安科(kē)瑞 鮑靜君

　　摘要：數據中心行(háng)業在國民(mín)經濟中起到了(liǎo)不(bù)可(kě)替代的(dí)作(zuò)用,但其(qí)繁(fán)多的(dí)非綫(xiàn)性電力負(fù)載,如(rú)通(tōng)訊係(xì)統(tǒng)，大型(xíng)計算(suàn)機，網絡(luò)控(kòng)製(zhì)設(shè)備，變頻空調，各(gè)種數碼辦公(gōng)設備(bèi)，燈光(guāng)調(tiáo)控係統，UPS，監(jiān)控係(xì)統等給(gěi)其供電係統(tǒng)帶來了嚴(yán)重(zhòng)的(dí)諧波幹擾(rǎo),對大型(xíng)數據中(zhōng)心的運行(háng)安全造成了(liǎo)較大的(dí)威(wēi)脅(xié),為(wéi)此(cǐ)我們分析研(yán)究(jiū)了其(qí)諧波產生(shēng)的根(gēn)源及諧波(bō)的類型和數值,結(jié)合實(shí)例(lì)采(cǎi)用了係統(tǒng)的諧波(bō)監(jiān)測(cè)與治理整體(tǐ)設(shè)計方(fāng)案,取得了良(liáng)好的效果,解決(jué)了數(shù)據中(zhōng)心(xīn)行業的(dí)諧波(bō)汙(wū)染問(wèn)題。

　　關鍵(jiàn)詞：數據(jù)中心行(háng)業(yè)
；電(diàn)能(néng)質(zhì)量
；諧(xié)波幹(gān)擾(rǎo)
；諧波(bō)治(zhì)理
；係統解決方(fāng)案(àn)

　　0.引言

　　數(shù)據中心行業中使用(yòng)了大量(liáng)的(dí)現代化用(yòng)電(diàn)設備和(hé)裝(zhuāng)置
，如終端(duān)設備(bèi)，通訊係統，計算機，網(wǎng)絡(luò)控製設備(bèi)，各(gè)種數碼辦公設(shè)備(bèi)，燈光調(tiáo)控(kòng)係(xì)統(tǒng)，消防(fáng)係(xì)統(tǒng)，監(jiān)控(kòng)係(xì)統(tǒng)等。繁多(duō)的(dí)非(fēi)綫性(xìng)電力(lì)負(fù)載
，給(gěi)其(qí)供電係(xì)統(tǒng)帶來了嚴(yán)重的諧(xié)波幹(gān)擾。惡劣(liè)的諧波環(huán)境對(duì)保(bǎo)證係(xì)統和(hé)設備的(dí)安(ān)全(quán)正常運行造(zào)成了很(hěn)大的威(wēi)脅(xié)
，諸如：程序運行(háng)錯誤(wù)，數據錯(cuò)誤(wù)，時(shí)間錯誤，死機，無(wú)故(gù)重新啟動
，甚至造(zào)成用(yòng)電(diàn)設備的損(sǔn)壞
，給大型的工(gōng)作(zuò)造成了(liǎo)難以(yǐ)挽回(huí)的(dí)巨大(dà)損(sǔn)失。因此
，大型(xíng)數據中心(xīn)的(dí)諧(xié)波治理已越(yuè)來越(yuè)引(yǐn)起人們(mén)的關(guān)注(zhù)。

