現(xiàn)如今，愛爾蘭近400個(gè)風(fēng)電場(chǎng)為全島供應(yīng)了超過(guò)35%的電力。這些綠色能源會(huì)通過(guò)電網(wǎng)傳輸至農(nóng)場(chǎng)、企業(yè)和家庭，幫助公共事業(yè)單位減少燃燒化石燃料發(fā)電而排放的二氧化碳等溫室氣體。
就像世界上其他地方一樣，愛爾蘭的風(fēng)力強(qiáng)度在每一天和整個(gè)季節(jié)內(nèi)都會(huì)不斷波動(dòng)，這導(dǎo)致發(fā)電量也隨之發(fā)生變化。隨著可再生能源使用量的增加，這一現(xiàn)狀給電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。因?yàn)楣?yīng)商需要解決電力供給與消耗之間的平衡問(wèn)題，做到精準(zhǔn)供電。
今年晚些時(shí)候，微軟都柏林?jǐn)?shù)據(jù)中心配備的鋰離子電池組將成為解決方案的一部分，以幫助緩解這一問(wèn)題。
通常，這些電池作為備用電源在緊急情況下為該數(shù)據(jù)中心供電。它們均已通過(guò)認(rèn)證、測(cè)試并獲批接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，可在電力需求超過(guò)風(fēng)能、太陽(yáng)能和其它能源產(chǎn)生的電能時(shí)，幫助電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)不間斷供電服務(wù)。
微軟能源部高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理 Nur Bernhardt 表示：“提供這種電網(wǎng)服務(wù)是我們釋放數(shù)據(jù)中心價(jià)值的一種方式?！?/FONT>
1、電網(wǎng)脫碳
世界各地的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商通常依賴煤炭或天然氣發(fā)電廠來(lái)維持所謂的旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)備或過(guò)剩產(chǎn)能，從而快速響應(yīng)需求變化，確保電力供應(yīng)服務(wù)。
Bernhardt 解釋道，使用數(shù)據(jù)中心電池來(lái)提供這些服務(wù)，可減少發(fā)電廠旋轉(zhuǎn)備用的壓力，從而降低電力行業(yè)的二氧化碳排放量。
這些電池是微軟數(shù)據(jù)中心不間斷電源(UPS)的一部分。微軟都柏林?jǐn)?shù)據(jù)中心的 UPS 采用最新技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的實(shí)時(shí)交互。
微軟委托能源咨詢公司 Baringa 對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的潛在影響進(jìn)行了分析研究，結(jié)果表明，如果使用電網(wǎng)交互式 UPS 系統(tǒng)取代愛爾蘭和北愛爾蘭當(dāng)前的化石燃料發(fā)電廠，到2025年預(yù)計(jì)可減少二氧化碳排放量約200萬(wàn)噸。
Mark Turner 是 Baringa 在能源實(shí)踐領(lǐng)域的合作伙伴，他也參與了該分析研究項(xiàng)目。他表示：“這無(wú)疑扭轉(zhuǎn)了全國(guó)二氧化碳排放的局面?！?/FONT>
他還解釋道，到2025年減少二氧化碳排放量200萬(wàn)噸，這大約相當(dāng)于愛爾蘭島電力行業(yè)總排放量的五分之一。
此外，依賴電網(wǎng)交互式 UPS 技術(shù)提供電力服務(wù)，可省去維持燃煤和天然氣發(fā)電廠旋轉(zhuǎn)備用所需的燃料成本和其他成本，從而可幫助愛爾蘭的終端消費(fèi)者節(jié)約數(shù)千萬(wàn)美元。
Turner 表示：“第三個(gè)好處在于你不用再被迫棄用太多可再生能源。因?yàn)槿绻麊?dòng)燃?xì)獍l(fā)電廠來(lái)提供電力服務(wù)，就必須棄用其他一些東西，而這往往就是可再生能源。如果采用UPS來(lái)提供這項(xiàng)服務(wù)，就不必再這樣做了?！?/FONT>
