持續功(gong)率（DCC）在柴油發電(dian)機(ji)組行業內(nei)的應用(yong)在持續增(zeng)長。DCC應用(yong)作(zuo)為數據處理中心（DPCs）電(dian)源(yuan)的一(yi)種可(ke)替代電(dian)源(yuan)，它(ta)的特性(xing)(xing)(xing)使它(ta)能滿足(zu)數據中心設施(shi)對可(ke)靠性(xing)(xing)(xing)和(he)可(ke)用(yong)性(xing)(xing)(xing)的需求。

那么，DCC 功率與現(xian)在(zai)的備用功率或應急功率有(you)何區別？它對于選擇最(zui)好(hao)的發(fa)電(dian)機(ji)組(zu)有(you)何影響？該如何確定哪種發(fa)電(dian)機(ji)組(zu)最(zui)適數(shu)據(ju)中心項目？

一(yi) 數據中心對備用電源(yuan)需求的(de)持(chi)續(xu)增長(chang)隨著互聯網(wang)技術的(de)飛速發(fa)展，很多(duo)產(chan)業(ye)都與這項(xiang)技術接(jie)軌(gui)。網(wang)絡(luo)信息的(de)流(liu)量(liang)也隨之越來(lai)越大(da)，存儲、處(chu)理和分(fen)析如此海量(liang)的(de)數據（即我們(men)所指的(de) 大(da)數據 ）成為必然(ran)。因此，發(fa)電行業(ye)也必須適應(ying)這種(zhong)新(xin)的(de)工作方式，并服(fu)務于這種(zhong)不(bu)同于銀行、貿易、休閑娛(yu)樂或政(zheng)府機構的(de)新(xin)產(chan)業(ye)，協助其數據存儲需求。

數(shu)據中(zhong)心能讓企業和(he)用戶(hu)快(kuai)速讀取數(shu)據，但維(wei)持(chi)數(shu)據中(zhong)心正常運轉及給(gei)機房散熱都(dou)需(xu)要消耗大(da)量的(de)電力(li)。這些設施的(de)溫度維(wei)持(chi)在(zai)20 ℃左右，是服務(wu)器的(de)理(li)想工作環(huan)境溫度。

即使(shi)僅(jin)僅(jin)幾分鐘的(de)電(dian)力中斷(duan)，都可能使(shi)整個企業的(de)工作中斷(duan)，造成(cheng)重(zhong)大經濟損失(shi)。因此(ci)，這(zhe)些設施不僅(jin)需要(yao)穩定的(de)電(dian)力，它們的(de)連續可用性還(huan)必須(xu)有(you)備(bei)用電(dian)源提供保障。這(zhe)正(zheng)是專為數據中心設計的(de)發電(dian)機組的(de)用武之地(di)。

多種因素共(gong)同決定著如(ru)何在市場上(shang)現有發電機組(zu)中進行選擇：a. 主(zhu)電網(wang)的(de)(de)可靠性；b. 發電機組(zu)整(zheng)體(ti)預算；c. 數(shu)據中心所存(cun)數(shu)據的(de)(de)敏感度，決定著在出現電源中斷時要求被保護程度的(de)(de)高低。

二 數(shu)(shu)據(ju)中心設(she)計規定可靠性和(he)可用性是數(shu)(shu)據(ju)中心為客戶提供(gong)(gong)優質、不間(jian)斷服務的關鍵特性，尤其(qi)是涉及敏感數(shu)(shu)據(ju)時。這兩(liang)個(ge)特性很大程度(du)上都取決(jue)于電力供(gong)(gong)應。因此，且(qie)不說(shuo)高質高效的設(she)備，選擇(ze)一(yi)個(ge)和(he)所處理的數(shu)(shu)據(ju)相匹配的供(gong)(gong)電系統是至關重(zhong)要(yao)的。

Uptime Institute 是一(yi)個(ge)國際公認組織(zhi)，它對如何設(she)計數(shu)據中心設(she)施進行規定和(he)認證。它根據數(shu)據中心的(de)可(ke)用性(xing)分為四個(ge)等(deng)級(ji)：Tier Ⅰ 、Tier Ⅱ 、Tier Ⅲ 和(he)Tier Ⅳ . 數(shu)據中心所擁有(you)的(de)提(ti)供持(chi)續電源和(he)應急電源的(de)設(she)備數(shu)量是決定它們屬于(yu)哪(na)一(yi)等(deng)級(ji)的(de)重要因素。