　　我(wǒ)國(guó)在“十(shí)三五"期間提出了(liǎo)國內(nèi)生產總值(zhí)能耗降(jiàng)低(dī)20%左右
，主(zhǔ)要(yào)汙(wū)染(rǎn)物(wù)排(pái)放總量減少10%的(dí)約束性(xìng)指標(biāo)。明(míng)確(què)指出(chū)了要(yào)建設資(zī)源節約型，環(huán)境(jìng)友(yǒu)好(hǎo)型(xíng)的和(hé)諧(xié)社會(huì)。為了響(xiǎng)應國(guó)家(jiā)節能減排(pái)的號召(zhào)
，大(dà)型數據中(zhōng)心對各項節能指標有嚴(yán)格(gé)的(dí)要求
，但由於其使用了大(dà)量(liáng)變頻節能設(shè)備
，使得(dé)現(xiàn)代化數(shù)據中(zhōng)心(xīn)的諧(xié)波畸變率(shuài)往(wǎng)往很高
，超出(chū)國家(jiā)相(xiāng)關規(guī)定(dìng)與(yǔ)標準。在消除大型(xíng)數(shù)據(jù)中(zhōng)心(xīn)係統諧波(bō)危害(hài)方麵(miàn)
，以(yǐ)往(wǎng)隻是采(cǎi)取(qǔ)一些防範措(cuò)施(shī)
，如(rú)根(gēn)據負載確(què)定電力變壓器(qì)額定容(róng)量(liáng)時(shí)
，考慮諧(xié)波畸(jī)變而(ér)留(liú)有裕量(liáng)
；為(wéi)易受(shòu)幹(gān)擾(rǎo)設(shè)備(bèi)加(jiā)裝綫路濾波器(qì)等
，但這些(xiē)都(dū)無法從根(gēn)本上(shàng)消除諧波(bō)危(wēi)害。針(zhēn)對這樣(yàng)的背(bèi)景本(běn)文詳細(xì)介(jiè)紹了大型數(shù)據中(zhōng)心分層(céng)分布式(shì)諧(xié)波(bō)治理的方案(àn)設計(jì)，方案(àn)實施(shī)及效(xiào)果分析。

　　1.數(shù)據中心行業的(dí)電能(néng)質量問(wèn)題來源分(fēn)析(xī)

　　數據(jù)中(zhōng)心(xīn)行(háng)業(yè)設(shè)備的(dí)諧波電流(liú)是由各類電力電(diàn)子(zǐ)設備(bèi)整(zhěng)流(liú)器輸入電(diàn)路導(dǎo)致的。因為各類電(diàn)力電(diàn)子(zǐ)設備輸(shū)入(rù)端的整(zhěng)流(liú)電路(lù)的(dí)阻抗(kàng)不(bù)是(shì)一(yī)個定值(zhí)
，其(qí)阻抗隨著外加(jiā)電(diàn)壓的(dí)變(biàn)化(huà)發生變化
，這(zhè)就導(dǎo)致整流器從(cóng)電(diàn)網(wǎng)吸(xī)取的電(diàn)流不(bù)是(shì)正(zhèng)弦波(bō)電(diàn)流。其中主(zhǔ)要的整流(liú)設備(bèi)有(yǒu)以(yǐ)下幾種：

　　1.1變(biàn)頻(pín)設備

　　數(shù)據(jù)中(zhōng)心行(háng)業(yè)使用了大量變頻節能(néng)設(shè)備(bèi)
，如：變頻空(kōng)調，變頻電(diàn)梯，變頻水泵(bèng)等。變(biàn)頻類設備內部工作基本均(jūn)為(wéi)整(zhěng)流(liú)逆變過程(chéng)
，因(yīn)此會(huì)產生(shēng)諧(xié)波(bō)。所產生的(dí)諧波(bō)種類與(yǔ)整流(liú)器脈數有(yǒu)關
，具(jù)體(tǐ)關(guān)係(xì)如下(xià)：

　　式(shì)中
，M為整(zhěng)流(liú)器(qì)產生的(dí)諧波(bō)次數(shù)
，P為整流器的脈衝數(shù)
，n為(wéi)自(zì)然(rán)數(shù)。例(lì)如(rú)
，對(duì)於3相(xiāng)6脈衝整流電(diàn)路(lù)
，諧波(bō)有(yǒu)5次，7次，11次和(hé)13次等(děng)。

　　1.2 UPS電(diàn)源(yuán)

　　大型(xíng)數(shù)據(jù)中(zhōng)心對(duì)於重要(yào)機(jī)房的供電穩(wěn)定(dìng)性要求很高
，因(yīn)此常常(cháng)要(yào)應(yīng)用(yòng)UPS不間(jiān)斷電(diàn)源(yuán)。UPS電源的工作原理(lǐ)與變(biàn)頻設備近似(sì)
，因此產(chǎn)生諧波(bō)的(dí)方(fāng)式(shì)和(hé)種類也(yě)較為相似。一般來(lái)說
，6脈衝的UPS主(zhǔ)要產生(shēng)5，7次諧波(bō)
，12脈(mài)衝的UPS主要產(chǎn)生11，13次諧(xié)波(bō)[3]。

