مهندسی و مدیریت انرژی

مهندسی و مدیریت انرژی

مدیریت انرژی مبتنی بر وضعیت دمایی در مرکز داده مجهز به سیستم فتوولتائیک-باتری با بهره‌گیری از کابل‌های ابررسانای دمای بالا جریان مستقیم تحت عدم‌قطعیت‌های برودتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی برق، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
2 دانشکده مهندسی برق، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
10.22052/eem.2026.259403.1196
چکیده
کابل‌های ابررسانای دمای بالای جریان مستقیم توان زیادی را فشرده منتقل می‌کنند، اما افت خنک‌سازی می‌تواند مقاومت پایانه‌ها و مفصل‌ها را افزایش داده و موجب نقاط داغ و فرار حرارتی شود. پژوهش چارچوبی یکپارچه برای مدل‌سازی الکتروحرارتی و مدیریت انرژی کابل ابررسانای 100 کیلوولت تغذیه‌کننده شین جریان مستقیم مرکز داده، همراه با فتوولتائیک و باتری، ارائه می‌کند. مدل، جریان بحرانی و تقسیم جریان، مقاومت مفصل‌ها، خنک‌سازی نیتروژن مایع، وضعیت شارژ باتری، زمان‌بندی روزپیش و کنترل افق پیش‌رونده را دربر می‌گیرد. ظرفیت نامی استاتیکی کابل بر پایه شرایط خنک‌سازی و تعادل حرارتی ماندگار تعیین می‌شود. نتایج نشان می‌دهد زمان‌بندی صرفاً اقتصادی می‌تواند به فرار حرارتی منجر شود، درحالی‌که استفاده دائمی از ظرفیت بدترین شرایط خنک‌سازی بیش‌ازحد محافظه‌کارانه است. بنابراین، کنترل‌کننده‌ای آگاه از دما حد جریان کابل را با اثربخشی خنک‌سازی و دمای مفصل تنظیم می‌کند. در سناریوی قطعی مرجع، این کنترل‌کننده حاشیه دمایی حداقل 0.770 کلوین نسبت به آستانه تقسیم جریان را حفظ و کل بار را بدون انرژی تأمین‌نشده تأمین کرد. هزینه بهره‌برداری آن 12.4 درصد بیش از برنامه صرفاً اقتصادی بود. در مقایسه با بهترین برنامه روزپیش وابسته به شرایط خنک‌سازی، افزایش هزینه فقط 0.161 درصد بود و بازخورد دما حاشیه حرارتی را از مقدار منفی به 0.770 کلوین رساند. در مونت‌کارلوی ۱۲۰سناریویی، بازخورد دمایی نرخ نقض محدودیت تقسیم جریان را از 48.3 به 8.3 درصد کاهش داد، اما میانگین انرژی تأمین‌نشده را از 60.7 به 88.9 مگاوات‌ساعت در روز افزایش داد. طراحی مقاوم نقض‌ها را حذف کرد، ولی میانگین انرژی تأمین‌نشده را به ۲۵۷ مگاوات‌ساعت در روز رساند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 24 شهریور 1405