Журнал «ИСУП». (Информатизация и системы управления в промышленности)
КИПиА, метрология, АСУ ТП, энергетика, АСКУЭ, промышленный интернет, контроллеры, экология, электротехника, автоматизации в промышленности, испытательные системы, промышленная безопасность

Дизель-генераторные установки ГК ТСС для обеспечения резервного электропитания ЦОД

В статье рассматриваются решения группы компаний ТСС по оснащению систем энергоснабжения центров обработки данных (ЦОД) резервными дизель-генераторными установками (ДГУ). Приведен пример реализации проекта резервирования энергосетей для Московской областной думы с помощью использования двух ДГУ на базе дизельных двигателей компании Mitsubishi. Представлены характеристики установки и базовых двигателей.

Группа компаний ТСС, г. Москва

TSS.png

скачать pdf >>

В современной России, решающей вопросы цифровизации на государственном уровне, строительство и эксплуатация центров обработки данных (ЦОД) приобретают все больший масштаб. Основной функцией ЦОД является предоставление информационных услуг, как правило, корпоративным клиентам по хранению, обработке и распространению информации. При этом они становятся значимыми потребителями электроэнергии, сравнимыми с крупными промышленными предприятиями.

Структура потребления электроэнергии современного ЦОД приведена на рис. 1 (из отчета аналитического отдела строительной компании ARS Group (ОАО «Группа Компаний «АРС»)). Примечательно, что половина энергозатрат на поддержание жизнедеятельности объекта приходится на обеспечение работы систем охлаждения – чиллеров (водоохлаждающих машин), прецизионных кондиционеров и систем вентиляции.

Ris_1.png

Рис. 1. Структура энергопотребления современных ЦОД по данным ОАО «Группа Компаний «АРС»

По оценкам экспертов, дефицит энергомощностей в условиях динамично развивающейся экономики будет продолжать расти еще более высокими темпами. Одним из эффективных путей решения проблемы энергоснабжения ЦОД является поиск конструктивных решений и технологий, позволяющих существенно снизить энергопотребление и одновременно с этим обеспечить соответствие самым высоким требованиям к уровню их надежности.

Классификация ЦОД по надежности, разработанная международным сертификационным институтом Uptime Institute, определяет в первую очередь отказоустойчивость объекта (табл. 1). В настоящее время абсолютное большинство мировых коммерческих ЦОД относится к третьему уровню (Tier III), меньшее количество – к Tier II. Основное отличие ЦОД третьего уровня надежности – это возможность проведения ремонта и модернизации оборудования без его отключения и остановки работы центра.

Таблица 1. Классификация ЦОД по уровню надежности

Tab_1.png

Максимальный уровень доступности (99,995 %) обеспечивается при дублированном резервировании инженерных систем – по схеме 2 (N + 1), что подразумевает дублирование как основных, так и дополнительных систем. Более то­го, для большей отказоустойчивости основные и резервные компоненты ЦОД разнесены по разным помещениям. Допустимое время простоя ЦОД четвертого уровня (Tier IV) составляет всего 26 минут в год.

Одним их основных элементов инженерной инфраструктуры ЦОД является система бесперебойного электроснабжения, гарантирующая автономную работу оборудования в случаях отключения внешнего (сетевого) электропитания, при этом схема резервного энергоснабжения формируется в зависимости от его уровня надежности.

Нормативные требования по электроснабжению ЦОД до настоящего времени не разработаны, из последних введенных в действие документов следует отметить только ГОСТ Р 58811-2020 «Центры обработки данных. Инженерная инфраструктура. Стадии создания», ГОСТ Р 58812-2020 «Центры обработки данных. Инженерная инфраструктура. Операционная модель эксплуатации. Спецификация» и ГОСТ Р 70139-2022 «Центры обработки данных. Инженерная инфраструктура. Классификация». На практике при расчете системы энергоснабжения ЦОД проектировщики по­ка руководствуются другим действующим на территории Российской Федерации регламентирующим актом: «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ). В соответствии с ни­ми оснащение системы гарантированного энергоснабжения одной или двумя резервными дизель-генераторными установками настоятельно рекомендовано, в том числе при необходимости обеспечения длительной работы ЦОД в автономном режиме.