　　1.3 LED節能燈(dēng)

　　節(jié)能(néng)燈電子鎮(zhèn)流器將50Hz電(diàn)源轉換(huàn)成(chéng)大(dà)約(yuē)38kHz的高頻
，因(yīn)此它將(jiāng)電燈閃(shǎn)爍降低到感受不(bù)到(dào)的水(shuǐ)平(píng)。高頻電(diàn)子鎮流器(qì)工作時(shí)由(yóu)於非(fēi)綫(xiàn)性(xìng)負(fù)載使得(dé)電流(liú)波(bō)形不(bù)是正(zhèng)弦波而產(chǎn)生諧波。一般來(lái)說
，節(jié)能(néng)燈主要產生(shēng)3次(cì)諧(xié)波。

　　2.數據中(zhōng)心行業的諧波特點

　　供電係統(tǒng)中諧波可分為電網側諧波(bō)和負(fù)載側諧(xié)波(bō)。

　　2.1電網側諧波

　　又稱低頻諧波
，通常是指40次以下的諧波(bō)
，尤(yóu)以(yǐ)3，5，7，9等次諧波(bō)為代(dài)表(biǎo)
，主要(yào)對(duì)供(gōng)電(diàn)係統產生(shēng)危害(hài)
，造(zào)成電網(wǎng)供(gōng)電(diàn)效率(shuài)下(xià)降
，電容(róng)器發(fā)熱甚至(zhì)燒毀(huǐ)等。

　　2.2負(fù)載側諧(xié)波

　　又稱(chēng)高頻諧波
，通常是指40次以上(shàng)的(dí)諧(xié)波
，頻率(shuài)通(tōng)常在2kHz以上(shàng)
，主(zhǔ)要對用(yòng)電設備產生(shēng)危(wēi)害
，造(zào)成工作質量下降，死機，損(sǔn)壞(huài)，壽(shòu)命下降(jiàng)等。

　　大(dà)型數據中(zhōng)心(xīn)的(dí)諧(xié)波又(yòu)有(yǒu)其特(tè)點：

　　（1）存(cún)在集中的諧波(bō)源(yuán)
，諧波的(dí)分布(bù)較密集(jí)
；

　　（2）UPS下端(duān)的(dí)設備較多
，大(dà)型數(shù)據機(jī)房較(jiào)多
，計算機(jī)類設備的分(fēn)布很廣(guǎng)
，需要(yào)對諧(xié)波進(jìn)行治(zhì)理(lǐ)
；

　　（3）諧(xié)波畸(jī)變率很(hěn)高
，一(yī)般高(gāo)達(dá)40%~50%
，遠遠(yuǎn)高(gāo)於(yú)國家(jiā)標準(zhǔn)。

　　表1為(wéi)諧(xié)波(bō)的分類比(bǐ)較(jiào)與治理。

　　表(biǎo)1諧波(bō)的分(fēn)類

　　表(biǎo)2和(hé)表3列舉(jǔ)了(liǎo)數據中(zhōng)心的(dí)主要(yào)負(fù)載參數以及(jí)諧波(bō)估算值。

　　表(biǎo)2數據中心(xīn)主(zhǔ)要負(fù)載參數

表(biǎo)3 數據中心主要(yào)負(fù)載諧波估(gū)算(suàn)表

　　3.數據(jù)中(zhōng)心(xīn)行業(yè)的諧(xié)波危害(hài)

　　大(dà)型(xíng)數(shù)據中(zhōng)心(xīn)的(dí)設(shè)備是通過電網阻抗對(duì)其(qí)他(tā)設備形成(chéng)幹擾的
，這個(gè)過程如下：

　　（1）各類電(diàn)力(lì)電子設(shè)備(bèi)產(chǎn)生諧波電流
；

　　（2）諧波電流(liú)流(liú)過(guò)電(diàn)網阻(zǔ)抗(kàng)時
，產生了諧(xié)波(bō)電壓(yā)
；

　　（3）諧(xié)波電壓對(duì)其(qí)他(tā)設備產生了(liǎo)幹擾。

　　根(gēn)據以上機理
，我們可以得(dé)出以下結論(lùn)：

　　（1）判斷(duàn)設備是否受到各類電力(lì)電子(zǐ)設(shè)備諧(xié)波電流(liú)的影響
，需要看(kàn)諧(xié)波電壓畸變(biàn)率
，一般超(chāo)過5%就會(huì)導(dǎo)致(zhì)設備的(dí)誤(wù)動作(zuò)
；

