3.1 ผลกระทบต่อเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้า (Voltage Stability)

เสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าเป็นความท้าทายลำดับต้นๆ ที่ System Operators เผชิญเมื่อมีโหลดขนาดใหญ่ที่กระจุกตัว (Concentrated Large Loads) เชื่อมต่อเข้ากับระบบ ความสัมพันธ์ระหว่าง Data Center และโครงข่ายไฟฟ้าในมิติของแรงดันไฟฟ้านั้นมีความซับซ้อน เนื่องจาก Data Center เป็นทั้ง "ผู้ได้รับผลกระทบทางลบ (Victim)" จากความผิดปกติของแรงดันไฟฟ้าบนโครงข่าย และในขณะเดียวกันก็เป็น "ผู้ก่อให้เกิดหรือขยายผล (Aggravator)" ของปัญหาแรงดันไฟฟ้า

3.1.1 Voltage Sensitivity ของอุปกรณ์ไอทีและระบบ UPS

อุปกรณ์เทคโนโลยีสารสนเทศ (IT Equipment) ภายใน Data Center มีความอ่อนไหวต่อการผันผวนของแรงดันไฟฟ้า (Voltage Sags, Swells, และ Transients) สูงมากเมื่อเทียบกับโหลดอุตสาหกรรมทั่วไป ความทนทานต่อความผิดปกติของแรงดันไฟฟ้านี้ถูกกำหนดและอ้างอิงตามมาตรฐานอุตสาหกรรมที่เรียกว่า ITIC Curve (Information Technology Industry Council curve) ซึ่งสืบทอดมาจาก CBEMA curve แบบดั้งเดิม

ตามเส้นโค้ง ITIC อุปกรณ์คอมพิวเตอร์และเครือข่ายได้รับการออกแบบให้ทนทานต่อแรงดันตก (Undervoltage) ได้เพียงในระยะเวลาสั้นๆ ตัวอย่างเช่น หากแรงดันไฟฟ้าตกลงต่ำกว่า 0.7 p.u. (70% ของแรงดันปกติ) นานกว่า 20 มิลลิวินาที (ประมาณ 1.2 cycles ในระบบ 60 Hz) หรือตกลงต่ำกว่า 0.8 p.u. นานกว่า 0.53 วินาที อุปกรณ์ไอทีอาจหยุดชะงัก รีเซ็ตตัวเอง หรือได้รับความเสียหาย ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียข้อมูลและการหยุดชะงักของบริการที่สร้างมูลค่าความเสียหายมหาศาล[8]

เพื่อบรรเทาความเสี่ยงนี้ Data Center ทุกแห่งจึงติดตั้งระบบ Uninterruptible Power Supply (UPS) ซึ่งทำหน้าที่เป็นเกราะกำบังระหว่าง Grid และ IT Load อย่างไรก็ตาม ระบบ UPS สมัยใหม่ก็มี "หน้าต่างแรงดัน (Voltage Window)" ขาเข้าที่ตั้งค่าไว้ค่อนข้างแคบเพื่อป้องกันอุปกรณ์ Power Electronics ภายในตัว UPS เอง หากแรงดันไฟฟ้าของโครงข่ายเบี่ยงเบนออกไปจากหน้าต่างนี้ (ตัวอย่างเช่น เกิน ±10% จาก Nominal Voltage) ระบบควบคุมของ UPS จะถือว่าโครงข่ายไฟฟ้าไม่เสถียร และจะสั่งการให้ UPS ตัดการเชื่อมต่อจากโครงข่ายหลัก (Grid Disconnection) แล้วสลับการจ่ายโหลดทั้งหมดไปใช้พลังงานจากแบตเตอรี่สำรองอย่างกะทันหัน ซึ่งมักเกิดขึ้นภายในเวลาต่ำกว่าหนึ่งไซเคิล (sub-cycle transfer)[9]

