印西および都内ハイパースケールDCにおける特別高圧受電設備(66kV / 22kV)とUPS高効率モード検証
要旨:千葉県印西エリアや都内湾岸地区に集積するハイパースケールデータセンターでは、生成AIノードの急増に伴い受電容量が数十MW〜100MW規模へと跳ね上がっている。本稿では、東京電力管内における特別高圧受電(66kV本線予備線受電/スポットネットワーク受電)のファシリティ構成と、最新モジュール型三相UPSにおけるECOモード(エコノモード/高効率モード:効率99%超)の切り替え時間検証および高調波対策の実務をまとめる。
1. 特別高圧受電(66kV / 22kV)の受電方式と比較
契約電力が2,000kWを超える大規模データセンターでは、電力会社(東京電力パワーグリッド等)の変電所から特別高圧(特高)による受電が義務付けられる。国内主要ファシリティでは、以下の2方式が主流である。
- スポットネットワーク受電方式(22kV / 33kV):3回線の特高配電線を常時並行運転し、1回線が事故遮断してもプロテクター遮断器の自動動作により無瞬断で電力供給を継続できる。都心型高層DCで多く採用される。
- 本線・予備線受電方式(66kV / 154kV):印西などのメガキャンパス型IDCにおいて、自前の特高変電所(GIS: ガス絶縁開閉装置)を敷地内に設置し、別系統の変電所から本線と予備線の2ルートを引き込む方式。変電トランス障害時でも瞬時自動切替(ATS / CTTS)により給電信頼性を確保する。
2. 最新三相モジュール型UPSの高効率ECOモード実務
AIデータセンターの運用コスト(OPEX)の大半を電気料金が占める中、従来型オンライン常時インバータ給電方式(効率約94%〜96%)に対し、通常時はバイパス給電を行い効率99%以上を達成する「ECOモード(高効率運転モード)」の採用が拡大している。
商用電源の電圧サグや瞬低が発生した際、最新の半導体スイッチ(SCR)および双方向インバータ技術により、2ミリ秒(1/10サイクル未満)という極短時間でインバータ無瞬断給電へ遷移する。IT機器電源(PSU)の保持時間(Hold-up Time: 一般に16ms以上)に対して十分な安全マージンが確保されているため、安全にPUEを0.05〜0.08改善できる。