Por que o sistema híbrido SVG e TSC se tornou o padrão -ouro para fonte de alimentação em data centers?

Na era digital, a operação estável de data centers se tornou o principal suporte para o funcionamento normal da sociedade moderna. Como a infraestrutura que suporta processamento e armazenamento de dados em larga escala, os data centers têm requisitos extremamente altos para a qualidade da energia. As tecnologias tradicionais de remuneração de energia reativa não são mais capazes de atender às múltiplas demandas de data centers modernos de resposta dinâmica, supressão harmônica e otimização de eficiência energética. O surgimento de um sistema híbrido combinandoSVG (gerador Var estático)E o TSC (capacitor trocado do Thyristor) trouxe um avanço revolucionário a esse campo e está gradualmente se tornando o padrão -ouro para os sistemas de fonte de alimentação do data center.

Desafios especiais na fonte de alimentação para data centers

O sistema de fornecimento de energia de data centers enfrenta inúmeros desafios únicos. As cargas como clusters de servidor, dispositivos de armazenamento e comutadores de rede têm características altamente não lineares, gerando uma grande quantidade de poluição harmônica. Esses harmônicos não apenas levam a um declínio na qualidade da energia, mas também podem causar superaquecimento de equipamentos, vida útil reduzida e até interrupções inesperadas. Enquanto isso, a carga nos data centers flutua acentuadamente, com mudanças significativas ocorrendo em milissegundos. Os dispositivos tradicionais de compensação de energia reativa são difíceis de obter rastreamento rápido e regulamentação precisa.

Além disso, a eficácia do uso de energia (PUE) de um data center, um indicador -chave de eficiência energética, está diretamente relacionado aos custos operacionais. A circulação ineficaz da potência reativa aumenta as perdas de linha e reduz a taxa de utilização dos transformadores, aumentando de forma invisivelmente as despesas de eletricidade. Ainda mais seriamente, os queda ou os filmes de tensão podem causar o reinício do equipamento de TI, resultando em perdas econômicas incalculáveis. Esses fatores impõem coletivamente requisitos rígidos ao sistema de fornecimento de energia dos data centers e impulsionaram a evolução tecnológica do sistema híbrido SVG+TSC.

As vantagens técnicas de sinergia do SVG e TSC

Como um dispositivo de compensação dinâmica composto por dispositivos eletrônicos de energia totalmente controláveis, o SVG possui uma velocidade de resposta de nível milissegundos e capacidade de regulação contínua de ritmo. Emprega a tecnologia de modulação da PWM e pode simultaneamente obter compensação de energia reativa e controle harmônico. A corrente de saída mantém uma relação de fase precisa com a tensão do sistema. Essa característica o torna particularmente adequado para lidar com as rápidas flutuações das cargas de data center e pode neutralizar a potência reativa indutiva ou capacitiva em tempo real, mantendo um fator de potência acima de 0,99.

O TSC controla com precisão a troca de capacitores através de tiristores, com baixo custo e grande capacidade. Sua inovação principal está na tecnologia de comutação de cruzamento zero, que pode impedir a corrente de onda gerada durante a operação dos contatores tradicionais. Embora a velocidade de resposta do TSC esteja entre 10 e 20 milissegundos, o que não é tão rápido quanto o SVG, ele tem uma eficiência econômica mais significativa na compensação de energia reativa fundamental de grande capacidade. Quando o SVG e o TSC são combinados em um sistema híbrido, o SVG é responsável por compensar rapidamente componentes flutuantes de alta frequência, enquanto o TSC é responsável pela compensação básica do estado estacionário. Juntos, eles formam uma arquitetura complementar e colaborativa.

O valor único dessa combinação está no equilíbrio perfeito entre desempenho dinâmico e economia. O SVG cobre a demanda de compensação transitória de 10% a 20% da capacidade nominal, reduzindo significativamente o custo de investimento dos dispositivos eletrônicos de energia; O TSC fornece 80% a 90% da principal capacidade de compensação, usando a tecnologia de capacitores maduros para reduzir o custo total. O algoritmo inteligente deste sistema otimiza automaticamente a estratégia de operação e pode manter o melhor efeito de compensação sob quaisquer condições de carga.