　　（2）設(shè)備距(jù)離各類電(diàn)力(lì)電子設(shè)備(bèi)越(yuè)近
，諧(xié)波(bō)電(diàn)壓越高
，越容易(yì)受到各類(lèi)電(diàn)力(lì)電(diàn)子設(shè)備(bèi)諧(xié)波電(diàn)流(liú)的幹(gān)擾
；

　　（3）電(diàn)源越弱(ruò)
，例(lì)如(rú)小容量變壓器(qì)，發電機(jī)，UPS等
，各類電力電子(zǐ)設備的(dí)諧(xié)波電(diàn)流幹(gān)擾越強
；

　　（4）設備與(yǔ)變壓器(qì)之(zhī)間(jiān)的電(diàn)纜(lǎn)越(yuè)長
，設備越容(róng)易(yì)受到各類(lèi)電力電子設(shè)備(bèi)諧波(bō)電(diàn)流(liú)的幹擾。

　　諧波電(diàn)流(liú)流(liú)過電源(yuán)內(nèi)阻(zǔ)時產生(shēng)的(dí)典型電壓(yā)畸(jī)變(biàn)是電(diàn)壓波(bō)形平(píng)頂。這(zhè)種平頂(dǐng)電壓除(chú)了對(duì)電子設備(bèi)產生直(zhí)接(jiē)幹擾(rǎo)外(wài)
，還對(duì)電(diàn)子設備有隱性(xìng)的(dí)危害(hài)和(hé)影響
，這包括(kuò)：

　　（1）縮短(duǎn)設備壽命

　　大(dà)部分(fēn)電子設備(bèi)的輸(shū)入端是開關電源
，而開(kāi)關(guān)電源的(dí)直(zhí)流(liú)母(mǔ)綫電壓由(yóu)交流(liú)電(diàn)的(dí)峰值電(diàn)壓決(jué)定
，而不(bù)是(shì)由有效值(zhí)決定。每半個周期
，平(píng)滑(huá)電容上(shàng)的電壓被(bèi)充電到交流電(diàn)的峰值電(diàn)壓
，當交流電(diàn)的峰值(zhí)過後(hòu)
，由電(diàn)容放電來維持(chí)電子設備的工作(zuò)
，因(yīn)此(cǐ)直流(liú)母(mǔ)綫(xiàn)上(shàng)的電壓會有小(xiǎo)的紋波(bō)。當交流(liú)電(diàn)發生平(píng)頂時
，直流母綫(xiàn)的電壓降(jiàng)低(dī)
，這時開關電源(yuán)為了(liǎo)維持同樣(yàng)的(dí)功(gōng)率
，吸(xī)取更(gēng)大的電流(liú)
，這(zhè)會(huì)增加(jiā)內部(bù)發熱(rè)。

　　（2）降低設(shè)備(bèi)抗(kàng)電壓跌(diē)落(là)性能

　　電子設備的(dí)一項重要(yào)指標是(shì)抗電壓(yā)跌(diē)落(là)特(tè)性
，也就(jiù)是(shì)
，當(dāng)電壓出現短暫跌(diē)落時(shí)
，設備要能夠(gòu)保持(chí)正(zhèng)常的(dí)工作。設(shè)備是(shì)依(yī)靠(kào)內(nèi)部電容(róng)存儲的能量(liáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)這個功能的。電容(róng)所(suǒ)儲(chǔ)存的能(néng)量越(yuè)大
，設備(bèi)在(zài)外部供電缺(quē)失的(dí)情(qíng)況(kuàng)下能(néng)夠(gòu)維(wéi)持的(dí)時(shí)間越長(cháng)。對(duì)於(yú)電容量(liáng)為(wéi)C的(dí)電容(róng)器
，它所(suǒ)儲存的能量是(shì)UC/2
，其中U是(shì)電容上(shàng)的(dí)電壓(yā)
，等於交(jiāo)流(liú)電的峰值。

　　平(píng)頂畸(jī)變的電(diàn)壓意味著交流電(diàn)的電(diàn)壓(yā)峰(fēng)值降低
，反映在電容(róng)上(shàng)就是電容(róng)所(suǒ)儲存的(dí)能量減少
，這(zhè)時(shí)
，設備(bèi)就不(bù)能再(zài)具(jù)有(yǒu)所設計的(dí)抗(kàng)電壓跌落特性了。

