utilizzo dei trasformatori, aumentando così invisibilmente le spese di elettricità. Ancora più seriamente, i siti di tensione o le sfarfalli possono far riavviare l'attrezzatura IT, con conseguenti perdite economiche incalcolabili. Questi fattori impongono collettivamente requisiti rigorosi sul sistema di alimentazione dei data center e hanno guidato l'evoluzione tecnologica del sistema ibrido SVG+TSC.

I vantaggi della sinergia tecnica di SVG e TSC

Come dispositivo di compensazione dinamica composto da dispositivi elettronici di potenza completamente controllabili, SVG ha una velocità di risposta a livello di millisecondi e capacità di regolazione continua continua. Impiega la tecnologia di modulazione PWM e può ottenere contemporaneamente la compensazione del potere reattivo e il controllo armonico. La corrente di uscita mantiene una relazione di fase accurata con la tensione di sistema. Questa caratteristica lo rende particolarmente adatto per affrontare le rapide fluttuazioni dei carichi di data center e può contrastare in tempo reale il potere reattivo induttivo o capacitivo, mantenendo un fattore di potenza superiore a 0,99.

TSC controlla con precisione la commutazione di condensatori attraverso i tiristi, con basso costo e grande capacità. La sua innovazione principale risiede nella tecnologia di commutazione a incrocio zero, che può impedire la corrente di aumento generata durante il funzionamento dei contattori tradizionali. Sebbene la velocità di risposta del TSC sia compresa tra 10 e 20 millisecondi, il che non è veloce come SVG, ha un'efficienza economica più significativa nella compensazione fondamentale del potere reattivo fondamentale. Quando SVG e TSC sono combinati in un sistema ibrido, SVG è responsabile della compensazione rapida per i componenti fluttuanti ad alta frequenza, mentre TSC è responsabile della compensazione di base a stato stazionario. Insieme, formano un'architettura complementare e collaborativa.

Il valore unico di questa combinazione risiede nel perfetto equilibrio tra prestazioni dinamiche ed economia. SVG copre la domanda di compensazione transitoria al 10% -20% della capacità nominale, riducendo significativamente il costo di investimento dei dispositivi elettronici di energia; TSC fornisce l'80% -90% della principale capacità di compensazione, utilizzando la tecnologia dei condensatori maturi per ridurre il costo complessivo. L'algoritmo intelligente di questo sistema ottimizza automaticamente la strategia operativa e può mantenere il miglior effetto di compensazione in tutte le condizioni di carico.

Prestazioni chiave per le prestazioni del sistema ibrido SVG + TSC

In termini di controllo armonico, il sistema di compensazione ibrido di SVG e TSC supera le soluzioni di compensazione tradizionali e ha prestazioni superiori. SVG può iniettare attivamente una corrente di compensazione con un'ampiezza uguale e fase di fronte alla corrente armonica, ottenendo così un tasso di filtraggio di oltre il 95% per il 5 °, 7 ° e altre armoniche tipiche. In termini di controllo armonico, il sistema ibrido di SVG e TSC supera le soluzioni tradizionali con prestazioni superiori. SVG può iniettare attivamente una corrente di compensazione con un'ampiezza uguale e fase di fronte alla corrente armonica, ottenendo un tasso di filtraggio di oltre il 95% per il 5 °, 7 ° e altre armoniche caratteristiche. Rispetto ai filtri passivi puri, non introduce rischi di risonanza e può tracciare in modo adattivo i cambiamenti armonici. I dati di test mostrano che il sistema ibrido può ridurre il THDI (tasso di distorsione armonica totale) del sistema di distribuzione dell'energia del data center da oltre il 15% a entro il 3%, soddisfacendo completamente i requisiti dello standard IEEE 519.

