【摘要】本文就克拉玛依数字网络控制中心柴油发电机组的
电气级别、功率类型选择、输出电压、容量选择、并机方案选择
等问题提出一些理解和认识。
【关键词】数控中心；自备应急电源；柴油发电机组
1 数控中心柴油发电机组功率确定
1.1 柴油发电机组功率定义
（1）持续功率（COP）。持续功率定义为：在商定的运行条件
下并按制造商规定的维修间隔和方法实施维护保养，发电机组每
年运行时间不受限制地为恒定负载持续供电的最大功率。（2）基
本功率（PRP）。基本功率定义为：在商定的运行条件下并按制造
商规定的维修间隔和方法实施维护保养，发电机组能每年运行时
间不受限制地为可变负载持续供电的最大功率。在 24h 周期内的
允许平均输出功率（P PP ）应不大于PRP的70%，除非往复式内燃（RIC）
机制造商另有规定。注：当要求允许的 P PP 大于规定值时，可使用
持续功率（COP）。在确定某一变化的功率序列的实际平均功率输
出（P PA ）时，小于 30％PRP 的功率视为 30％，且停机时间不计。
（3）限时运行功率（LTP）。限时运行功率定义为：在商定的运行
条件下并按照制造商的规定进行维护保养，发电机组每年运行时
间可达 500h 的最大功率。注：按 100％限时运行功率每年运行的
最长时间为 500h。（4）应急备用功率（ESP）。应急备用功率定义
为：在商定的运行条件下并按制造商规定的维修间隔和方法实施
维护保养，当公共电网出现故障或在试验条件下，发电机组每年
运行达 200h 的某一可变功率系列中的最大功率。在 24h 的运行周
期内允许的平均输出功率（P PP ）应不大于 ESP 的 70%，除非往复式
内燃（RIC）机制造商另有规定。注：实际的平均功率输出（P Pa ）
应低于或等于定义 ESP 的平均功率输出（P PP ）。在确定某一可变动
率序列的实际平均输出（P PA ）时，小于30％ESP的功率应视为30％，
且停机时间不计。
1.2 根据功率定义选择适用的机组功率
数据中心柴油发电机组按哪种标定功率选择应结合市电可靠
性、数据中心可靠性要求等因素确定，过高要求：按照连续功率
（COP）选择，会造成成本增加；过低要求：按照应急备用功率（ESP）
选择，会降低使用可靠性。按柴油发电机组功率的定义，持续功
率（COP）和限时运行功率（LTP）都是向恒定负载供电，典型的
应用都是与市电并网运行，其中持续功率（COP）每年运行时间不
受限制，限时运行功率（LTP）仅在错峰时与市电并网运行，运行
时间受到限制。数控中心项目的负载是基本稳定负载，波动不大，
但不是恒定负载（如 UPS），在市电停电的情况下才使用柴油发电
机组供电，柴油发电机组独立向负载供电，不与市电并网。持续
功率（COP）和限时运行功率（LTP）两种应用与数控中心柴油发
电机组的应用不符，不适合用于数控中心备用电源运行模式。
2 数控中心柴油发电机组容量的选择
2.1 柴油发电机组负载
数控中心柴油发电机组所带负载中包含大量不间断电源
（UPS）、机房精密空调、连续制冷设备等，这些非线性负载使发
电机过热、导致电压失调，影响发电机组输出性能甚至导致发电
机组停机。供配电系统设计时，应采取谐波治理措施，限制 UPS
等非线性设备输出谐波。根据 UPS 整流方式、谐波治理措施分析
谐波含量，确定发电机组和 UPS 的功率配比。必要时，需增加发
电机系统容量。
2.2 柴油发电机组容量选择考虑因素
从行业标准（GB2820-2002）来讲，都是根据功率因数 0.8（滞
后），设计发电机和选配发动机。在平时的运行监视中，要根据电
压来调整，电压偏低要多发无功，电压偏高要少发无功，通过调
整有功和无功的比例，控制电压和运行电流，确保发电机在安全、
经济的条件下运行。选择发电机组时，其功率必须要足够供应最
高峰时的负载，虽然这种情况发生时间可能只是一瞬间。此外，
还要考虑一下几点：发生系统故障时机组的使用方式为主/备用。
或几部发电机组代替单台发电机组。有否不正常情况下的高峰负
载。定期维修发电机组时的安排（如只有一台发电机组时，如何
保障在维修时不需要后备电源）。以后的负载会否增加。
2.3 数控中心柴油发电机组容量计算
数控中心一级负荷总安装容量为 17840kW，其中特别重要负
荷为 10500kW；二级负荷总安装容量为 1775kW，三级负荷总安装
容量为 1835kW；数控中心一期 10KV 系统重要负荷为 6837.75kW。
数控中心工程发电机并机母线采用双母线，每台发电机组均接入
两段母线。柴油发电机按照分期需求装设。一期在室内设置 5 台
10kV 应急自启动柴油发电机作为特级负荷的备用电源，采用 4+1
的冗余备份方式，当两路市电电源失电后柴油发电机组自启动，
可供应本项目的全部重要负荷。按基本功率（PRP）定义 70%负载
系数计算，数控中心一期需要配置的柴油发电机总容量为：按标