　　（3）影(yǐng)響(xiǎng)電(diàn)源切換

　　設備使用(yòng)應急(jí)電源(yuán)（其內(nèi)阻(zǔ)較(jiào)大）會(huì)產(chǎn)生更大的(dí)諧波電(diàn)壓(yā)畸變率
，這(zhè)時會(huì)出現下述問題。當(dāng)外(wài)部供(gōng)電(diàn)恢復時
，應(yīng)急電(diàn)源(yuán)產生(shēng)的較高(gāo)的電(diàn)壓(yā)畸(jī)變率(shuài)會影響供電從應急電(diàn)源向(xiàng)外(wài)部電(diàn)源(yuán)切(qiē)換。因為(wéi)較高(gāo)的畸變率會(huì)影(yǐng)響應急電源與外部電源(yuán)的同(tóng)步(bù)
，沒有(yǒu)同步(bù)
，兩(liǎng)個(gè)電(diàn)源不能並聯起(qǐ)來。為了(liǎo)實現同(tóng)步
，減小(xiǎo)負載
，幫助電源(yuán)切換(huàn)。

　　4.數(shù)據中心行業的(dí)電能質(zhì)量監測(cè)和(hé)治(zhì)理(lǐ)解(jiě)決方案(àn)

　　4.1解決方案

　　數據(jù)中心(xīn)行業(yè)從(cóng)開(kāi)始的幾百(bǎi)平(píng)方米的(dí)建(jiàn)設規(guī)模到目前幾萬平方(fāng)米的(dí)大型項目(mù)規模。UPS的(dí)設計(jì)容量也從開始的幾(jī)十KVA增(zēng)長到幾(jī)千(qiān)甚(shèn)至幾萬(wàn)KVA。當幾百(bǎi)KVA UPS的總(zǒng)諧波電流含量為(wéi)15%時(shí)
，其諧(xié)波電流值也僅(jǐn)為(wéi)幾(jī)十A
，相對於整(zhěng)個建(jiàn)築的幾千A 總(zǒng)用電電流(liú)
，影響微(wēi)不(bù)足道。但(dàn)一(yī)旦(dàn)UPS容量變大
，就是另(lìng)外一種(zhǒng)情況(kuàng)。因(yīn)為(wéi)現(xiàn)在大多數大(dà)型(xíng)數據中(zhōng)心都是獨立建(jiàn)築(zhù)
，整個建築的主要(yào)用(yòng)電負荷(hé)就(jiù)是UPS。相(xiāng)比UPS 容量
，其(qí)餘(yú)動(dòng)力照(zhào)明的負荷連一(yī)半(bàn)也不(bù)到。比如(rú) 2010 年蘇州的一個數據(jù)中心項目(mù)UPS的(dí)設計容量就達到(dào)2萬(wàn)KVA。假設(shè)總諧波電流含(hán)量(liáng)按(àn)照(zhào)15%來(lái)計算(suàn)
，則滿(mǎn)載(zǎi)時總諧波電(diàn)流達到(dào)1825A。這是非常糟糕(gāo)的(dí)數值(zhí)
，如(rú)不(bù)對其(qí)治(zhì)理(lǐ)
，對電網側的幹擾會(huì)非常明(míng)顯
，且(qiě)加大配(pèi)電容(róng)量(liáng)以及導致(zhì)綫纜(lǎn)發熱，零綫帶(dài)電(diàn)等(děng)一係列嚴重(zhòng)後果。

　　傳統的諧波保(bǎo)護解決(jué)方案(àn)隻是(shì)從單(dān)一的(dí)設備入手
，針(zhēn)對(duì)狹(xiá)窄(zhǎi)的(dí)諧波頻率(shuài)
，無法(fǎ)從(cóng)根本上解(jiě)決(jué)問題。為解(jiě)決(jué)這一問題
，安(ān)科瑞結(jié)合(hé)數(shù)據(jù)中(zhōng)心的實際情(qíng)況(kuàng)
，提出電(diàn)能(néng)質量(liáng)監測(cè)和治(zhì)理的係(xì)統解(jiě)決方案(àn)
，該(gāi)方案(àn)為(wéi)數(shù)據中心提供一站式(shì)的(dí)整體(tǐ)解決方案(àn)
，從產(chǎn)品(pǐn)，係(xì)統(tǒng)，服務等不同方(fāng)麵來滿足(zú)用(yòng)戶(hù)的需要(yào)
，為用戶創(chuàng)造價值。

