建造与数据中心配套的调峰电站

第一种选择对数据中心影响最小。 当数据中心的电力需求需要被削减时，调峰设备就可以派上用场。 由所有者决定设备是否提供额外的电网支持功能。 如果设备用于电网支持，它就需要遵守相应国家的电网规范，例如 在美国是 IEEE 1547。 另一方面，如果调峰设备仅用于支持数据中心、减小对于市政供电的负载需求，多数情况下不需要遵照电网规范，从而简化安装、接入审批流程，降低资金成本。

将柴油机组转换为双燃料机组

将柴油机组转换为双燃料机组（柴油和天然气）是一个在技术上颇具吸引力的方案。 这将实现发电机组既有着柴油发动机的响应能力，而燃料成本又接近天然气发动机。 但不幸的是，在现行法规环境下，这样的机组既要符合常载柴油发动机的法规要求，还需要花大价钱进行大量排气后处理。 

采用天然气机组为非关键负载供电

第三种选择是采用天然气机组为非关键负载供电，这可在一定程度上抵消数据中心在公共电网上的部分负载。 一般来说，非关键负载只占不到整个数据中心负载的四分之一。 如果这样足以满足非关键负载，这可能一个可以接受的方案。 另外，如果数据中心可以利用天然气机组产生的部分热量作为一个热电联产方案 (CHP，combined heat and power)，可以用于进一步提高热效率。

用具有更高负载承受能力的天然气机组替代柴油机组 直接用更高负载承受能力的天然气机组替代柴油机组是一个理想的解决方案。 人们通常认为，天然气机组的负载承受能力低于同级别的柴油机组，但天然气发动机技术近来的发展已经取得了发动机性能的多项突破，大大提升了承受负载的能力。

图 1：  负载箱负载中 75% 负载步长变化下瞬时电压和频率

图 1 所示为 75% 负载步长变化下的瞬时电压（左侧）和频率（右侧）。 蓝色曲线对应传统天然气发电机组，红色曲线对应新型动态响应天然气发电机组，而绿色曲线对应柴油发电机组。 如图 1 所示，新型天然气发动机技术的负载承受能力开始接近柴油机组预期性能的水平 - 已经达到某种程度，可以在某些情况下直接用天然气机组替代柴油机组。 此外，优化负载排序、延长 UPS 缓变时间、减少基本负载规模，可以将数据中心负载设定在下一代天然气发电机组的负载承受能力范围内，从而将以天然气为动力的数据中心变为现实。

使用天然气和柴油的混合动力发电系统

最后还有一种混合动力方案，将天然气和柴油机组结合在一起，来减小数据中心在电网阻塞时对于市政供电的需求，同时保留应急条件下的柴油发电机组性能。 事实上数据中心的稳定状态负荷大体上变化很慢而且对发电机组瞬时响应的要求并不高，因此这是可行的。 从一种电源向另一种电源过渡时需要面临的挑战。 过去，柴油发电机组已经顺利完成了这些过渡。 相反，传统天然气机组还没能匹配柴油机组的瞬时性能。 然而，天然气-柴油混合动力系统能够满足瞬时响应要求，并能提供非应急发电，缓解用电高峰期的市政供电的负载。

并联母线配置，搭配天然气和柴油发电机组的组合，是柴油-天然气混合动力数据中心的一种较为简单的呈现方式。 基本而言，天然气和柴油发电机组接入并联母线公共负载上。 由于天然气机组的负载承受能力一般低于柴油机组，有益的做法是在基本负载模式下运行天然气机组，而在负载跟踪模式下运行柴油机组。 柴油机和天然气机比例的选择应根据预期的非应急发电水平，以及在应急状态下通过柴油发电机组维持目标电力质量，提供充足的电路母线稳定性。 尽管柴油机和天然气机之间的比例根据情况不同而应有所变化，但合理的起始点应为各 50%。

对于采用模块化设计的数据中心，其中有一台发电机组通过 UPS 为 IT 负载供电，制订混合动力配置需要更大的权衡。 一般来说，模块化系统有一定程度的发电冗余，N+1 或 N+2 等。 冗余的发电机组就代表有机会进行混合动力改造。 图 2 所示为一个模块化数据中心的简化单线图。 可能出现两种不同的情况： 

1. 天然气发电机组用作冗余机组，柴油发电机组用作主机组。

2. 柴油发电机组用作冗余机组，天然气发电机组用作主机组。

第一种情况下，根据冗余程度，市政供电负载的承担能力为 1/N 或 2/N。 这应该是一个以柴油发电机组为主的配置。 第二种情况是以天然气为主的配置，可能为数据中心提供全部用电。 采用哪个情况更合理取决于所设定的非应急自发电的水平。