卡特彼勒亮相第十届数据中心标准峰会

2022年11月9-10日，由CDCC主办的第十届数据中心标准峰会在北京隆重举行。本次峰会以“汇聚双碳科技，夯实数据之基”为主题，设置了多个技术分享专场，共同探讨 “双碳” 目标下，数据中心的绿色创新之路。卡特彼勒电力事业部携手代理商一同参与了此次峰会，并在会议期间由卡特彼勒电力系统北亚区高级电气系统工程师韩宇为现场观众带来了精彩的演讲。

卡特彼勒电力事业部携手代理商一同参与第十届数据中心标准峰会

此次演讲的题目为《20kV 电网柴发匹配方案及微电网解决方案》。目前，越来越多的项目遇到市电为 20kV 的情况，那么柴油发电机组究竟该如何与 20kV 电压等级相匹配？以及微电网是什么？韩宇在现场为大家带来了精彩的主题分享。

卡特彼勒电力系统北亚区高级电气系统工程师韩宇

由于种种的历史原因导致市场上没有 20kV 柴油发电机组出售，所以我们只能选择 10kV 和 0.4kV 两种规格的机组。根据不同项目的特点，以及不同的用户需求，全面考虑各专业的条件，我们设计了三种解决方案。

方案一：末端一对一配置

（6+1）台 0.4 kV 柴发与末端变压器一对一配置 

每台 0.4kV 柴发对应一组互备变压器，1 台备用油机对应 6 台备用，形成 N+1 系统。

特点：

-备用电源自成系统，结构简单，便于维护。

-系统为低压，线缆截面大，线缆投资成本较高。

-只有相应的低压配电柜，无其他额外设备。

-柴发容量需要与变压器容量相匹配，应用工况受到限制，无法自由匹配容量。

-柴发需要直接面对负载，对柴发本身要求较高。

低压柴发分布对应系统图

方案二：先并机后升压

（6+1）台 10 kV 柴发升压并机配置 

7 台 10kV 中压柴发先并机再通过 10 / 20kV 变压器升压至 20kV，接入系统电源。

特点：

-备用电源自成系统，结构简单，便于维护。

-系统均为中压，线缆截面较小，降低了线缆投资成本。

-与常规 10kV 系统基本相同，降低运维人员的工作。

-需要定制升压变压器，变压器容量有限制，变压器空载投入需要考虑励磁涌流。

-低压机由于并机母线电流过大，多台机组无法完成此方案。

中压柴发并机升压系统图

方案三：先升压后并机

（6+1）台 10 kV 柴发升压并机配置 

7 台 0.4kV 低压柴发先通过 0.4 / 20kV 变压器升压至 20kV 再完成母线回流，接入系统电源。

特点：

-备用电源自成系统，每台柴发对应一台 0.4 / 10kV 升压变压器。

-变压器容量需要与柴发容量相匹配。

-独立的备用电源系统，尤其适合改造项目。

-需要设置升压变压器和中低压柜。

-中压及低压柴发均可使用此方案。

低压柴发升压并机系统图

三种方案优缺点对比如下：

如今，可再生能源越来越被广泛的开发和利用。在适合的工况下，微电网技术不仅可以作为主网的有效补充，还能够充分提高能源整体利用率，同时储能系统为设施供电又提供了多一重保障。

什么是微电网

微电网是一种具有自身发电能力的本地化电网资源。它是一个单一的可控实体，且为本地化相对独立的电网体系，有着明确的负载和边界，独立于主网运行，也可以协同主网并列运行。任何具有以上条件的闭环电网，都可以称之为微电网。

微电网可利用多种能源发电，部分是利用可再生能源进行发电的。可再生能源是来自人类时间尺度上可自然补充的能源，包含风能、太阳能、水力势能、地热能和生物质能等。

混合能源微电网

混合能源微电网是指包含至少两种不同能源的电力系统（也可以是一次发电和储能的结合），可由柴油发电机组、燃气发电机组、光伏板和储能任意组合。

混合能源微电网的好处是可以提供更高的系统弹性——多个能源的组合可以在一种能源不可用的情况下提供冗余。微电网还可以为偏远地区提供电力，这样就解决了部分地区主干电网投资大、建设施工困难等问题。由于该系统可以在运行时进行能源切换，所以根据工况可以自主选择具有成本效益的运行模式。

Cat®（卡特）微电网案例

美国亚利桑大州 · 图森试验场是卡特彼勒公司的大型采矿设备的测试和开发的站点。由于公用电力馈线的成本过高，该站点未设有公用电网，而是设立了独立于公用电网的微电网系统，属于孤岛电网运行模式。

-图森试验场无公用设施服务电网扩建成本过高（距绿谷 8 英里）现场平均负荷约为 300kW。

-峰值负荷估计为 500kW。传统柴油主功率，配备 3 台 C15 410ekW 主发电机组柴油消耗量约为每年 250,000 加仑，发电机组每年运行 11,000 小时

活动期间，卡特彼勒电力事业部和代理商的同事们在现场与客户在现场与客户和业内人士进行深度交流，共同探讨“双碳”背景下，数据中心的绿色发展之路。期待明年再见！

卡特彼勒电力事业部和代理商的同事们在现场与客户在现场与客户和业内人士进行深度交流

来源：CAT卡特电力服务中心