　　4.2方(fāng)案(àn)特點(diǎn)

　　（1）電能質(zhì)量(liáng)監測與(yǔ)治理係(xì)統即可(kě)通(tōng)過本(běn)地(dì)設備為用(yòng)戶(hù)提供電(diàn)能(néng)質量監(jiān)測，治(zhì)理(lǐ)與設(shè)備運(yùn)維(wéi)等(děng)功(gōng)能(néng)
，亦可通過接入(rù)AcrelEMS-IDC數據中(zhōng)心綜合(hé)能(néng)效管理平台
，為用戶(hù)提(tí)供遠(yuǎn)程在(zài)綫(xiàn)服(fú)務
；

　　（2）符合GB/T17626.30-2012中準(zhǔn)確度(dù)測(cè)量方法
，適用(yòng)於要(yào)求(qiú)準(zhǔn)確(què)測(cè)量電能質量(liáng)指(zhǐ)標參(cān)數的(dí)場(cháng)合
；

　　（3）專(zhuān)業(yè)化的電能質(zhì)量(liáng)監測(cè)：電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)實(shí)時在綫監測
，測量精度高，測(cè)得準
，符合IEC61000-4-30標(biāo)準(zhǔn)
；

　　（4）電能(néng)質(zhì)量(liáng)監(jiān)測與治理裝置信(xìn)息互(hù)聯
，通過統一(yī)平(píng)台管(guǎn)理
，方(fāng)便用(yòng)戶(hù)同時監測電(diàn)網電能(néng)質量(liáng)以及治(zhì)理(lǐ)數(shù)據
；

　　（5）采用三(sān)電(diàn)平電力電(diàn)子驅動(dòng)器件
，通(tōng)過更多的電平(píng)輸出更(gēng)高品質的(dí)治理波(bō)形(xíng)。

　　4.3方(fāng)案(àn)效果(guǒ)

　　（1）對電(diàn)網電能質量(liáng)高精度的(dí)實時(shí)監控
，包括電壓偏差，頻(pín)率(shuài)偏差，諧(xié)波(bō)，電(diàn)壓(yā)波動，閃變，三相(xiāng)電壓不平(píng)衡(héng)等(děng)。同(tóng)時可(kě)對(duì)故障事件(jiàn)進行(háng)記錄
，對監(jiān)測(cè)點負(fù)荷曲(qū)綫(xiàn)及電壓(yā)電(diàn)流(liú)，電(diàn)壓(yā)偏(piān)差，不平(píng)衡(héng)度(dù)，閃(shǎn)變(biàn)等進(jìn)行(háng)趨勢分析
，用(yòng)戶(hù)可以通過係(xì)統(tǒng)查(chá)看發生告(gào)警(jǐng)的(dí)事件波形(xíng)，趨勢(shì)分析
，亦可(kě)根(gēn)據監(jiān)測點的(dí)電能質(zhì)量(liáng)情況(kuàng)統計分析生(shēng)成(chéng)電能質量診斷報(bào)告(gào)。

　　（2）通過集中(zhōng)補償+就地(dì)補償的治理(lǐ)策略
，更好的(dí)補償整個數(shù)據中心的無(wú)功(gōng)和(hé)諧波(bō)
，提(tí)高數據中(zhōng)心(xīn)內係統電能(néng)質(zhì)量，用(yòng)電(diàn)設(shè)備供電效率
，大幅(fú)度(dù)降(jiàng)低(dī)設備(bèi)故障(zhàng)率
，達到數據(jù)中心(xīn)內自動(dòng)化設(shè)備(bèi)對(duì)電(diàn)源質量的要求
，可有效解(jiě)決諧波的幹(gān)擾(rǎo)及誤(wù)跳閘(zhá)問題。

　　（3）係(xì)統提供多(duō)維度(dù)的用(yòng)電(diàn)指(zhǐ)標統(tǒng)計與電能數據(jù)分析(xī)工具
，為配電係統運(yùn)行管理優(yōu)化(huà)和節能(néng)損(sǔn)耗提供(gōng)指(zhǐ)導(dǎo)。

