近兩年，各行業(yè)都在努力推進碳中和進程，作為高載能行業(yè)的數據中心行業(yè)自然義不容辭。IDC產業(yè)上下游企業(yè)都對數據中心PUE值格外關注。IDC上下游各企業(yè)紛紛“八仙過海，各顯其能”，力圖進一步降低數據中心PUE。

目前數據中心PUE值計算的方式主要有三種：1：=數據中心總能耗/IT設備能耗，2：=（IT設備能耗+空調能耗+供配電系統(tǒng)能耗+其他能耗）/IT設備能耗，3：=1+空調能耗因子+供配電能耗因子+其他能耗因子。其中，行業(yè)內較常用的是“PUE值=數據中心總能耗/IT設備能耗”。

通過計算公式可以看出，即便再降低數據中心PUE，PUE值的理論極限也是“1”?，F(xiàn)階段，新建數據中心PUE1.3、1.25已是“常規(guī)操作”，有部分應用液冷的數據中心，在理想條件下PUE已經突破1.1大關，數據中心降低PUE值似乎已經看到“天花板”。

可再生能源將成為數據中心必選項

從整個數據中心運營過程來看，降低PUE只是從設備耗能方面降低數據中心整體碳排放，在筆者看來，數據中心若想實現(xiàn)碳中和，應從“根源”出發(fā)，即從能源供給側出發(fā)，采用可再生能源。

現(xiàn)階段，絕大多數數據中心還是通過市電的方式作為電力主要來源，而市電幾乎全部來自“火電”，如果數據中心可以采用如光伏、水力發(fā)電、風力發(fā)電等可再生能源作為電力供給的話，則可以從根源上實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，從而推進碳中和進程。

從政策上不難看出，我國也有意引導數據中心應用可再生能源，國務院印發(fā)的《“十四五”數字經濟發(fā)展規(guī)劃》中就明確指出，持續(xù)提升數據中心可再生能源利用水平。

地方政府也積極響應國家號召，出臺相關政策文件，推動可再生能源在數據中心中的應用占比。山東省工業(yè)和信息化廳發(fā)布相關文件指出“數據中心可再生能源使用比例提高10個百分點、達到25%以上”；寧夏回族自治區(qū)發(fā)布相關文件指出“到2025年，寧夏樞紐區(qū)域內可再生能源使用率達60%，中衛(wèi)數據中心集群內可再生能源使用率達65%。”………

從政策不難看出及發(fā)展趨勢不難看出，可再生能源已成為未來數據中心的必選項之一。

微電網為數據中心用電“保駕護航”

可再生能源雖好，但其供給不穩(wěn)定的缺點，也讓很多數據中心建設、運營者“望而卻步”。當下，因為可再生能源的最優(yōu)解就是配置“微電網”。

微電網，又稱“微網”，指多個分布式電源及其相關負載按照一定的拓撲結構組成的網絡，并通過靜態(tài)開關關聯(lián)至常規(guī)電網。

微電網主要是利用儲能和控制裝置，實現(xiàn)分布式電源與本地負荷電力電量自平衡的微型供電網絡，是新技術在配電網中的應用，是智能電網的組成部分。

微電網主要由分布式電源、負荷、儲能、變配電和控制系統(tǒng)構成，可以實現(xiàn)自我控制、保護、管理的自治電力系統(tǒng)，既可以與外部電網（市電）并網運行，也可以孤網運行。

微電網是一個相對傳統(tǒng)大電網的概念，發(fā)展微電網能夠充分促進分布式可再生能源的大規(guī)模接入。微電網與大電網“相輔相成”，尤其在大電網沒有覆蓋的地區(qū)可以發(fā)揮更大的作用，以彌補大電網的不足。