พฤติกรรมนี้ก่อให้เกิดเหตุการณ์ที่เรียกว่า Customer-Initiated Load Reduction (CILR) หรือบางครั้งเรียกว่า Inadvertent Load Shedding จากมุมมองของระบบไฟฟ้า หาก Data Center แห่งเดียวขนาด 10 MW ทำ CILR ผลกระทบต่อระบบส่ง (Transmission System) อาจมีน้อยมาก แต่เมื่อ Hyperscale Data Center ขนาด 300 MW – 1 GW ทำการตัดวงจรพร้อมๆ กันในเสี้ยววินาที ผลกระทบดังกล่าวจะเทียบเท่ากับการปลดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ออกจากระบบอย่างฉับพลัน

3.1.2 Voltage Sag จากการ Energize และ Load Step

วิถีทางที่แรงดันไฟฟ้าถูกรบกวนไม่ได้มีเพียงฟลอลต์ในระบบส่ง แต่ยังรวมถึงกระบวนการดำเนินงานปกติของ Data Center ขนาดใหญ่ด้วย เช่น กระบวนการ Energization (การจ่ายไฟเข้าสู่หม้อแปลงและระบบในตอนเริ่มต้น) และ Step Load Changes (การเพิ่มโหลดขนานใหญ่ในทันที)

เมื่อ GPU Cluster ระดับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (เช่น Cluster ขนาด 100,000 GPUs) เริ่มต้นประมวลผลงาน Training ขนาดใหญ่ ความต้องการกระแสไฟฟ้าอาจกระโดดจากระดับ Idle (เช่น 20 MW) ไปสู่ Peak Thermal Design Power (เช่น 150 MW) ภายในช่วงเวลาที่สั้นมาก (หลักร้อยมิลลิวินาที) หากจุดเปลี่ยนนั้นเกิดขึ้นโดยไม่มีการทำ Ramp Sequencing หรือ Soft-start ที่เหมาะสม การดึงกระแสฉับพลันนี้จะทำให้เกิด Voltage Drop อย่างรุนแรงผ่านค่า Impedance ของหม้อแปลงและสายส่ง

ในกรณีวิกฤต การเปลี่ยนแปลงโหลดฉับพลัน (Load Step) ที่เกินขีดจำกัดความแข็งแกร่งของระบบ (Short-circuit System Strength) ณ จุด Point of Common Coupling (PCC) อาจดึงแรงดันไฟฟ้าตกลงมาอยู่ในระดับ 0.8 p.u. ถึง 0.85 p.u. เป็นเวลา 3–5 cycles (50–80 ms) แม้จะเป็นช่วงเวลาสั้นๆ แต่ความลึกของหน้าต่างแรงดันตกนี้มักจะเพียงพอที่จะไปทริกเกอร์อุปกรณ์ Sensitive Load อื่นๆ ที่อยู่ในโครงข่ายไฟฟ้าย่อยเดียวกันให้ทำงานผิดพลาด หรือแม้กระทั่งทำให้ UPS ของ Data Center ตัวมันเองตีความว่าเกิดไฟตกและสลับเป็นโหมด Battery ซึ่งจะตามมาด้วย Load Rejection อย่างรุนแรง

3.1.3 Reactive Power Imbalance และ Constant Power Behavior

ลักษณะโหลดอิเล็กทรอนิกส์ของพาวเวอร์ซัพพลายในเซิร์ฟเวอร์ (SMPS) มีแนวโน้มทิศทางของการกินกระแสที่มีคุณสมบัติเป็น Capacitive (Leading Power Factor) โดยเฉพาะเมื่อโหลดอยู่ในระดับต่ำ หากไม่มีการจัดการ ค่าความจุไฟฟ้าแฝงจากตัวเก็บประจุในวงจรกรองขาเข้า (Input Filter Capacitors) ของอุปกรณ์จำนวนมหาศาลจะฉีด Reactive Power (MVAR) คืนเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งจะดันระดับแรงดันไฟฟ้าของ Bus ให้พุ่งสูงกว่าพิกัดในยามค่ำคืน (Light Load Conditions) ดังนั้น กฎระเบียบของ Grid Operators เช่น Dominion Energy และ NERC มักบังคับให้ Data Center ขนาดใหญ่ติดตั้งอุปกรณ์ชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ (Dynamic Reactive Power Compensators) และรักษาระดับ Power Factor ให้อยู่ในช่วง ±0.95 อย่างเคร่งครัดตลอดทุกช่วงพฤติกรรมโหลด[10]