　　5.安(ān)科(kē)瑞(ruì)電(diàn)能質量(liáng)監測與治理(lǐ)產(chǎn)品選(xuǎn)型

　　5.1集中治理

　　采用配電(diàn)房(fáng)集中治理(lǐ)的(dí)方式
，可(kě)針對數據(jù)中心行(háng)業配(pèi)電係統(tǒng)中涉及到眾(zhòng)多(duō)數(shù)據(jù)機房(fáng)中計算機，空調等電器設備產生的(dí)諧(xié)波(bō)問題(tí)對(duì)電網(wǎng)側的危害(hài)和影響
，同(tóng)時確保(bǎo)無功(gōng)功(gōng)率(shuài)因數達到國(guó)標要求值(zhí)
，避免(miǎn)罰款(kuǎn)
，同時(shí)也(yě)可(kě)對(duì)整個低(dī)壓供(gōng)配電係統進(jìn)行(háng)電(diàn)能(néng)質量在綫監(jiān)測
，其(qí)中(zhōng)包含諧(xié)波分析(xī)，波(bō)形采樣，電壓暫(zàn)降/暫升/中(zhōng)斷，閃(shǎn)變監測(cè)等
，其集(jí)中(zhōng)治理(lǐ)的產品選型(xíng)見表(biǎo)2。

　　表(biǎo)4電能質(zhì)量(liáng)監(jiān)測(cè)及集(jí)中(zhōng)治理產品選(xuǎn)型(xíng)表

       5.2就(jiù)地治理

　　數(shù)據中心(xīn)行業由於(yú)UPS下(xià)端的設備(bèi)較(jiào)多
，變頻設備大量使用等原因
，運(yùn)行過程(chéng)中(zhōng)不可避免的(dí)在(zài)配(pèi)電末端產(chǎn)生(shēng)電流畸(jī)變率(shuài)40%-50%的(dí)諧(xié)波(bō)汙(wū)染。同(tóng)時(shí)數據中(zhōng)心行(háng)業(yè)在(zài)數據機(jī)房大量(liáng)安裝節能燈電子(zǐ)鎮流(liú)器(qì)
，一(yī)般來說
，節(jié)能燈主要產(chǎn)生(shēng)3次諧(xié)波
，3次諧波由(yóu)於(yú)各相(xiāng)的(dí)相位一致
，因(yīn)此會在(zài)中(zhōng)性綫上(shàng)疊(dié)加
，導(dǎo)致(zhì)正(zhèng)常(cháng)情況下沒有(yǒu)電(diàn)流(liú)流(liú)過(guò)的(dí)N綫電(diàn)流(liú)過(guò)大
，引起火(huǒ)災。

　　針對(duì)以上(shàng)負載(zǎi)情(qíng)況
，建議在各重(zhòng)要設備的(dí)配電(diàn)箱(xiāng)增(zēng)加電(diàn)能(néng)質(zhì)量(liáng)補償設(shè)備(bèi)進行就地治理
，達(dá)到終端治(zhì)理諧波(bō)的目的
，避免諧(xié)波影(yǐng)響到整個配電係(xì)統和其(qí)他(tā)用(yòng)電(diàn)設備。

　　表(biǎo)5 就地治理的產品選型

　　6.上海(hǎi)某(mǒu)銀(yín)行數據中心(xīn)項目(mù)電能質量治(zhì)理(lǐ)項目(mù)案例

　　6.1項目背景(jǐng)

　　上海(hǎi)某銀行數據中(zhōng)心(xīn)包括(kuò)大(dà)型(xíng)數據機(jī)房
，對(duì)電(diàn)能(néng)質(zhì)量要求非(fēi)常(cháng)高;為了(liǎo)提高供電可靠度
，采用(yòng)大量(liáng) UPS作為設(shè)備(bèi)電源
，機(jī)房內(nèi)還包含(hán)空調(tiáo)設備(bèi)，照明設備等。此(cǐ)類電力電子設備(bèi)皆(jiē)屬於非綫(xiàn)性負(fù)載
，在(zài)使用過程(chéng)中(zhōng)會(huì)產(chǎn)生大量諧波(bō)並注入係統中
，主要以5次，7次(cì)為主;如果(guǒ)不(bù)進(jìn)行(háng)諧波(bō)治理
，對(duì)電網(wǎng)造(zào)成嚴重的汙(wū)染(rǎn)
，也影(yǐng)響機(jī)房中其他敏感設(shè)備
，比如(rú)導致通信(xìn)數(shù)據(jù)傳(chuán)輸(shū)錯誤(wù)
，甚(shèn)至癱癱，中斷
，降低了配(pèi)電(diàn)係(xì)統的安全性(xìng)，可(kě)靠(kào)性。表4，5展示了(liǎo)該(gāi)數據中(zhōng)心主(zhǔ)要(yào)負載參(cān)數(shù)以(yǐ)及(jí)諧波(bō)估算值(zhí)。