▲ 在愛爾蘭都柏林微軟數(shù)據(jù)中心，Enel X 英國(guó)和愛爾蘭區(qū)運(yùn)營(yíng)負(fù)責(zé)人 John Byrne(右)和Enel X 英國(guó)和愛爾蘭區(qū)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維工程師 Michal Fr?ckowiak 正在電網(wǎng)交互式 UPS 系統(tǒng)測(cè)試期間檢查電腦屏幕上的數(shù)據(jù)。攝影：Naoise Culhane。
2、將數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Y產(chǎn)
運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心的人員經(jīng)常談?wù)撽P(guān)乎可靠性的“5個(gè)9”，也就是向客戶承諾數(shù)據(jù)中心的正常運(yùn)行時(shí)間達(dá)到99.999%。為此，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商在某種程度上將 UPS 中的電池作為備用電源，在停電時(shí)為服務(wù)器供電。
UPS 系統(tǒng)的主要作用是為服務(wù)器提供電力調(diào)節(jié)。UPS 系統(tǒng)始終處于開啟狀態(tài)，為服務(wù)器提供保護(hù)。2017年，微軟開始發(fā)掘這些資產(chǎn)的潛力。
微軟數(shù)據(jù)中心高級(jí)開發(fā)團(tuán)隊(duì)資深設(shè)計(jì)研究員 Ehsan Nasr 表示：“我們的理念是使用 UPS 提供持續(xù)保護(hù)，并更換 UPS 控制器，向電網(wǎng)回饋電力?！?/FONT>
微軟數(shù)據(jù)中心高級(jí)開發(fā)團(tuán)隊(duì)杰出工程師兼副總裁 Christian Belady 指出，隨著電網(wǎng)中可再生能源使用量的逐漸增加，電網(wǎng)頻率正變得越來(lái)越不穩(wěn)定。
他解釋說(shuō)，這種波動(dòng)性的加劇反過(guò)來(lái)也可以體現(xiàn)出電池等資產(chǎn)的價(jià)值，因?yàn)殡姵乜捎兄诰S持電力供需平衡。
Belady 表示：“我們的數(shù)據(jù)中心就有這種電池資產(chǎn)。那么，我們?yōu)楹尾粚⑺鳛橐环N雙重用途的資產(chǎn)提供給電網(wǎng)，并采用一種動(dòng)態(tài)方法來(lái)對(duì)它們進(jìn)行管理，從而提高效率和資產(chǎn)利用率呢?這也正是促成這種雙贏局面背后的原因?！?/FONT>
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，微軟團(tuán)隊(duì)與智能電源管理公司伊頓開展合作，共同開發(fā)和測(cè)試電網(wǎng)交互式 UPS。2020年，兩家公司在微軟芝加哥數(shù)據(jù)中心進(jìn)行了概念驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，并在微軟位于華盛頓州昆西市的數(shù)據(jù)中心進(jìn)一步完善了這項(xiàng)技術(shù)。
Nasr 表示:“我們正在確?？梢蕴峁┚_的 UPS 功能，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)中心和公用事業(yè)之間的安全通信，向電網(wǎng)提供輔助服務(wù)?！?/FONT>
▲ 微軟數(shù)據(jù)中心高級(jí)開發(fā)團(tuán)隊(duì)杰出工程師兼副總裁Christian Belady站立在微軟數(shù)據(jù)中心兩相浸入式冷卻罐旁邊。攝影：Gene twitt。
3、微軟UPS率先落地愛爾蘭
微軟首席項(xiàng)目經(jīng)理 Mycah Gambrell-Ermak 曾參與這個(gè)項(xiàng)目。他表示，在證明電網(wǎng)交互式 UPS 技術(shù)可以為電網(wǎng)提供服務(wù)之后，接下來(lái)需要尋找合適的市場(chǎng)進(jìn)行部署，并建立商業(yè)案例。
微軟將目光投向了愛爾蘭，愛爾蘭的可再生能源發(fā)電量已占到全國(guó)總發(fā)電量的35%以上，而且預(yù)計(jì)到2030年這一數(shù)字將增至80%。然而，讓可變發(fā)電量達(dá)到這一水平的前提是通過(guò)化石燃料發(fā)電廠確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。
