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通過分析集裝箱式數(shù)據(jù)中心負(fù)荷的特點(diǎn)及柴油發(fā)電機(jī)組功率特性以及相關(guān)規(guī)范的研究，提出了集裝箱式數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機(jī)組功率選型方式。 
　　1 引言 
　　模塊化集裝箱式數(shù)據(jù)中心是一種新興的數(shù)據(jù)中心建設(shè)模式，將整個(gè)數(shù)據(jù)中心分為若干個(gè)獨(dú)立集裝箱.各集裝箱內(nèi)設(shè)備的規(guī)模、功率負(fù)載、配置等均按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。隨著業(yè)務(wù)需求的變化，不斷增加獨(dú)立模塊，從而實(shí)現(xiàn)快速建設(shè)。 
　　近年來，隨著客戶需求的不斷提高，對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房硬件方面的要求也越來越嚴(yán)格。其中，提供高度可靠的電力供應(yīng)，成為*條件之一。為做到這一點(diǎn)，數(shù)據(jù)中心通常都由兩路獨(dú)立市電供電，同時(shí)由 UPS 和柴油發(fā)電機(jī)組配合，為關(guān)鍵設(shè)備提供市電中斷時(shí)的備用電源。其中UPS依靠備用電池組提供短時(shí)斷電的后備保證，而較長(zhǎng)時(shí)間的市電中斷，則依靠柴油發(fā)電機(jī)組來提供電源。因此，柴油發(fā)電機(jī)組的正確選用，對(duì)數(shù)據(jù)中心的高可用性至關(guān)重要。 
　　2 柴油發(fā)電機(jī)組的選用 
　　針對(duì)上述應(yīng)用特點(diǎn)，我們可以從設(shè)計(jì)階段開始，就做出針對(duì)性的安排，以在經(jīng)濟(jì)合理的前提下，zui大程度地提高其可靠性。 
　　2.1 發(fā)電機(jī)組額定容量的選擇 
　　在選擇發(fā)電機(jī)組容量時(shí)，首先需要確定的問題是機(jī)組的功率定義。按照國(guó)標(biāo) GB/T2820（等效于 ISO8528），機(jī)組的功率定額分三種，即持續(xù)功率（COP）、基本功率（PRP）、*運(yùn)行功率（LTP）以及應(yīng)急備用功率（ESP）。 
　　對(duì)集裝箱式數(shù)據(jù)中心來說，通常都有兩路市電供電，市電的可靠性非常高，所備柴油發(fā)電機(jī)組年運(yùn)行時(shí)間不可能超過500h，因此，在確定機(jī)組功率定額時(shí)，應(yīng)按*運(yùn)行功率來選擇。 
　　2.2 UPS對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的影響 
　　發(fā)電機(jī)組所帶負(fù)載中，如果非線性負(fù)載小于其額定功率的 25% 時(shí)，可以不必特別考慮其影響。而內(nèi)以數(shù)據(jù)中心內(nèi)以UPS為主的非線性負(fù)載，已經(jīng)占到了機(jī)組額定功率的 40% 甚至更高，因此在設(shè)計(jì)柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，必須充分考慮 UPS 的因素。UPS 對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的影響主要體現(xiàn)在兩方面： 
　　2.2.1 諧波 
　　盡管現(xiàn)在的 UPS在引入了輸入濾波器后，已經(jīng)很大程度上控制了諧波電流，但是在發(fā)電機(jī)組供電時(shí)，因其容量遠(yuǎn)小于市電，相對(duì)而言存在比較大的內(nèi)阻，當(dāng)UPS整流器的諧波電流注入到同步發(fā)電機(jī)定于繞組中時(shí)，會(huì)使交流輸出電壓產(chǎn)生畸變。這種畸變嚴(yán)重時(shí)就可能影響發(fā)電機(jī)組本身，如調(diào)壓系統(tǒng)和/或控制系統(tǒng)的正常工作、定子線圈的過熱等，也可能影響其后續(xù)設(shè)備如 UPS 的正常工作。 
　　解決方案除了選用輸入諧波電流小的 UPS（如12脈沖整流或高頻整流）外，在機(jī)組的選擇上，可采取的相應(yīng)措施包括： 