　　6.2治理方(fāng)案

　　根據以往測(cè)量經驗進(jìn)行諧波(bō)分(fēn)析與估算(suàn)
，諧(xié)波主要(yào)由UPS和一(yī)些(xiē)非綫性(xìng)負載(zǎi)產生
，供(gōng)電係統由2台(tái)800kVA變(biàn)壓器及其(qí)一台800kW發電(diàn)機(jī)組(zǔ)成
，采(cǎi)用(yòng)集中(zhōng)治(zhì)理+就地治理的方(fāng)案。

　　集(jí)中(zhōng)治理(lǐ)：該(gāi)銀行(háng)數據中心的大型數據機房較(jiào)多
，計(jì)算機(jī)類設備的(dí)分(fēn)布很廣
，因此在(zài)每(měi)台變(biàn)壓器(qì)下加裝(zhuāng)300A有源諧波(bō)治理係(xì)統裝置(zhì)
，由(yóu)兩(liǎng)台150A模塊並(bìng)機(jī)實現(xiàn)
，型(xíng)號(hào)為AnSin-300-M Ⅰ型(xíng)
，自(zì)動跟(gēn)蹤補(bǔ)償負載產生的諧(xié)波(bō)電流
，保證供電係統(tǒng)安全(quán)可靠運(yùn)行。

　　就地治(zhì)理：因(yīn)為(wéi)UPS是(shì)該中心(xīn)惡(è)性(xìng)的(dí)負載
，因此需要在配電(diàn)末端對其產生的諧(xié)波電(diàn)流(liú)進(jìn)行治理
，避(bì)免幹擾(rǎo)其他(tā)用(yòng)電(diàn)設備
，因此(cǐ)在(zài)使用(yòng)UPS的配電間安裝壁掛式(shì)的AnSin-300-B Ⅰ型有(yǒu)源濾(lǜ)波治(zhì)理係(xì)統(tǒng)
，就(jiù)地治理UPS產生的諧波汙(wū)染(rǎn)。

圖1 數據(jù)中(zhōng)心

　　6.3治(zhì)理效(xiào)果

　　選取(qǔ)該中心(xīn)UPS出綫端對前(qián)後(hòu)波形數據(jù)進(jìn)行對比
，通(tōng)過裝設AnSin-300-B Ⅰ型有(yǒu)源濾波治(zhì)理係統後
，電壓(yā)畸變率(shuài)從(cóng)6.32%降值(zhí)2.05%
，電流(liú)畸變率從28.94%降值(zhí)5.67%
，提升了(liǎo)電網波形(xíng)質量(liáng)
，具體效(xiào)果及(jí)參數如下表所(suǒ)示。

　　表6 治理(lǐ)前(qián)後(hòu)波(bō)形數據對比

　　7.結論

　　就目前(qián)市場而言
，諧波(bō)治理(lǐ)產品種類繁(fán)多(duō)
，但(dàn)更多(duō)的(dí)為單一產品
，這些產(chǎn)品無法滿(mǎn)足數據中心(xīn)所(suǒ)需要(yào)的治(zhì)理效(xiào)果(guǒ)。因此
，安科(kē)瑞(ruì)為數據中心行業提供(gōng)了(liǎo)一套(tào)完整(zhěng)的電能治理(lǐ)監測與(yǔ)治(zhì)理的係統解決方案
，使(shǐ)數(shù)據(jù)中心的電能質量問(wèn)題得(dé)到(dào)了有效的(dí)治(zhì)理(lǐ)。從成本(běn)，性能，可靠性(xìng)等角(jiǎo)度(dù)綜合考(kǎo)慮
，該(gāi)方法(fǎ)具有較(jiào)高(gāo)的性價(jià)比。

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