开发银行燃气冷热电三联供系统项目投资立项备案核准融资贷款申报资料

机房区机房区设计日负荷变化曲线如下图所示夏季冷负荷夏季电负荷冬季冷负荷冬季电负荷负荷时间图机房区设计日负荷变化曲线上图所示为负荷情况下的预测的机房区冬夏季冷负荷和电力日负荷变化规律。

机房区全年冷负荷变化小，因此要求全年制冷运行，冷负荷随季节变化有定幅度的波动，夏季平均负荷约在，冬季平均负荷约在，总体上看全年均维持在较高水平。

机房期供电共有两段高压母线，两段母线互相备用，在段母线故障时才使另段母线承担最大的负载，日常运行时每段母线最大负荷，约合。

考虑到定的设计余量及同时系数，预计各段母线实际运行负荷在左右。

二期供电系统配置与期相同。

系统方案本项目能源站方案分析能源站方案基本要求三联供系统主要由发电设备余热利用设备空调调峰设备及相关主辅设备构成。

目前三联供系统中应用较多的发电机形式有燃气轮机燃气内燃机和微燃机。

余热利用设备有各种形式的余热吸收式空调机组，与发电机组相结合可以组成不同的三联供系统工艺形式，如发电机组的烟气和缸套水直接进入余热吸收式空调机组，或发电机组的烟气和缸套水先通过余热锅炉产生蒸汽或热水再进入蒸汽或热水型吸收式空调机组等。

上述各种设备及工艺组合均已经发展成熟，在目前国内外的三联供项目中都有不同程度的应用，并且在国外有许多数据中心也采用了各种形式的三联供系统。

国内三联供系统在数据中心的应用起步较晚，因此本报告将结合本项目具体特点，重点论述燃气冷热电在本项目中的适用性。

论述中将遵循以下基本要求以提高供能安全可靠性为第原则，新增燃气发电供能系统及余热供冷系统应提高系统供电和供冷的安全性。

新增三联供系统应与大电网以及备用发电机组常规供冷系统有机结合，不影响原系统的使用。

与已有的开发银行相关建筑的规划设计方案和工程进度相结合，充分结合项目的实际需求。

三联供系统适用性分析传统机房规模较小，其机房供冷多为专用的机房空调系统，冷媒为等制冷剂。

随着机房规模逐渐扩大和制冷技术的日益成熟，越来越多的大型数据中心采用了水冷中央空调系统，本项目在设计中也采用了这种高效节能的大型空调技术，机房供冷设计供回水温度为，办公供热设计供回水温度为。

三联供系统的余热供冷系统为水系统，与传统机房空调较难结合，但是与水冷中央空调系统在本质上属于同形式。

因此，本项目采用水冷电空调系统的先进设计理念为实现与三联供系统在空调供应方面的有机结合创造了有利条件。

三联供系统将在本项目供电系统中增加燃气发电设备，在故障或运行定时间例行维护时会出现燃气发电设备之间或燃气发电设备与市电之间的切换，随着电力电子技术的发展，静态转换开关的切换时间已经可以达到以内，远小于系统所要求的的不间断时间为十几毫秒，完全可以满足机房的不间断供电要求，况且数据中心重要负荷比配置的电源在外电完全失电的情况下可以可以维持系统运行分钟以上，数据中心本身的这种设备使得三联供发电设备在数据中心的应用不会对系统造成任何影响。

本项目原设计中在变压器低压侧设置了与各台变压器对应的柴油备用电源，在采用三联供系统后，相当于又增加了路电源，因此可以适当减少柴油备用发电机组的设置，并且可以通过采用油气两用的发电机组使得原柴油备用的可靠性并不降低。

柴油备用发电机组的减少使得本项目采用三联供系统的优势更为突出。

因此，本项目在客观上具有在原方案基础上引入三联供系统的有利条件。

设备选型主要系统配置燃气内燃发电机，烟气热水型余热直燃机。

其中台发电机共同直接对接台烟气热水型余热直燃机。

表各主要设备及技术基本参数序号名称规格型号单位数量备注油气两用燃气内燃发电机发电量，发电效率台期投入台烟气热水型余热直燃机制冷量，制热量台期投入台柴油发电机组发电量台期投入台缸套水换热器板式换热器，台期投入台缸套水散热器板式换热器，台期投入台中冷水散热器板式换热器，台期投入台辅助设备水泵冷却塔等附属设备选型与原设计方案致，其投入进度与主设备投入进度相适应。

另外保留原设计中台用备电制冷机组中的台作为期余热直燃机供冷的补充和终期停止燃气空调方式的备用。

空调系统管路布置与原设计方案相同，重要负荷设置双管路系统。

本三联供系统采用燃气发电设备直接对接在本项目范围内消耗，不允许向电网反送电力。

考虑到并网实施过程可能较长或者实际运行中电网故障等问题，在并网方案中也将考虑三联供系统运行的可行性。

此接入方案不改变开发银行稻香湖数据中心原有电力接入方式，作为三联供方案只是在开闭站引入了两路市电外的第三路冗余电源，并且发电机组采用柴油天然气双燃料机型以提高系统可靠性，另外仍设置柴油设备用机组。

