国科研究：数据中心柴油发电机组带容性负载能力.pdf

国科研究：数据中心柴油发电机组带容性负载能力柴油发电机组在数据中心行业的特性应用场景下，容性带载能力及突加重载能力一直是行业研究和攻克的应用难题，国科数据中心将从测试和技术研究的角度来剖析其中的奥妙，抛砖引玉。解决方案思路从油机成功带载的测试看，只要错开每套高压直流的启动时间，同时优化高压直流的功率walk in 缓启动特性，延长 ATS1和 ATS2投切开关之间的间隔时间，避免油机带载启动过程的所有高压直流系统同时大电流加载，即可解决该问题。因此可以根据该思路从以下几个方面进行改造优化：一）高压直流系统方面1）修改高压直流模块软件改变模块启动方式（增加功率 walk in功能）：让每个整流模块的输出电流逐步增加，经过几秒到几十秒的爬坡时间，最后增加到额定输出电流。通过这种模式设计，解决了模块通电启动瞬间直接满载输出的情况，使整个启动过程缓慢加载，避免了对后级电池过电流充电的风险，同时减少油机的直接冲击。该修改只要对模块出厂前设计好即可，现场无需再修改设置。2）通过监控模块修改系统启动时间：目前整流模块的启动时间是固定的一个值写在整流模块里，可以修改监控软件增加监控模块对整流模块启动时间设置功能。即可以对每套高压直流系统设置不同的来电后启动时间，该启动时间值会写入所有整流模块，模块来电自启动后，待延时至预设置的时间后，才启动输出。根据现场情况，可以设置每套不同的启动时间，错开每套启动的时间。该修改需要在现场根据实际情况进行设置。二）低压配电系统方面1）通过错开 ATS1和 ATS2 的自动切换时间，避免两个 ATS在同一时刻切换，减少对柴油发电机的同时大电流冲击。同时适当延长 ATS1 和 ATS2 之间的时间间隔，适当减少两者负载增加过程的重叠部分，但间隔不宜过长导致电池过度放电。2）在配电方面还可以考虑通过PLC硬件控制电操机构，逐个合闸高压直流系统输入开关，避免同时启动。以案例为例，可以对每套高压直流的整流屏的输入开关换成带延时功能的接触器，通过设置不同的来电合闸时间，也可以实现每套系统分别启动。方案解决及重新带载测试验证A、B 高压直流厂家经了解情况后，对系统及模块的运行方式均进行了修改，主要修改了以下几个方面：1）修改了每套系统启动时间，每套错开数秒，避免所有系统同时启动；2）打开了模块walk-in功能，使系统内每个模块按每秒一个逐个启动，避免了同一套系统内所有模块同时启动；3）调整了模块输出电压模式，采用跟踪直流母线电压方式，启动时输出直流电压比蓄电池低5V，后续输出电压按1V/秒进行文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 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1。但是在市电转柴油发电机供电的启动瞬间则呈现很强的容性负载特性，柴油发电机需要对这些开关电源内部的电容进行充电，易导致柴油发电机受容性大电流冲击而被拉跨。2）典型柴油发电机带载特性曲线上看，在容性负载下带载能力快速回缩，如果直接一步带容性负载到重载很容易被拉跨，但在低压柴发配电架构下可采用单电源系统级分时逐个投入，则柴油发电机启动成功的概率大大增加。3）此外，电源系统内每个整流模块输出功率walk-in功能对电池电流过充，以及柴油发电机启动冲击都有好处，推荐此功能可以作为高压直流系统的基本配置要求，写入高压直流相关标准中，用户可以根据实际需要决定是否启用。4）如果高压直流系统级监控无法实现每套电源逐个开机功能，则可以在设计阶段考虑采用在每套系统的输入端配电开关增加分时接触器来进行延时控制。5）如果在业务的重要性等方面有先后，可以采用负载优先排列文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 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的功耗。对于普通用户，因对负载不清，不太容易设计实施。2、或者采用SVG（Static Var Generator）静止型无功发生器，或 者 静 止 同 步 补 偿 器STATCOM（Static Synchronous Compensator）。传统的电容补偿柜方式不适合于容性负载场合，采用有源滤波器（APFC）和静止同步补偿器（STATCOM）也有成本太高，易故障等不足，目前其他行业在用的SVG 产品在成本和性能方面较为折衷，值得研究跟进。3、采用定制 walk in功能服务器电源方案如果市电直供的完全分布式供电架构，则可以在服务器电源内部设置 10 到 15 秒功率逐步放开的功率walk in 功能，如图 20 所示的微软 LES定制 PSU电源。减少了ATS切换瞬间对柴油发电机的满功率瞬态冲击（此过程的IT 负载部分由 PSU内置的电池来承担），而且这个功率walk in 的电流是靠LES 分布式电源可控的逐步放开增加。因此柴油发电机不会受到满载瞬态冲击带来的失压振荡，同样在10 到 15 秒内逐步带起全部的负载，保证了 ATS切换的可靠性，减少了对柴油发电机的冲击振荡伤害，提高了总系统可靠性。文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 ZK9Y7N7K7C9文档编码:CH9R1P9C5Z10 HG8Y1B5C2I7 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