碳中和背景下的数据中心系列3——低碳数据中心的挑战1

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昨天和大家分享了碳中和背景下的数据中心系列的第二部分：数据中心碳足迹

今天和大家分享第三部分：低碳数据中心的挑战1

1、能源结构待优化 

数据中心的能源结构调整是数据中心低碳发展的重要举措，通过清洁能源的接入和利用来减少传统火电的能源消耗，是满足数据中心长期可持续发展的重要保障。

清洁能源部署分为集中式部署和分布式部署。集中式部署主要由电网公司通过建设大型新能源发电站来实现电力脱碳，其中包括集中式光伏电站或风力发电，新能源电站一般建设规模大、占地面积广，多以土地资源、光照资源或风力资源为主要因素进行选址建设，多分布于西北及西南地区。

但是，此类地区对于数据中心选址来说欠缺客户和网络两个重要资源。如果通过建设专用输变电设施将规模化的新能源进行跨区域输送至合适站址，其本体投资高、输送损耗大、运维成本高，不是合理高效的做法。

因此，单纯依靠集中部署清洁能源的电力脱碳方式来帮助数据中心进行能源结构调整并非首选方案。

因地制宜，因时制宜，立足数据中心站址当地资源禀赋，合理部署分布式清洁能源，就近建设、就近消纳，可完全实现主动管理，避免被动限电风险，是改变传统单一能源结构，实现低碳数据中心发展的最优选择。

经研究，要实现分布式清洁能源作为主体能源为数据中心提供能源供给，需要解决以下两个核心问题：

1）、 选择怎样的供电结构来实现风、光等新能源的安全接入？

当前我国使用的是以工频交流电网和火电为主的电力系统，在以风、光等清洁能源发电为主的区域，新能源的随机性、波动性与当地电网的实时平衡特性需求往往会产生冲突，不同频率的谐波会引起当地电网的电压波动，基波电流在电压影响下发生畸变，同时非线性负载如变频器、整流器、逆变器、开关电源、UPS 等亦会影响电网稳定性。

当风力、光伏发电发生故障时，无论是直驱风机还是逆变器都存在低电压穿越的过程，无法提供充足的无功，这样就会造成电网系统电压在较长一段时间内跌幅震荡，从而发生大面积脱网事故。因此，改变传统的供电结构，解决接入风电、光电后产生的电压暂降及无功问题，使以风电、光电为主的供电系统更安全、高效地运行，是数据中心能源结构调整中亟需解决的问题。

2）、 采用怎样的能源管理策略来适应分布式清洁能源发电特点？

传统用户侧能源供给策略无法适应分布式清洁能源柔性管理需求。众所周知，数据中心在同一时期内，其负荷相对稳定，波动一般不超过 10%， 而分布式清洁能源为主体能源供给后，其波动性的特点使之无法在传统能源供给策略下实现供与用之间的动态匹配，这样就会使新能源消纳不充分，从而出现弃风、弃光现象，无法高效利用清洁能源，也无法降低网侧容量需求。如何使电力负载由目前的刚性转为柔性，以适应电源侧大比例的不可调控电源，成为今后接入和利用风电、光电的待解难题。

碳中和背景下的数据中心系列的第三部分的内容就分享到这里，明天和大家分享第四部分的内容：低碳数据中心的挑战2

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