准负载系数计算 6837.75KW÷0.7＝9768.21KW，单台机组容量为：
9768kW÷4＝2442KW。按系统要求，柴油发电机组为 N+1 的运行
方式，数控中心一期配置柴油发电机容量为 5 台 2400kW 的柴油
发电机组。
3 柴油发电机组并机系统方案选择
3.1 分散式并机控制
分散式并机控制由各台发电机组的控制器实现并机控制功能，
在各机组的控制器这间有一条并机控制通讯线，用于负载分配及
功率管理通讯，如下图，当该并机通讯线故障后，整套并机系统
自动解体，可靠性差，一般用于普通民用项目。
3.2 控制器冗余的并机控制
控制器冗余的并机控制系统可分为分散式并机控制器冗余和
集中式并机控制器冗余。分散式并机控制器冗余只能解决控制功
能本身的问题，但并机控制通讯线的问题没有解决。集中式并机
控制器冗余，虽然将所有控制器集中在一套控制屏内，控制本身
的故障得到有效解决，并机通讯线只在屏内布线，距离大大缩短，
有效减少了断线的风险，但没有完全杜绝，整套并机系统出故障
的风险还存在。控制器冗余的并机系统如下：
3.3 集中并机控制系统冗余
完整的集中并机控制系统冗余，是系统冗余而不是单纯的控
制单元冗余。
两套集中并机控制系统可以完全独立工作，集中并机控制系
统与机组之间的信号线分两个路由单独布线，两套集中并机控制
系统互为主备，主备功能由用户现场任意设定，集中并机控制系
统冗余解决集中并机控制系统故障及信号线故障，在有限配置的
条件下最大限度的保障了全部柴发系统中并机系统的可靠性。
4 结束语
柴油发电机组属重要的备用电源设备，购置时需慎之再慎，
以上是在数控中心自备应急电源（柴油发电机组）选择过程中遇
到的一些问题，提出来与大家探讨。希望对数据中心柴油发电机
组选择有所帮助，为建设数据中心安全、可靠、合理、经济的自
备应急电源系统做出自己的贡献。
参考文献：
[1]GB/T2820.1-2009 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第
1 部分：用途、定额和性能[S].
[2]GB2820—1997.工业柴油发电机组通用技术条件.
[3]ISO 8528-5：1993.往复式内燃交流发电机 第 5 部分：
发电机组.
作者简介：刘军、男、汉、毕业于大连理工大学、本科、工
作于新疆油田公司数据公司基础设施部，现从事数据中心机房管
理与维护工作。
电气级别、功率类型选择、输出电压、容量选择、并机方案选择
等问题提出一些理解和认识。
【关键词】数控中心；自备应急电源；柴油发电机组
1 数控中心柴油发电机组功率确定
1.1 柴油发电机组功率定义
（1）持续功率（COP）。持续功率定义为：在商定的运行条件
下并按制造商规定的维修间隔和方法实施维护保养，发电机组每
年运行时间不受限制地为恒定负载持续供电的最大功率。（2）基
本功率（PRP）。基本功率定义为：在商定的运行条件下并按制造
商规定的维修间隔和方法实施维护保养，发电机组能每年运行时
间不受限制地为可变负载持续供电的最大功率。在 24h 周期内的
允许平均输出功率（P PP ）应不大于PRP的70%，除非往复式内燃（RIC）
机制造商另有规定。注：当要求允许的 P PP 大于规定值时，可使用
持续功率（COP）。在确定某一变化的功率序列的实际平均功率输
出（P PA ）时，小于 30％PRP 的功率视为 30％，且停机时间不计。
（3）限时运行功率（LTP）。限时运行功率定义为：在商定的运行
条件下并按照制造商的规定进行维护保养，发电机组每年运行时
间可达 500h 的最大功率。注：按 100％限时运行功率每年运行的
最长时间为 500h。（4）应急备用功率（ESP）。应急备用功率定义
为：在商定的运行条件下并按制造商规定的维修间隔和方法实施
维护保养，当公共电网出现故障或在试验条件下，发电机组每年
运行达 200h 的某一可变功率系列中的最大功率。在 24h 的运行周
期内允许的平均输出功率（P PP ）应不大于 ESP 的 70%，除非往复式
内燃（RIC）机制造商另有规定。注：实际的平均功率输出（P Pa ）
应低于或等于定义 ESP 的平均功率输出（P PP ）。在确定某一可变动
率序列的实际平均输出（P PA ）时，小于30％ESP的功率应视为30％，
且停机时间不计。
1.2 根据功率定义选择适用的机组功率
数据中心柴油发电机组按哪种标定功率选择应结合市电可靠
性、数据中心可靠性要求等因素确定，过高要求：按照连续功率
（COP）选择，会造成成本增加；过低要求：按照应急备用功率（ESP）
选择，会降低使用可靠性。按柴油发电机组功率的定义，持续功
率（COP）和限时运行功率（LTP）都是向恒定负载供电，典型的
应用都是与市电并网运行，其中持续功率（COP）每年运行时间不
受限制，限时运行功率（LTP）仅在错峰时与市电并网运行，运行
