Дизельные электростанции с двигателями Yuchai, Baudouin, Cummins, MTU для резервирования дата-центров (ЦОД)

ООО «Техэкспо» изготавливает дизель-генераторы на базе двигателей, которые соответствуют требованиям международных сертификатов по надежности и типу мощности Data Center Power и Data Center Continuous Power. Это двигатели известных производителей из Германии, Великобритании и Китая. Элементы ЦОДа включают в себя информационную, сетевую, инженерную инфраструктуру, а также системы мониторинга, управления и обеспечения безопасности.

• Информационная инфраструктура отвечает за обработку и хранение информации.
• Телекоммуникационная или сетевая инфраструктура обеспечивает взаимосвязь элементов центра и передачу данных.
• Инженерная отвечает за бесперебойное электроснабжение, хладоснабжение, системы мониторинга и безопасности.

Надёжность ЦОД

Существует четыре уровня надежности ЦОД, разработанные Uptime Institute, отраслевого объединения ЦОД. Каждый следующий уровень этой системы включает в себя требования, предъявляемые к предыдущим. Надежность ЦОД определяется по степени его отказоустойчивости и сопротивлению авариям.

• Стандарт Tier I (N): базовый уровень без резервирования
• Стандарт Tier II (N+1), при котором ЦОД уже обладает инфраструктурой с резервированием, но технические работы на этом уровне не могут быть проведены без приостановки работы.
• Стандарт Tier III (N+1)– параллельно обслуживаемая инфраструктура: ЦОДы отличаются высоким уровнем резервирования критических узлов, путей получения электроэнергии и трасс доставки хладоносителя, возможно проведение ремонтных работ без прекращения работы центра обработки данных, а любой модуль дата-центра можно отключить без влияния на его работоспособность. Большинство коммерческих ЦОД в России соответствуют Tier 3.
• Стандарт Tier IV 2 (N+1) – максимальный уровень надежности, при котором любые незапланированные сбои не влияют на работу IT-оборудования и систем ЦОДа. Этот уровень содержит все возможности надежности объектов предыдущих стандартов, а также включает механизмы отказоустойчивости нескольких независимых и физически изолированных систем, которые действуют как резервные компоненты для отдельных сетей питания.

Эта классификация была ратифицирована Ассоциацией Telecommunications Industry Association в стандарте TIA-942.

Резервирование ЦОД

Резервирование электроснабжения в центре обработки данных (ЦОД) является ключевым параметром и обеспечивает надежность работы ЦОД. В соответствии с выбранным уровнем надежности определяется будущая схема резервного энергоснабжения с использованием генераторных установок. Согласно типологии Tier, единственным надежным источником питания для центра обработки данных является двигатель-генераторная установка.

Этим же институтом (Uptime Institute) был разработан документ, в котором содержится информация о технических требованиях к двигателям генераторных установок.

Основным требованиям к двигателям ДЭС для стандартов Tier III и IV является отсутствие ограничений по количеству часов непрерывной работы при нагрузке 'N'. ДЭС, у которых есть ограничение по количеству часов непрерывной работы при нагрузке 'N', подходят только для стандартов Tier I или II.

Существует два сценария длительной работы ДЭС для ЦОД: потеря местной электросети из-за сбоев в системе электроснабжения, которая приводит к длительным отключениям электроэнергии, или катастрофический отказ системы бесперебойного питания. Последнее требует, чтобы дизель-генераторная установка беспрерывно работала длительное время и обеспечивала наиболее надежное и стабильное питание для критической ИТ-среды.

Номинальные характеристики дизель-генераторных установок регулируются стандартом Международной организации по стандартизации (ISO) 8528-1. Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р ИСО 8528-1-2005 идентичен международному стандарту ИСО 8528-1:1993. Он распространяется на генераторные электроагрегаты переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания, применяемые на суше и на море. Эти стандарты описывают три номинальные мощности генераторных установок: ограниченная по времени мощность (LTP), основная мощность (PRP), длительная мощность (COP).

Согласно ГОСТ Р ИСО 8528-1-2005, дизель-генераторные установки для дата-центров должны соответствовать классам применения G3 (средства дистанционной связи и тиристорные системы управления) или G4 (системы обработки данных или вычислительные системы).

Виды мощностей

При покупке дизельной электростанции первое, с чем сталкивается потребитель, – это выбор мощности ДГУ. В характеристиках производители всегда указывают две единицы измерения мощности.

