西力蓄電池NPG38-12 12V38AH規(guī)格及參數(shù)說明

 1 UPS與儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用和痛點(diǎn)

(1)UPS的應(yīng)用和痛點(diǎn)

①UPS的應(yīng)用

UPS是在停電時(shí)為重要設(shè)備供電,*數(shù)據(jù)中心設(shè)有柴油發(fā)電機(jī)時(shí),UPS電池后備時(shí)間要求不低于15min,通常采用鉛酸電池,。為了保證數(shù)據(jù)中心信息設(shè)備供電質(zhì)量和供電可靠性,UPS是必需的,與經(jīng)濟(jì)效益無關(guān),。

②UPS痛點(diǎn)

•由于很少停電,整個(gè)電池生命周期放電次數(shù)很少,電池變成休眠資產(chǎn),形成資源浪費(fèi);

•UPS電池長(zhǎng)期處于浮充狀態(tài),電池健康狀況不明;

•一般使用鉛酸電池,電池4～5年就要更換。

(2)儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用和痛點(diǎn)

①儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用

儲(chǔ)能系統(tǒng)主要是削峰填谷,利用峰谷電價(jià)差套利,。儲(chǔ)能系統(tǒng)不是必需的,沒有經(jīng)濟(jì)效益就沒有安裝的價(jià)值,。

②儲(chǔ)能系統(tǒng)的痛點(diǎn)

•各地峰谷電價(jià)不同,很多地方峰谷電價(jià)差小,設(shè)置電池儲(chǔ)能系統(tǒng)連投資成本都收不回來,即使峰谷電價(jià)差大的地方,電池儲(chǔ)能投資收益也不是很高,所以很難引起大規(guī)模投資;

•一般純儲(chǔ)能項(xiàng)目的回本周期7～8年,用戶或投資方不愿意投資;

•由于深度放電會(huì)影響電池壽命,所以儲(chǔ)能系統(tǒng)電池要預(yù)留部分容量不能使用(鉛碳電池要留30%～40%),這也是一種資源浪費(fèi)。
西力蓄電池,西力電池,SEHEY蓄電池,西力UPS電池,西力鉛酸蓄電池
2 SPS系統(tǒng)概念

UPS+儲(chǔ)能(Storage Power Supply)簡(jiǎn)稱SPS系統(tǒng),是指UPS和儲(chǔ)能相融合的系統(tǒng),它的概念是增加配置電池的容量,并且由鉛酸電池改用鉛碳電池,利用夜間低谷電價(jià)時(shí)充電,在白天高峰電價(jià)時(shí)放出部分電量,進(jìn)行峰谷套利,剩余電量作為UPS備電之用,。偶爾停電時(shí),電池放電到80%～100%,對(duì)電池壽命影響不大,。

(1)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)(BESS)組成

BESS主要由電池系統(tǒng)(Battery System,BS),、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(Power Conversion System,PCS)、電池監(jiān)系統(tǒng)(Battery Monitoring System,BMS),、電能管理系統(tǒng)(Energy Management System,EMS)等4部分組成;同時(shí),在實(shí)際應(yīng)用中,為便于設(shè)計(jì),、管理及控制通常將電池系統(tǒng)、PCS,、BMS重新組合成模塊化BESS,而EMS主要用于監(jiān)測(cè),、管理與控制一個(gè)或多個(gè)模塊化BESS。圖1為BESS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖,。

(2)UPS儲(chǔ)能系統(tǒng)(SPS,Storage Power Supply)

①SPS是將UPS及儲(chǔ)能系統(tǒng)(UPS+BESS)融合在一起,是的儲(chǔ)能備電結(jié)合;

②SPS概念是在新建的UPS系統(tǒng),采用優(yōu)化后適合經(jīng)常放電的UPS系列,并增加UPS的電池容量,不采用鉛酸電池而改用鉛碳電池,利用峰谷電價(jià)充放電,每天放出部分電池電量進(jìn)行套利,馀下電量滿足UPS的后備時(shí)間要求;

③偶爾停電時(shí)放電到80%～100%,對(duì)電池壽命影響不大;

④以鉛碳電池50%+30%DOD(兩充兩放),可循環(huán)3,300天計(jì)算,每天使用,可使用9年,比一般鉛酸電池壽命長(zhǎng)一倍,。

(3)SPS系統(tǒng)與電池儲(chǔ)能系統(tǒng)比較

①SPS的UPS優(yōu)化后,具有UPS及PCS功能,UPS優(yōu)化成本遠(yuǎn)比一個(gè)PCS便宜;

