現(xiàn)如今，愛爾蘭近400個風電場為全島供應了超過35%的電力。這些綠色能源會通過電網(wǎng)傳輸至農(nóng)場、企業(yè)和家庭，幫助公共事業(yè)單位減少燃燒化石燃料發(fā)電而排放的二氧化碳等溫室氣體。
就像世界上其他地方一樣，愛爾蘭的風力強度在每一天和整個季節(jié)內(nèi)都會不斷波動，這導致發(fā)電量也隨之發(fā)生變化。隨著可再生能源使用量的增加，這一現(xiàn)狀給電網(wǎng)運營商帶來了越來越大的挑戰(zhàn)。因為供應商需要解決電力供給與消耗之間的平衡問題，做到精準供電。
今年晚些時候，微軟都柏林數(shù)據(jù)中心配備的鋰離子電池組將成為解決方案的一部分，以幫助緩解這一問題。
通常，這些電池作為備用電源在緊急情況下為該數(shù)據(jù)中心供電。它們均已通過認證、測試并獲批接入當?shù)仉娋W(wǎng)，可在電力需求超過風能、太陽能和其它能源產(chǎn)生的電能時，幫助電網(wǎng)運營商實現(xiàn)不間斷供電服務(wù)。
微軟能源部高級項目經(jīng)理 Nur Bernhardt 表示：“提供這種電網(wǎng)服務(wù)是我們釋放數(shù)據(jù)中心價值的一種方式?！?/FONT>
1、電網(wǎng)脫碳
世界各地的電網(wǎng)運營商通常依賴煤炭或天然氣發(fā)電廠來維持所謂的旋轉(zhuǎn)儲備或過剩產(chǎn)能，從而快速響應需求變化，確保電力供應服務(wù)。
Bernhardt 解釋道，使用數(shù)據(jù)中心電池來提供這些服務(wù)，可減少發(fā)電廠旋轉(zhuǎn)備用的壓力，從而降低電力行業(yè)的二氧化碳排放量。
這些電池是微軟數(shù)據(jù)中心不間斷電源(UPS)的一部分。微軟都柏林數(shù)據(jù)中心的 UPS 采用最新技術(shù)，可實現(xiàn)與電網(wǎng)的實時交互。
微軟委托能源咨詢公司 Baringa 對這項技術(shù)的潛在影響進行了分析研究，結(jié)果表明，如果使用電網(wǎng)交互式 UPS 系統(tǒng)取代愛爾蘭和北愛爾蘭當前的化石燃料發(fā)電廠，到2025年預計可減少二氧化碳排放量約200萬噸。
Mark Turner 是 Baringa 在能源實踐領(lǐng)域的合作伙伴，他也參與了該分析研究項目。他表示：“這無疑扭轉(zhuǎn)了全國二氧化碳排放的局面?！?/FONT>
他還解釋道，到2025年減少二氧化碳排放量200萬噸，這大約相當于愛爾蘭島電力行業(yè)總排放量的五分之一。
此外，依賴電網(wǎng)交互式 UPS 技術(shù)提供電力服務(wù)，可省去維持燃煤和天然氣發(fā)電廠旋轉(zhuǎn)備用所需的燃料成本和其他成本，從而可幫助愛爾蘭的終端消費者節(jié)約數(shù)千萬美元。
Turner 表示：“第三個好處在于你不用再被迫棄用太多可再生能源。因為如果啟動燃氣發(fā)電廠來提供電力服務(wù)，就必須棄用其他一些東西，而這往往就是可再生能源。如果采用UPS來提供這項服務(wù)，就不必再這樣做了?！?/FONT>
▲ 在愛爾蘭都柏林微軟數(shù)據(jù)中心，Enel X 英國和愛爾蘭區(qū)運營負責人 John Byrne(右)和Enel X 英國和愛爾蘭區(qū)現(xiàn)場運維工程師 Michal Fr?ckowiak 正在電網(wǎng)交互式 UPS 系統(tǒng)測試期間檢查電腦屏幕上的數(shù)據(jù)。攝影：Naoise Culhane。
2、將數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Y產(chǎn)
運營數(shù)據(jù)中心的人員經(jīng)常談?wù)撽P(guān)乎可靠性的“5個9”，也就是向客戶承諾數(shù)據(jù)中心的正常運行時間達到99.999%。為此，數(shù)據(jù)中心運營商在某種程度上將 UPS 中的電池作為備用電源，在停電時為服務(wù)器供電。
UPS 系統(tǒng)的主要作用是為服務(wù)器提供電力調(diào)節(jié)。UPS 系統(tǒng)始終處于開啟狀態(tài)，為服務(wù)器提供保護。2017年，微軟開始發(fā)掘這些資產(chǎn)的潛力。
微軟數(shù)據(jù)中心高級開發(fā)團隊資深設(shè)計研究員 Ehsan Nasr 表示：“我們的理念是使用 UPS 提供持續(xù)保護，并更換 UPS 控制器，向電網(wǎng)回饋電力。”
微軟數(shù)據(jù)中心高級開發(fā)團隊杰出工程師兼副總裁 Christian Belady 指出，隨著電網(wǎng)中可再生能源使用量的逐漸增加，電網(wǎng)頻率正變得越來越不穩(wěn)定。
他解釋說，這種波動性的加劇反過來也可以體現(xiàn)出電池等資產(chǎn)的價值，因為電池可有助于維持電力供需平衡。