На российском рынке дизельных электростанций одну из лидирующих позиций занимает группа компаний ТСС (ГК ТСС), которая в 2023 го­ду отметит 30‑летие со дня основания. Компания, которая начинала с дилерской деятельности и занималась поставками продукции крупнейших европейских брендов, уже через 5 лет открыла собственное производство на площадях китайских заводов. А в 2002 го­ду был возведен первый производственный комплекс на территории России – в г. Ивантеевке (Московская обл.). Вехой в развитии группы стал 2007 год, когда в производство бы­ла запущена собственная линейка двигателей TSS Diesel.

Каталог продукции, производимой предприятиями ГК ТСС сегодня, включает: электростанции различного назначения и работающие на топливе различных видов, энергокомплексы, широкую номенклатуру строительного, сварочного и теплового оборудования, станки, различные материалы и комплектующие. К основным видам продукции относятся дизельные электростанции, а также автомобильные шасси для их установки, блок-контейнеры из сэндвич-панелей, морские антивандальные контейнеры и комплексы автоматики.

При этом производство и поставка установок для энергоснабжения ЦОД, в том числе для обеспечения резервного питания, – одно из приоритетных направлений деятельности. В рамках таких проектов ГК ТСС, зарекомендовавшая се­бя за прошедшие го­ды не только как надежный поставщик, но и как разработчик оптимальных технических решений, предлагает заказчикам широкую линейку дизельных генераторных установок различных исполнений и мощности, созданных в том числе на ба­зе двигателей от безусловных лидеров мирового рынка.

Большой популярностью на рынке пользуются дизельные электростанции, оборудованные двигателями японской компании Mitsubishi. Следует отметить, что в своих отношениях с Mitsubishi ГК ТСС имеет официальный партнерский статус OEM Partner. ОЕМ – от англ. Оriginal Equipment Manufacturer, то есть производитель оригинального оборудования, другими словами, все технологии проектирования, производства, испытаний и сертификации ДГУ с брендом TSS на ба­зе дизельных силовых установок японской компании соответствуют глобальным стандартам Mitsubishi Turbocharger and Engine Europe B.V.

Двигатели разработки Mitsubishi обладают отличными техническими и эксплуатационными характеристиками. Их показатель мощности DCP по стандарту ISO 8528-1:2018 (мощность, которую генераторная установка способна выдавать при непрерывной электрической нагрузке неограниченное время) соответствует номинальной мощности. Допускается средний коэффициент нагрузки 100 % и перегрузка величиной 110 % в течение 1 ча­са каждые 12 часов. По надежности двигатели соответствуют требованиям Tier III и Tier IV, их годовая наработка не ограничена.

Модели дизельных электростанций с двигателями Mitsubishi выпускаются в диапазоне мощностей от 1000 до 2000 кВт. При заказе клиенты могут выбрать дополнительные интересующие их опции, например оборудование ДГУ системами автозапуска, подогрева, подкачки топлива и масла, а также вариант с установкой в блок-контейнере, обеспечивающем работоспособность ДГУ в диапазоне температур от –60 до +40 °C.

Один из крупных проектов ГК ТСС (а всего со дня создания объединения их число превысило 17 тысяч) был связан с поставкой оборудования для бизнес-центра «Два капитана» Московской областной ду­мы, нуждающегося в резервировании своих энергосетей. Разработанное и реализованное специалистами компании решение (рис. 2) предусматривало использование двух ДГУ TMs 2310MC CG на ба­зе четырехтактных 16‑цилиндровых дизельных двигателей Mitsubishi S16R-F1PTAW2 с V‑образным расположением цилиндров. Рабочий объем двигателя составляет 65,37 л; номинальная мощность 1777 кВт, максимальная – 1947 кВт. Двигатель оборудован электронным регулятором оборотов.

