电力控制系统被数智化撞了一下“腰”

2023-07-24 09:53  来源:涛哥说事  浏览:  

在烟台市中心区的一条主干道,一侧是拥有几百年历史的老街“所城里”,大量清代、民国时期的传统民宅建筑浸透着历史,散发着慢生活的气息;而另一侧则是高耸入云的摩天大厦、繁华的万达广场,快节奏的城市生活人们已经习以为常。历史与现代就在这一刻交汇,创新与变化镌刻在每一块砖石,洋溢在每一张面庞。

7月13日,以“敬现在 创未来”为主题的“2023施耐德电气运营商客户峰会”就在万达广场旁边的一座现代化酒店举行。以数字化、智能化为标志的新一代PO Easergy A5 电源负载自动控制系统(以下简称“PO A5电源负载自动控制系统”)的发布,将峰会的气氛推向高潮,也让面向未来的数据中心设计、建设和运维管理成了关注的焦点。

消除电力控制的短板

在数据中心领域,运营商是一支非常重要的支撑力量。随着数字化建设的不断深入和推进,运营商在数据中心基础设施的建设和运营上面临着更大的压力。

施耐德电气数字能效业务能源自动化总经理吴辛路分析指出:“现代化数据中心讲究的是快速交付,不仅要进一步缩短建设工期,更要保证所有设备的运行稳定可靠。对于运营商来说,效率是第一位的,它贯穿于数据中心从设计、交付到以后日常运维的整个生命周期。”

施耐德电气数字能效业务能源自动化总经理吴辛路

从功能定位和技术演进的角度来看,数据中心一直在与时俱进。在数智化时代,提供有力的算力支撑成了数据中心当前最主要的任务。从AI计算到边缘计算,算力需求的增加,必然导致数据中心单一机柜容量的大幅提升。十几年前,超算中心单机柜的容量大约为五六十千瓦,而现在在建的超级数据中心的单机柜容量已高达两百千瓦。由此也带来了连锁反应,单机柜容量的增加,势必带来用电量的急剧增长;而用电量的增加,意味着供电系统的复杂性也将逐步提高。这些变化对于数据中心承建方和租(用)户来说,业务的可靠性与连续性将面临更严峻的挑战。

《数字中国建设整体布局规划》明确提出,打通数字基础设施大动脉,畅通数据资源大循环。数据中心作为算力基础设施,正迎来新的黄金发展期。随着“东数西算”国家工程的落地,“双碳目标”的提出,当前数据中心建设正呈现规模化、集约化、绿色化等特点。由于大型数据中心设备复杂,对电力供应连续性的要求严苛,而传统的控制方案往往以高度定制化的方案来实现,导致项目建设过程中的设计高复杂难度、施工高定制化、维护高信息不对称、运行高难度追溯等难题涌现。

“为应对上述挑战,施耐德电气作为全球能源管理与自动化领域数字化转型专家正持续不断进行探索,努力通过数字化的手段为用户提供更多的附加值,从而消除用户的应用痛点。”吴辛路指出,“由于用电量的持续增加,单体数据中心已经变成了用电耗能大户。为了在数据中心层面更好地实现碳中和,下一步就要考虑接入更多的新能源,这将为传统电力控制系统带来一次技术革新。如何践行碳中和,如何有效监测绿能在数据中心的应用等,未来可发挥的空间巨大。”

PO A5“简”字当头

以数字化技术赋能数据中心的建设与运维是关键抓手。施耐德电气针对优化供电连续性、提升设备运维效率的核心诉求,专门打造了PO A5电源负载自动控制系统,它凭借卓越的数字控制能力,能够更好地优化数据中心的设计、建设和运维管理,一经推出便获得了业内的广泛认可。

据施耐德电气数字能效业务POA5产品经理陈晨介绍,PO A5电源负载自动控制系统依托施耐德电气EcoStruxure架构与平台,其数字化双胞胎模型具有模块化、自治性和连续性等特点,能够从设计、测试、调校和运维等角度,实现全生命周期内设计、工程、运行、保养的高度数字化和模块化,彰显了“标准化、简约化、仿真化、数字化”四大核心价值,能够有效降低数据中心建设配电的设计与施工量,同时节约建造和维护成本。

那么,PO A5电源负载自动控制系统究竟是如何践行“四化”的呢?