นอกจากนี้ ในมุมมองของการควบคุม สวิตช์มโหมดพาวเวอร์ซัพพลายจะทำงานในโหมดเรกูเลตแรงดันไฟฟ้าขาออก (Constant Output Voltage Regulation) เสมอ นั่นหมายความว่า หากแรงดันไฟฟ้าขาเข้าจาก Grid ตกลง 10% ตัวพาวเวอร์ซัพพลายจะชดเชยโดยการดึงกระแสเพิ่มขึ้น 10% อัตโนมัติเพื่อให้ได้กำลังไฟฟ้า (Power) เท่าเดิม ปรากฏการณ์ Constant Power Behavior นี้ส่งผลเสียร้ายแรงต่อเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากในสภาวะที่เกิดแรงดันตกในระบบ (Voltage Sag) การที่โหลดพยายามดึงกระแสเพิ่มขึ้นจะยิ่งฉุดให้แรงดันไฟฟ้ายิ่งทรุดต่ำลงไปอีก (Aggravates Voltage Drop) ขัดแย้งกับหลักการฟื้นฟูเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าแบบดั้งเดิมที่โหลดประเภทมอเตอร์จะมีคุณสมบัติแบบ Constant Impedance หรือ Constant Current ซึ่งจะดูดซับกระแสลดลงเมื่อแรงดันตก

3.2 ผลกระทบต่อเสถียรภาพความถี่ (Frequency Stability)

ความถี่ของระบบไฟฟ้า (System Frequency) เป็นดัชนีชี้วัดสมดุลระหว่างกำลังผลิตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและความต้องการทางไฟฟ้าของโหลดในทุกเสี้ยววินาที การเชื่อมต่อของ Data Center ส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพความถี่เชิงโครงสร้างอย่างมีนัยสำคัญที่สุด

3.2.1 Zero Physical Inertia และ Rate-of-Change-of-Frequency (RoCoF)

เมื่อเราพิจารณาโรงงานอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม โหลดมากกว่า 60–80% มักเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำ (Induction Motors) มอเตอร์เหล่านี้มีมวลหมุน (Rotating Mass) ที่สะสมพลังงานจลน์ (Kinetic Energy) เอาไว้ เมื่อเกิดเหตุการณ์ระบบสูญเสียกำลังผลิต มวลหมุนเหล่านี้จะคายพลังงานจลน์ออกมาเพื่อช่วยต้านทานการเปลี่ยนแปลงของความถี่ เรียกว่าความเฉื่อยทางกายภาพ (Physical Inertia)

ในทางตรงกันข้าม Data Center กว่า 90% ของความต้องการพลังงานถูกป้อนผ่านอุปกรณ์แปลงผันทางไฟฟ้า (Power Electronic Converters) เช่น UPS, SMPS และ VFD อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ทรานซิสเตอร์กำลังในการสวิตชิ่ง จึงสามารถตัดขาด (Decouple) โหลดไอทีออกจากความถี่ของโครงข่ายไฟฟ้าได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้ Data Center มีค่าความเฉื่อยทางกายภาพที่มอบให้แก่ระบบส่งเป็นศูนย์ (Zero Physical Inertia)[11]

การเพิ่มสัดส่วนขนาดใหญ่ของโหลดแบบ Zero Inertia ในระบบไฟฟ้า (เช่น ในรัฐเท็กซัสหรือเวอร์จิเนีย) ทำให้ความเฉื่อยรวมของโครงข่ายเบาบางลง เมื่อเกิดเหตุการณ์ความไม่สมดุลของกำลังไฟฟ้า (Power Imbalance Event) ความถี่จะพุ่งทะยานหรือดิ่งลงด้วยความชันที่รวดเร็วขึ้นมาก ค่าความชันนี้เรียกว่า Rate-of-Change-of-Frequency (RoCoF) การที่ระบบมีตัวเลข RoCoF สูง หมายความว่ากริดมีความเปราะบางสูงมาก หากเกิด Fault ขึ้น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดั้งเดิมที่มีความเร็วในการตอบสนองต่ำ (เช่น โรงไฟฟ้าพลังความร้อน) จะไม่สามารถจ่ายพลังงาน Primary Frequency Response (PFR) ได้ทันท่วงที อาจนำไปสู่สถานการณ์ Under-Frequency Load Shedding (UFLS) อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

