Tier等级认证设计技术文档系列:引擎式发电机额定功率

摘要

本技术文档重点介绍,在Uptime Institute的Tier Standard: Topology的背景下,对现场供电的引擎式发电机解决方案的要求和运用。它提供了关于引擎式发电机组及其额定功率等级结论的更多细节和澄清。

Tier需求和现场发电

Tier Standard: Topology中阐述的核心前提是现场发电成为数据中心唯一可靠的电源。通常,现场发电由发电设备提供。现场发电有很多实现方式,例如柴油发电机或燃料电池技术;如果机组具有制造商所证明的必要性能能力,它就满足相应的Tier标准。

由于与技术相关的具体等级划分的细微差别及其对等级遵从性的影响,本文重点关注引擎式发电机。尽管从当地公共电力公司购买电能是可选择的经济方案,但公共电力不会作为影响Tier等级目标的因素(编辑注:有无市电与数据中心的Tier等级评定没有直接关联性)。相反,对于Tier III(可同时维护)和Tier IV(容错)功能目标,Tier Standard: Topology 规定:

“在负载满足N要求时,Tier III 和 Tier IV 机房的引擎式发电机组不应存在连续运行时数限制。在满足N要求时,Tier I 或 Tier II机房的引擎式发电机组存在连续操作时数限制。”

该需求的2个关键点:

•公共电力中断不能被视为故障,而是机房必须为其做好准备的预期运营条件;

•并且,Tier III 或 Tier IV 引擎式发电机系统,及其电力路径和其他支持元件,在依靠引擎式发电机电力运营的机房应符合可并行维护的和/或容错性能确认测试。

以下2种运行场景将导致较长周期(数周或数月)内需要引擎式发电机系统

•由于公共电力内部故障造成当地公共电力缺失,导致长期停电;

•在某些设计或操作配置文件中,不间断电源(UPS)系统的灾难性故障或UPS更换或大修时的隔离。

后者要求运行引擎式发电机系统确保最可靠及最稳定的电力被传递到IT关键环境。如果在UPS不可用时使用当地公共电力,那么公共电力的任何中断或缺失将影响机房运行且可能导致中断。

Uptime Institute现场经验及网络成员数据表明,基础设施的可用性和可靠性是对于实现组织的业务目标至关重要,例如,它是数据中心必需的功能。因此,引擎式发电机组必须对N机组无运行时间限制。

引擎式发电机额定功率

引擎式发电机组及其额定功率由国际标准化组织(ISO)标准8528-1规定。该标准适用于往复式内燃机(RIC)引擎,交流(AC)发电机,以及相关的系统。标准中定义的三个主要额定值是应急备用功率、基本功率和持续功率。

应急备用功率:引擎式发电机每年运行达200小时的最大功率。24小时运行周期内允许的平均输出功率是备用功率的70%,除非往复式内燃机制造商另有规定。

基本功率:引擎式发电机能为可变负载不限时持续供电的最大功率。24小时运行周期内允许的平均输出功率是基本功率的70%,除非往复式内燃机制造商另有规定。

持续功率:引擎式发电机能为恒定负载不限时持续供电的最大功率。

在实践中,当采用这些定义和要求用N来无限带载,有运行时间限制的备用功率容量(如上定义)不适用于Tier III and IV。在关键时刻,备用功率(被许可在有限容量下运行有限时间)无法满足数据中心业主长期阶段内通过引擎式发电机组来支撑运行,并且因此无法满足Tier III or Tier IV需求。有些制造商只允许对某些负载达到500小时的容量运行。然而,如果有适当的制造商证明文件,说明在现场条件下此机组无限制运行的容量,则此机组仍可以满足Tier III 和Tier IV需求。

依据它们的定义,额定基本容量机组比备用机组有更多的稳定性。许多制造商提供同一机组标定有备用功率和基本功率。然而,为遵守N负载需求下无运行时间限制的要求,这些机组必需降容到它们的基本(铭牌)功率的70%。然而,需要注意,某些制造商会提供约基本功率70%的降额。与制造商沟通并获得书面的运行时间及容量的具体修正值。这一点很重要。持续功率是唯一不需任何降容即可满足要求的额定功率。

总之,只有持续功率,降容的基本功率,或者无运行时间限制的备用功率才能满足Tier III or IV对引擎式发电机组的需求。

ATDTechnicalPaperSeries:Engine-GeneratorRatings,VersionB.

Allupdatesspecific to thisversionareeffectiveAugust,2017.

翻译:齐庆瑞

数据中心解决方案高级经理

中讯邮电咨询设计院有限公司郑州分公司电源设计部

DKV(DeepKnowledge Volunteer)计划创始成员

校对编辑:于登科 Uptime Institute中国区业务发展总监

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