系统运行时发电机组与市电起作为常用电源，大大提高了稻香湖数据中心的供电可靠性。

在并网运行模式下，各有组燃气内燃机与单个开闭站的段母线并网，当该段外网供电故障时，可通过倒闸操作与另外段母线并网。

同时另外设有备用机组，当市网发生故障时投入使用。

如暂时不能实施并网运行，则两台燃气发电机组并机运行后承担段母线的全部负荷，此时以市电作为该段母线的备用电源。

另段母线负荷仍由市电满足。

配电室布置采用三联供系统后，机房配电系统需要增加两台开关柜和个并机柜。

并机柜应布置在便于监视的地方，如控制室。

开关柜可以根据并网方案布置在与相应变压器便于接线的位置，如可以在并网变压器后增加适当的进线间隔。

其它开关柜数量根据采用的切换点数量接线方式等进步确定。

三联供系统运行方案电气系统运行方案燃气发电系统运行方式数据中心供电分为期二期建设，期供电共有两段高压母线，每段母线配有四台变压器负责数据中心负载，台变压器承担办公负载。

期设计负荷最大约，因为两段母线互相备用，在段母线故障时另段母线单独承担全部负载，因此每段母线日常最大负荷应为。

据此本三联供发电机期配备台燃气发电机组，分别在两段母线上并网。

并网运行时，正常情况下根据电负荷变化情况调整发电机组出力，在保证发电机组高效运行的基础上，控制定比例的电负荷由市电供给，其余由发电机组供应。

如果暂时不能实现与市电并网运行，则两台燃气发电机组并机后接入段母线上，按照目前的设备选型可以满足全部负荷需求，另段母线仍由市网供电。

如果能争取到路市电作为燃气发电机组运行的备用电源，则当台发电机组检修或故障时首先切换至市电运行方式，如市电故障可由柴油发电机组与没有发生故障的油气两用发电机组共同满足电负荷需要如果没有市电作为备用，则当台发电机组检修或故障时首先切换至另路供电，如另路也发生故障，则由柴油发电机组与没有发生故障的油气两用发电机组共同满足电负荷需要，此时可能需要关掉部分不重要的负荷。

当燃气供应系统发生故障并且市电也发生故障时，由柴油发电机组与三联供系统的两台油气两用发电机组共同满足项目用电需求，三台机组总容量，与原方案中的备用柴油发电机组容量基本相同，可以完全满足带载的要求。

备用柴油量与原设计方案相同，以保证柴油发电机组满负荷工作为宜。

储油装置的位置与原设计方案相同。

图期三联供系统次接线简图发电机并网运行模式分解，发电机断路器分别与，市电断路器并列运行，段母线中发电机日常运行负荷率在以上调节只开常用发电机组，同时保证有部分电力由市电供应如路市电故障，断开其断路器，闭合两段母线母联开关，由另路市电及两台发电机组共同带载运行如两路市电均发生故障，启动备用柴油发电机组与两台油气两用发电机组共同承担市电负载如发电机故障，市电可自动加大负载，承担起发电机负载。

燃气系统发生故障时，油气两用发电机组以单独燃烧柴油方式运行保证系统电力供应。

发电机运行模式分解此时的状态为两台油气两用发电机组并机后满足段母线负荷，另段母线负荷仍由市电满足。

如仍有路市电作为运行发电机组的备用，则当发电机组出线故障时该母线负荷全部切换至备用市电。

如无市电作为备用，本运行系统仍可保证供电的安全可靠性。

当台发电机组出现故障时，将故障发电机组解列，同时投入备用柴油发电机组，通过调整发电机组出力，使得保留的燃气发电机组出力尽可能高。

当台发电机组出现故障时，也可将三联供系统发电机组均解列，同时闭合母联开关，由另路市电满足全部负荷需要。

当市电发生故障时，备用柴油发电机组与两台油气两用发电机组可以共同承担全部负载燃气系统发生故障时，油气两用发电机组以单独燃烧柴油方式运行保证系统电力供应。

可靠性分析无论是在并网或者运行方案的方式下，出线的三联供发电机安全可靠性都可满足机房的应用条件，主要原因如下并网条件下相当于在每路进线基础上增加了路电源，经过合理设置电气保护，新增燃气发电电源的状态变化不会影响原有进线的正常运行，反而在进线故障状态下燃气发电电源仍可以采用如上所述的运行方式正常供电，增加了系统可靠性如果，市电全部中断，所配发电机容量可完全满足二段母线的所有负载容量并预留有检修备用容量在发电机运行方案中，发电机故障停机或者启动时需要与市电系统进行进行次短暂的无间断切换，数据中心内的电子信息设备的无间断故障时间般在十几毫秒，要求切换开关的转换时间非常小，目前国内大容量转换开关的技术已经非常成熟，转换时间可以做到毫秒以下，完全可以做到系统地无间断切换。

在三联供系统设计中建议燃气发电机组接入母线，并取消原有低压侧的备用柴油发电机组，进步提高了系统可靠性，主要原因如下低压备用发电机接在低压母线上，低压系统中的可能产生大量的谐波，会对发电机的运行产生影响，而燃气发电机组接在高压侧，有变压器的隔离，谐波对发电机的影响将大大减小低压备用发电机组为日常备用机组，如发电机保养不当，故障不能及时排除，旦突然事故发生，可能会因启动后带载故障发生而停机，可能给数据中心的安全运行事故，而燃气发电机组为日常使用机组，可及时保养并排除故障，消除备用发电机带载故障隐患发电机组接在低压，段母线对应台发电机组，各段母线负荷分配不均，发电机整体效率差，而燃气发动机接在高压侧，发电机的出力会根据下级段母线的负荷大小进行调整，且发电机为多台并机，可根据负荷自动调整发电机台数和负荷大小，使得发电机运行在个良好的状态下三联供用发电机全部为燃气燃油双燃料发电机组，即使在市电燃气能源全部故障情况下，依然可以采用燃油启动发电机，保障系统运行。

空调系统运行方案采用本三联供系统后空调系统的主设备为两台烟气热水型余热直燃机两台电制冷水冷机组与原设计相同，其中期投入台烟气热