📉 รูปที่ 3.1 — กราฟเปรียบเทียบ RoCoF ของระบบไฟฟ้าก่อนและหลังบูรณาการโหลดยุคใหม่ ไดอะแกรมความชันของการตกของความถี่ (Frequency Nadir)

3.2.2 กรณีศึกษา: เหตุการณ์ Large Load Disconnection

ผลกระทบที่รุนแรงที่สุดของ Data Center ต่อความถี่ไม่ได้เกิดจากการบริโภคที่เพิ่มขึ้นทีละน้อย แต่เกิดจากการ "หายไป" ของโหลดเหล่านั้นแบบทันทีทันใดในสเกลระดับพันเมกะวัตต์ (Mass Load Disconnection, MLD) กรณีศึกษาจริงสองเหตุการณ์ที่สำคัญระดับโลกได้พิสูจน์ถึงความท้าทายนี้:

กรณีที่ 1: เหตุการณ์สายส่ง Dominion Energy ขัดข้อง (กรกฎาคม 2024)

ในภูมิภาคเวอร์จิเนียตอนเหนือ (Northern Virginia) ซึ่งมี Data Center หนาแน่นที่สุดในโลก (Data Center Alley) เกิดประจุฟ้าผ่าลงบนสายส่งระดับแรงดัน 230 kV ระบบป้องกันอัตโนมัติของสายส่งพยายามเคลียร์ Fault โดยการทำ Auto-reclose (สับสวิตช์จ่ายไฟกลับเข้าสู่สภาวะเดิมหลังจากตัดวงจร) ถึง 3 ครั้ง รวมเป็นเหตุการณ์ Fault 6 ครั้งภายในเวลาเพียง 82 วินาที การกระเพื่อมของแรงดันซ้ำๆ เหล่านี้ ไปสร้างเงื่อนไขตรงกับ "3 Strikes" (เกิดแรงดันตก 3 ครั้งติดกันให้ปลดทิ้ง) ที่ติดตั้งอยู่ใน Controller ของ Data Centers บริเวณนั้น[12]

กรณีที่ 2: เหตุการณ์ Odessa, ERCOT Texas (ธันวาคม 2022)

ในรัฐเท็กซัส ภายใต้การดูแลของ ERCOT เกิดเหตุการลัดวงจรเฟสลงดิน (Single-line-to-ground fault) ระหว่างสายส่ง 138 kV ใกล้เมืองโอเดสซา แรงดันไฟฟ้าตกลงอย่างฉับพลันทั่วพื้นที่อุตสาหกรรม การตกของแรงดันนี้ทำให้กลุ่มผู้ใช้ไฟฟ้ารายใหญ่ ได้แก่ Data Center, เหมืองคริปโตเคอร์เรนซี, ปั๊มน้ำมันและก๊าซ ที่ขาดความสามารถในการทำ Fault Ride-Through ทำการตัดสวิตช์ทิ้งพร้อมกันถึงเกือบ 1,600 MW[13]

ด้วยความเป็นระบบโดดเดี่ยวของ ERCOT (ไม่มีการเชื่อมโยงระบบสมบูรณ์กับรัฐรอบข้าง) การแปรปรวนนี้ทำให้ความถี่ไฟฟ้าพุ่งทะยานจาก 60.0 Hz ไปจนถึง 60.235 Hz อย่างเฉียบพลัน และต้องใช้เวลากว่า 10 นาทีเต็มผ่านกลไกสมดุลและการแทรกแซงของการควบคุมความถี่เชิงรอง (Secondary Frequency Regulation) เพื่อจะดึงความถี่กลับมาเข้าสู่สภาวะเสถียรปกติได้[13] การศึกษาจำลองของ ERCOT ระบุชัดเจนว่าหากในเหตุการณ์นั้นมีโหลดของ Data Center มากกว่านี้ (เช่น 2,600 MW ตามแผนที่อยู่ระหว่างก่อสร้าง) ความถี่อาจพุ่งไปถึง 60.4 Hz ซึ่งจะไปกระตุ้นจุดตั้งค่าตัวป้องกันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสให้หลุดตามออกไป ทำให้สูญเสียโรงไฟฟ้าและเกิดไฟฟ้าดับในวงกว้าง (Cascading Blackout) ในที่สุด

