傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心供電設(shè)計(jì)存在備電系統(tǒng)利用率低、碳排放大、電池性能差等問(wèn)題。當(dāng)前，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心供電設(shè)備存在三個(gè)問(wèn)題：一是利用率低，儲(chǔ)能電池和柴油發(fā)電機(jī)組的“過(guò)供給”造成大量浪費(fèi)。數(shù)據(jù)中心為保障用電可靠性，通常會(huì)以遠(yuǎn)高于平均功耗需求的峰值負(fù)載配置供電設(shè)備。目前數(shù)據(jù)中心普遍使用超過(guò)20GW的柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源以應(yīng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間斷電，同時(shí)配備一定容量的鉛酸電池。然而，由于目前電網(wǎng)供電可靠性較高，大部分時(shí)間備用電源處于閑置狀態(tài)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，Google數(shù)據(jù)中心總功耗需求超過(guò)峰值功耗90%的時(shí)間不到其運(yùn)行總時(shí)間的1%。二是碳排放大，風(fēng)能、太陽(yáng)能出力不穩(wěn)定與數(shù)據(jù)中心用電不匹配問(wèn)題突出。當(dāng)風(fēng)能、太陽(yáng)能供給不足以驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心的時(shí)候，供電系統(tǒng)缺乏相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)制，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心只能從碳排放較高的電網(wǎng)獲取電力。三是儲(chǔ)能電池性能差，不能深度參與電網(wǎng)互動(dòng)。約有97%的數(shù)據(jù)中心采用鉛酸電池作為。鉛酸電池存在能量密度較低、在高強(qiáng)度使用下壽命大幅縮短、充放電能源損失較高等缺點(diǎn)，難以適應(yīng)與電網(wǎng)互動(dòng)中的頻繁調(diào)度。

　　kaiyun會(huì)員福利

　　拓展數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用場(chǎng)景，可最大限度地提高儲(chǔ)能資產(chǎn)的利用率及系統(tǒng)運(yùn)行收益。在新能源供電逐漸成為設(shè)計(jì)主流的背景下，綠色數(shù)據(jù)中心必須能夠應(yīng)對(duì)新興負(fù)載和新能源電力的復(fù)雜性與多變性。既要滿足服務(wù)器安全供電需要，又能在頻繁隨機(jī)的充放電下保持儲(chǔ)能設(shè)備的高可用性和使用壽命。除作為備用電源提供電力保障外，儲(chǔ)能系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心中還可發(fā)揮三方面作用：一是替代柴油發(fā)電機(jī)組。由于柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間較慢（往往需要幾分鐘），無(wú)法應(yīng)對(duì)突發(fā)性電網(wǎng)斷電。用儲(chǔ)能鋰電池替代柴油發(fā)電機(jī)組備用回路，可提高供電穩(wěn)定性、減少碳排放。二是平滑新能源輸出。儲(chǔ)能系統(tǒng)可起到存儲(chǔ)電量的作用，在不降低數(shù)據(jù)中心性能的情況下，幫助其在空間維度上有效地調(diào)度新能源，從而提高新能源利用率。三是削峰填谷。數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商可利用儲(chǔ)能系統(tǒng)的選擇性在用電高峰放電，在用電低谷蓄能，再通過(guò)調(diào)度儲(chǔ)能電池參與電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻，實(shí)現(xiàn)峰谷價(jià)差套利或獲得電力市場(chǎng)輔助服務(wù)補(bǔ)貼，最終達(dá)到降低用電成本的目的。

　　國(guó)內(nèi)外對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心融合應(yīng)用進(jìn)行了一系列探索。歐美將儲(chǔ)能系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心融合應(yīng)用的主要思想是通過(guò)改變儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與管理方式，把數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能電池由應(yīng)急供電設(shè)備（極少使用）轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與到功耗管理的能源緩存設(shè)備（頻繁使用），將數(shù)據(jù)中心的角色從簡(jiǎn)單的電力消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)榭伸`活調(diào)用的電力產(chǎn)消者。例如，2013年，日立公司對(duì)比測(cè)試了鉛酸電池、鋰離子電池、液流電池應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的各類參數(shù)。研究結(jié)果顯示，綜合考慮安全性、循環(huán)使用壽命、充放電效率、響應(yīng)速度等電池特性，磷酸鐵鋰電池是最為適合面向綠色數(shù)據(jù)中心的儲(chǔ)能系統(tǒng)。2022年，谷歌公司宣布，在比利時(shí)的StGhislain數(shù)據(jù)中心采用5.5MWh鋰離子電池系統(tǒng)替代同等裝機(jī)容量的柴油發(fā)電機(jī)，其中的2.75MWh用于優(yōu)化比利時(shí)電網(wǎng)的需求響應(yīng)計(jì)劃，儲(chǔ)能系統(tǒng)與其他分布式能源實(shí)現(xiàn)整合。我國(guó)關(guān)于綠色數(shù)據(jù)中心的研究大多關(guān)注自身的內(nèi)部能量管理，將數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能系統(tǒng)作為一種靈活性資源的研究剛剛起步。例如，2021年，世紀(jì)互聯(lián)在佛山建成國(guó)內(nèi)首個(gè)將規(guī)?；瘍?chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的項(xiàng)目。儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)每天“兩充兩放”以提高數(shù)據(jù)中心自充自用的經(jīng)濟(jì)性。

