数据中心机房是实现数据信息集中处理、传输、交换、储存、管理等功能的服务平台,然而我国数据中心的绿色化水平低,能耗普遍较高,大量数据中心高能耗不仅增加了企业成本,还造成了能源浪费。那么,数据中心机房燃气分布式能源系统有什么作用?
1、数据中心能耗特性
数据中心对制冷的需求及可靠性要求高,机房设备发热量大,约占总发热量的80%以上,且全年 不间断运行。数据中心主机房多位于建筑内区,冷 负荷全年变化幅度小,波动范围为0.8——1.0,数据中心电负荷全年变化幅度小,波动范围为 0.8——1.0。
2、降低PUE的作用
电源使用效率(PowerUsageEffectiveness,简称PUE)是评价数据中心能源利用效率的指标,是数据中心总能耗与关键设备能耗之比。PUE越接近1,说明数据中心的能效水平及绿色化程度越高。据统计,国际上先进数据中心的PUE可达到1.7,目前国内数据中心的PUE基本为2.0——2.5。特别是中小规模的数据中心,PUE更高,普遍在3左右。这说明 有大量的电能被空调系统、供配电设备、通风设备、照明设备等消耗。
3、分布式系统适用性
对于数据中心项目,若采取以冷定电的运行策略,正常运行时需补充很少量的市电,若采取以电定冷的运行策略,正常运行时几乎完全利用燃气发电机组的余热用于制冷,不需要补燃,分布式系统以天然气作为燃料,利用燃气内燃机等,将天然气燃烧产生的高温气体先用于发电,然后再利用余热供热和制冷,还可提供生活热水,根据数据中心的负荷特点及相关统计数据,数据中心冷电比常年保持在1.0——1.1 ,对于配置燃气内燃机发电机组、双效溴化锂吸收式冷水机组的分布式系统,制冷量与发电功率之比也接近1.1,因此,分布式系统适用于数据中心项目。
新建数据中心(采用先进设计)分别采用传统分供系统(市电+电驱动空调设备)、分布式系 统的PUE对比,对于既有数 据中心,采用分布式系统后,PUE可由采用传统分供系统时的2.17降至1.92,对于新建数据中心,采用分布式系统的PUE比采用传统分供系统降低0.25。
对于北方的数据中心项目,在冬季可直接利用室外新风作为冷源,因此,在冬季分布式系统的,燃气内燃机发电机组余热可用于外供,产生经济效益,为在相同条件下对比两种供能系统的节能、环境保护效益,传统分供系统配置燃气锅炉房,冬季用于供热,传统分供系统配置情况:供电:双路市电,备用 柴油发电机, A级中心机房柴油储存量保证72h使用。
供冷:电驱动冷水机组,6用1备。
供热:燃气锅炉房,热功率与分布式系统余热热功率接近。
4、分布式系统配置情况
供电:4台燃气内燃机发 电机组,单机发电功率为4.3MW,3用1备,采取双管道供气(必要时由LNG应急气源保障),配置双路 市电作为备用电源。
供冷:4台烟气热水型溴化锂吸收式冷水机组(以下简称吸收式机组),且具备直 燃功能, 3用1备,4台电驱动冷水机组作为备用。燃气内燃机发电机组与吸收式机组采用模块化处 理,每个模块化单元包括1台燃气内燃机发电机组与1台吸收式机组。
5、供能安全性
故障状态下传统分供系统、分布式系统供能安全性比较见表,分布式系统的安全性不低于传统分供系统。
6、电费计算
按一线城市1——10kV非工业类用电的分时电价为:高峰电价1.177元/(kW·h),平段电价0.801元/(kW·h),低谷电价0.324元/(kW·h)。计算发电收益时,电价按平均电价0.767元/(kW·h)计算,分布式系统自用电量按5%计算。冷价取0.4元/(kW·h),热价取0.314元/(kW·h),天然气 价格取2.67元/m3,单位发电量设备维护费取0.08元/(kW·h)。供能系统运行时间按每年360d, 每天24h计算。燃气内燃机发电机组余热制冷时间按270d计算,余热外供时间按90d计算。分布式系统年运行数据见表3。根据表3数据进行计算, 分布式系统年经济收益为3817×104 元/a。
7、节能效益
将耗电量、耗气量均折算成标准煤耗量,耗电量与标准煤耗量的折算系数取0.326kg/(kW·h),天 然气与标准煤耗量的折算系数取1.2303kg/m3 。 传统分供系统、 分布式系统年能耗量见表4。根据表4数据计算,与传统分供系统相比,分布式系统的年节能量(以标准煤耗计)为12350.7t/a。
8、环境保护效益
环境保护效益主要考虑CO2的减排量,根据国家发展改革委气候司公布的《 2011年中国区域电网基准线排放因子》,单位发电量CO2排放因子取0.6426t/(MW·h),根据政府间气候变化委员会公布的天然气缺省CO2排放因子,天然气的CO2排放因子取2.0196kg/m3 。
传统分供系统、分布式系统CO2年排放量分别为85519.6、51777.4t/a,分布式系统比传统分供系统的CO2年排放量减少33742.2t/a,另外,燃烧天然气与燃煤相比, SO2排放量减少近100%,NOx排放量减少约55%,粉尘排放量减少近100%,环境保护效益显著。
以上就是数据中心机房燃气分布式能源系统有什么作用的全部内容了,其实数据中心能耗大,年运行时间长,冷电负荷较为匹配,分布式系统适合于数据中心项目,对既有数据中心,采用分布式系统可降低电源使用效率,采用合理的设计,分布式系统的供能安全性不低于传统分供系统,数据中心采用分布式系统可降低运行成本,节能、环境保护效益显著。