正如上文的介紹所言，微電網是一種可以用于管理多種不同能源的系統(tǒng)（如市電、光伏、風力發(fā)電、水力發(fā)電，甚至柴油發(fā)電機）。通過微電網可以幫助數據中心在確保安全穩(wěn)定運行的同時，提升可再生能源應用占比，為數據中心應用可再生能源“保駕護航”。

運行方式層面，微電網主要分為并網型、孤網型，現(xiàn)階段應用較多、應用性較強的是并網型，即：可以實現(xiàn)與傳統(tǒng)電網交互。

相較于傳統(tǒng)電網，微電網最主要的優(yōu)勢在于：可以對分布式能源（如風光水電）就地消化、就地平衡，并同時與傳統(tǒng)電網進行能量交換（主要用于“反哺”電網，并實現(xiàn)“峰谷套利”）。

以現(xiàn)階段微電網發(fā)展趨勢來看，微電網主要有如下幾個特點。

微型：微電網，顧名思義，其相較于“大電網”而言較微小。當下微電網電壓等級一般在10kV以下；系統(tǒng)規(guī)模一般在兆瓦級及以下，與傳統(tǒng)電網相比，規(guī)模較“微”。主要是利于電能就地消耗。

可持續(xù)：微電網內分布式電源主要以光伏、水電、風電等清潔能源為主，或者將清潔能源發(fā)電與市電和柴油發(fā)電機混合，行程綜合能源管理體系。利用微電網可以有效幫助數據中心從源頭上降低碳排放。

自治：微電網內部電力電量能實現(xiàn)基本自平衡，與外部電網的電量交換一般不超過總電量的20%。

可靠：正如上文所述，數據中心部署微電網一般采用與傳統(tǒng)電網并網的形式部署，微電網與市電“相輔相成”，可以“互為冗余”。微電網對傳統(tǒng)電網有支撐的作用，并且可以在并網、離網兩種模式下順暢的切換，保障了數據中心用電的穩(wěn)定性。

在“雙碳”戰(zhàn)略目標的推動下，數據中心大規(guī)模應用可再生能源已經是大勢所趨，而微電網的存在可以看做是一個“調度者”的身份，幫助平衡儲能、柴油發(fā)電機、大電網、可再生能源發(fā)電，以及儲能之間的供電關系，幫助數據中心提高可再生能源應用占比，進一步推進數據中心碳中和。

退一步說，即便不是為了提高可再生能源在數據中心中的能源占比，微電網也可以幫助數據中心穩(wěn)定電力供給，疏解電力壓力。眾所周知，“電”是數據中心唯一的能源來源，數據中心作為將瓦特轉化為比特的關鍵基礎設施，在其自身對業(yè)務連續(xù)性、穩(wěn)定性極高的要求下，對電力供應的穩(wěn)定性、連續(xù)性自然也是不言而喻。

據統(tǒng)計，數據中心發(fā)生故障有超過三分之一是由電源引起的，而微電網的存在可以幫助數據中心緩解，甚至消除在電力供給側的“擔憂”。當市電發(fā)生故障時，斷開電網連接的微電網本身就是一個孤島，采用可再生能源的電力向數據中心提供持續(xù)的電能。由于這種電力獨立于電網進行生產、存儲和消耗，因此其可靠性、連續(xù)性并不受傳統(tǒng)電網電力中斷的影響。

政策引導+技術成熟=大規(guī)模應用將至

微電網發(fā)展至今已有成熟的技術作為底層支撐?，F(xiàn)階段，微電網主要是以分布式電源的電能轉換、調度為基礎，采用離網/并網的方式組網，并由風力發(fā)電機、光伏發(fā)電機、蓄電池、柴油發(fā)電機、市電網絡、逆變器等在內的幾部分組成，可形成完善的自備發(fā)電、配電、智能調度管理體系，具備能量調度、電網保護、快速切換、實時監(jiān)控等能力。