• Полная мощность измеряется в кВА (килоВольтАмперах)

Характеризует полную электрическую мощность переменного тока. Для получения полной мощности значения реактивной и активной мощностей суммируются. При этом соотношение полной и активной мощностей у разных потребителей электроэнергии может отличаться. Таким образом, для определения совокупной мощности потребителей следует суммировать их полные, а не активные мощности.

кВА характеризует полную электрическую мощность, имеющую принятое буквенное обозначение по системе СИ – S: это геометрическая сумма активной и реактивной мощности, находимая из соотношения: S=P/cos(ф) или S=Q/sin(ф)

• Активная мощность измеряется в кВт (килоВаттах)

Это физическая и техническая величина, характеризующая полезную электрическую мощность. При произвольной нагрузке в цепи переменного тока действует активная составляющая тока. Эта часть полной мощности, которая определяется коэффициентом мощности и является полезной (используемой).

Единый коэффициент мощности обозначается Сos φ. Это коэффициент мощности, который показывает соотношение (потерь) кВт к кВА при подключении индуктивных нагрузок.

Распространенные коэффициенты мощности и их расшифровка (cos φ):

1 – наилучшее значение

0,95 – отличный показатель

0,90 – удовлетворительные значение

0,80 – средний наиболее распространенный показатель

0,70 – плохой показатель

0,60 – очень низкое значение

Говоря языком потребителя: кВт – нетто (полезная мощность), а кВА брутто (полная мощность).

1 кВт = 1.25 кВА

1 кВА = 0.8 кВт

Определение мощности ДЭС для ЦОД

Режимы работы ДЭС и типы выходной мощности:

• Ограниченная по времени мощность (LTP)

Ограниченная по времени мощность — максимальная мощность, которую электроагрегат способен отдавать в течение времени до 500 ч ежегодно, из которых не более 300 ч приходится на непрерывную работу с установленными перерывами на техническое обслуживание в заданных условиях эксплуатации. Указывается для агрегатов, предназначенных для эксплуатации в резервном режиме работы. Может называться резервной мощностью, мощностью в аварийном режиме работы, stand-by power или limited time power. Перегрузка от указанной резервной мощности недопустима.

• Основная мощность (PRP)

Основной мощностью является максимальная мощность, которая может обеспечиваться в течение неограниченного времен и ежегодно с перерывами на техническое обслуживание в соответствии с инструкциями изготовителя в заданных условиях эксплуатации. Указывается для агрегатов, предназначенных для эксплуатации в основном режиме работы. Может называться prime power.

Средняя допустимая выходная мощность, вырабатываемая электроагрегатом в течение 24 ч, не должна превышать определенный процент основной мощности, которая должна быть указана изготовителем двигателя внутреннего сгорания. Как правило, производители двигателей требуют, чтобы среднесуточная загрузка ДЭС в основном режиме работы составляла не более около 80% от мощности двигателя. Такая загрузка обеспечивает оптимальный тепловой режим работы двигателя и благотворно влияет на его моторесурс. Возможна 10% перегрузка в течение 1 часа через каждые 12 часов работы. Часто в получаемых нами технических заданиях на выбор ДЭС основная мощность указывается как номинальная, что, строго говоря, неправильно. Номинальная мощность соответствует номинальному режиму работы ДЭС. Если режим работы основной, то номинальной мощностью будет основная, если резервный – резервная.

• Длительная мощность (COP)

Длительной мощностью является мощность, которую электроагрегат способен непрерывно обеспечивать в течение неограниченного времени ежегодно с перерывами на техническое обслуживание в заданных условиях эксплуатации в соответствии с инструкциями изготовителя. Указывается для агрегатов, предназначенных для эксплуатации в непрерывном режиме работы. Может называться непрерывной мощностью или continuous operating power. Номинальные мощности указываются на паспортной табличке ДЭС. Часто даже для электростанций, предназначенных к эксплуатации в резервном или длительном режимах работы, указывается только основная мощность. Определить мощность для применяемого режима эксплуатации возможно, зная соотношение мощностей.

Соотношение между номинальными мощностями ДЭС (мощность ДЭС указывается в кВА/кВт):

Пусть

S осн – полная мощность в основном режиме работы;

S рез – полная мощность в резервном режиме работы;

S длит – полная мощность в длительном режиме работы,

Тогда, в общем случае,

S рез = S осн + 10%

S длит = S осн - 25%

Режим работы ДЭС для дата-центров

Существует еще один режим работы ДЭС – резервное электроснабжение дата-центров, имеющих надёжное электроснабжение от городских сетей и спроектированных в соответствии с требованиями Uptime Institute уровня Tier III и IV.