3.2.3 Control Mode (Constant Power vs. Constant Current) ระหว่าง Ride-Through

พฤติกรรมระหว่างที่ Data Center พยายามทนทานต่อสภาวะแรงดันวิกฤต (Ride-Through) นั้นกำหนดได้ 2 ทิศทางขึ้นอยู่กับเฟิร์มแวร์ควบคุม (Firmware Control Modes):

• Constant Power Mode (กำลังไฟฟ้าคงที่): มักเป็นค่าเริ่มต้น (Default) จากโรงงานของ Server PSU เมื่อเกิด Voltage Sag ที่ 0.8 p.u. วงจรจะเพิ่มกระแสเป็น 1.25 p.u. ทันที ส่งเสริมให้ระบบพังทลายอย่างรวดเร็ว (Voltage Collapse) ขยายกรอบเวลาของ Fault Clear ให้ช้าลง
• Constant Current Mode (กระแสไฟฟ้าคงที่): ระบบควบคุมรักษากระแสไฟฟ้าไม่ให้เกินพิกัดเดิม ดังนั้นหากแรงดันเหลือ 0.8 p.u. การดึงกำลังไฟฟ้าจะลดลงเหลือ 0.8 p.u. ตามไปด้วย (พฤติกรรมนี้เป็นมิตรต่อโครงข่ายมากกว่าในช่วงแรงดันวิกฤต)

ปัจจุบัน มาตรฐานของ Grid Operators ระดับก้าวหน้า เช่น ข้อกำหนดร่างของ AESO (Alberta Electric System Operator) ได้พัฒนาโครงสร้างเพื่อบังคับให้ Large Data Centers ต้องสลับไปใช้ Constant Current Injection Mode ในระหว่างเกิดระบบไฟตก เพื่อพยุงสถานการณ์ไม่ให้เลวร้ายลง

3.3 ปรากฏการณ์ Oscillations ที่เกิดจาก Data Center

การแกว่งตัวของกำลังไฟฟ้า (Power Oscillations) เป็นปัญหาใหม่ที่นักวิจัยด้านระบบไฟฟ้าเพิ่งพ้นพบว่ามีความเชื่อมโยงโดยตรงกับพฤติกรรมของ Data Center ยุคใหม่ โดยแบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะใหญ่ๆ คือการแกว่งตัวจากชุดคำสั่งประมวลผล (Workload-induced) และการแกว่งตัวจากระบบควบคุมไฟฟ้า (Control-induced)

3.3.1 Sub-synchronous Oscillations จาก AI Training Cycles

ไม่เหมือนโหลดคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม ภาระงานการฝึกโมเดลปัญญาประดิษฐ์ (AI Training Workloads) มีรูปแบบการทำงานที่เป็นวัฏจักร (Cyclical Processing) คลัสเตอร์ GPU จะทำงานแบบซิงโครนัส โดยสลับไปมาระหว่างขั้นตอน "การคำนวณอย่างหนัก (Compute Phase)" ซึ่งกินไฟสูงสุด และขั้นตอน "การซิงค์ข้อมูล (Communication Phase)" ซึ่งกินไฟต่ำกว่ามาก วัฏจักรนี้เกิดซ้ำๆ อย่างเป็นจังหวะในระดับเสี้ยววินาทีถึงหลักวินาที (ความถี่ประมาณ 0.5 ถึง 1.5 Hz) สร้างโปรไฟล์โหลดที่เป็นพัลส์บังคับ (Persistent Forcing Function) อัดเข้าไปในโครงข่ายไฟฟ้า หากความถี่ของพัลส์บังคับนี้ไปตรงกับความถี่ธรรมชาติของระบบไฟฟ้า (Electromechanical modes) จะเกิดปรากฏการณ์กำทอน (Resonance)[14]