②原來UPS要用2組鉛酸電池(舉例),現(xiàn)改用4組鉛碳電池,只增加兩組電池的成本,比儲(chǔ)能系統(tǒng)要投資4組鉛碳電池少很多;

③由于UPS一般有電池房間,所以不用單設(shè)集裝箱,節(jié)省投資;

④UPS與電池房間已設(shè)有空調(diào),所以不需要再額外裝設(shè);

⑤UPS與電池房間空調(diào)電費(fèi)已計(jì)入原有成本,不會(huì)在儲(chǔ)能收益扣除。

由此可見,SPS系統(tǒng)所增加的投資(2組鉛碳電池和UPS優(yōu)化費(fèi)用)比電池儲(chǔ)能系統(tǒng)少很多,。SPS系統(tǒng)與電池儲(chǔ)能系統(tǒng)比較見表1,。

(4)SPS存在問題及解決方法

①SPS存在問題

電池大功率放電會(huì)嚴(yán)重影響鉛酸/鉛碳電池的壽命;

電池大功率放電放出的容量遠(yuǎn)低于鉛酸/鉛碳電池

電池的額定容量;

電池容量增加,SPS充電能力要加大;

電池每天多次轉(zhuǎn)換充放電模式,可能影響SPS的可靠性。

②SPS解決方法

•SPS的UPS要有與市電聯(lián)合供電的功能,。

SPS電池固定以0.1C功率向負(fù)載供電,不足的負(fù)載功率由市電供應(yīng),。這樣可以降低電池的放電功率,保持電池的循環(huán)壽命及提高電池的可放電容量;

•增加SPS充電能力;

•UPS廠家需要優(yōu)化UPS,控制策略分為儲(chǔ)能模式和應(yīng)急模式,設(shè)備既要適合天天放電及每天多次充放電轉(zhuǎn)換,又要保持UPS原來的安全可靠性。

3 SPS的電池容量配置計(jì)算方法

SPS的電池容量配置是根據(jù)儲(chǔ)能放電深度(DOD)與UPS需要的備電時(shí)間來計(jì)算,。計(jì)算方法及原理如下:

UPS備電要求:備電15min,按鉛酸電池標(biāo)準(zhǔn),電池壽命末期放電容量余下80%,等于備電12min;若以50%DOD計(jì)算,SPS要滿足電池末期放電12min,SPS電池容量配置是40min,。

計(jì)算原理:

SPS電池容量按40min配置,SPS每天以0.1C放電50%,相當(dāng)于滿功率放電20min,電池剩余滿功率備電時(shí)間20min;在電池末期,電池滿功率可放電總時(shí)間是32min(80%),每天仍以0.1C放電50%(相當(dāng)于滿功率放電20min),余下滿功率備電時(shí)間12min。

4 SPS的附加效益分析和經(jīng)濟(jì)收益計(jì)算

(1)SPS附加效益

①如上SPS配置40min電池,在放電前備電后備時(shí)間是40min,儲(chǔ)能放電后,備電時(shí)間是20min,兩者都多于15min備電的要求;

②UPS不加儲(chǔ)能時(shí)電池在浮充使用,電池健康狀況不明,。而SPS天天充放電,由電池放電的電壓可以準(zhǔn)確知道電池的健康狀況,這是用的非經(jīng)濟(jì)價(jià)值;

③利用峰谷電價(jià)差套利,除了可以收回設(shè)備增加的成本外,還有很佳的節(jié)省電費(fèi)的收益;

④鉛碳電池以50%DOD充放電,可以使用10年,是鉛酸電池壽命的兩倍,。壽命周期內(nèi)可以節(jié)省一次更換電池的費(fèi)用。

選擇備用電源的依據(jù)

數(shù)據(jù)中心備用電源的選擇的依據(jù)是GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定,。

    依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)的8.1.12和8.1.13,*和B級(jí)數(shù)據(jù)中心應(yīng)配置備用電源,。

又依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)的3.2.3和3.2.4,提出備用電源的冗余配置。

在GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》的附錄1《各級(jí)數(shù)據(jù)中心技術(shù)要求》的“電氣技術(shù)”中,對(duì)數(shù)據(jù)中心備用電源系統(tǒng)作出了具體的技術(shù)要求,見表1,。