Uptime Institute等級劃分是如何(he)影響所要安裝(zhuang)的發電(dian)機(ji)組(zu)大(da)小的呢？

要(yao)回(hui)答這個問題，首先(xian)要(yao)理(li)解Uptime Institute是(shi)如何區分應急電源和替代電源的。

應急(ji)電(dian)源(yuan)符合Uptime Institute所(suo)規定的Tier Ⅰ或Tier Ⅱ，替代電(dian)源(yuan)需滿足Tier Ⅲ或Tier Ⅳ要求。Uptime Institute對數據(ju)中心等級(ji)要求如表(biao)1所(suo)示。

要被認為是可替代電源，并滿足(zu)Uptime Institute Tier Ⅲ和Tier Ⅳ的要求，則(ze)該(gai)發(fa)電機(ji)組必須在主電源發(fa)生故障時(shi)能提(ti)供(gong)持(chi)續(xu)電力。這意味著(zhu)發(fa)電機(ji)組容(rong)量(liang)必須足(zu)夠大，能在要求的負荷水平下提(ti)供(gong)持(chi)續(xu)電力而不(bu)受時(shi)間限制(zhi)。

依據ISO 8528 - 1：2005《Reciprocating internal combustion engine driven alternating currentgenerating sets Part 1： Application，ratings and performance》，這種運行(xing)方式可歸(gui)類(lei)為COP（ContinuousOperation Power，持(chi)續運行(xing)功率(lv)）。

三(san) 不(bu)能按照(zhao)COP選擇發(fa)電機組(zu)容量(liang)的原因既然已經有(you)了COP（持續運行功(gong)率）定(ding)義，那為什么不(bu)用來選擇發(fa)電機組(zu)容量(liang)呢？

發動機(ji)的(de)(de)(de)COP功率是標定功率或常(chang)用功率的(de)(de)(de)80 % ~ 90 %.根據(ju)它們的(de)(de)(de)COP來(lai)選擇(ze)發電機(ji)組(zu)容(rong)(rong)量，意(yi)味(wei)著需(xu)要(yao)選擇(ze)容(rong)(rong)量更(geng)大(da)的(de)(de)(de)發動機(ji)，這會相應地增加(jia)發動機(ji)本身(shen)的(de)(de)(de)成本，也需(xu)要(yao)更(geng)大(da)的(de)(de)(de)安裝空間和(he)更(geng)多的(de)(de)(de)散熱。

此外，發(fa)動機將(jiang)不(bu)能在其(qi)最高效的負載(zai)點(dian)下工(gong)作，即(ji)100 % 功率左右。

因此(ci)，為了(le)更具市場(chang)競爭力，也為了(le)給終端(duan)客(ke)戶(hu)節省不必要(yao)的(de)(de)成本，發(fa)電機(ji)組(zu)行業(ye)主(zhu)要(yao)的(de)(de)發(fa)動機(ji)制造商新發(fa)布了(le)一(yi)個新的(de)(de)功率(lv)定義 數據中心(xin)持(chi)續(xu)功率(lv)（DCC）。

大多數情況下，根據ISO8528 - 1：2005標(biao)準(zhun)，這和它(ta)的PRP（Prime Power，主用功率）定義(yi)相符。換句話說，即100 % 功率。

但有一點不同：在這種(zhong)情況下，它是持續供電的(de)(de)。在統計分析故障可(ke)能性，并考(kao)慮到現有設備的(de)(de)使用情況后，這些(xie)制造商(shang)認為：在有穩定電網(wang)的(de)(de)國家，應(ying)急機(ji)組實(shi)際投(tou)入運(yun)行(xing)(xing)的(de)(de)頻次(ci)是很(hen)小的(de)(de)；而且，當(dang)真(zhen)正投(tou)入使用時，也只需運(yun)行(xing)(xing)很(hen)短的(de)(de)一段時間(jian)。正因為如此(ci)，可(ke)以(yi)允許發(fa)動機(ji)以(yi)更高的(de)(de)負(fu)載率運(yun)行(xing)(xing)。

四 DCC功率定(ding)義如何符合Uptime Institute的要求盡管發動機不能無限時(shi)地維(wei)持PRP功率（由于它需要承受機械和(he)熱負荷），發動機生(sheng)產商用DCC定(ding)義來保(bao)證(zheng)發動機運行不受時(shi)間(jian)和(he)平均功率百分比限制。因(yin)此(ci)，發電(dian)機組的大小依據此(ci)DCC功率來設計(ji)，便能達到Uptime Institute Tier III和(he)Tier IV的要求，因(yin)為它們(men)滿足作為替代電(dian)源(yuan)的條(tiao)件(jian)。

正如前面(mian)提到(dao)的，這必須在主電源(yuan)故障概率較(jiao)小(xiao)的情況下(xia)，所以發動機生(sheng)產(chan)商(shang)限定(ding)它(ta)(ta)們在電網穩定(ding)的國家使(shi)用。甚至在某些情況下(xia)，要依(yi)據(ju)被它(ta)(ta)們認為擁有穩定(ding)電網的國家名單。