การจำลองบนระบบของ WECC (Western Electricity Coordinating Council) แสดงให้เห็นว่าการแกว่งตัวเรโซแนนซ์จาก AI Workload นี้สามารถกระตุ้น Inter-area Oscillations หรือการแกว่งตัวข้ามภูมิภาค ทำให้กลุ่มเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในพื้นที่ที่อยู่ห่างไกลกัน (เช่น กลุ่มภาคเหนือและกลุ่มภาคใต้) แกว่งตัวสวนทางกัน (Anti-phase swinging) ซึ่งในสภาวะเลวร้ายที่สุดอาจทำให้ระบบสูญเสียเสถียรภาพและเกิดการแยกตัวของโครงข่าย (System Separation)[15]

3.3.2 กรณีศึกษา 14.7 Hz Limit-Cycle (Control-induced)

ปัญหาความไม่คล้องจองของการควบคุมแบบอิเล็กทรอนิกส์ยังทำให้เกิดโหมดการแกว่งตัวรูปแบบใหม่ที่เรียกว่า Limit-Cycle Oscillation ในกรณีศึกษาของ Dominion Energy พบการแกว่งตัวที่ระดับแรงดันผิดปกติความถี่ 14.7 ถึง 14.8 Hz กระจายตัวเป็นวงกว้างในพื้นที่ที่มี Data Center หนาแน่น การตรวจสอบเชิงลึกพบว่าต้นตอมาจากโหมดไดนามิก 10-11 Hz ที่ซ่อนอยู่ในกลไกควบคุมของระบบ UPS[16]

เมื่อเกิดแรงดันตกเล็กน้อยซ้ำๆ บนโครงข่าย โหมด 10-11 Hz ของ UPS จะถูกกระตุ้นจนสูญเสียแรงหน่วง (Damping) ทำให้การแกว่งขยายตัวขึ้นจนไปชนขอบจำกัด (Hard limiters) ในระบบการป้องกันตัวเองของ UPS แรงดันที่กระแทกเพดานจำกัดนี้ทำให้วงจรรูปแบบทางคณิตศาสตร์ถูกกักขัง (Trapped Trajectory) กลายเป็นการแกว่งตัวแบบจำกัดวง (Limit-cycle) อย่างต่อเนื่องที่ 14.7 Hz ไปทั่วทั้งกริด สร้างภาระต่อมอเตอร์และระบบป้องกันในอาณาบริเวณนั้น[16]

3.3.3 กรณีศึกษา 23 Hz Oscillation ที่ ERCOT

อีกหนึ่งตัวอย่างของการแกว่งตัวระดับ Sub-synchronous เกิดขึ้นในระบบของ ERCOT (Texas) เมื่อ Data Center เริ่มดึงโหลดเกินระดับ 300 MW อุปกรณ์ตรวจวัดความละเอียดสูง (20 แซมเปิลต่อไซเคิล) ของโครงข่ายสามารถจับสัญญาณการแกว่งตัวที่ 23 Hz โดยมีแอมพลิจูดกำลังไฟฟ้าแกว่งขึ้นลงถึง 25 ถึง 50 MW (peak-to-peak) อย่างรุนแรง[17] การแกว่งระดับนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในละแวกใกล้เคียง (ตัวเพลาอาจเกิด Fatigue และร้าวจากการบิดตัวรัวๆ) สาเหตุท้ายที่สุดพบว่ารหัสเฟิร์มแวร์ในอุปกรณ์แปลงไฟของ Data Center ล้าหลังและทำงานเข้ากันไม่ได้กับอิมพีแดนซ์ของโครงข่าย ซึ่งแก้ไขได้ด้วยการอัปเดต Firmware ของ Power Electronics ภายในศูนย์นั้นๆ

3.4 ผลกระทบด้านการคุ้มครองระบบ (Protection System Impacts)

