Datakeskuksen UPS-järjestelmän käyttö kysynnänjoustossa
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Electrical Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-11-17
Department
Major/Subject
Electrical Power and Energy Engineering
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Automation and Electrical Engineering
Language
fi
Pages
77
Series
Abstract
The Finnish power system is in the middle of a change. In this change the power production is shifting to be based more on low-inertia power electronics-based production in the form of wind power. The importance of frequency reserves, especially the fast frequency reserve for the stability of the power system will increase. The purpose of the fast frequency reserve is to generate inertia in the network during low-inertia production hours. At the same time, digitalization and the need for data increases, which means an increased need for data centers. Data center operation is based on server or critical IT equipment, which are sensitive to fluctuations in the quality of electricity and power outages. Data centers protect their critical IT equipment with UPS systems that operate based on rectifier-connected energy storage. These UPS systems are most of the time not active, with their energy storages simply idle and full. The fast activation times required from frequency containment reserves and especially from fast frequency reserves are technically possible for UPS-systems. The use of UPS systems as frequency reserves also has a financial incentive, because the frequency reserves are compensated according to the amount determined in the frequency reserve market for the approved capacity. By means of a literature review, this thesis will examine in more detail how UPS systems in data centers can be used as a frequency reserve. The thesis will evaluate how the UPS system of data centers meet the technical requirements of frequency reserves and assess the economic feasibility of using UPS systems as frequency reserves in the Finnish power system.Suomen sähköjärjestelmä on keskellä muutosta, jossa sähkön tuotanto tulee perustumaan entistä enemmän matala inertiseen tehoelektroniikka pohjaiseen tuotantoon tuulivoiman muodossa. Tällöin taajuusreservien, erityisesti nopean taajuusreservin merkitys sähköjärjestelmän stabiilisuudelle kasvaa. Nopean taajuusreservin tarkoitus on tuottaa inertiaa verkkoon matala inertisten tuntien aikana. Samaan aikaan digitalisaatio ja datan tarve kasvavat jatkuvasti, mikä johtaa datakeskusten yleistymiseen. Datakeskuksen toiminta perustuu niiden IT-laitteisiin, jotka ovat erityisen herkkiä sähkön laadun vaihtelulle ja sähkökatkoille. Datakeskukset suojaavatkin kriittiset IT-laitteensa UPS-järjestelmillä, joiden toiminta perustuu suuntajakytkettyihin energiavarastoihin. Nämä UPS-järjestelmät eivät suurimman osan ajasta tee aktiivisesti mitään ja ovat vain olemassa energiavarastot täysinä. Niiden tekniset ominaisuudet ovat yhteensopivia nopean taajuusreservin ja taajuuden häiriöreservin vaatimiin nopeisiin aktivointiaikoihin. UPS-järjestelmien käytöllä taajuusreserveinä on myös taloudellinen kannustin, sillä taajuusreserveistä maksetaan taajuusreservimarkkinoilla määräytyvän summan mukainen korvaus hyväksytystä kapasiteetista. Tässä työssä tutkitaan kirjallisuuskatsauksen keinoin tarkemmin, miten datakeskusten UPS-järjestelmiä voidaan käyttää taajuusreserveinä. Työssä arvioidaan miten datakeskusten UPS-järjestelmät täyttävät taajuusreservien tekniset vaatimukset. Työn lopussa tarkastellaan UPS-järjestelmien taajuusreservitoiminnan taloudellista kannattavuutta Suomen sähköjärjestelmässä.Description
Supervisor
Lehtonen, MattiThesis advisor
Lempinen, TuomasKeywords
UPS-järjestelmä, taajuusreservi, datakeskus, FFR, FCR-D, inertia