备电+储能，UPS与锂电池在数据中心的新模式

时间： 2024-10-24 来源：台达公众号

技术问答

如何做到高算力与碳中和的“既要....又要”，已成为困扰数据中心业主与运营商的难题。

数据中心基础设施的研发人员，将目光投向了UPS与锂电池这对黄金搭档。

利用锂电池高循环寿命的特点进行削峰填谷，不仅可以利用峰谷电价节省运营成本，还可以通过储能平衡电力负荷。

UPS+锂电池储能的应用价值

在电费峰值价差较大的城市，UPS+锂电池储能能为数据中心节省一笔可观的运营费用，如再结合风、光等可再生能源，更能大大提高绿色节能的效果。

除了经济价值外，其它优势还包括：

降低电网的峰值负荷，有利于电网的安全运行；

充分利用既有设备，提高设备利用率，并能使其工作于较高的负载率区间；

及时检查电池性能，避免放电时发生异常。

根据精确计算，采用UPS+锂电池储能的方案，只需约3-6年即可收回投资成本，考虑到国家鼓励平衡用电，并逐步拉大峰谷价差，长期可节省更多电费，具有很高的经济价值。

UPS+锂电池储能的产品选择标准

UPS实现储能模式，在性能设计上必须满足如下的要求：

1、UPS的储能功能不影响电池的正常放电；

2、支持设定储能充电的开始时间、停止时间、充电电流以及放电的开始时间、停止时间；

3、可以设定储能放电的限制电流，不足的电流由整流器或者旁路提供。

对锂电池系统，则要求：

1、采用储能型锂电池；

2、储能放电时，达到放电停止时间或者电池低电压保护点，任一情况下都停止放电；

3、后备时间不小于1小时。

UPS+锂电池储能的应用案例

以台达在江苏实施的数据中心项目为例，负载设备容量300KW，供电系统配置磷酸铁锂电池，客户要求满足系统后备15分钟的情况下并兼具削峰填谷功能。

1、当地的峰谷电价情况如下：

峰时1.2081元/kWh，8：00-11:00 、17：00-22：00，8小时

平时0.7226元/kWh，11：00-17：00、22：00-24：00，8小时

谷时0.3265元/kWh，0：00-8：00，8小时

2、配置计算需考虑的因素：

峰谷价差：1.2081-0.3265=0.8861元/kWh—可以做

峰平价差：1.2081-0.7226=0.4855元/kWh—视情况顺带做

平谷价差：0.7226-0.3265=0.3961元/kWh

峰谷时间：各8小时（最大放电时间8小时，并且要在8小时内充饱）

电池组数：安全考虑（不超过6组，也就是总容量不超过1200AH）

充电电流：能否充饱

放电深度：应急用电、电池健康（150KW15分钟后备约需要200AH）

因此，锂电池的储能容量不能大于960AH，总容量不小于储能容量+200AH。

台达方案

采用两台DPS系列400KVA UPS组成2N供电系统。DPS系列400KVA最大充电电流120A，8小时能充960AH，搭配512V 200Ah的储能型磷酸铁锂电池5组用于削峰填谷，实际配置总数量为6组。

根据锂电池的放电深度78%，循环寿命按5000次来测算收益：

单台UPS储能，每天循环一次，日收益约在人民币400元，月收益约人民币12,000元；

不考虑替代铅酸电池，以锂电池平均寿命13.7年，去除投资成本，总收益约在人民币100万元；

若替代铅酸电池，13.7年内减少两次铅酸电池更换，总收益更高达约人民币126万元。

锂电池产品因为寿命长、能量密度高、节能环保等优势，已然成为UPS储备电能的主流载体。UPS+锂电池储能解决方案，因为其显而易见的优势，也有望成为数据中心节能方案的一股新趋势。

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