首先,设计标准化,通过标准化的设计,复杂逻辑控制图无需二次转化为原理图,从而减少了二次开发的工作量,并可利用数字仿真技术进行提前验证,提升调试效率,节省了80%的设计工作量。

其次,工程简约化,比如采用光纤取代过往的硬接线,并基于标准化接线逻辑减少现场工作量,为设计和施工阶段节省了大量人力与物力,同时节省了80%的现场接线工作量。

再次,维护数字化,体现在全天候实时在线监视逻辑信号,可根据用户需求自动生成定制化运维报告,实现运维阶段人员投入和管理流程的优化,降低80%的运维成本。

最后,运行仿真化,即运用数字化双胞胎模型模拟仿真测试,简化现场查询和维护的工作,减少调试工程师80%的工作量。

概括来说,PO A5电源负载自动控制系统的“四化”,突出体现了一个字——“简”,简化操作,减轻工作压力。陈晨举例说,传统的电源切换方案采用的是硬接线方式,单机柜之间的硬接线最多可达18根,以2N架构计算,所使用的硬接线总长度将达到两三千米。而采用PO A5电源负载自动控制系统取代硬接线,施工阶段无需铺设大量电缆线,只需光纤或网线,从而大大缩短了施工周期。

在项目初期设计阶段,采用硬接线方式,仍以2N架构为例,至少需要40张图纸,而确认图纸的周期大约是两周左右。若采用PO A5电源负载自动控制系统,将大大减少图纸的数量,图纸的确认周期也将缩短至两三天。

从运维的角度看,如果采用硬接线,硬接线一旦断掉,信号就会丢失。运维人员将花费大量时间和精力去巡检和维修。而采用PO A5电源负载自动控制系统这样的数字化方式,可以做到24小时在线监测,一旦出现异常情况,可以及时发现并定位故障点。

陈晨特别提到:“PO A5电源负载自动控制系统拥有一个仿真平台,可以根据固有的逻辑,针对某些场景提前进行演练,从而大大缩短了后期现场调试的周期。”

“PO A5电源负载自动控制系统可视、可控、可预防、可培训,不管你是资深的电信工程师,还是刚出校门的毕业生,都可以快速掌握。”吴辛路补充说。

湖南一家运营商计划建设8个数据中心机房,还有配套的多幢建筑。项目分成多期建设,已经完成的一期和二期采用的是传统硬接线方案。项目三期开工建设时,本以为有了一、二期的建设经验和成熟的图纸,施工周期能进一步缩短,但实际的进展并不尽如人意。最后,该运营商转而选择施耐德电气PO A5电源负载自动控制系统来替代硬接线方案,图纸确认只用了5天时间,各种设备从调试到上线也就20多天。标准的设计方案加上简略的施工、快速的迭代,有效缩短了整个项目的交付周期。

归纳来说,施耐德电气的优势在于,可以发挥自身领先的数字技术,以高质量的绿色软硬件产品和覆盖全生命周期的智慧解决方案,赋能面向未来数据中心的构建,夯实数字经济发展的算力底座。基于施耐德电气的长期技术积累与持续创新的能力,PO A5电源负载自动控制系统能够打通虚拟与现实,支撑数据中心快速布局并长期稳定、智能化运行。

变革是最好的驱动力

PO A5电源负载自动控制系统是施耐德电气的又一行业内首创。通过不断完善和增加新的模块,参与相关国家标准的认证,施耐德电气始终引领着行业发展。如今,越来越多的厂商开始追随施耐德电气的脚步,尝试类似产品的开发和推广。对此,施耐德电气持开放和乐观的态度,希望共同做大这一产品市场。

用电量持续大幅增加与绿色减碳的需求,这“一加一减”将在未来很长时期内成为影响甚至左右数据中心发展的关键因素。无论是数据中心,还是其他单体建筑、厂房,乃至工业园区,慢慢都会形成自己的微电网架构。在微电网中,供配电、运营、维护等各种元素掺杂在一起,做好协调,保证整个系统的安全稳定运行至关重要。“我们与一些行业先锋企业,围绕着电力系统的控制、数据中心的管理和运维等进行了积极而有益的探索。”吴辛路表示,“数字技术的发展、电力控制系统的进阶、节能减碳的要求等,为数据中心行业的发展打开了新的窗户。电力电子技术与数字化技术更好地叠加,包括软件的持续更新,将推动数据中心领域下一个爆发点早日到来。”

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