如(ru)果主電(dian)(dian)網(wang)足夠可靠，或(huo)數據(ju)中心處(chu)理的數據(ju)敏感性(xing)(xing)要求較(jiao)低，或(huo)不嚴格要求數據(ju)的實時(shi)(shi)可讀取(qu)性(xing)(xing)，那(nei)么數據(ju)中心設施的有效性(xing)(xing)百分比將降低，它們會被歸類(lei)為(wei)Uptime Institute Tier I或(huo)Tier II.這時(shi)(shi)會根據(ju)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)組(zu)的備(bei)用功(gong)率來選擇發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)組(zu)作為(wei)備(bei)用電(dian)(dian)源(yuan)，以減(jian)少安裝費用。各等級(ji)發(fa)(fa)動機(ji)的功(gong)率標定如(ru)圖1所(suo)示。

五(wu) 為(wei)數據中心(xin)(xin)提(ti)供(gong)電源的(de)發電機(ji)組(zu)的(de)關(guan)鍵特性(xing)(xing)用于(yu)數據中心(xin)(xin)項目(mu)的(de)發電機(ji)組(zu)及其部(bu)件的(de)特性(xing)(xing)與用于(yu)其它設施的(de)備用機(ji)組(zu)的(de)特性(xing)(xing)大都相同，盡管DCC機(ji)組(zu)對(dui)某些部(bu)件的(de)選擇要求(qiu)會更嚴。

所有部件中最重要(yao)的(de)(de)是(shi)發(fa)動(dong)機(ji)，因(yin)為發(fa)電(dian)機(ji)組電(dian)力產生來(lai)源于它(ta)(ta)。用于DCC項(xiang)目的(de)(de)發(fa)動(dong)機(ji)必須帶有電(dian)子調速(su)器(qi)，這(zhe)樣無論何時電(dian)網發(fa)生故(gu)障，要(yao)求它(ta)(ta)啟(qi)動(dong)時都能(neng)快速(su)調到合適的(de)(de)電(dian)壓和頻率。這(zhe)些(xie)參數一旦確立，發(fa)動(dong)機(ji)能(neng)在(zai)以(yi)后的(de)(de)運行中維(wei)持(chi)不變。決定(ding)選用的(de)(de)發(fa)動(dong)機(ji)容量大小時，不僅要(yao)考(kao)慮以(yi)上提到的(de)(de)數據中心應用的(de)(de)這(zhe)些(xie)因(yin)素，同時也(ye)要(yao)考(kao)慮其他(ta)所有項(xiang)目通用的(de)(de)環境(jing)因(yin)素，如環境(jing)溫度和海拔(ba)。

為有嚴格可靠性要(yao)求的(de)(de)數據(ju)中心項目(mu)選擇(ze)發動機(ji)，啟動系統是非常重要(yao)的(de)(de)。如HIMOINSA公(gong)司可以通過2臺帶獨立電池系統的(de)(de)電動馬(ma)達(da)組成的(de)(de)冗余啟動系統或(huo)1臺電動馬(ma)達(da)加(jia)1臺氣動或(huo)液壓(ya)馬(ma)達(da)的(de)(de)組合(he)提高發電機(ji)標配(pei)啟動系統的(de)(de)可靠性。

選(xuan)擇能(neng)給(gei)啟(qi)(qi)動(dong)系(xi)統提(ti)供足夠電能(neng)的(de)(de)免維護(hu)電池也(ye)(ye)很關鍵。此外(wai)，與所有備用(yong)電源應用(yong)相同，為了(le)保(bao)證(zheng)快速啟(qi)(qi)動(dong)并迅速帶負荷，使用(yong)電阻加熱器對(dui)發(fa)(fa)動(dong)機缸體內的(de)(de)冷卻(que)液加熱很重(zhong)要。這(zhe)樣，當發(fa)(fa)生電網故(gu)障(zhang)時(shi)，發(fa)(fa)動(dong)機才能(neng)處于最(zui)合(he)適的(de)(de)溫度(du)。加熱電阻可加裝一個泵來(lai)幫助冷卻(que)液循環，讓發(fa)(fa)動(dong)機機體冷卻(que)液溫度(du)更加均衡一致。最(zui)后，利用(yong)油泵進行(xing)預(yu)潤(run)滑也(ye)(ye)會提(ti)升啟(qi)(qi)動(dong)速度(du)。