Ris_2.png

Рис. 2. Реализация проекта резервирования энергосетей для Мособлдумы: две установленные в контейнерах ДГУ TMs 2310MC CG на базе четырехтактных 16‑цилиндровых дизельных двигателей Mitsubishi S16R-F1PTAW2

В числе основных характеристик дизельной электростанции TMs 2310MC CG:
- номинальная мощность 1680 кВт / 2100 кВА, максимальная – 1848 кВт / 2310 кВА;
- напряжение 400/230 В;
- номинальный ток 3034 А;
- расход топлива 455,5 л/ч при 100‑процентной мощности;
- емкость масляной системы 230 л;
- масса 19 000 кг.

Система управления электростанцией разработана на ба­зе контроллера Lovato RGK800 производства итальянской компании Lovato Electric, обладающего широкими функциональными возможностями, востребованными при эксплуатации ДГУ мегаваттного класса. ГК ТСС является сертифицированным партнером этой компании.

Специально для проекта, с учетом его особенностей и места расположения, установки бы­ли оборудованы глушителями, обеспечивающими уменьшение уровней создаваемого на местности шу­ма, а также каталитическими нейтрализаторами. По окончании испытаний обе ДГУ бы­ли установлены в прочные блок-контейнеры ти­па «Север ПБК‑11» и переданы заказчику.

Среди востребованных продуктов ГК ТСС можно назвать и дизель-генераторные установки на ба­зе судовых двигателей Baudouin производства французской компании Moteurs Bau­do­uin. Эти двигатели отличаются большим ресурсом (наработка до ремонта составляет до 32 тыс. моточасов), увеличенными интервалами периодического технического обслуживания (500 моточасов), наличием электронного регулятора оборотов и пониженными уровнями шу­ма и вибрации. Мощность таких ДГУ может составлять от 1200 до 2000 кВт. Выпускаются установки в различных исполнениях, в том числе контейнерном.

На рис. 3 приведен внешний вид дизельной электростанции TBd 1930TS серии TSS Premium на ба­зе трехфазного двигателя Baudouin 16M33G1900/5.

Ris_3.jpg

Рис. 3. Дизельная электростанция TBd 1930TS серии TSS Premium на базе двигателя Baudouin 16M33G1900/5

Ее основные характеристики:
- рабочий объем двигателя 52,3 л;
- основная мощность 1400 кВт, резервная – 1540 кВт;
- напряжение 400/230 В;
- номинальный ток 2526 А;
- расход топлива 190 л/ч при 50‑процентной мощности и 359 л/ч при 100‑процентной мощности;
- объем системы охлаждения 400 л;
- экологический класс Stage II;
- габаритные размеры 6508 × 2120 × 2611 мм.

Основная производственная площадка ГК ТСС расположена в г. Ивантеевке Московской области и занимает 10 тыс. м2. Ее бесперебойную работу обеспечивают 120 высококвалифицированных специалистов. В составе комплекса: конструкторско-технологический отдел и ОТК; участки механической обработки деталей, изготовления сварных конструкций, покраски, сборки дизель-генераторных установок и щитов управления электростанциями; цех изготовления и обеспечения блок-контейнеров; испытательные камеры; складские терминалы (рис. 4). Другие производственные комплексы размещены в Воронеже, Самаре и Пятигорске, а также в Крыму и г. Астане (Республика Казахстан).

Ris_4.jpg

Рис. 4. Участок сборки ДГУ на производственном комплексе в Ивантеевке

Опубликовано_в журнале ИСУП № 5(101)_2022

Группа компаний ТСС, г. Москва,
тел.: +7 (495) 258-0020,
e‑mail: info@tss.ru,
сайт: tss.ru


Преобразователь протоколов на базе iRZ R2
Прием Modbus ASCII/RTU/TCP, МЭК 870-5-101/103/104/
Передача Modbus ASCII/RTU/TCP, МЭК 870-5-101/104
Акция 19800 за первые 30 конверторов
www.cea-energo.ru