根據(jù)《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范GB50174-2017》*數(shù)據(jù)中心后備X,可根據(jù)X=1～N自由選擇;B級(jí)不需要后備,C級(jí)不需要柴發(fā),。
西力蓄電池,西力電池,SEHEY蓄電池,西力UPS電池,西力鉛酸蓄電池
從字面上,不管N是6臺(tái)還是12臺(tái)還是18臺(tái),后備1臺(tái)都可以視為滿足規(guī)范要求;但是有朋友按照空調(diào)末端冗余N+X,N>4常規(guī)備用2臺(tái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),覺得實(shí)際末端可靠性在90%,而實(shí)際柴發(fā)可靠性也約在80%~90%之間,覺得4臺(tái)以上也應(yīng)該備用2臺(tái)。表2和表3分別給出了柴發(fā)可靠性經(jīng)驗(yàn)值為85%,市電可靠性經(jīng)驗(yàn)值為99.90%時(shí),*機(jī)房和B級(jí)機(jī)房外電可靠性的數(shù)據(jù),。
 

從表2可以看出,當(dāng)外電引入來自兩個(gè)不同高電壓等級(jí)變電站(>10kV),不同變壓器,不同路由,完整容量備份得到保證時(shí),從實(shí)際需求來講,將投資花在柴發(fā)上僅僅只是可靠性千萬分之一到千萬分之五的增加,而實(shí)際上供電可靠性還串聯(lián)著后端用電側(cè)變壓器,、配電設(shè)備和路由的可靠性。好鋼要用在刀刃上,如果是自用型客戶或者定制型客戶能夠接受的前提下,建議可以考慮無柴發(fā),而將投資放在后端,甚是運(yùn)維人員的能力提升上,都好過放在柴發(fā)上,。

但是對(duì)于B級(jí)機(jī)房或者IDC或者金融等需要嚴(yán)格遵守規(guī)范的機(jī)房,建議嚴(yán)格按照規(guī)范要求配置,。如果是自用型企業(yè),擁有完善的管理和運(yùn)維團(tuán)隊(duì),需要達(dá)到*機(jī)房的可靠性,建議可考慮采用一路市電+一路柴發(fā)的方式,其中柴發(fā)要根據(jù)可靠性需求,實(shí)際和項(xiàng)目設(shè)備的可靠性應(yīng)用數(shù)據(jù),進(jìn)行備用設(shè)備的選擇。

2 備用電源架構(gòu)

當(dāng)項(xiàng)目規(guī)模較小,比如N<10,那么無論是備用X取1或者2,都直接一組并聯(lián)即可,不存在選擇困難和對(duì)比問題,。

 但是當(dāng)規(guī)模達(dá)到大型和超大型數(shù)據(jù)時(shí),直接并聯(lián)一組,可能面臨缺少實(shí)際案例支持,以及并機(jī)母線和開關(guān)容量限制,、并機(jī)控制系統(tǒng)限制等。

 一般數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景內(nèi)常見的為一組4～12臺(tái)并機(jī),。再往上18～20臺(tái)就比較少見了,對(duì)于部分敏感客戶,這是比較難以接受的,。表4給出了四種方案的比較,。

在表4中,A屬于常見型,D屬于有案例,B、C均只屬于理論可行,其中B屬于硬件后備式冗余,C屬于軟件后備式冗余,。C的備用組也可以僅設(shè)置1臺(tái)機(jī)組,。當(dāng)項(xiàng)目規(guī)模較大,比如3萬機(jī)柜,18組每組6臺(tái),可考慮設(shè)置一組備用6臺(tái),直接進(jìn)行負(fù)載切換,而不需要組間并機(jī),可以視為C的一種變型。

要想實(shí)現(xiàn)軟件定義的基礎(chǔ)設(shè)施,必須先把各硬件性能摸清楚,。

當(dāng)機(jī)組數(shù)量較少時(shí),也可以通過可實(shí)現(xiàn)分段并機(jī)的全并機(jī)系統(tǒng),可以視為D的一種變形,。

    當(dāng)數(shù)據(jù)中心園區(qū)規(guī)模每超過3萬臺(tái)時(shí),可節(jié)約機(jī)組數(shù)量超過10臺(tái),約2000～3000萬元,相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)在2路真市電的前提下,應(yīng)該是值得仔細(xì)考慮的。

3 供電邏輯

分組供電,可以減少并機(jī)母線和相關(guān)母聯(lián)及開關(guān)的投入,。需要對(duì)各段負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算,并估計(jì)其負(fù)載可能變化情況,。

單路斷電即起柴發(fā),目前技術(shù)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)上都不存在困難,主要是需要與供電部門進(jìn)行商討,目前已有多地有成功案例,隨著時(shí)間推移,這也將成為標(biāo)準(zhǔn)措施。主要好處是可以減容配置柴油機(jī)組,。  

西力蓄電池NPG38-12 12V38AH規(guī)格及參數(shù)說明