Uptime Institute рассматривает ДЭС как основной источник электроэнергии для ЦОДов, сертифицируемых по Tier III и IV, и требует применения ДЭС в непрерывном режиме работы с номинальной мощностью S длит. Ряд производителей двигателей (MTU, MMH) указывают для своих агрегатов длительную мощность для дата-центров (Data Center Continuous Power, DCCP). Аналогичный рейтингу Data Centre Power (DCP), который разработали производители двигателей Cummins. При этом устанавливают P dccp = P осн. 

Длительная мощность для дата-центров никак не описана в нормативных документах, но вместе с тем, Uptime Institute официально допускает применение ДЭС на базе двигателей с мощностью P dccp = P осн для ЦОДов с уровнем надежности Tier III и IV. Таким образом, точнее всего требованиям Data Center Power и Data Center Continuous Power, DCCP соответcвует Prime Rating Power. 

При расчете мощности ДЭС необходимо учитывать среднюю и максимальную нагрузку ЦОД.

Производители двигателей и ДЭС для ЦОД 

Двигатели MTU

MTU Friedrichshafen GmbH — немецкий производитель дизельных и газопоршневых двигателей, основанный в 1909 году. Компания производит двигатели для поездов, кораблей, нефтяных и газовых установок, военной техники, сельского хозяйства, горнодобывающей промышленности и строительной техники, а также дизель-генераторы.

Производители МТU разработали собственный рейтинг двигателей для отраслевых решений. В Data Center Continuous Power, DCCP (3F) включены модели двигателей и ДЭС мощностью от 470 кВт до 2900 кВт для резервирования ЦОД, которые соответствуют стандартам Uptime Institute* Tier III и Tier IV.

ООО "Техэкспо" предлагает энергокомплекс из двух дизельных электростанций ТЭ.1800С-Т400-2РН (Россия) с двигателями MTU 16V4000G63F для резервирования центра обработки данных (ЦОД)

№	Наименование	Кол-во	Стоимость
1	Контейнерная дизельная электростанция ТЭ.1800С-Т400-2РН (Россия) в составе:: Дизельная электростанция ТЭ.1800С-Т400-2Р на базе двигателя MTU 16V4000G63F и генератора Leroy Somer LSA 52.3L9, с низкошумным глушителем (-35дБ)	2 шт.	87 964 440 руб
2	Цельносварной антивандальный контейнер «Север» с габаритами 12000х2800х3200 мм с топливным баком на 5700 литров в отдельном отсеке с фильтрационной установкой и фильтрами сепараторами, с установкой на шасси.	2 шт.	29 840 000 руб
3	Пусконаладочные работы	1	1 400 000 руб
	ИТОГО стоимость: * предварительный расчет		119 204 440 руб

ДЭС с двигателем MTU для дата-центров

Запросить коммерческое предложение

Двигатели и ДЭС Cummins

Cummins Power Generation, дочерняя компания Cummins Inc., является признанным лидером в области разработки и производства энергообеспечивающего оборудования с более чем 80-летним опытом работы. Используя свои собственные производственные мощности, Cummins выпускает все необходимые компоненты для ДГУ.

Дизельные электростанции Cummins выпускаются на заводах в Великобритании, США, Индии, Бразилии, КНР и Малайзии. Глобальная сеть включает в себя более 6 500 сервисных пунктов, специалисты компании оказывают техническую поддержку пользователям их продукции по всему миру, в том числе и в России. Все заводы Cummins имеют сертификаты качества по стандарту ISO 9001-2015.

При создании системы резервного энергоснабжения дата-центров компания Cummins Power Generation предложила собственную методику оценки, названную Data Center Continuous (DCC-рейтинг).

ДЭС, соответствующие рейтингу DCC, могут продолжительно, без ограничения по времени работать при 100%-ной нагрузке. Некоторые производители изначально рекомендуют при создании систем энергоснабжения дата-центров применять ДГУ с резервом мощности не менее чем 30%. В то же время DCC-рейтинг позволяет снизить этот избыточный запас примерно до 10%. ДГУ Cummins имеют высокую скорость восстановления напряжения и частоты при изменяющейся нагрузке. По своим техническим характеристикам такие установки выдерживают 100%-ный наброс нагрузки.

Такие ДЭС полностью соответствует международному стандарту Uptime Institute. Дизельные электростанции Cummins могут обеспечивать электроэнергией 100% нагрузки ЦОД в течение года и даже дольше при согласованных условиях эксплуатации. Как и для любого другого режима работы, необходимо соблюдать интервалы обслуживания, установленные производителем. Они определяются исходя из фактического времени работы ДГУ, как это описано в руководстве по эксплуатации.

