Khi các cụm máy tính toán AI và trung tâm dữ liệu quy mô lớn được xây dựng ngày càng nhanh, tổ máy phát điện diesel đã chuyển từ nguồn điện dự phòng khẩn cấp truyền thống thành hạng mục thiết yếu của cơ sở hạ tầng trọng yếu. Tuy nhiên, dù đều là tổ máy phát điện diesel, tại sao có những tổ máy được sử dụng trong trung tâm dữ liệu, trong khi những tổ máy khác chỉ phù hợp để chiếu sáng tại công trường?
Câu trả lời nằm ở việc phân cấp tính năng theo tiêu chuẩn quốc gia Trung Quốc GB/T 2820.1 “Tổ máy phát điện xoay chiều dẫn động bằng động cơ đốt trong kiểu piston”. Đối với các trung tâm dữ liệu, nên lựa chọn tổ máy phát điện cấp G3 trở lên để đáp ứng các yêu cầu khắt khe về chất lượng điện năng và độ ổn định của hệ thống.
Theo tiêu chuẩn GB/T 2820.1, tổ máy phát điện diesel dùng trên đất liền được chia thành 4 cấp hiệu suất điện từ G1 đến G4.
-
Cấp G1: Chỉ đáp ứng các yêu cầu cơ bản về điện áp và tần số của những phụ tải đơn giản như hệ thống chiếu sáng.
-
Cấp G2: Phù hợp với các phụ tải thông thường như máy bơm, quạt, có yêu cầu về đặc tính nguồn điện gần tương đương điện lưới. Cho phép xuất hiện một mức sai lệch nhất định khi phụ tải thay đổi.
-
Cấp G3: Dành cho các thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt về tần số, điện áp và đặc tính dạng sóng, chẳng hạn như hệ thống thông tin liên lạc và các phụ tải điều khiển bằng thyristor.
-
Cấp G4: Hướng đến các thiết bị xử lý dữ liệu hoặc hệ thống máy tính, với yêu cầu khắt khe nhất.
Phụ tải của trung tâm dữ liệu chủ yếu bao gồm máy chủ, UPS và các thiết bị điện nhẹ chính xác, có khả năng chịu đựng dao động điện áp rất thấp. Vì vậy, trong ngành, cấp G3 thường được xem là mức yêu cầu tối thiểu, trong khi các trung tâm tính toán hiệu năng cao còn yêu cầu các chỉ tiêu hiệu suất tiệm cận cấp G4.
Ưu điểm cốt lõi của tổ máy cấp G3 thể hiện ở các chỉ tiêu vận hành ổn định và đáp ứng quá độ. Sai lệch điện áp ở trạng thái ổn định thường được kiểm soát trong phạm vi ±1%; sai lệch tần số ổn định không vượt quá 0,5 Hz; tổng độ méo sóng hài (THD) ≤ 5%; độ mất cân bằng điện áp ba pha ≤ 1%. Các chỉ tiêu này đều tốt hơn so với tổ máy công nghiệp thông thường.
Về khả năng đáp ứng quá độ, khi phụ tải đột ngột tăng hoặc giảm, điện áp và tần số của tổ máy có thể phục hồi trong vòng vài giây, giúp tránh tình trạng mô-đun nguồn của máy chủ khởi động lại do điện áp bị gián đoạn tức thời hoặc dao động.
Ngoài ra, đối với trung tâm dữ liệu, nên ưu tiên các tổ máy được thiết kế theo công suất sử dụng chính (PRP/COP), phù hợp với vận hành liên tục, thay vì các dòng chỉ sử dụng công suất dự phòng ngắn hạn (ESP), nhằm đáp ứng nhu cầu vận hành liên tục trong thời gian dài của trung tâm dữ liệu.
Khi lựa chọn tổ máy, chỉ quan tâm đến cấp hiệu suất là chưa đủ. Các trung tâm dữ liệu thường yêu cầu cấu hình dự phòng N+1 hoặc 2N, nhằm bảo đảm tổ máy dự phòng có thể tiếp nhận nguồn cấp kịp thời khi một tổ máy gặp sự cố.
Khi điện lưới bị mất, tổ máy cần hoàn thành quá trình khởi động tự động, đóng máy cắt và nhận tải trong vòng 10 giây, phối hợp với hệ thống UPS để bảo đảm quá trình chuyển tiếp nguồn điện. Hệ thống hòa đồng bộ nhiều tổ máy cũng cần có khả năng đồng bộ tốt và phân chia công suất hợp lý, tránh tình trạng quá tải do phân bố tải không đều giữa các pha.
Các nghiên cứu gần đây trong ngành cho thấy, cùng với sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường máy phát điện diesel dành cho trung tâm dữ liệu trên toàn cầu, các tổ máy công suất lớn cấp G3 trở lên sản xuất trong nước Trung Quốc đang đẩy nhanh quá trình thâm nhập chuỗi cung ứng của các trung tâm tính toán hiệu năng cao, đồng thời có lợi thế nhất định về thời gian giao hàng và dịch vụ tại địa phương.
Đối với khách hàng có kế hoạch xây dựng hoặc nâng cấp hệ thống nguồn điện dự phòng, khi mua tổ máy phát điện diesel cần yêu cầu nhà cung cấp cung cấp chứng nhận hiệu suất cấp G3 và báo cáo thử nghiệm thực tế. Đồng thời, cần đưa các thông số như điện áp ổn định, tần số, sóng hài và thời gian phục hồi quá độ vào tiêu chuẩn nghiệm thu. Bên cạnh đó, hệ thống cần được thiết kế dựa trên cấu hình dự phòng N+1 và mức dự phòng công suất trên 30%.
Công ty TNHH Thiết bị cơ điện Vân Nam Chấn Bang (云南振邦机电设备有限公司) cung cấp các tổ máy phát điện diesel cấp G3 với dải công suất từ 50 kW đến 2.500 kW cùng các giải pháp đồng bộ, phục vụ những lĩnh vực trọng yếu như trung tâm dữ liệu, trung tâm thông tin liên lạc và sản xuất thông minh.
Công ty có thể hỗ trợ khách hàng triển khai toàn bộ quy trình, từ tính toán phụ tải, thiết kế chi tiết phòng máy đến lắp đặt và chạy thử, góp phần xây dựng lớp bảo vệ cuối cùng cho an toàn cung cấp điện của các cơ sở hạ tầng trọng yếu.