發電(dian)機(ji)是發電(dian)機(ji)組(zu)(zu)另一(yi)個(ge)關鍵部(bu)件。一(yi)個(ge)高(gao)效的AVR（自動電(dian)壓(ya)調(diao)(diao)節(jie)）能保持電(dian)壓(ya)變化值低于(yu)0. 5 %；一(yi)個(ge)設計合理的繞組(zu)(zu)能維(wei)持低諧波失真(zhen)率和(he)電(dian)信干擾值。使用PMG永久勵磁可為AVR提供獨立于(yu)主(zhu)繞組(zu)(zu)的電(dian)源，在突然加載時也(ye)能可靠運(yun)行，以此保證調(diao)(diao)節(jie)器(qi)保持良好的勵磁輸出。繞組(zu)(zu)高(gao)質量的浸漆、IP23防護(hu)等級、防潮加熱器(qi)，對于(yu)發電(dian)機(ji)組(zu)(zu)的持續運(yun)行至關重要(yao)，尤(you)其(qi)是在環境濕度高(gao)的地(di)方。

在數據(ju)中(zhong)心(xin)設(she)施(shi)里，發(fa)電機(ji)組(zu)有(you)時安裝(zhuang)在底層或(huo)地下，讓外面(mian)的(de)空氣自由進入的(de)通道(dao)很少，冷(leng)卻裝(zhuang)置的(de)選擇也(ye)很重(zhong)要。因此發(fa)電機(ji)組(zu)生產(chan)商必須(xu)有(you)一(yi)個經驗豐富的(de)工程(cheng)團隊，設(she)計(ji)(ji)通過中(zhong)間冷(leng)卻器和(he)二(er)次回路的(de)方法，在更高的(de)樓層或(huo)屋頂安裝(zhuang)遠程(cheng)冷(leng)卻系(xi)(xi)統(tong)。如在阿里巴(ba)巴(ba)集團數據(ju)中(zhong)心(xin)，HIMOINSA公司提供24 MW備用電源，設(she)計(ji)(ji)有(you)一(yi)個遠程(cheng)冷(leng)卻系(xi)(xi)統(tong)，臥式散熱(re)器安裝(zhuang)在大(da)樓頂層。

發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)組(zu)的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)(qi)負責控(kong)制(zhi)(zhi)、監測(ce)和操作上述所有(you)要(yao)素。市面上有(you)不(bu)同(tong)品牌的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)(qi)，用于(yu)不(bu)同(tong)的(de)應用。HIMOINSA公(gong)司有(you)專門控(kong)制(zhi)(zhi)自(zi)己生產的(de)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)組(zu)而設(she)計的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)(qi)，它們能檢(jian)測(ce)到電(dian)(dian)網(wang)故障，通(tong)過(guo)指令啟(qi)動發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)組(zu)。發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)組(zu)的(de)運行參數及警報位(wei)于(yu)建(jian)筑物里(li)的(de)樓(lou)宇管理系統(tong)中(zhong)，為使它們與發(fa)(fa)電(dian)(dian)機(ji)組(zu)實現一體化，HIMOINSA控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)(qi)(qi)支持不(bu)同(tong)的(de)通(tong)信(xin)協議。

六 結論(lun)數(shu)據(ju)(ju)中(zhong)心處理的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)越敏(min)感，能(neng)在任(ren)何時間及時讀取數(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)(de)有效性就(jiu)越重要，就(jiu)越需要可(ke)靠的(de)(de)(de)電(dian)(dian)力設(she)施(shi)為(wei)設(she)備(bei)提供持(chi)續(xu)電(dian)(dian)力，并應對突然停電(dian)(dian)的(de)(de)(de)緊急情況。由(you)于發電(dian)(dian)機(ji)組(zu)是構成這(zhe)類設(she)施(shi)的(de)(de)(de)一個(ge)基(ji)礎部分，機(ji)組(zu)的(de)(de)(de)容量(liang)大(da)小(xiao)必(bi)須依(yi)據(ju)(ju)這(zhe)些相同(tong)的(de)(de)(de)標準。現階(jie)段，根據(ju)(ju)這(zhe)個(ge)功(gong)率定(ding)義來(lai)設(she)計發電(dian)(dian)機(ji)組(zu)，能(neng)依(yi)據(ju)(ju)Uptime Institute制定(ding)的(de)(de)(de)標準，可(ke)以看出它(ta)能(neng)提供電(dian)(dian)力的(de)(de)(de)有效性。因此，當發電(dian)(dian)機(ji)組(zu)根據(ju)(ju)備(bei)用(yong)功(gong)率來(lai)設(she)計容量(liang)大(da)小(xiao)時，能(neng)滿足Tier I和Tier II要求；要達到Tier III和Tier IV要求，發電(dian)(dian)機(ji)組(zu)則必(bi)須依(yi)據(ju)(ju)它(ta)的(de)(de)(de)DCC功(gong)率來(lai)選擇(ze)容量(liang)。

文章編輯：CobiNet(寧波)  
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