3.4.1 การประสานงานของระบบป้องกัน (Protection Coordination)

ระบบ Transmission Relay ของสายส่งถูกออกแบบมาให้ปลดวงจรเมื่อเกิดลัดวงจรในเวลาไม่กี่ไซเคิล ในขณะที่ระบบ Protection ภายในของ UPS ก็ถูกตั้งค่ามาให้รีบทำงาน (Transfer time) อย่างรวดเร็วมากภายในเวลาครึ่งไซเคิล (Sub-cycle) ความเร็วที่ทับซ้อนกันนี้สร้างปัญหา "Racing Condition" (การแข่งขันกันทำงาน) ระหว่างรีเลย์ของวิศวกรการไฟฟ้า และรีเลย์ของวิศวกร Data Center

ตัวอย่างเช่น หากเกิด Fault ไกลๆ การไฟฟ้าคาดหวังว่าโหลดควรจะทนทาน (Ride-through) ไปสัก 6 Cycles เพื่อให้ Zone 2 relay ตัดวงจรเฉพาะจุดที่เสียหาย แต่ UPS ของ Data Center กลับชิงตัดตัวเองก่อนใน 0.5 Cycle ทำให้การไฟฟ้าสูญเสียโหลดไปฟรีๆ ทั้งที่สามารถกู้กลับมาได้

3.4.2 การเปลี่ยนแปลงระดับ Short-Circuit

Data Center ที่มีระบบ BESS (แบตเตอรี่พ่วง UPS) จำนวนมหาศาลขนานเข้าระบบ เมื่อเกิดการลัดวงจร อินเวอร์เตอร์ทั้งหมดนี้จะป้อนกระแสลัดวงจร (Fault Current Contribution) ย้อนกลับมายังจุด PCC การบวกทะลุของกระแสเหล่านี้สามารถทำให้ค่าลัดวงจรรวมเกินพิกัดทนกระแสตัด (Interrupting Capacity) ของเซอร์กิตเบรกเกอร์ (Switchgear) เดิมที่อยู่ในการไฟฟ้า ทำให้ต้องมีการประเมินและอัปเกรดสถานีไฟฟ้าใหม่หมด

3.5 ผลกระทบเชิงระบบในบริบทของประเทศไทย (กฟผ. / EEC)

สำหรับประเทศไทย นโยบายดึงดูดการลงทุน Data Center พุ่งเป้าไปที่พื้นที่เขตพัฒนาพิเศษภาคตะวันออก (EEC) ซึ่งระบบโครงข่ายรับผิดชอบโดย กฟผ. (500 kV / 230 kV) และ กฟภ. (115 kV / 22 kV) หากประเมินยอดใบสมัครที่คาดว่ามูลค่ารวมอาจสูงถึง 3 GW ความท้าทายของระบบไทยจะอยู่ในมิติของข้อจำกัดความเฉื่อยรวม (System Inertia) ของประเทศที่กำลังลดลงจากการเข้ามาของพลังงานหมุนเวียน (Solar/Wind) อยู่แล้ว การเพิ่ม 3 GW สถาปัตยกรรมแบบ Zero Inertia ในพื้นที่กระจุกตัว (Geographical Concentration) ยิ่งทวีคูณความสุ่มเสี่ยงที่ค่าจุดต่ำสุดของความถี่ (Frequency Nadir) จะดิ่งลึกลงไปจนถึงขั้นทำ UFLS (Under-Frequency Load Shedding) ตัดไฟประชาชนหากกลุ่ม Data Center ใน EEC สั่ง CILR พร้อมกันเนื่องจากฟ้าผ่าที่สายส่ง 500 kV สายเดียว[18]

ดังนั้น โครงข่ายของไทยจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพัฒนากฎหมายข้อกำหนดทางเทคนิค (Grid Code) หรือเงื่อนไขแนบท้ายเพื่อสกัดกั้นโอกาสเกิดปัญหาเหล่านี้แต่เนิ่นๆ ซึ่งจะกล่าวถึงแนวทางทางวิศวกรรมในบทถัดไป