近年來，隨著技術的發(fā)展，尤其是在人工智能的“加持”下，微電網也應用了機器學習、軟件/數據驅動等技術，利用控制器，實現(xiàn)了可根據實際情況快速自動切換的能力。先進的微電網控制器利用機器學習和數據驅動的解決方案來跟蹤電網電價的實時變化。當一切正常時，電網和微電網會協(xié)同運行并相互提供電力服務。

反之，在電力價格較低的時候，由可再生能源發(fā)電設施和電池儲能系統(tǒng)構建的微電網就會選擇從電網接入電力為儲能系統(tǒng)充電；

在電網出現(xiàn)故障或電力供應不足（如遇見市電用電高峰期、自然災害導致斷電等），數據中心則可以從微電網獲取更多電力，緩解、平衡電網壓力。甚至微電網還可通過需求側響應的方式，為數據中心提供可觀的收入來源（我國多地方政府已出臺政策，對完成需求側響應的企業(yè)予以高價回收電力的政策性優(yōu)惠）。

微電網在各行業(yè)中的應用已屢見不鮮，早在2018年，維諦技術就在廈門大學翔安新校區(qū)采用光伏微電網的形式，創(chuàng)新推出了一套直流微電網，依靠太陽能就能直接給數據中心、直流充電樁、照明、空調等用電設施供電；遼寧省工商聯(lián)組織民營企業(yè)也在2021年9月和2022年9月在西藏申扎縣塔爾瑪鄉(xiāng)捐資投建了兩期“風光儲微電網”項目，將集風罩、純方波永磁發(fā)電機和控制器三大核心技術高度融合，建設智能微電網，解決了當地多年來高海拔地區(qū)發(fā)電難題……

微電網在保障用電方面的貢獻卓越，不過，當下微電網在數據中心中的應用仍處于發(fā)展階段。

首先，微電網在數據中心中的應用還需要政策進一步的引導。當下已有部分地方出臺相關政策，鼓勵、引導各行業(yè)應用微電網，實現(xiàn)碳中和。

國家發(fā)改委辦公廳、國家能源局綜合司發(fā)布的《關于促進光伏產業(yè)鏈健康發(fā)展有關事項的通知》中指出，鼓勵光伏產業(yè)制造環(huán)節(jié)加大綠電消納。鼓勵多晶硅生產企業(yè)直接消納光伏、風電、水電等綠電進行生產制造，支持通過微電網、源網荷儲、新能源自備電站等形式就近就地消納綠電。廣東省深圳市發(fā)改委印發(fā)的《深圳市關于促進綠色低碳產業(yè)高質量發(fā)展的若干措施(征求意見稿)》中明確指出，推進新能源微電網示范建設。探索適應城市光伏等新能源發(fā)展的微電網技術及運營管理體制，鼓勵利用可再生能源、儲能設施搭建微電網。對利用分布式能源、儲能裝置和可控負荷組成的微電網示范項目，按項目總投資的20%給予資助，高500萬元。上海靜安區(qū)印發(fā)的《靜安區(qū)碳達峰實施方案》中提出，推動能源智慧化體系建設。打造國際領先的城市配電網，探索試點鉆石型配電網。探索用電需求響應機制，推動南京西路功能區(qū)虛擬電廠建設試點。積極推進源網荷儲充一體化和多能互補發(fā)展，推廣以分布式“新能源+儲能”為主體的微電網和電動汽車有序充電，積極探索低成本、高安全和長壽命的新型儲能技術應用……

在碳中和的大背景下，微電網將會在各行業(yè)中大規(guī)模應用，對于高載能的數據中心而言，應用微電網將成為數據中心在保障業(yè)務連續(xù)性、穩(wěn)定性的前提下，實現(xiàn)大規(guī)?？稍偕茉磻茫约半娋W智能化、清潔化的可行路徑之一。

當微電網得以在數據中心中大規(guī)模應用之時，數據中心也許將不再一味的依靠降低PUE來推進行業(yè)實現(xiàn)碳中和進程。