Kurzfassung
Ein globales Technologieunternehmen arbeitet an der Entwicklung eines Hyperscale-Rechenzentrumscampus, der rechenintensive, ständig verfügbare digitale Workloads unterstützen soll. Die Anlage benötigt eine netzunabhängige Stromversorgungsarchitektur, die extrem große und schnell schwankende Lasten bewältigen und gleichzeitig ständige Verfügbarkeit gewährleisten kann.
Zur Erfüllung dieser Anforderungen entschied sich das Projektteam für das auf der Ovation™ Automation Platform aufbauende Ovation™ Microgrid-Steuerungssystem, das eine koordinierte Steuerung, Systemtransparenz und Cybersicherheit in einem groß angelegten Stromversorgungsökosystem vor Ort bereitstellt. Die einheitliche Steuerungsgrundlage der Lösung umfasst Erzeugung, Energiespeicherung, Anlagenperipheriesysteme und elektrische Infrastruktur und unterstützt gleichzeitig einen zuverlässigen Microgrid-Betrieb während der schrittweisen Einführung und des langfristigen Wachstums.
Projekthintergrund
Der Rechenzentrumscampus wird als mehrphasige, energieautarke Einrichtung entwickelt, die unabhängig vom öffentlichen Versorgungsnetz betrieben werden soll. Nach dem vollständigen Ausbau wird der Standort mithilfe von hochdynamischen digitalen Workloads den Spitzenstrombedarf einer ganzen Stadt decken.
Die wichtigsten architektonischen Merkmale sind unter anderem:
- Ein dediziertes Microgrid vor Ort, das regelbare Erzeugung, umfassende Energiespeicherung und unterstützende Systeme in der Anlagenperipherie integriert
- Die Fähigkeit, durch den Rechenbedarf verursachte plötzliche Lastschwankungen hoher Größenordnungen umgehend zu bewältigen
- Redundante Microgrid-Konfigurationen zur Unterstützung des kontinuierlichen Betriebs während Wartungs- und Erweiterungsmaßnahmen sowie Fehlerzuständen
Angesichts der Größe und Komplexität des eigenständigen Stromnetzsegments erfordert das Projekt eine Automatisierung und Steuerung in Industriequalität, mit der alle Anlagen als ein einziges, zuverlässiges System koordiniert werden können.
Kundenherausforderung
Das Projektteam sah sich mit einer Reihe von Herausforderungen konfrontiert, die für Hyperscale-Einrichtungen der nächsten Generation typisch sind und durch die Größe und Bedeutung der Bereitstellung noch verstärkt wurden:
- Extreme Lastschwankungen: Eine rechengesteuerte Nachfrage führt zu schnellen und erheblichen Leistungsschwankungen, die in Echtzeit bewältigt werden müssen.
- Schrittweise Inbetriebnahme und Wachstum: Dutzende von Stromversorgungsanlagen müssen über mehrere Etappenziele hinweg unter Aufrechterhaltung der Stabilität des Gesamtsystems schrittweise in Betrieb genommen werden.
- Beschleunigte Lieferpläne: Verkürzte Zeitpläne erfordern eine frühzeitige Betriebsbereitschaft, ohne Beeinträchtigung von Zuverlässigkeit, allgemeiner Sicherheit oder Cybersicherheit.
- Komplexität der Systemintegration: Energieerzeugungsanlagen, Batteriespeicher, elektrische Infrastruktur und Komponenten der Anlagenperipherie müssen im Rahmen einer einheitlichen Steuerungsstrategie in engem Zusammenspiel arbeiten.
Zur Bewältigung dieser Herausforderungen benötigte der Kunde einen Lieferanten für Leitsysteme mit nachgewiesener Erfahrung in groß angelegten, unternehmenskritischen Stromversorgungssystemen.
Lösung: vereinheitlichte Steuerung auf der Ovation Automation Platform
Die Ovation Automation Platform wurde ausgewählt für die Bereitstellung einer zentralen Automatisierungs- und Steuerungsumgebung für das gesamte Microgrid und die zugehörige Infrastruktur.
