Uninterruptible power supply (UPS) -system finns i alla datacenter, vanligtvis i form av batteribackup, för att ge nödström för arbetsbelastningar för att fortsätta att fungera även vid oväntade avbrott.
Bild: Shutterstock
Generatorer i datacenter kan spela en nyckelroll för att hjälpa det lokala nätet att hantera några av utmaningarna som är knutna till övergången till förnybar energi, enligt ny forskning som publicerats av Microsoft och energihanteringsföretaget Eaton.
Uninterruptible power supply (UPS) -system finns i alla datacenter, vanligtvis i form av batteribackup, för att ge nödström för arbetsbelastningar för att fortsätta att fungera även vid oväntade avbrott.
Eftersom sådana händelser är sällsynta tillbringar UPS -enheter större delen av sin livstid orörd. Datacenter sitter därför för närvarande på banker av underutnyttjade batteribanker – varför Microsoft och Eaton nu undersöker om byggnadernas UPS -enheter också kan stödja det lokala nätet mot avvikelser och fel.
SE: Äldre IT: Att spara pengar genom att hålla fast vid gammal teknik kostar oss alla miljarder
Att pumpa in mer förnybar energi i nätet kommer med ytterligare komplexitet, och ett särskilt orosområde är den instabilitet som sol- och vindkraft genererar.
Konventionella energikällor som kol och gas erbjuder nätet så kallade tröghet: när det finns en chock för systemet kan deras turbiner fortsätta att snurra tillfälligt på grund av kinetisk energi från turbinens snurr, så att det fortfarande genereras en del kraft under en tidsperiod, även om det uppstår ett problem. Med andra ord har de snurrande generatorerna en stabiliserande effekt på nätet.
Vindkraftverk och solpaneler fungerar annorlunda och kan inte ge tröghet. Att övergå till förnybar energi innebär därför också att man förlorar den stötdämpande nyttan med traditionella kraftkällor, vilket gör elnätet mycket mer sårbart för oväntade störningar.
I praktiken kan låg tröghet utlösa enormt störande strömavbrott. År 2019 ledde till exempel en blixtnedslag i Storbritannien som gjorde att en vindkraftpark och ett bensinstation stannade så småningom till strömavbrott och störningar för mer än en miljon konsumenter, med stora systemfel på järnvägstransportnätet som påverkade pendlare i London.
“Om vi har tillgångar som säkerställer nätets tillförlitlighet även med låg tröghet, betyder det att nätoperatörerna kan tillåta högre penetration av förnybar energi”, säger Janne Paananen, teknikchef på Eaton, som skrev vitboken, berättade för ZDNet.
En lösning består i att tillhandahålla det som kallas en snabb frekvensrespons (FFR), till exempel genom att omedelbart mata ström till nätet medan långsammare reserver reagerar på ett avbrott. Med andra ord, en kortsiktig fix som är i stort sett samma sak som vad UPS-enheter är avsedda för.
“UPS-enheter är skräddarsydda för det behovet”, säger Paananen. “De kan hantera kortsiktiga stunder av obalanser i systemet, och eftersom de varar en kort stund, är UPS-enheter med mindre batterier utmärkta för detta ändamål.”
UPS -enheter är redan anslutna till det lokala nätet, men bara för att få ström från det. Eaton har utvecklat en mjukvarubaserad teknik som företaget beskriver som en “nätinteraktiv UPS” kallad EnergyAware, som gör att UPS: er i datacenteret kan ta en dubbel roll: skydda IT-utrustning, men också fungera som en energikälla för nätoperatörer.
Tekniken har redan testats och bevisats i flera pilotprojekt, bland annat vid Microsoft Innovation Center i Boydton, Virginia, där en litiumjonbatteridriven UPS utrustades med Eatons mjukvarealgoritmer och kontroller för att interagera med elnätet.
UPS -enheten spårade framgångsrikt nätsignaler och svarade snabbt genom att ladda eller ladda ur batteriet för att balansera nätet och uppfyllde operatörens krav på noggrannhet, responstid och precision.
Eaton genomförde också piloter med den nya UPS -tekniken på Irland, där företaget är baserat, och i Finland och Norge. “Men Microsoft är den första riktigt stora aktören som visar intresse”, säger Paananen. “När de stora cheferna gör det först kommer andra att följa. Det kommer att visa ett exempel för resten av branschen.”
Med whitepaper hoppas Eaton och Microsoft att få en bättre informerad bild av tekniken till datacenteroperatörer som kan vara intresserade – till exempel genom att svara på frågor kring konceptets ekonomi.
Paananen hävdar att det inte finns några nackdelar med att öppna datacenter UPS: er för nätet. I till exempel nordiska länder behöver nätet bara stödjas i upp till 30 sekunder vid avbrott – en mängd energi som de flesta datacenter redan har i sina batterier utöver vad de behöver för sina kritiska belastningar, vilket innebär att de inte ens skulle behöva investera i mer kapacitet.
SE: Superdatorer blir en annan molntjänst. Här är vad det betyder
Naturligtvis har olika nät olika krav, men att bidra till nätstabilitet är också en ytterligare intäktsström för operatörer. Paananen uppskattar att den typiska återbetalningstiden kommer att variera från ett till tre år. I Storbritannien, till exempel, visar Eatons uppskattningar en avkastning på upp till nästan 130 000 pund (178 000 dollar) per megawatt tilldelat nätstöd.
“Det fina är att om du får lite ersättning betyder det att det inte kostar dig något att vara grön”, säger Paananen.
Det är inte att säga att datacenter UPS: n ensamma kommer att lösa den förnybara energitröghetsekvationen. Paananen tror snarare att övergången till vind- och solenergi kommer att kräva ett “allt-som-ett-nät” -perspektiv där alla tillgångar som kan bidra till att upprätthålla nätets balans bör kopplas till systemet.
Detta är mer meningsfullt än att bygga nya system för samma ändamål men kommer att kräva att silor bryts i nuvarande infrastruktur. Datacenter är nyckeln till switchens framgång, men är därför bara en del av processen.
Microsoft, å sin sida, verkar angeläget om att utveckla och genomföra idén. “Datacenter är kärnan i vår digitala ekonomi och har förmågan att tillhandahålla ett lättillgängligt, bättre sätt att stödja nätet. Detta stöd hjälper elektriska nät att nå högre nivåer av förnybar energi”, säger Ehsan Nasr, senioringenjör på datacenter avancerad utveckling hos Microsoft.
“När lagrad energi i datacentersystem utnyttjas för att tillhandahålla flexibilitet och optimeringstjänster blir det en tillgång med ett ökat värde, så det är en trippelvinst för nätoperatören, datacenteroperatören och miljön.”
Innovation
Robotar för barn: STEM -kit och fler tekniska gåvor för hackare i alla åldrar De bästa VR- och AR -headseten för företag och privat bruk De bästa 3D -skrivarna för företag och hemmabruk Vad är AI? Allt du behöver veta Vi lever i en svindlande takt av tekniska förändringar. Är det bra för oss? (ZDNet YouTube) Gratis PDF: Robotik i företaget (TechRepublic)
Relaterade ämnen:
Microsoft Hardware Servers Networking Storage Cloud 