　　“磷酸鐵鋰儲(chǔ)能電池+數(shù)據(jù)中心”的安全性有待驗(yàn)證。完備的安全方案是儲(chǔ)能型數(shù)據(jù)中心推廣應(yīng)用的根基。儲(chǔ)能型數(shù)據(jù)中心對(duì)蓄電池的放電功率要求高、放電深度要求大，并且長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài)，對(duì)數(shù)據(jù)中心的供電安全（包括斷電和火災(zāi)）造成極大挑戰(zhàn)。因?yàn)殇囯姵毓收蠈?dǎo)致數(shù)據(jù)中心失火事故時(shí)有發(fā)生。例如，2022年，韓國(guó)SK與IBM的共建數(shù)據(jù)中心因電氣設(shè)備室鋰電池起火，導(dǎo)致韓國(guó)國(guó)民社交軟件KaKao、門(mén)戶網(wǎng)站Naver大面積癱瘓，韓國(guó)互聯(lián)網(wǎng)因此蒙受巨大損失。

　　參與電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻的定價(jià)機(jī)制不健全，尚無(wú)清晰盈利模式。一方面，由于我國(guó)還處于電力市場(chǎng)發(fā)展探索階段，現(xiàn)有的電力輔助服務(wù)價(jià)格無(wú)法體現(xiàn)出數(shù)據(jù)中心響應(yīng)速度快、可實(shí)時(shí)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)負(fù)荷的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)前電力交易市場(chǎng)中的性能指標(biāo)設(shè)置不利于數(shù)據(jù)中心與其他主體競(jìng)爭(zhēng)。另一方面，數(shù)據(jù)中心通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電力輔助服務(wù)的全生命周期投資回報(bào)不清晰。因與電網(wǎng)互動(dòng)頻繁調(diào)度導(dǎo)致電池加速衰減、更換鋰電池所產(chǎn)生的額外成本的核算研究較缺乏。

　　數(shù)據(jù)中心數(shù)字化管理水平有待提升。目前我國(guó)數(shù)據(jù)中心智能化功耗管理程度較低，根據(jù)負(fù)載的實(shí)時(shí)狀況，動(dòng)態(tài)結(jié)合不同時(shí)間尺度和空間尺度的功耗管理技術(shù)較欠缺。數(shù)據(jù)中心并網(wǎng)技術(shù)復(fù)雜，通常會(huì)涉及多個(gè)不同系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。

　　因此未來(lái)數(shù)據(jù)中心還需要能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)的能量管理。在數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)互動(dòng)過(guò)程中，需要運(yùn)用人工智能的應(yīng)用與大數(shù)據(jù)分析協(xié)調(diào)多個(gè)系統(tǒng)。在進(jìn)行削峰填谷時(shí)，還需具備較高的儲(chǔ)能資源調(diào)度預(yù)測(cè)能力和聚合能力。

　　加快數(shù)據(jù)中心數(shù)字化綠色化改造。加速推進(jìn)磷酸鐵鋰電池在數(shù)據(jù)中心的全面應(yīng)用。鼓勵(lì)將退役動(dòng)力蓄電池梯次利用于數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域。充分考慮與電網(wǎng)互動(dòng)場(chǎng)景下的可靠性要求、機(jī)房類型和環(huán)境條件等因素，引導(dǎo)運(yùn)營(yíng)商對(duì)儲(chǔ)能電池科學(xué)合理選型。加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心智能裝置改造和動(dòng)態(tài)節(jié)能等新技術(shù)的推廣應(yīng)用，發(fā)展智能化能源管理系統(tǒng)，提高智能管控效率。

　　建立符合數(shù)據(jù)中心用電特性的電力交易市場(chǎng)機(jī)制與盈利模式。總結(jié)試點(diǎn)項(xiàng)目成就、局限性。以提高運(yùn)營(yíng)商滿意度和參與度為目標(biāo)，核算各方成本與效益，明確各利益相關(guān)方參與市場(chǎng)互動(dòng)的角色，探索適用于電力系統(tǒng)調(diào)度的數(shù)據(jù)中心需求響應(yīng)實(shí)施模式。推動(dòng)出臺(tái)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施儲(chǔ)能資源聚合參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、輔助服務(wù)的市場(chǎng)交易政策，進(jìn)一步細(xì)化聚合商的責(zé)任、參與形式、參與門(mén)檻和補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。

　　構(gòu)建和儲(chǔ)能型數(shù)據(jù)中心相適應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)急管理體系。堅(jiān)持源頭管控，開(kāi)展電池的本質(zhì)安全技術(shù)研發(fā)，提高儲(chǔ)能電池的本質(zhì)安全水平。組織專家研判儲(chǔ)能型數(shù)據(jù)中心發(fā)展新風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)分析安全風(fēng)險(xiǎn)防控、安全監(jiān)管管理和應(yīng)急救援保障存在的短板，開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)防控技術(shù)及裝備研發(fā)。厘清責(zé)任，強(qiáng)化安全監(jiān)管。加強(qiáng)儲(chǔ)能型數(shù)據(jù)中心規(guī)劃選址、設(shè)備選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)維、回收等多個(gè)環(huán)節(jié)的安全監(jiān)管。組織運(yùn)維單位針對(duì)可能存在的電池?zé)崾Э?、火?zāi)等緊急情況編制應(yīng)急預(yù)案，與屬地消防救援機(jī)構(gòu)建立協(xié)同機(jī)制，定期開(kāi)展演練。