Il controllo di stabilità della tensione è un altro vantaggio significativo. Quando si avvia o si interrompe una grande attrezzatura di alimentazione all'interno del data center o quando si verifica un guasto della rete di alimentazione, il sistema ibrido può fornire immediatamente il supporto di alimentazione reattivo. L'SVG può rispondere alle fluttuazioni di tensione entro 1/4 da un ciclo. La funzione di SVG per regolare rapidamente l'uscita di potenza reattiva mantiene la stabilità della tensione del bus e mantiene la deviazione di tensione entro ± 1%. Questa notevole capacità evita efficacemente i guasti delle apparecchiature causati da improvvise gocce di tensione. Ad esempio, un caso di applicazione di un centro ultra-computing mostra che dopo aver distribuito il sistema ibrido, l'incidenza di guasti correlati alla tensione nel sistema è diminuita dell'82%.

A livello di ottimizzazione dell'efficienza energetica, l'algoritmo di pianificazione intelligente può garantire che il sistema ibrido di TSC e SVG funzioni sempre nel punto di efficienza ottimale. Monitorando continuamente le modifiche al carico, questo sistema selezionerà automaticamente la modalità di compensazione più economica, ovvero utilizzando SVG prima in condizioni di carico leggero e coordinando la partecipazione di TSC in condizioni di carico pesanti. I dati di misurazione effettivi di un data center di un operatore mostrano che dopo aver adottato il sistema ibrido, il costo trimestrale di elettricità è stato ridotto di 150.000 yuan, il valore PUE è migliorato di 0,08 e il periodo di recupero degli investimenti è stato ridotto a 2,3 anni.

Applicazioni del settore ed evoluzione futura

Al momento, molti principali operatori di data center in tutto il mondo hanno adottato la soluzione ibrida SVG + TSC. Ad esempio, un certo gigante internazionale del cloud computing ha distribuito 8 set di sistemi da 10 kilovolt/± 20 megavolt-ampere nei suoi data center regionali per hub, riducendo con successo il PUE del sistema da 1,45 a 1,32. Ciò che è particolarmente degno di nota è che questi sistemi forniscono un rapido supporto di potenza reattivo durante il processo di commutazione del generatore diesel ed evitano interruzioni di corrente di 0,4 secondi o meno, garantendo che le operazioni aziendali critiche siano ininterrotte durante il processo di commutazione.

La direzione dell'evoluzione tecnologica si concentra su tre dimensioni. A livello di materiale, l'applicazione di dispositivi di alimentazione in carburo di silicio (SIC) ridurrà la perdita di commutazione di SVG del 70%, consentendo frequenze di commutazione più elevate per migliorare l'accuratezza della compensazione armonica. In termini di algoritmi di controllo, l'introduzione della tecnologia gemella digitale consente il debug virtuale e la manutenzione predittiva. Un sistema sperimentale ha ottenuto un avvertimento precoce dei guasti di invecchiamento dei condensatori con 72 ore di anticipo. L'innovazione nell'architettura del sistema si riflette nella trasformazione topologica di "TSC centralizzato SVG + distribuito", in cui piccole unità SVG sono incorporate nella testa del cabinet per la compensazione in loco, riducendo significativamente la circolazione di corrente reattiva nella rete di distribuzione di potenza.

Man mano che i data center continuano a evolversi verso una maggiore densità e intelligenza, il sistema ibrido di SVG e TSC continuerà a migliorare. Il suo valore non sta solo nel miglioramento dei parametri tecnici, ma anche nel fornire una garanzia "invisibile" ma potente per la qualità elettrica dell'infrastruttura digitale. Questa soluzione, che integra la tecnologia elettronica di potenza e gli algoritmi di controllo intelligenti, sta ridefinendo gli standard di affidabilità per l'alimentazione del data center. È improbabile che la sua posizione d'oro sia sfidata nel prossimo decennio. Se sei interessato allo sviluppo futuro del sistema di compensazione di potenza reattiva intelligente, attesi con ansia gli sforzi che Geyue Electric farà su questo percorso:https://www.geyuecapacitor.com/, i nostri tecnici professionisti stanno aspettando i tuoi messaggiinfo@gyele.com.cn.