分布式能源设计要点

结合南北方分布式能源项目的实例，如何把天然气分布式能源在数据中心更好应用，提出以下设计要点。

4.1 系统配置

使用天然气分布式能源的数据中心项目首先要适用水系统制冷。目前，国内数据中心项目规用电负荷和冷负荷越来越大，其中，在IT机房里电负荷包括：IT、精密空调及UPS线损、照明，而IT机房冷负荷主要包括：机房主要工艺设备散热量形成的冷负荷、围护结构传热形成的冷负荷、新风引起的冷负荷、照明散热和人体散热形成的冷负荷。基于数据中心的电负荷和冷负荷的负荷特点，天然气分布式能源的系统配置应按燃气发电机对接余溴化锂热制冷设备，同时选择常规制冷设备作为调峰。发电机的装机容量也要结合用电负荷、冷负荷、是否有热负荷、电力接入形式、电价结构、柴油发电机的配置等因素来确定， 所有同样规模的数据中心的分布式能源系统配置差距很大。

4.2 发电机组适宜采用燃气内燃机组

目前，用于天然气分布式能源的发电机组主要有小型燃气轮发电机组及燃气内燃发电机组。 燃气轮发电机组多应用于工业供能或区域供能项目， 燃气内燃发电机组可广泛应用于公建、医院和数据中心领域。

首先，燃气内燃发电机组与燃气轮机相比，燃气内燃机的机组的供电和余热供冷比更接近于 1:1，而燃气轮机的供电和余热比接近于1:2。上文已经提到，数据中心IT设备系统所产生的电能耗和用于IT设备系统制冷的能耗接近。所以燃气内燃机更适用于数据中心领域。

其次，数据中心的负荷全年变化幅度较小，而燃气轮机出力随外界温度变化较大，其发电量的变化幅度达到20%，燃气内燃发电机组的出力随外界温度变化很小，因此，考虑采用燃气内燃发电机组更为合适。

再次，从用气压力考虑，燃气轮机需要的压力在1.4～1.8MPa，需要从周围2.5MPa和4.0MPa管线上接气，调压箱占地较大，与周围建筑物的安全距离较大。而如采用燃气内燃发电机组，用气压力0.012～0.02MPa,可以从中压管网接气，调压箱占地较小，与周围建筑物的安全距离较小。因此，数据中心适合采用燃气内燃发电机组。

4.3 自然冷却供冷需考虑分布式能源供热

自然冷却供冷运行方式作为既节能又降低成本的一种方式在数据中心领域广泛应用，以北京地区为例，干球温度小于或等于5℃的时间为2600h，干球温度大于5 ℃且小于15℃的时间为2 160h，所有北京的项目必须考虑结合冬季供热。

而广州地区干球温度小于等于5℃的时间为5h，干球温度大于5℃且小于15℃的时间为1 587h，不具备自然冷却条件。在分布式能源应用数据中心时，要考虑自然冷却供冷时，数据中心周边是否有热负荷。如果在北方供热季较长，在干球温度在5℃以下时，可以实现全天自然冷却。天然气分布式能源投资较大，只有在发电机年运行小时数且余热被充分利用，才能保障项目经济性。在自然冷却情况下，如果没有供热负荷，燃气发电机运行且余热浪费，则发电机组*供电是不能具有经济性的。