Резкий рост энергопотребления дата-центров в Сиднее и Мельбурне: Системы накопления энергии с функцией формирования сети помогают стабилизировать энергосистему

Оператор энергетического рынка Австралии (AEMO) прогнозирует значительный рост потребления электроэнергии дата-центрами. По сценарию «постепенных изменений» потребление вырастет с 4 ТВт·ч (2% от спроса в сети) в 2025 году до 12,0 ТВт·ч (6%) к 2030 году и достигнет 34 ТВт·ч (12%) к 2050 году. Этот рост в основном обусловлен нагрузкой, связанной с работой систем искусственного интеллекта, которая концентрируется в существующем инфраструктурном коридоре Сиднея и формирующемся хабе Мельбурна.

Радиальная топология передачи электроэнергии на Национальном рынке электроэнергии, изначально построенная для обслуживания разреженной нагрузки на обширной территории, теперь усиливает уязвимость энергоснабжения по мере того, как гигантские мощности концентрируются в Сиднее и Мельбурне. Вывод из эксплуатации крупных синхронных генераторов уже привел к снижению системной прочности, а архитектура прерывистых генераторов на основе возобновляемых источников энергии и дата-центров создает нагрузку на стабильность напряжения и регулирование частоты.

Системы накопления энергии с функцией формирования сети (grid-forming), использующие инверторы этого типа, позволяют аккумуляторным системам хранения энергии (BESS) работать подобно традиционным генераторам, трансформируя их роль из активов для арбитража энергии в поставщиков системной прочности. Они помогают поддерживать стабильность сети, обеспечивая собственное опорное напряжение, тем самым сглаживая внезапные изменения в системе. Это также позволяет BESS работать независимо во время отключений электроэнергии, поддерживая возможность черного пуска и обеспечивая быструю поддержку, подобную инерционной, во время возмущений в сети.

Инверторы с функцией формирования сети могут упростить процесс подключения к сети гигантских дата-центров за счет предоставления преимуществ в виде повышения системной прочности, динамической реактивной поддержки и управления напряжением. Это может позволить слабым узлам стать самовосстанавливающимися. Совместное размещение инверторов с функцией формирования сети и BESS вблизи гигантских дата-центров предлагает ряд технических и операционных преимуществ.

Эти системы могут справляться с быстрыми колебаниями мощности, генерируемыми нагрузкой от систем ИИ, поддерживать независимую работу дата-центров во время отключений и помогать перезапускать объекты после сбоев. Они также предоставляют краткосрочную поддержку сети, например, помогая управлять напряжением и обеспечивая ток короткого замыкания, что облегчает подключение крупных энергоемких объектов.

В слабых частях энергосистемы эта технология также может упростить и ускорить процесс подключения к сети. Поскольку системы BESS с функцией формирования сети могут самостоятельно стабилизировать систему, они способны соответствовать требованиям AEMO к системной прочности без необходимости в дополнительном оборудовании. Это может снизить или даже полностью избежать затрат на установку отдельных синхронных компенсаторов (синхронных конденсаторов).

Однако вопрос о том, могут ли системы BESS с функцией формирования сети полностью заменить традиционную «инерцию», обеспечиваемую вращающимися генераторами, все еще изучается. Хотя недавние исследования AEMO показывают, что такие системы могут замедлять скорость изменения частоты и помогать восстановлению после возмущений, неясно, может ли этот синтетический отклик надежно заменить естественную инерцию традиционных машин. В этом контексте AEMO подчеркивает, что дальнейшее тестирование производительности систем BESS с функцией формирования сети является приоритетом.

Технические консультанты играют ключевую роль в помощи разработчикам в решении технических, нормативных и коммерческих сложностей, связанных с развертыванием систем BESS с функцией формирования сети на площадках гигантских дата-центров. Консультанты предоставляют строгое моделирование подключения к сети, проверяют производительность инверторов с функцией формирования сети в соответствии с требованиями AEMO, дают рекомендации по выбору технологий и оптимизируют совместную конструкцию размещения для снижения рисков утверждения и ускорения сроков.

По мере углубления понимания AEMO возможностей формирования сети, эти системы, поддерживаемые вводом данных от опытных технических консультантов, вероятно, перейдут из статуса «перспективных» в статус «проверенных», закладывая основу для следующего поколения безопасного и высокодоступного развития гигантских дата-центров. Системы накопления энергии с функцией формирования сети становятся ключевым стабилизирующим столпом для индустрии дата-центров Австралии.