Principal de desempenho de desempenho do sistema híbrido SVG + TSC

Em termos de controle harmônico, o sistema de compensação híbrido de SVG e TSC supera as soluções de compensação tradicional e possui desempenho superior. O SVG pode injetar ativamente uma corrente de compensação com uma amplitude igual a e fase oposta à corrente harmônica, alcançando assim uma taxa de filtragem superior a 95% para 5º, 7º e outros harmônicos típicos. Em termos de controle harmônico, o sistema híbrido de SVG e TSC supera as soluções tradicionais com desempenho superior. O SVG pode injetar ativamente uma corrente de compensação com uma amplitude igual a e fase oposta à corrente harmônica, atingindo uma taxa de filtragem superior a 95% para a 5ª, 7ª e outros harmônicos característicos. Comparado aos filtros passivos puros, ele não introduz riscos de ressonância e pode rastrear adaptativamente as alterações harmônicas. Os dados de teste mostram que o sistema híbrido pode reduzir o THDI (taxa total de distorção harmônica) do sistema de distribuição de energia do data center de mais de 15% para 3%, atendendo totalmente aos requisitos do padrão IEEE 519.

O controle de estabilidade da tensão é outra vantagem significativa. Quando grandes equipamentos de energia dentro do data center iniciam ou param, ou quando houver uma falha na rede da fonte de alimentação, o sistema híbrido pode fornecer suporte de energia reativo instantaneamente. O SVG pode responder a flutuações de tensão dentro de 1/4 de um ciclo. A função do SVG para ajustar rapidamente a saída de potência reativa mantém a estabilidade da tensão do barramento e mantém o desvio de tensão dentro de ± 1%. Essa capacidade notável evita efetivamente as falhas do equipamento causadas por quedas repentinas de tensão. Por exemplo, um caso de aplicação de um centro de ultra-computação mostra que, após a implantação do sistema híbrido, a incidência de falhas relacionadas à tensão no sistema diminuiu 82%.

No nível da otimização da eficiência energética, o algoritmo de agendamento inteligente pode garantir que o sistema híbrido de TSC e SVG sempre opere no ponto de eficiência ideal. Ao monitorar continuamente as alterações de carga, esse sistema selecionará automaticamente o modo de compensação mais econômico, ou seja, usando o SVG primeiro em condições de carga leve e coordenando a participação do TSC sob condições de carga pesada. Os dados reais de medição do data center de um operador mostram que, após a adoção do sistema híbrido, o custo trimestral da eletricidade foi reduzido em 150.000 yuans, o valor do PUE melhorou em 0,08 e o período de recuperação de investimento foi reduzido para 2,3 anos.

Aplicações do setor e evolução futura

Atualmente, muitas operadoras de data centers líderes em todo o mundo adotaram a solução híbrida SVG + TSC. Por exemplo, uma certa gigante internacional de computação em nuvem implantou 8 conjuntos de 10 sistemas de quilovolt/± 20 megavolt-amaméricos em seus data centers regionais de hub, reduzindo com sucesso a PUE do sistema de 1,45 para 1,32. O que é particularmente digno de nota é que esses sistemas fornecem suporte rápido de energia reativa durante o processo de comutação do gerador de diesel e evitam quedas de energia de 0,4 segundos ou menos, garantindo que as operações comerciais críticas sejam ininterruptas durante o processo de comutação.

A direção da evolução tecnológica se concentra em três dimensões. No nível do material, a aplicação de dispositivos de potência de carboneto de silício (SIC) reduzirá a perda de comutação do SVG em 70%, permitindo frequências de comutação mais altas para melhorar a precisão da compensação harmônica. Em termos de algoritmos de controle, a introdução da tecnologia gêmea digital permite a depuração virtual e a manutenção preditiva. Um sistema experimental alcançou alerta precoce das falhas do envelhecimento do capacitor com 72 horas de antecedência. A inovação na arquitetura do sistema é refletida na transformação topológica do "SVG + Centralizado Distribuído TSC", onde pequenas unidades SVG são incorporadas na cabeça do gabinete para compensação no local, reduzindo significativamente a circulação de corrente reativa na rede de distribuição de energia.

À medida que os data centers continuam evoluindo para maior densidade e inteligência, o sistema híbrido de SVG e TSC continuará melhorando. Seu valor está não apenas no aprimoramento dos parâmetros técnicos, mas também no fornecimento de uma garantia "invisível", mas poderosa, para a qualidade elétrica da infraestrutura digital. Esta solução, que integra a tecnologia eletrônica de energia e os algoritmos de controle inteligente, está redefinindo os padrões de confiabilidade da fonte de alimentação do data center. É improvável que sua posição de ouro seja desafiada na próxima década. Se você estiver interessado no desenvolvimento futuro do sistema inteligente de compensação de energia reativa, aguarde os esforços que a Geyue Electric fará neste caminho:https://www.geyuecapacitor.com/, nossos técnicos profissionais estão esperando suas mensagens eminfo@gyele.com.cn.