數據中心機房燃氣分布式能源系統的作用是什么？ _分布式能源系統

前言：
數據中心機房是實現數據信息集中處理、傳輸、交換、儲存、管理等功能的服務平臺，然而我國數據中心的綠色化水平低，能耗普遍較高，大量數據中心高能耗不僅增加了企業成本，還造成了能源浪費，本文對燃氣分布式能源系統（以下簡稱分布式系統）應用于數據中心的適用性及節能潛力進行探討，將傳統分供系統作為比較對象，對燃氣分布式能源系統的供能安全性、經濟收益、節能效益、環境保護效益進行了分析。
1、數據中心能耗特性：數據中心對制冷的需求及可靠性要求高，機房設備發熱量大，約占總發熱量的80%以上，且全年不間斷運行。數據中心主機房多位于建筑內區，冷負荷全年變化幅度小，波動范圍為0．8～1．0，數據中心電負荷全年變化幅度?。?波動范圍為 0．8～1．0 。
2、降低PUE的作用
電源使用效率（ess，簡稱PUE）是評價數據中心能源利用效率的指標，是數據中心總能耗與關鍵設備能耗之比。PUE越接近1，說明數據中心的能效水平及綠色化程度越高。據統計，國際上先進數據中心的PUE可達到1．7 ，目前國內數據中心的PUE基本為2．0～2．5 。特別是中小規模的數據中心，PUE更高，普遍在3左右。這說明有大量的電能被空調系統、供配電設備、通風設備、照明設備等消耗。
3、分布式系統適用性
對于數據中心項目，若采取以冷定電的運行策略，正常運行時需補充很少量的市電，若采取以電定冷的運行策略，正常運行時幾乎完全利用燃氣發電機組的余熱用于制冷，不需要補燃不間斷電源設備是什么東西，分布式系統以天然氣作為燃料，利用燃氣內燃機等，將天然氣燃燒產生的高溫氣體先用于發電，然后再利用余熱供熱和制冷，還可提供生活熱水，根據數據中心的負荷特點及相關統計數據，數據中心冷電比常年保持在1．0～1．1 ，對于配置燃氣內燃機發電機組、雙效溴化鋰吸收式冷水機組的分布式系統，制冷量與發電功率之比也接近1．1，因此，分布式系統適用于數據中心項目。
新建數據中心（采用先進設計）分別采用傳統分供系統（市電+電驅動空調設備）、分布式系統的PUE對比，對于既有數據中心，采用分布式系統后，PUE可由采用傳統分供系統時的2．17降至1．92，對于新建數據中心，采用分布式系統的PUE比采用傳統分供系統降低0．25 。
對于北方的數據中心項目，在冬季可直接利用室外新風作為冷源，因此，在冬季分布式系統的，燃氣內燃機發電機組余熱可用于外供，產生經濟效益，為在相同條件下對比兩種供能系統的節能、環境保護效益，傳統分供系統配置燃氣鍋爐房，冬季用于供熱不間斷電源設備是什么東西，傳統分供系統配置情況：供電：雙路市電，備用柴油發電機， A級中心機房柴油儲存量保證72h使用。
供冷：電驅動冷水機組，6用1備。
【數據中心機房燃氣分布式能源系統的作用是什么？】供熱：燃氣鍋爐房，熱功率與分布式系統余熱熱功率接近。
4、分布式系統配置情況：
供電：4臺燃氣內燃機發電機組，單機發電功率為4．3MW，3用1備，采取雙管道供氣（必要時由LNG應急氣源保障），配置雙路市電作為備用電源。
供冷：4臺煙氣熱水型溴化鋰吸收式冷水機組（以下簡稱吸收式機組），且具備直燃功能， 3用1備，4臺電驅動冷水機組作為備用。燃氣內燃機發電機組與吸收式機組采用模塊化處理，每個模塊化單元包括1臺燃氣內燃機發電機組與1臺吸收式機組。
5、供能安全性：
故障狀態下傳統分供系統、分布式系統供能安全性比較見表，分布式系統的安全性不低于傳統分供系統。
6、電費計算
按一線城市1～10kV非工業類用電的分時電價為：高峰電價1．177元/（kW·h），平段電價0．801元/（kW·h），低谷電價0．324元/（kW·h）。計算發電收益時，電價按平均電價0．767元/（kW·h）計算，分布式系統自用電量按5%計算。冷價取0．4元/（kW·h），熱價取0．314元/（kW·h），天然氣價格取2．67元/m3，單位發電量設備維護費取0．08元/（kW·h）。供能系統運行時間按每年360d，每天24h計算。燃氣內燃機發電機組余熱制冷時間按270d計算，余熱外供時間按90d計算。分布式系統年運行數據見表3 。根據表3數據進行計算，分布式系統年經濟收益為3817×104 元/a 。
7、節能效益
將耗電量、耗氣量均折算成標準煤耗量，耗電量與標準煤耗量的折算系數取0．326kg/（kW·h），天然氣與標準煤耗量的折算系數取1．/m3。傳統分供系統、分布式系統年能耗量見表4 。根據表4數據計算，與傳統分供系統相比，分布式系統的年節能量（以標準煤耗計）為12350．7t/a 。
8、環境保護效益
環境保護效益主要考慮CO2的減排量，根據國家發展改革委氣候司公布的《 2011年中國區域電網基準線排放因子》，單位發電量CO2排放因子取0．6426t/（MW·h），根據政府間氣候變化委員會公布的天然氣缺省CO2排放因子，天然氣的CO2排放因子取2．/m3。
傳統分供系統、分布式系統CO2年排放量分別為85519．6、51777．4t/a，分布式系統比傳統分供系統的CO2年排放量減少33742．2t/a，另外，燃燒天然氣與燃煤相比，SO2排放量減少近100% ， NOx排放量減少約55%，粉塵排放量減少近100%，環境保護效益顯著。
總結：
數據中心能耗大，年運行時間長，冷電負荷較為匹配，分布式系統適合于數據中心項目，對既有數據中心，采用分布式系統可降低電源使用效率，采用合理的設計，分布式系統的供能安全性不低于傳統分供系統，數據中心采用分布式系統可降低運行成本，節能、環境保護效益顯著。
本文到此結束，希望對大家有所幫助。

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