Modern Veri Merkezlerinin EMT Modellemesi ve Koordineli Mod Geçişi Ride-Through Kontrolü

Özet

Yazarlar, 100 MW'lık bir veri merkezinin (yüzde 80 BT, yüzde 20 motorlu soğutma yükü) PSCAD/EMTDC elektromanyetik geçici modelini kurar. Model, bataryalı bir UPS (KGK), doğrudan bağlı chiller ve soğutma kulesi asenkron motorlarını ve UPS gücüne alınabilen VFD'li bir CRAH'ı içerir. Çalışma, Temmuz 2024'te yaklaşık 1.500 MW'lık veri merkezi yükünün aynı anda yedek güce geçtiği bir olaydan motive olmuştur.

Gerilime dayalı dört durumlu bir durum makinesi UPS'i eko mod (baypas), çift dönüşüm, batarya ve doğrultucunun kademeli yeniden bağlandığı, bataryanın farkı taşıdığı rampalı toparlanma durumları arasında taşır. Normal band 0,9-1,15 p.u.'dur; düşük gerilimde batarya geçişi 0,7 p.u.'da 20 ms sonra, yüksek gerilimde 1,15 p.u.'da 500 ms sonra gerçekleşir; doğrultucu nominal güce 1 saniyede rampalanır.

Eko modda sunucu yükü ve CRAH doğrudan şebekeden beslenir, UPS baypastadır ve doğrultucu DC bağlantı ile batarya şarjını korumak için enerjili tutulur; tolerans zarfı içindeki kısa çökmeler doğrudan sunucu güç kaynaklarına geçer. Toparlanma sırasında başka bir çökme olursa rampa iptal edilir ve sistem batarya moduna döner; bu, otomatik yeniden kapamada tekrarlanan tam güçlü yeniden bağlanmayı önler.

Model, üç fazlı arıza ve LVRT/HVRT olayları için PSS/E PERC1 ve CMPLDWG toplu modelleriyle karşılaştırılmış ve iyi uyum göstermiştir; motorun yeniden hızlanmasını ve konvertör geçişlerini de yakalar. LVRT durumunda motor yükü, arıza öncesi 20 MW'tan yeniden hızlanmada yaklaşık 50 MW'a (PSCAD) veya 55 MW'a (PSS/E) aşmış, POI gücü yaklaşık 100 MW'tan yaklaşık 95 MW'a toparlanmıştır. Belge hakemli yayın değil, ön baskıdır.

Öne çıkan noktalar

1. Temmuz 2024'te Doğu Ara Bağlantısı'ndaki 230 kV hat arızası yaklaşık 1.500 MW veri merkezi yükünün aynı anda yedek güce geçmesine ve sistem gerilimlerinin normal sınırların üzerine çıkmasına yol açtı.
2. Eko modda sunucu yükü ve CRAH doğrudan şebekeden beslenir, UPS baypastadır, doğrultucu enerjili tutulur; tolerans zarfı içindeki kısa çökmeler sunucu güç kaynaklarına geçer.
3. Mod geçişi ayarları: normal band 0,9-1,15 p.u.; 0,7 p.u.'da 20 ms sonra batarya; 1,15 p.u.'da 500 ms sonra yüksek gerilim kesme; doğrultucu rampası 1 s.
4. Toparlanma sırasında batarya BT talebi ile rampalanan doğrultucu gücü arasındaki farkı karşılar; yeni çökmede rampa iptal edilir.
5. Modellenen tesis: yüzde 80 BT ve yüzde 20 motor yüküyle 100 MW.
6. LVRT durumunda motor yükü 20 MW'tan yaklaşık 50 MW (PSCAD) veya 55 MW'a (PSS/E) aştı; POI gücü yaklaşık 100 MW'tan yaklaşık 95 MW'a toparlandı.

Tasarımda kullanımı

• UPS (KGK) kataloğunda ve elektrik modelinde çalışma modu davranışını saklayın: eko mod kullanılabilirliği, geçiş eşikleri ve zamanlayıcılar (örneğin batarya için 0,7 p.u./20 ms) ile olay sonrası doğrultucu rampa süresi.
• Eko modun verimlilik kazancını, kısa çökmelerin BT güç kaynaklarına ulaştığı ride-through riskiyle birlikte gösterin.
• Batarya otonomisinin toparlanma rampasını ve tekrarlayan yeniden kapama olaylarını kapsadığını kontrol edin.
• Doğrudan bağlı soğutma motorlarını jeneratör ve şebeke etütleri için yeniden hızlanma ani akım riski olarak işaretleyin.

Kimler okumalı

UPS (KGK) ve büyük yük şebeke bağlantısı etütleri yapan elektrik mühendisleri ve şebeke işletmecileriyle çalışan geliştiriciler.

İlgili standartlar

• IEC 62040-3
• ITIC/CBEMA curve
• IEEE 2800

Yayın bilgileri

Yazarlar

Junyuan Zheng; Salish Maharjan; Min Lwin; Soummya Roy; Zhaoyu Wang; Wenlong Shi; Feng Qiu; Rajarshi Roychowdhury

Yayıncı

arXiv (preprint, submitted to IEEE)

Yıl

2026

Belge numarası

arXiv:2611.08614

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Ücretsiz okunur

DOI

10.48550/arXiv.2611.08614

Lisans

arXiv dağıtım izni — yeniden kullanım koşulları hak sahibine bağlıdır

Künye