Riepilogo
Con l'aumento delle richieste di densità di potenza e l'allungamento dei ritardi nelle code delle utility, gli operatori dei data center stanno passando dall'alimentazione connessa alla rete con generazione di backup alle microgrid dinamiche behind-the-meter (BTM), a volte chiamate "hypergrid" a causa delle loro dimensioni. Una microgrid del data center coordina la generazione in loco, lo stoccaggio a batteria e le interconnessioni con le utility per fornire alimentazione continua, aggirare i vincoli delle utility e ottimizzare i costi energetici senza compromettere gli obiettivi del livello di servizio (SLO).
Cos'è un EMS per microgrid per i data center?
Una microgrid per data center è un sistema elettrico integrato e localizzato progettato per gestire la produzione di energia, lo stoccaggio di energia e i carichi della struttura dietro il contatore di rete. A differenza dei sistemi di backup di emergenza standard che rimangono inattivi fino a quando non si verifica un blackout, una microgrid del data center orchestra attivamente risorse come sistemi UPS, sistemi di stoccaggio dell'energia a batteria (BESS), gruppi elettrogeni diesel/gas, celle a combustibile e solare fotovoltaico per fornire alimentazione primaria ininterrotta alla struttura.
Funziona in due modalità principali:
- Operazioni collegate alla rete: gestisce il peak shaving, la demand response e la generazione parallela insieme alla rete pubblica principale.
- Isolamento dell'alimentazione: si disconnette istantaneamente dalla rete pubblica durante interruzioni o disturbi significativi della qualità dell'alimentazione, consentendo al data center di continuare a funzionare in modo indipendente utilizzando le risorse di generazione e stoccaggio dell'energia in loco senza interrompere i carichi di lavoro IT critici.
Perché i data center stanno adottando le microgrid behind-the-meter
I carichi di lavoro di intelligenza artificiale stanno determinando aumenti senza precedenti della densità dei rack, del consumo energetico e dei requisiti di espansione delle strutture. Allo stesso tempo, i fornitori di servizi pubblici in molti mercati devono affrontare ritardi pluriennali per le nuove infrastrutture di fornitura di energia e le approvazioni di interconnessione. Di conseguenza, gli operatori di data center si rivolgono sempre più spesso a generazione behind-the-meter, stoccaggio a batteria e architetture di microgrid per garantire una capacità di alimentazione affidabile indipendentemente dalle tempistiche di implementazione della rete elettrica.
Gli operatori dei data center implementano le microgrid BTM per affrontare quattro sfide operative critiche:
- Bypassare i colli di bottiglia dell'interconnessione: Consente agli operatori di mettere online la capacità di nuove strutture molto più rapidamente, generando energia primaria o supplementare in loco, in attesa di aggiornamenti del sistema dei servizi pubblici per consentire la connessione alla rete.
- 99.9+% di tempo di attività & Qualità dell'alimentazione: Protegge l'infrastruttura IT sensibile da cali di tensione, deviazioni di frequenza e blackout della rete con un'esecuzione del trasferimento senza interruzioni e senza transitori.
- Mitigazione delle tariffe di domanda &: Dispacciamento della capacità BESS disponibile o della generazione in loco a basso costo durante i periodi di prezzi elevati della rete o di picco della domanda per ridurre i costi energetici e gli oneri di domanda delle utenze.
- Sostenibilità & Riduzioni di carbonio: Integra fonti di combustibile a basse emissioni di carbonio e risorse rinnovabili per ridurre le emissioni Scope 1 e Scope 2 senza sacrificare la ridondanza N+Z.
Soluzioni di automazione per microgrid per data center di Emerson
La gestione di diverse fonti di generazione insieme a carichi IT ad alta densità richiede un'architettura di automazione a tre livelli:
3. Ovation™ Microgrid Control Systems
Il controllo fisico ad alta velocità della microgrid è gestito dai controller per microgrid Ovation™, tra cui l'OCR3000 per applicazioni di controllo centralizzato complesse e il compatto OMC100 per aree distribuite o con spazi limitati. Questi controllori deterministici eseguono una rapida riduzione del carico, il sequenziamento black-start, la sincronizzazione del generatore e l'islanding ad alta velocità per supportare la stabilità della microgrid e la continuità dei carichi IT critici.
Domande frequenti sulle microgrid per data center
Una microgrid per data center è un sistema di alimentazione localizzato che combina generazione in loco, sistemi di accumulo di energia a batteria, interconnessioni con la rete elettrica e software di controllo per fornire elettricità affidabile per le operazioni del data center. Una microgrid aiuta gli operatori a migliorare la resilienza, supportare una rapida espansione della capacità e ridurre la dipendenza dai vincoli dell'infrastruttura della rete elettrica.
La gestione energetica tradizionale dei data center si concentra sulla riduzione del consumo energetico all'interno della struttura attraverso l'ottimizzazione del raffreddamento, i controlli HVAC, il monitoraggio e le iniziative di efficienza. Una microgrid per data center si concentra sul modo in cui l'energia viene generata, immagazzinata e distribuita alla struttura tramite risorse in loco come generatori, batterie, celle a combustibile e sistemi di energia rinnovabile.
I data center implementano microgrid per migliorare la resilienza, accelerare l'implementazione di nuove strutture, ridurre l'esposizione ai ritardi di interconnessione alla rete elettrica, supportare la crescita della domanda di energia guidata dall'intelligenza artificiale e mantenere un funzionamento continuo durante le interruzioni di corrente o l'instabilità della rete.
Sì. Durante un'interruzione, una microgrid progettata correttamente può passare al funzionamento in isola, consentendo agli asset di generazione e stoccaggio dell'energia in loco di continuare ad alimentare carichi critici senza fare affidamento sulla rete pubblica.
Un EMS di microgrid funge da livello di ottimizzazione di supervisione della microgrid. Coordina le risorse di generazione, i sistemi di accumulo a batteria, le interazioni con le utility e i vincoli operativi, garantendo al contempo che venga mantenuta una capacità di riserva sufficiente a supportare la resilienza e i requisiti di continuità operativa in emergenza.