Die Lösung umfasst:
- Das Ovation Microgrid-Leitsystem zur koordinierten Echtzeitsteuerung von Erzeugung, Energiespeicherung und elektrischen Anlagen
- Integrierte Funktionen für SCADA sowie Leitsystem- und Überwachungssysteme (Electrical Control and Monitoring System, ECMS), die für umfassende betriebliche Transparenz sorgen
- Eine Energie- und Wasser‑Cybersicherheitslösung zum Schutz geschäftskritischer Infrastrukturen.
- Ein digitaler Zwilling zur Unterstützung der Systemvalidierung, Inbetriebnahme und laufenden Betriebssicherheit
Die Architektur unterstützt volle Redundanz über unabhängige Microgrid-Segmente hinweg und ermöglicht so einen sicheren Betrieb unter normalen Bedingungen, bei Wartungsaktivitäten und in Notfallsituationen.
Ergebnisse und Einsatzbereitschaft
Die Ovation-basierte Lösung bietet eine skalierbare Steuerungsgrundlage, die den Campus von der ersten Inbetriebnahme bis zum vollständigen Ausbau unterstützen kann.
Zu den wichtigsten Ergebnissen gehören:
- Koordinierte Steuerung über ein großes, anlagendichtes, eigenständiges Stromnetzsegment
- Stabiler Microgrid-Betrieb bei sich schnell ändernden und variablen Lastbedingungen
- Verbesserte Sichtbarkeit und besseres Situationsbewusstsein des Bedienpersonals über alle Strom- und Versorgungssysteme hinweg
- Eine sichere und erweiterbare Automatisierungsplattform für zukünftige Erweiterungen
Zusammengenommen ermöglichen diese Fähigkeiten den Betreibern von Rechenzentr die Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen digitalen Betriebs und liefern gleichzeitig ein industrietaugliches, verlässliches Leitsystem, das die Komplexität des Stromversorgungssystems bewältigt.
Warum das wichtig ist
Hyperscale-Rechenzentren entwickeln sich zu hochintegrierten, energieautarken Systemen, sodass einheitliche Steuerungsarchitekturen unumgänglich werden. Dieses Projekt zeigt, wie eine koordinierte Microgrid-Steuerung über eine industrielle Automatisierungsplattform die Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und operative Disziplin bieten kann, die für die Unterstützung einer digitalen Infrastruktur der nächsten Generation erforderlich sind.
Weitere Informationen über das Emerson Solutions Center
Emerson liefert ein Portfolio aus Automatisierungs- und Digitaltechnologien, das Rechenzentren dabei unterstützt, die Zuverlässigkeit zu erhöhen, die Integration zu optimieren und zuverlässig zu skalieren. Dabei wird mithilfe von Digital-Twin-Funktionen die Performance über den gesamten Lebenszyklus der Anlagen optimiert.
- Energiemanagement in Rechenzentren für Microgrids und Energie Inseln
Bietet intelligente Orchestrierung über Microgrids, Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) und andere erneuerbare oder traditionelle Anlagen für kontinuierliche Verfügbarkeit und Energieoptimierung. - Microgrid-Leitsysteme
Lokale Logikverarbeitung mit hoher Geschwindigkeit und sicheres E/A-Management ermöglichen eine präzise Koordination zwischen Anlagenkomponenten und schnell wechselnden Anforderungen im Rechenzentrum. - Digitaler Zwilling
Sorgt für integrierte Systemvalidierung, Inbetriebnahme und laufende Betriebssicherheit in der gesamten Anlage. - Ovation KI-fähige Anwendungen
Intelligente Entscheidungsunterstützung wird verwendet, um zur Steigerung der Zuverlässigkeit und Effizienz die Netzstabilität zu verbessern, Lastmuster vorherzusagen und Anomalien zu identifizieren. - Cybersicherheitssuite für Energie-, Wasser- und Abwasserindustrie
Stärkt die Cyber-Resilienz in OT-Umgebungen durch kontinuierliche Überwachung, Bedrohungserkennung und aufgabenbasierte Zugriffskontrollen, die zum Schutz geschäftskritischer Energieinfrastruktur entwickelt wurden.
Zugehörige Fallstudien aus Rechenzentren
Andere Rechenzentrumsprojekte zeigen, wie Technologien von Emerson eingesetzt werden, um die Energieleistung und die betriebliche Widerstandsfähigkeit zu verbessern.
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