1. 分析基本负载需求
统计关键设备功率:首先要确定数据中心、医院、工厂等场所中关键设备的功率。以医院为例,像生命支持系统(如呼吸机、体外循环设备等)、重要的检测设备(如CT扫描仪、核磁共振仪等)和应急照明系统等设备的功率都要统计清楚。这些设备的功率通常可以从设备铭牌上获取。例如,一台普通的呼吸机功率可能在1 2千瓦左右,而一台CT扫描仪功率可能达到几十千瓦。
考虑同时使用率:不是所有关键设备都会在同一时间满负荷运行。例如在医院,一般手术设备和病房设备的使用高峰可能会错开。通过分析历史数据或者参考类似场所的运行经验,估算关键设备的同时使用率。假设在工厂环境中,各种生产设备的同时使用率可能在70% 80%左右,这意味着如果所有设备功率总和为1000千瓦,实际同时使用的功率可能在700 800千瓦。
计算基本负载功率:将关键设备的额定功率乘以同时使用率,得到基本负载功率。这是确定备用功率的基础,因为备用柴油发电机组首先要能够满足这些基本负载的运行。
2. 考虑启动电流和峰值负载
设备启动电流特性:一些设备在启动时会产生较大的启动电流。以电机类设备为例,如工厂中的大型起重机电机、空调压缩机等,启动电流可能是正常运行电流的几倍。比如,某些大型电机的启动电流可能达到额定电流的5 7倍。
峰值负载情况:除了启动电流,还要考虑场所内可能出现的峰值负载情况。例如在数据中心,当进行大规模数据备份或者系统更新时,服务器和存储设备可能会出现短时间的高负载。或者在商场促销活动期间,电梯、照明和空调等设备的负载可能会突然增加。备用柴油发电机组的功率需要能够承受这些峰值负载,以确保设备正常启动和运行。
3. 冗余备份需求
N + 1冗余原则:这是一种常用的备份策略。例如,如果计算出基本负载功率为500千瓦,按照N + 1冗余原则,除了满足基本负载功率的发电机组外,还需要额外配置一台能够承担至少部分基本负载功率的发电机组作为备用。具体备用机组的功率可以根据实际情况确定,但一般建议不低于基本负载功率的20% 30%。
2N冗余或更高要求:对于一些对电力供应要求极高的场所,如金融数据中心、航空航天控制中心等,可能需要2N冗余甚至更高的备份级别。这意味着需要配置两组或更多组完全独立且能承担全部负载的柴油发电机组。这样即使一组发电机组完全失效,另一组也能无缝接管所有负载,确保电力供应不间断。
4. 考虑未来负载增长
业务发展预测:要考虑场所未来的发展和负载的增长情况。以工厂为例,如果工厂有扩大生产规模的计划,如增加生产线或者更新设备使功率增大,那么备用柴油发电机组的功率要预留足够的余量。可以根据企业的战略规划、市场需求预测等因素来估算未来负载的增长幅度。例如,预计工厂在未来3 5年内生产规模将扩大50%,那么备用柴油发电机组的功率至少要在现有基础上增加50%的余量。
技术升级因素:同时还要考虑设备技术升级带来的功率变化。例如,新的服务器技术可能使单台服务器的功率提高,但同时也可能提高能源效率。在这种情况下,不仅要考虑设备数量的增加,还要关注单个设备功率的变化对总负载的影响。
5. 环境因素对功率的影响
海拔高度影响:随着海拔高度的增加,空气密度降低,柴油发动机的进气量减少,导致功率下降。一般来说,海拔每升高1000米,柴油发电机组的输出功率会下降约10% 15%。如果柴油发电机组安装在高海拔地区,需要根据海拔高度对备用功率进行修正。例如,在海拔3000米的地区,一台额定功率为1000千瓦的柴油发电机组,实际输出功率可能只有700 750千瓦左右,因此需要适当提高备用功率的配置。