Gambrell-Ermak 表示:“在一些地區(qū)，市政當(dāng)局或公用事業(yè)公司正在試圖擺脫化石燃料。鑒于此，一旦可再生能源儲(chǔ)備下降，作為企業(yè)，我們所能做的就是承擔(dān)自身的電力負(fù)荷，我們可以通過(guò)使用儲(chǔ)能電池來(lái)減少負(fù)荷。
愛爾蘭國(guó)有電力傳輸運(yùn)營(yíng)商 EirGrid 負(fù)責(zé)電網(wǎng)服務(wù)市場(chǎng)，并格外重視綠色解決方案。微軟正在與能源服務(wù)和解決方案提供商 Enel X 公司合作參與這一市場(chǎng)，Enel X 公司能夠聚合工業(yè)和商業(yè)能源消費(fèi)來(lái)構(gòu)建虛擬電廠。
Gambrell-Ermak 解釋說(shuō):“公用事業(yè)公司可以通過(guò)聚合器向我們發(fā)送信號(hào)，通知我們通過(guò)儲(chǔ)能電池放電補(bǔ)償負(fù)荷，從而減輕電網(wǎng)負(fù)荷壓力?！?/FONT>
▲ 在愛爾蘭都柏林微軟數(shù)據(jù)中心，Enel X英國(guó)和愛爾蘭區(qū)運(yùn)營(yíng)負(fù)責(zé)人正在對(duì)電網(wǎng)交互UPS進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。攝影：Naoise Culhane 攝。
4、全球電網(wǎng)脫碳藍(lán)圖
Enel X 公司法規(guī)事務(wù)高級(jí)總監(jiān) Paul Troughton 表示，EirGrid 的電網(wǎng)服務(wù)市場(chǎng)為全球電力行業(yè)構(gòu)建了一個(gè)技術(shù)藍(lán)圖，在數(shù)據(jù)中心和其他工業(yè)設(shè)施中的電網(wǎng)交互式 UPS 系統(tǒng)的賦能下，全球電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)脫碳指日可待。
他表示:“我經(jīng)常將愛爾蘭看作未來(lái)其他系統(tǒng)電網(wǎng)的一個(gè)縮影?！?/FONT>
隨著其他國(guó)家逐步轉(zhuǎn)向可再生能源發(fā)電，他們也將面臨類似的問(wèn)題。
Troughton 表示:“隨著可再生能源發(fā)電比重不斷上升，傳統(tǒng)發(fā)電廠將逐步退出，因此無(wú)法像過(guò)去那樣繼續(xù)提供電力服務(wù)。在這種情況下，你必須設(shè)法提高電網(wǎng)頻率管理能力。”
Bernhardt 提到，微軟正在尋求機(jī)會(huì)，以期借助其全球數(shù)據(jù)中心的電網(wǎng)交互式 UPS 技術(shù)來(lái)確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，從而進(jìn)一步加快電網(wǎng)脫碳進(jìn)程。
微軟承諾到2030年實(shí)現(xiàn)負(fù)碳排放，除了采用電網(wǎng)交互式 UPS 技術(shù)之外，該計(jì)劃還包括在數(shù)據(jù)中心對(duì)服務(wù)器進(jìn)行浸入式冷卻試驗(yàn)，使用氫燃料電池作為備用電源，以及通過(guò)改變操作方式來(lái)提高效率和改進(jìn)設(shè)計(jì)，如采用高密度冷卻板解決方案。
Bernhardt 表示:“我們的長(zhǎng)期愿景是轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)，使其能夠在滿足自身運(yùn)營(yíng)需求的同時(shí)創(chuàng)造社會(huì)效益?！?/FONT>
他解釋道，EirGrid 的電網(wǎng)服務(wù)市場(chǎng)給像微軟這樣的企業(yè)提供了機(jī)遇，讓他們能夠部署解決方案，助力解決因可再生能源使用量不斷增長(zhǎng)而導(dǎo)致的電網(wǎng)可靠性問(wèn)題。
“我們能夠滿足客戶的可靠性要求，同時(shí)利用我們的基礎(chǔ)設(shè)施提高電網(wǎng)的可靠性，幫助減少二氧化碳排放量，并降低所有能源消費(fèi)者的成本?！?/FONT>
（轉(zhuǎn)載）
