数据中心电化学储能解决方案

在“双碳”战略实施下，绿色低碳将是数据中心建设的主要技术方向，“可再生能源＋储备合一＋虚拟电厂”，是数据中心实现绿色低碳发展的方式之一。

数据中心适当配备储能，可提升数据中心负荷的灵活性，通过“削峰填谷”，在绿色电力发电富余时储能增加数据中心负荷需求，绿色电力发电不足时储能释放减少数据中心负荷需求，通过适度的柔性负荷调节参与虚拟电厂交易，一定程度上提高数据中心绿电利用率，也可提升数据中心电力运营的经济性。

适用于数据中心的储能目前主要为电化学储能。由于锂离子电池由于具有高的比能量、优异的循环性能和绿色环保等优势，在市场广泛商用的磷酸铁锂电池储能方案是目前数据中心电化学储能主要方向。

数据中心锂电储能解决方案的组成主要包括电池组、电池管理系统、储能变流器和能源管理系统。

电池组：是数据中心储能解决方案的重要组成部分，采用磷酸铁锂电池，主要负责储存能量。

电池管理系统（BMS）：主要负责管理和控制电池组的运行状态，以确保整个电池组的安全性和可靠性。系统能监测电池组的电压和温度等参数，在系统故障时，自动通知运维人员进行处理。

储能变流器（PCS）：主要负责电能转换，电池充电时，将交流电转换为直流电给电池充电。电池放电时，将直流电转换为交流电供负载使用。

能源管理系统（EMS）：主要负责管理和控制整个数据中心储能解决方案的运行状态，以确保整个系统的安全性和可靠性。系统应能监测数据中心的电能质量，并通过适当的控制方式来优化能源的使用效率。

数据中心储能解决方案技术架构主要有高压侧储能系统、低压侧直流母线储能系统、低压侧微模块储能系统。

高压侧储能系统通常以大型集中储能高压侧10KV接入方案为主， 可为园区级多个数据中心或其它负荷提供应急或备用电源，可实现对整个园区用电峰谷控制，实现消峰填谷。其系统架构图如下：

低压侧直流母线储能系统通常以一个数据中心机房或一个集中供电单元低压侧接入，融入直流母线系统。其架构如下： 

低压侧微模块储能系统是利用数据中心不间断电源UPS或HVDC的储能运行模式，将后备铅酸蓄电池更换为磷酸铁锂电池，即可实现从纯供电到储能+供电的功能转换。微模块储能系统的架构如下：

高压侧储能系统和低压侧直流母线储能系统需要数据中心配套建设集中式的储能电站，容量大，储能资源池共享。低压侧直流母线储能系统需要数据中心整体配电架构采用直流供电系统。

低压侧微模块储能系统采用磷酸铁锂电池作为不间断电源UPS或HVDC的备用电池，将电池备电时间提高到30min级以上，15min备电容量以外的作为储能容量。低压侧微模块储能系统对数据中心现有配电架构改动少，但其储能容量小，且储能容量仅能模块内共享。

园区级数据中心可考虑建设集中式的高压侧储能系统，未采用直流供电架构的单体数据中心可采用低压微模块储能系统。