北美超大规模数据中心园区的微电网协调控制

执行摘要

一家全球性科技公司正推进建设一个超大规模数据中心园区,专门支撑计算密集、全天候在线的数字业务。 其设施需要独立于电网的电力架构,能够在保持持续可用的同时,管理规模庞大且波动剧烈的负载。

为满足这些需求,项目团队选用了基于 Ovation™自动化平台构建的 Ovation™ 微电网控制系统,构建大型现场电力生态系统,实现协调控制,提升系统可视性,并保障网络安全。 该解决方案将覆盖发电、储能、辅助系统及电力基础设施,打造统一的控制基础,并在分阶段部署与长期扩展期间,支撑微电网可靠运行。 

项目背景

该数据中心园区将分阶段建设为自供电设施,独立于公共电网运行。 全面建成后,园区将能够满足高度动态数字业务催生的城市级峰值用电需求。

架构关键特征包括:

  • 专属现场微电网,融合可调度电力、大型储能及配套辅助系统
  • 能够适应高计算需求引发的瞬时大幅负载波动
  • 冗余微电网配置,在维护、扩建或故障情况下亦支持持续运行

鉴于动力岛规模庞大且架构复杂,该项目需部署工业级自动化与控制系统,统筹调度全部设备资产,形成稳定可靠的统一系统。

客户挑战

项目团队面临新一代超大规模设施的常见挑战,而项目的规模与关键性又令挑战更为严峻:

  • 负载剧烈波动:算力需求引发瞬时大幅电力波动,必须予以实时管控。
  • 分阶段投运与扩容:数十项电力资产须跨越多个里程碑节点分批逐步投运,并全程保障系统整体平稳运行。
  • 交付进度紧迫:工期缩短,项目须尽早具备投运条件,同时还要保障可靠性、安全性与网络安全。
  • 系统集成复杂:发电资产、电池储能、电气基础设施及辅助配套设备须在统一的控制策略下紧密协同运转。

为应对上述挑战,客户需要与一家在大型关键任务电力系统领域具备成熟实战经验的控制系统供应商合作。

解决方案:基于 Ovation 自动化平台的统一控制

客户选择 Ovation 自动化平台,为整个微电网及配套基础设施创造集中式自动化与控制环境。 

解决方案包括:

  • Ovation 微电网控制系统,实时协调控制发电、储能及电气资产
  • 集成的数据采集与监控系统(SCADA)和电气控制与监测系统(ECMS)功能,全面洞悉运营状况 
  • 电力与水务网络安全套件,守护关键任务基础设施 
  • 数字孪生系统,支持系统验证与调试,保障持续运行 

这套架构跨各独立微电网区段提供全面冗余配置,使系统在常态、维护期间以及突发事件中均能安全运转。 

成果与运营准备 

我们基于 Ovation 的解决方案构建了可扩展的控制基础,将支撑园区从初期调试至全面建成。 

关键成果包括: 

  • 在资产密集的大型动力岛内实现协调控制 
  • 在负载快速波动的工况下稳定运行微电网 
  • 增强操作员对电力与公用设施系统的可见性及态势感知 
  • 构筑安全且可扩展的自动化平台,适应未来扩容需求 

综合上述能力,数据中心运营商将依托工业级控制系统驾驭复杂的电力系统,维持数字业务持续运营。 

重要性

随着超大规模数据中心向高度集成的自供电能源系统演进,打造统一控制架构势在必行。 本项目充分印证,通过工业自动化平台实行微电网协调控制,能够保障可靠性、提升扩展能力并规范运营,以支撑新一代数字基础设施的发展。

进一步了解艾默生的数据中心解决方案

艾默生提供一系列自动化与数字技术,旨在助力数据中心运营商增强其系统可靠性、简化集成流程并从容扩容——同时借助数字孪生功能优化资产全生命周期性能。

  • 微电网与动力岛的数据中心能源管理
    :智能统筹微电网、电池储能系统(BESS)及其他可再生或传统资产,保障持续运营与能源优化。
  • 微电网控制系统
    高速处理本地逻辑并安全管理 I/O,精准协调电厂资产与数据中心快速变化的需求。
  • 数字孪生
    贯穿整个设施执行集成系统验证与调试,提供持续运行保障。
  • Ovation 人工智能应用程序
    运用智能决策支持增强电网稳定性、预测负载模式并识别异常,从而提升可靠性与效率。
  • 电力与水务网络安全套件
    通过持续监测、威胁检测以及基于角色的访问控制,增强运营技术(OT)环境的网络韧性,保护关键任务电力基础设施。

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