Belady 表示：“我們的數(shù)據(jù)中心就有這種電池資產(chǎn)。那么，我們?yōu)楹尾粚⑺鳛橐环N雙重用途的資產(chǎn)提供給電網(wǎng)，并采用一種動態(tài)方法來對它們進行管理，從而提高效率和資產(chǎn)利用率呢?這也正是促成這種雙贏局面背后的原因。”
為了實現(xiàn)這個目標，微軟團隊與智能電源管理公司伊頓開展合作，共同開發(fā)和測試電網(wǎng)交互式 UPS。2020年，兩家公司在微軟芝加哥數(shù)據(jù)中心進行了概念驗證實驗，并在微軟位于華盛頓州昆西市的數(shù)據(jù)中心進一步完善了這項技術(shù)。
Nasr 表示:“我們正在確?？梢蕴峁┚_的 UPS 功能，同時通過數(shù)據(jù)中心和公用事業(yè)之間的安全通信，向電網(wǎng)提供輔助服務(wù)。”
▲ 微軟數(shù)據(jù)中心高級開發(fā)團隊杰出工程師兼副總裁Christian Belady站立在微軟數(shù)據(jù)中心兩相浸入式冷卻罐旁邊。攝影：Gene twitt。
3、微軟UPS率先落地愛爾蘭
微軟首席項目經(jīng)理 Mycah Gambrell-Ermak 曾參與這個項目。他表示，在證明電網(wǎng)交互式 UPS 技術(shù)可以為電網(wǎng)提供服務(wù)之后，接下來需要尋找合適的市場進行部署，并建立商業(yè)案例。
微軟將目光投向了愛爾蘭，愛爾蘭的可再生能源發(fā)電量已占到全國總發(fā)電量的35%以上，而且預計到2030年這一數(shù)字將增至80%。然而，讓可變發(fā)電量達到這一水平的前提是通過化石燃料發(fā)電廠確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行。
Gambrell-Ermak 表示:“在一些地區(qū)，市政當局或公用事業(yè)公司正在試圖擺脫化石燃料。鑒于此，一旦可再生能源儲備下降，作為企業(yè)，我們所能做的就是承擔自身的電力負荷，我們可以通過使用儲能電池來減少負荷。
愛爾蘭國有電力傳輸運營商 EirGrid 負責電網(wǎng)服務(wù)市場，并格外重視綠色解決方案。微軟正在與能源服務(wù)和解決方案提供商 Enel X 公司合作參與這一市場，Enel X 公司能夠聚合工業(yè)和商業(yè)能源消費來構(gòu)建虛擬電廠。
Gambrell-Ermak 解釋說:“公用事業(yè)公司可以通過聚合器向我們發(fā)送信號，通知我們通過儲能電池放電補償負荷，從而減輕電網(wǎng)負荷壓力。”
▲ 在愛爾蘭都柏林微軟數(shù)據(jù)中心，Enel X英國和愛爾蘭區(qū)運營負責人正在對電網(wǎng)交互UPS進行系統(tǒng)測試。攝影：Naoise Culhane 攝。
4、全球電網(wǎng)脫碳藍圖
Enel X 公司法規(guī)事務(wù)高級總監(jiān) Paul Troughton 表示，EirGrid 的電網(wǎng)服務(wù)市場為全球電力行業(yè)構(gòu)建了一個技術(shù)藍圖，在數(shù)據(jù)中心和其他工業(yè)設(shè)施中的電網(wǎng)交互式 UPS 系統(tǒng)的賦能下，全球電網(wǎng)實現(xiàn)脫碳指日可待。
他表示:“我經(jīng)常將愛爾蘭看作未來其他系統(tǒng)電網(wǎng)的一個縮影?！?/FONT>
隨著其他國家逐步轉(zhuǎn)向可再生能源發(fā)電，他們也將面臨類似的問題。
Troughton 表示:“隨著可再生能源發(fā)電比重不斷上升，傳統(tǒng)發(fā)電廠將逐步退出，因此無法像過去那樣繼續(xù)提供電力服務(wù)。在這種情況下，你必須設(shè)法提高電網(wǎng)頻率管理能力?！?/FONT>
Bernhardt 提到，微軟正在尋求機會，以期借助其全球數(shù)據(jù)中心的電網(wǎng)交互式 UPS 技術(shù)來確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行，從而進一步加快電網(wǎng)脫碳進程。
微軟承諾到2030年實現(xiàn)負碳排放，除了采用電網(wǎng)交互式 UPS 技術(shù)之外，該計劃還包括在數(shù)據(jù)中心對服務(wù)器進行浸入式冷卻試驗，使用氫燃料電池作為備用電源，以及通過改變操作方式來提高效率和改進設(shè)計，如采用高密度冷卻板解決方案。
Bernhardt 表示:“我們的長期愿景是轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)，使其能夠在滿足自身運營需求的同時創(chuàng)造社會效益。”
他解釋道，EirGrid 的電網(wǎng)服務(wù)市場給像微軟這樣的企業(yè)提供了機遇，讓他們能夠部署解決方案，助力解決因可再生能源使用量不斷增長而導致的電網(wǎng)可靠性問題。
“我們能夠滿足客戶的可靠性要求，同時利用我們的基礎(chǔ)設(shè)施提高電網(wǎng)的可靠性，幫助減少二氧化碳排放量，并降低所有能源消費者的成本?！?/FONT>
（轉(zhuǎn)載）