Для российского потребителя доступны ДЭС на базе двигателей Cummins, которые производят лицензированные заводы-изготовители в Индии и Китае.

ДЭС ТЭ.900С-Т400-2РП Cummins

ДЭС с двигателем MTU для дата-центров

Современные китайские двигатели и ДЭС для центра обработки данный (ЦОД)

Альтернативой европейским и американским двигателям для ДЭС, которые предназначены для резервного энергоснабжения дата-центров, являются двигатели Weichai Baudouin и Yuchai. Это лицензионные китайские двигатели. По качеству и техническим характеристикам они соответствуют необходимым требованиям, и не уступают западным аналогам. Также в Китае и Индии по лицензии заводов-изготовителей производят двигатели Cummins. Такие двигатели доступны для российского потребителя в 2024 году.

Двигатели и ДЭС Weichai

"Weichai Power" была основана в 2002 году и специализируется на проектировании, производстве дизельных двигателей, в том числе двигателей для промышленных дизель-генераторов. Компания является главным активом крупного китайского государственного промышленного холдинга Weichai Holding Group Company Limited.

В 2009 году "Weichai Power" купила французского производителя дизельных двигателей Moteurs Baudouin. Полный ассортимент двигателей Baudouin PowerKit охватывает диапазон мощности от 18 до 3125 кВА. Мощность выпускаемых дизель-генераторов под брендом Weichai от 40 до 2000 кВт. В линейке ДГУ есть модели в суперкожухе с низким уровнем шума. Дизельные электростанции Weichai выполнены на базе двигателей Baudouin и двигателе Weichai.

Дизель-генераторы WEICHAI BAUDOUIN – надежные резервные источники питания для центров обработки данных.

Китайская компания Weichai провела исследования и разработала генераторные установки с подходящими характеристиками для центров обработки данных. Эти генераторные установки оснащены двигателями Weichai Baudouin M33 и M55, с диапазоном мощности от 520 кВт до 3320 кВт. ДЭС, изготовленные на этих двигателях, способны обеспечить своевременным и стабильным энергоснабжением и поддерживать непрерывную работу IT-оборудования и критических систем в центрах обработки данных. В технических характеристиках это модели двигателей, обозначенные как Data Centre Power (DCP).     

Baudouin в 2024 г. заключил три стратегических альянса с влиятельными ассоциациями в Европе и на Ближнем Востоке и стремится стать ключевым игроком на рынке центров обработки данных. Эти ассоциации включают:

• Итальянскую ассоциацию центров обработки данных (IDA), 
• Ассоциацию центров обработки данных в Испании (SPAIN DC)
• Ассоциацию центров обработки данных Персидского залива (GCDA).

Двигатели серии M Baudouin, доступные в вариантах дизельного и газового топлива от 20 кВт до 3320 кВт, являются ключевыми компонентами для обеспечения надежного резервного питания для критически важного IT-оборудования. Они обладают высокой надежностью, длительным сроком службы и передовыми функциями для предотвращения простоев. Компания Baudouin предлагает комплексные услуги, включая установку, техническое обслуживание и запасные части, а также оперативные поставки, соответствие требованиям Института Uptime и строгие испытания на соответствие стандартам HVO.

Baudouin PowerKit 16M55

Baudouin PowerKit 12M33

Технические преимущества генераторов Weichai Baudouin серии M33 и M55:

• Высокая адаптивность к высоким температурам до 50°C: Медный радиатор обладает высокой прочностью и хорошей коррозионной стойкостью, что позволяет двигателю адаптироваться к экстремальным температурным условиям.
• Высокая надежность: Блок цилиндров с сетчатым дизайном, головки цилиндров и другие ключевые компоненты изготовлены Weichai.
• Высокая эффективность промежуточного охладителя: Промежуточный охладитель имеет большую площадь теплообмена, что эффективно снижает температуру всасываемого воздуха.
• Высокая прочность рамы: Рама имеет конструкцию в виде H-образной балки, что обеспечивает превосходные механические свойства, высокую прочность и долговечность.
• Оптимизированная система NVH (вибрация, шум и долговечность): Топливо сгорает с низким уровнем вибрации. Рама двигателя также изготовлена из прочных и долговечных материалов.
• Интеллектуальная система управления: Микрокомпьютерный интеллектуальный контроллер.
• Распределенная система резервного копирования: резервные устройства для запуска и управления системой, которые помогают поддерживать стабильную работу двигателя.
• Высокая производительность: закрытые подшипники с длительным сроком службы, соответствующие стандарту IP23.
• Простота обслуживания: Масляный фильтр и охладитель интегрированы в модульный дизайн для облегчения обслуживания. Три масляных фильтра изготовлены из прочных и долговечных материалов. Большой масляный бак с циклом обслуживания до 500 часов.