　?。?）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)采用永磁勵(lì)磁，以保證調(diào)壓器供電的穩(wěn)定。采用永磁勵(lì)磁，保證了調(diào)壓器的電源與發(fā)電機(jī)負(fù)載無關(guān)，可以有效地避免因諧波電流對(duì)主磁場(chǎng)的擾動(dòng)而對(duì)調(diào)壓器的電源供應(yīng)產(chǎn)生的不利影響。 
　?。?）調(diào)壓器必須采用三相均方根（RMS）檢測(cè)輸出電壓，必要時(shí)檢測(cè)回路加隔離變壓器或低通濾波器。由于諧波電流的存在，很顯然單相檢測(cè)可能導(dǎo)致調(diào)壓器誤調(diào)節(jié)。均方根（RMS）值也叫有效值，采用RMS 檢測(cè)，能有效地反應(yīng)出總電流的發(fā)熱能力，比其他檢測(cè)方式如平均值等檢測(cè)，能更準(zhǔn)確地體現(xiàn)實(shí)際電流的效果。 
　?。?）增大發(fā)電機(jī)容量。這是一種目前廣泛采用的行之有效的解決發(fā)電機(jī)組與 UPS 兼容問題的方法。增大容量的實(shí)質(zhì)，是通過降低發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻，從而弱化諧波電流的不利影響。注意由于負(fù)載的有功功率并不增大，因此柴油機(jī)功率并不需要放大，而僅選用較大容量的發(fā)電機(jī)，即俗稱的“小馬拉大車”方式。 
　　2.2.2 容性輸入特性 
　　隨著輸入濾波器的應(yīng)用，UPS輸入功率因數(shù)提高，輸入諧波電流失真度（THDI）降低，這是一個(gè)很好的改進(jìn)。但是，這種 UPS 在空載或輕載的時(shí)候，輸入特性呈容性，且功率因數(shù)非常低，甚至接近于理想的容性負(fù)載，此時(shí)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行可能會(huì)產(chǎn)生問題。 
　　盡管這種因UPS空載或低載時(shí)的容性特性而產(chǎn)生的問題并不必然發(fā)生，在設(shè)計(jì)時(shí)仍應(yīng)盡可能的避免這種情況的發(fā)生。首先是在 UPS的容量及使用方式選擇上，應(yīng)盡量避免使其工作在空載或低載狀態(tài)；其次，在機(jī)組投入使用時(shí)，應(yīng)考慮優(yōu)先投入感性負(fù)載，如空調(diào)等，由于UPS 可由蓄電池維持一段時(shí)間，這一點(diǎn)并不難做到。 
　　3 其他需考慮的問題 
　　確定了機(jī)組容量、數(shù)量、運(yùn)行方式、技術(shù)要求等因素后，在設(shè)計(jì)階段，還應(yīng)注意以下幾個(gè)問題。 
　?。?）集裝箱式數(shù)據(jù)中心一般采用*箱式油機(jī)，應(yīng)考慮采用*箱對(duì)油機(jī)運(yùn)行容量的影響，一般要求不得超過油機(jī)額定容量的5%。 
　?。?）發(fā)電機(jī)組應(yīng)能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行，即市電故障后自動(dòng)起動(dòng)，自動(dòng)投入，市電恢復(fù)后自動(dòng)退出。機(jī)組的控制器應(yīng)具備 RS232/485 通訊接口，并采用標(biāo)準(zhǔn)Modbus 通訊協(xié)議，以便實(shí)現(xiàn)第三方集中監(jiān)控。 
　　（3）電池的充電器應(yīng)為全自動(dòng)均充/浮充充電器，并具備故障報(bào)警功能，以方便遠(yuǎn)程監(jiān)控。在寒冷的地區(qū)，通常都應(yīng)配備自動(dòng)溫控冷卻液加熱器，以使機(jī)組始終保持在適宜的溫度，保證隨時(shí)順利起動(dòng)。 
　?。?）機(jī)組應(yīng)就近布置日用油箱。 
　　4 結(jié)束語 
　　集裝箱式數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機(jī)的選擇關(guān)鍵在于柴油發(fā)電機(jī)與UPS負(fù)載的容量匹配。UPS 與柴油發(fā)電機(jī)容量較為接近時(shí)，兩者間匹配問題十分突出，需從 UPS 的運(yùn)行工況、整流方式和柴油發(fā)電機(jī)組的工作方式、勵(lì)磁方式、額定功率等方面對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組和UPS進(jìn)行合理選型，實(shí)現(xiàn)兩者間有效的匹配工作，以保證平臺(tái)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠、連續(xù)運(yùn)行。