时间受到限制。数控中心项目的负载是基本稳定负载，波动不大，
但不是恒定负载（如 UPS），在市电停电的情况下才使用柴油发电
机组供电，柴油发电机组独立向负载供电，不与市电并网。持续
功率（COP）和限时运行功率（LTP）两种应用与数控中心柴油发
电机组的应用不符，不适合用于数控中心备用电源运行模式。
2 数控中心柴油发电机组容量的选择
2.1 柴油发电机组负载
数控中心柴油发电机组所带负载中包含大量不间断电源
（UPS）、机房精密空调、连续制冷设备等，这些非线性负载使发
电机过热、导致电压失调，影响发电机组输出性能甚至导致发电
机组停机。供配电系统设计时，应采取谐波治理措施，限制 UPS
等非线性设备输出谐波。根据 UPS 整流方式、谐波治理措施分析
谐波含量，确定发电机组和 UPS 的功率配比。必要时，需增加发
电机系统容量。
2.2 柴油发电机组容量选择考虑因素
从行业标准（GB2820-2002）来讲，都是根据功率因数 0.8（滞
后），设计发电机和选配发动机。在平时的运行监视中，要根据电
压来调整，电压偏低要多发无功，电压偏高要少发无功，通过调
整有功和无功的比例，控制电压和运行电流，确保发电机在安全、
经济的条件下运行。选择发电机组时，其功率必须要足够供应最
高峰时的负载，虽然这种情况发生时间可能只是一瞬间。此外，
还要考虑一下几点：发生系统故障时机组的使用方式为主/备用。
或几部发电机组代替单台发电机组。有否不正常情况下的高峰负
载。定期维修发电机组时的安排（如只有一台发电机组时，如何
保障在维修时不需要后备电源）。以后的负载会否增加。
2.3 数控中心柴油发电机组容量计算
数控中心一级负荷总安装容量为 17840kW，其中特别重要负
荷为 10500kW；二级负荷总安装容量为 1775kW，三级负荷总安装
容量为 1835kW；数控中心一期 10KV 系统重要负荷为 6837.75kW。
数控中心工程发电机并机母线采用双母线，每台发电机组均接入
两段母线。柴油发电机按照分期需求装设。一期在室内设置 5 台
10kV 应急自启动柴油发电机作为特级负荷的备用电源，采用 4+1
的冗余备份方式，当两路市电电源失电后柴油发电机组自启动，
可供应本项目的全部重要负荷。按基本功率（PRP）定义 70%负载
系数计算，数控中心一期需要配置的柴油发电机总容量为：按标
准负载系数计算 6837.75KW÷0.7＝9768.21KW，单台机组容量为：
9768kW÷4＝2442KW。按系统要求，柴油发电机组为 N+1 的运行
方式，数控中心一期配置柴油发电机容量为 5 台 2400kW 的柴油
发电机组。
3 柴油发电机组并机系统方案选择
3.1 分散式并机控制
分散式并机控制由各台发电机组的控制器实现并机控制功能，
在各机组的控制器这间有一条并机控制通讯线，用于负载分配及
功率管理通讯，如下图，当该并机通讯线故障后，整套并机系统
自动解体，可靠性差，一般用于普通民用项目。
3.2 控制器冗余的并机控制
控制器冗余的并机控制系统可分为分散式并机控制器冗余和
集中式并机控制器冗余。分散式并机控制器冗余只能解决控制功
能本身的问题，但并机控制通讯线的问题没有解决。集中式并机
控制器冗余，虽然将所有控制器集中在一套控制屏内，控制本身
的故障得到有效解决，并机通讯线只在屏内布线，距离大大缩短，
有效减少了断线的风险，但没有完全杜绝，整套并机系统出故障
的风险还存在。控制器冗余的并机系统如下：
3.3 集中并机控制系统冗余
完整的集中并机控制系统冗余，是系统冗余而不是单纯的控
制单元冗余。
两套集中并机控制系统可以完全独立工作，集中并机控制系
统与机组之间的信号线分两个路由单独布线，两套集中并机控制
系统互为主备，主备功能由用户现场任意设定，集中并机控制系
统冗余解决集中并机控制系统故障及信号线故障，在有限配置的
条件下最大限度的保障了全部柴发系统中并机系统的可靠性。
4 结束语
柴油发电机组属重要的备用电源设备，购置时需慎之再慎，
以上是在数控中心自备应急电源（柴油发电机组）选择过程中遇
到的一些问题，提出来与大家探讨。希望对数据中心柴油发电机
组选择有所帮助，为建设数据中心安全、可靠、合理、经济的自
备应急电源系统做出自己的贡献。
参考文献：
[1]GB/T2820.1-2009 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第
1 部分：用途、定额和性能[S].
[2]GB2820—1997.工业柴油发电机组通用技术条件.
[3]ISO 8528-5：1993.往复式内燃交流发电机 第 5 部分：
发电机组.
作者简介：刘军、男、汉、毕业于大连理工大学、本科、工
作于新疆油田公司数据公司基础设施部，现从事数据中心机房管
理与维护工作。
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