ООО "Техэкспо" предлагает контейнерную дизельную электростанцию ТЭ.1200П-Т400-2РН (Россия) с двигателем Baudouin на шасси для резервирования центра обработки данных (ЦОД)

№	Наименование	Кол-во	Стоимость
1	Контейнерная дизельная электростанция ТЭ.1200П-Т400-2РН (Россия) на шасси в составе: Дизельная электростанция WPG1700B7 на базе двигателя Baudouin 12M33G1650/5 и альтернатора Leroy Somer, с критическим глушителем и фильтром каталитической очистки	1 шт.	44 988 600 руб.* *предварительный расчет
2	Цельносварной контейнер «Север» с габаритами 9000х2600х3000 мм (ДхШхВ)	1 шт.
3	Прицеп автомобильный, грузоподъёмность 25т	1 шт.
4	Шкаф коммутационный уличного исполнения	1 шт.
5	ШМР/ПНР	1 усл.

ДЭС с двигателем MTU для дата-центров

Запросить коммерческое предложение

Двигатели и ДЭС Yuchai

Основанная в 1951 году China Yuchai International Limited, через свою дочернюю компанию Guangxi Yuchai Machinery Company Limited («GYMCL») занимается производством, сборкой и продажей двигателей малой, средней и большой мощности для грузовых автомобилей, автобусов, автомобилей, строительного оборудования, морского и сельскохозяйственного оборудования, а также производит дизельные генераторы в Китае. В 2021 году GYMCL продала 456 791 двигатель и была признана ведущим производителем и дистрибьютором двигателей в Китае.

В 2017 году было создано совместное предприятие MTU Friedrichshafen (Rolls-Royce Power Systems) и Guangxi Yuchai Machinery Company Ltd. (GYMCL) по производству крупных дизельных двигателей марки MTU в Китае - MTU Yuchai Power Co. Ltd. Заводы MTU Yuchai Power Co. Ltd. используют те же производственные процессы, что и в Германии. Это позволяет выпускать мощные двигатели MTU серии 4000 высочайшего качества на одном из лучшем в мире техническом уровне. В 2022 году на производстве в Китае было выпущено более 1000 единиц дизельных двигателей MTU Series 4000.

Двигатель MTU Series 4000 - Дизельные двигатели MTU серии 4000 (MTU/Yuchai) имеют мощностью 1400 до 3490 кВт идеально подходят для производства качественной электроэнергии для горнодобывающей промышленности, нефтегазовой отрасли, госпиталей и центров обработки данных.

Выбирая двигатель для дата-центров, следует ориентироваться на параметр мощности Data Center Continuous Power, DCCP (3F) в его характеристиках. Это модели с мощностью от 1420 до 2590 кВт, которые соответствуют стандартам Uptime Institute* Tier III и Tier IV.

Список двигателей MTU серии 4000 (MTU/Yuchai):

Дизельная электростанция Техэкспо ТЭ.2400С-Т6300-2РН с двигателем MTU/Yuchai (2400 кВт)

Дизель-генераторы с двигателями Yuchai Power Co.,Ltd

Компания Yuchai разрабатывает и выпускает собственные двигатели Yuchai. Электростанции, изготовленные на базе двигателей Yuchai - готовое решение для систем резервного электроснабжения центров обработки данных, для нефтегазовой отрасли, больниц и аэропортов. Такие ДЭС имеют мощности от 1800 кВт до 2700 кВт с максимальным напряжением до 10 кВ. В октябре 2022 года на выставке Asia Data Center в Сингапуре была представлен двигатель Yuchai YC16VTD,  на его базе компания выпускает ДЭС мощностью 1500–2200 кВА. Это 16-ти цилиндровый с V-образной компоновкой цилиндров, водяным охлаждением, с турбонаддувом и охладителем воздуха.

ООО "Техэкспо" предлагает дизель-генераторные установки с двигателями Yuchai YC16VC3300-D31 для центра обработки данных (ЦОД):

ДЭС Техэкспо ТЭ-2000С (2000 кВт) Yuchai

Дизельные электростанции мощностью 2000 кВт, выходным напряжением 0,4 кВ, с двигателями Yuchai в количестве 6 ед. с выносными радиаторами: