2 MW điện xanh cho trung tâm dữ liệu AI: máy biến áp khô N+1 + phân tích chuyên sâu UPS 800 kVA
2×SCB13-2000/10 N+1 · UPS 800 kVA · 1161 kWp PV + 500 kW/1161 kWh BESS · lưới/đảo
1 · TL;DR Conclusion
Kết luận: trung tâm dữ liệu AI 2 MW này sử dụng 2 máy biến áp khô SCB13-2000/10 (N+1) + UPS 800 kVA (15 phút) + 1161 kWp PV + BESS 500 kW/1161 kWh + lưới/đảo — tổng cấu hình ≈ $1.878.541, EPC ≈ $825.000, hoàn vốn 5 năm, IRR 23,16% (mức khả thi).
- •2 máy biến áp khô 2000 kVA N+1; tải 84% sau khi mất một tổ máy (đạt), chuyển đổi 2 s ≤ 15 s cho phép
- •UPS trực tuyến 800 kVA (640 kW), 15 phút ≈ 199 kWh pin (384 VDC), khuyến nghị dự phòng N+1/2N
- •Năng lượng xanh: 1161 kWp PV + 500 kW/1161 kWh BESS, tỷ lệ tái tạo 94%, tránh 609 t CO2/năm
- •Lưới/đảo: BESS 500 kW làm nguồn khởi động đen; tải quan trọng khi đảo 1200 kW cần thêm BESS hoặc diesel (dự phòng V9 65%)
- •Kinh tế: $825.000 EPC, hoàn vốn 5 năm, IRR 23,16%, ROI 459% trong 25 năm, LCOE $0,0843/kWh
2 · Solution Overview
Trung tâm dữ liệu là phụ tải có độ tin cậy cao nhất: thiết bị CNTT rất nhạy cảm với sự cố mất điện trong mili giây, chứa nhiều sóng hài và cần nguồn cấp đôi + UPS. Sơ đồ này bổ sung năng lượng xanh (PV+BESS) để giảm PUE và carbon, cùng với chế độ tách đảo cho các trường hợp cực đoan.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 10 kV | base | 100 kW | 6% |
| Solar PV 1000 kWp | variable | 1000 kW | 63% |
| BESS 500 kW / 1000 kWh | variable | 500 kW | 31% |
| UPS 800 kVA | backup | 0 kW | 0% |
Máy tính Hệ thống Điện Trung tâm Dữ liệu
Tính toán kích thước và cấu hình hệ thống phân phối điện hoàn chỉnh cho trung tâm dữ liệu của bạn - công suất máy biến áp và UPS, cấu trúc dự phòng N/N+1/2N, BOM và sơ đồ đơn tuyến.
3 · Design Process & Rationale
1. Xác định yêu cầu
Trung tâm dữ liệu 2000 kW: phụ tải cấp 1 2000 kW (toàn site), IT quan trọng 1200 kW, nhạy cảm 1200 kW, phi tuyến 400 kW. Yêu cầu cao nhất về liên tục và chất lượng điện năng — nguồn đôi + UPS + chuyển nguồn tự động.
2. Phụ tải và phân cấp
Toàn site là cấp 1 (loadGrade1=2000), 1200 kW quan trọng được UPS đảm bảo. Mật độ rack 8 kW/rack → ~200 rack; PUE ước tính 1,60.
3. Nguồn và cơ cấu
Hai nguồn lưới 10 kV (N+1) + PV 1161 kWp + BESS 500 kW/1161 kWh + UPS 800 kVA. Hòa lưới-đảo, BESS làm nguồn khởi động đen.
4. Chọn máy biến áp
Nhu cầu 1600 kW ≈ 1684 kVA biểu kiến → cấp 2000 kVA; N+1 → 2×SCB13-2000/10 loại khô (an toàn cháy, ồn thấp cho không gian IT), tải 84%.
5. UPS và dự phòng
UPS online chuyển đổi kép 800 kVA, ắc quy 15 phút (≈199 kWh, 384 VDC), chuyển mạch tĩnh STS <5 ms cho IT quan trọng; khuyến nghị dự phòng N+1/2N.
6. Bảo vệ và thứ cấp
Khả năng cắt MV 31,5 kA / LV 80 kA; truyền thông 61850 + sơ đồ thứ cấp + nguồn phụ DC cho bảo vệ và giám sát độ tin cậy cao.
7. Điện xanh và độ tin cậy
PV+BESS giảm carbon (609 t/năm) và hóa đơn, nhưng phụ tải quan trọng khi đảo 1200 kW > BESS 500 kW — đảo toàn site cần thêm BESS hoặc diesel. Đó là đánh đổi giữa xanh và độ tin cậy.
Pain Points → Solution → Evidence
Trung tâm dữ liệu không thể chịu đựng dù chỉ một giây gián đoạn
Máy biến áp đôi N+1 + UPS online + STS chuyển mạch tĩnh + khởi động đen
Đạt N-1 (84% sau khi mất một tổ máy), UPS 15 phút, STS <5 ms, khởi động đen đã xác minh qua BESS 500 kW
Tải CNTT giàu sóng hài, máy biến áp nóng lên và giảm công suất
Máy biến áp khô + cuộn kháng giải điều hưởng + bộ lọc tích cực APF
V6: THDi 20% vượt giới hạn (kịch bản trung tâm dữ liệu), khuyến nghị APF
PUE cao, hóa đơn cao và carbon cao
1161 kWp PV + cắt đỉnh bằng BESS, điện xanh trực tiếp đến tải
V18 PUE 1,60, V23 609 t CO2 tránh được/năm, V24 cắt đỉnh tiết kiệm $94.900/năm
Dự phòng có thực sự đủ không?
Phân loại tải: UPS bao phủ CNTT quan trọng 1200 kW, không quan trọng dùng lưới/diesel
V9 đánh dấu 65% độ phủ dự phòng (cơ sở đơn giản hóa) — xác minh theo phân loại thực tế
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Công suất máy biến áp | 2000 kVA ×2 (SCB13) | 1684 kVA biểu kiến → bậc 2000 kVA; N+1 → 2 máy khô | Tải 84%; loại khô an toàn cháy nổ và ít tiếng ồn cho không gian CNTT Trên ~1900 kVA nhu cầu, chuyển lên 2500/3150 |
| Công suất UPS | 800 kVA (640 kW) | Đáp ứng ~67% của 1200 kW CNTT quan trọng (tại 0,8 PF) | 15 phút ≈ pin 199 kWh (384 VDC), STS <5 ms Khuyến nghị N+1/2N; bao phủ đầy đủ 1200 kW cần UPS ~1500 kVA |
| Công suất PV | 1161 kWp | ≈1.015.200 kWh/năm, tự tiêu thụ 0,8 | 94% tỷ lệ tái tạo, cấp cho CNTT và làm mát Giới hạn bởi mái/vị trí; kết hợp với BESS để hấp thụ |
| Công suất BESS | 500 kW / 1161 kWh (2 giờ) | Cắt đỉnh + dự phòng đảo + khởi động đen | Cắt 500 kW×4 giờ tiết kiệm $94.900/năm; nguồn khởi động đen Đảo quan trọng 1200 kW cần ≥8 giờ hoặc diesel |
| Chế độ lưới | nối lưới-đảo | Chuyển đổi lưới/đảo, khởi động đen qua BESS | Vận hành đảo khi mất lưới (giới hạn bởi BESS) Cần phê duyệt lưới + chống đảo + kiểm tra khởi động đen |
| Mật độ rack / PUE | 8 kW/rack · PUE 1,60 | Mặc định 8 kW/rack → ~200 rack; 60% tỷ lệ làm mát | Đặt cơ sở định cỡ UPS và làm mát Mật độ cao (>12 kW/rack) cần làm mát lỏng; PUE có thể giảm xuống 1,2 |
| Khả năng cắt | LV 80 kA · HV 31,5 kA | Dòng sự cố LV 58,9 kA / HV 28,9 kA | Tủ điện LV tại 80 kA (biên 1,1×) Xác nhận mức sự cố thực tế của hệ thống |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Độ tin cậy & khả dụng
Khả dụng dòng sản phẩm ≈99,97% (≈2,9 giờ mất điện/năm), tiệm cận phủ toàn bộ với máy biến áp kép N+1 + UPS + khởi động đen; thời gian chuyển UPS 0 ms / STS <5 ms / ATS 2 s / khởi động đen BESS, với phân loại tải trọng yếu 2000 kW.
Sự cố & bảo vệ
Thể hiện toàn bộ chuỗi: mất lưới → tự động chuyển → UPS tiếp nhận liền mạch → khởi động đen BESS; sự cố hạ nguồn chỉ ngắt feeder của nó, nên tính chọn lọc ngăn ngừa mất điện toàn khu vực.
Dòng năng lượng
PV 1161 kW → ưu tiên IT & làm mát → dư thừa vào BESS; lưới bù phần thiếu; UPS chuyển đổi kép trực tuyến chạy liên tục. Điều độ thời gian thực bốn nguồn và phủ tải trọng yếu trong nháy mắt.
Kinh tế
1.015.200 kWh/năm, tiết kiệm $204.542/năm; $825.000 EPC, hoàn vốn 5 năm, IRR 23,16%, LCOE $0,0843/kWh, NPV $1.183.320, 609 t CO2 tránh được/năm, với dòng tiền 25 năm.
Other views (shown): LCC (chi phí vòng đời) · Chất lượng điện năng và sóng hài · Đặc tính điện áp · Đặc điểm sơ đồ · Giảm định mức do môi trường
7 · Economics & Payback
Tổng thiết bị ≈ $1,878,541, EPC ≈ $825,000 (PV+BESS+UPS+phân phối). Điện xanh tiết kiệm ≈$204,542/năm (bao gồm cắt đỉnh BESS); tổng thể hoàn vốn 5 năm, IRR 23.16%, ROI 25 năm 459%, LCOE $0.0843/kWh, NPV $1,183,320, 609 t CO2 tránh được/năm.
8 · FAQ
Kích thước máy biến áp cho trung tâm dữ liệu 2 MW?
UPS lớn cỡ nào và trong bao lâu?
Điều gì xảy ra khi mất điện?
Năng lượng xanh (PV+BESS) tiết kiệm bao nhiêu?
PUE là gì và làm thế nào để giảm?
Sóng hài được xử lý như thế nào?
65% dự phòng có đủ không?
Tại sao dùng máy biến áp khô?
Special Considerations
- Dự phòng V9 65% (UPS 800 kW + BESS 500 kW so với tổng 2000 kW) là cơ sở đơn giản hóa “toàn bộ tải × 100%”; trung tâm dữ liệu thực tế chỉ dùng UPS cho IT quan trọng 1200 kW, tải không quan trọng (HVAC) chịu được gián đoạn ngắn — cần kiểm tra theo phân loại tải.
- Tải quan trọng khi đảo nguồn 1200 kW > BESS 500 kW; đảo nguồn toàn site cần ≥8 h BESS hoặc máy phát diesel (nguồn khởi động đen).
- UPS phải dự phòng N+1/2N để sự cố một UPS không ảnh hưởng đến IT quan trọng.
- THDi ~20% vượt giới hạn (kịch bản trung tâm dữ liệu) — thêm lọc tích cực APF.
- Mật độ rack mặc định 8 kW/rack; mật độ cao (>12 kW) cần làm mát bằng chất lỏng và điều chỉnh PUE.
- Ước tính ở mức khả thi; bản vẽ đang chờ viện thiết kế được cấp phép.
Turn this into your project
Open this exact scenario pre-loaded in the Power System Configurator, then generate the full design document or the operation & techno-economic assessment.
Open in Power System Configurator →Related Scenarios
Related Products
Máy biến áp đúc nhựa và VPI định mức K-13/K-20 cho tải IT phi tuyến
UPS tần số công nghiệp và mô-đun cho tải trọng IT và cơ sở hạ tầng quan trọng
Tủ điện hạ thế chịu điện áp cao và MCC dùng cho phân phối điện trung tâm dữ liệu
Thanh dẫn điện mật độ cao và chống cháy dùng cho phân phối tủ rack dòng điện cao.
Cung cấp một lần các thiết bị năng lượng mặt trời và thông thường
Từ thiết kế hệ thống phân phối điện đến năng lượng mặt trời - máy biến áp, thiết bị đóng cắt, trạm biến áp và thiết bị năng lượng mặt trời, được định cỡ và báo giá ở một nơi. Sử dụng máy tính của chúng tôi để nhận hóa đơn nguyên vật liệu và giá FOB đầy đủ.