數據中心配電能效精細化建設策略研究與趨勢分析

摘要：通過分析用戶需求、建設和運維等多方對數據中心建設的要求；結合國家政策、數據中心發(fā)展趨勢，創(chuàng)新性地引入關鍵因素多角度分析法。同時系統(tǒng)性地提出數據中心高質量發(fā)展中如何進行精細化建設的策略。

關鍵詞：數據中心；數字化；精細化；上架率；PUE

0引言

近年來，全球數字化轉型帶來了數據的爆炸式增長。數據中心作為數據的載體，承載了千行百業(yè)數字化轉型信息系統(tǒng)基礎的重任。在國家十四五規(guī)劃、新基建、東數西算與行業(yè)數字化的驅動下，數據中心進入持續(xù)高速發(fā)展期；同時也正由高速發(fā)展向高質量發(fā)展全面演進。數據中心需面對需求多樣化、質量高要求、運營智能化和建設綠色低碳等多種重要因素，其精細化建設變得越來越重要。

1需求分析

數據中心的精細化建設需要對政策與趨勢、用戶需求和建設與運維要求進行綜合分析。

2安科瑞數據中心綜合能效管理系統(tǒng)

2.1數據中心精密配電監(jiān)控系統(tǒng)

2.1.1主頁及系統(tǒng)介紹

開機進入主頁，包含進線參數、開關狀態(tài)、出線參數、報警查詢等功能，按按鈕可進入各功能界面查看。

數據中心IT服務器配電傳統(tǒng)采用精密配電柜，占用空間較大，配電線纜多，新增設備不便，為了節(jié)省面積，智能小母線方案由于不占用機房面積、可按需靈活插拔，受到很多數據中心的青睞，被越來越多的應用。

安科瑞智能母線監(jiān)控產品分為交流和直流母線監(jiān)控兩類，包括始端箱監(jiān)測模塊、插接箱監(jiān)測模塊以及觸摸屏，另外還可以搭配母線槽連接器紅外測溫模塊用于監(jiān)測母線槽的運行溫度，確保母線槽配電安全。通過標準網線手拉手簡單組網，可以實現任意插接箱檢修或更換時不影響其他在線運行的插接箱的數據上傳通訊。

2.1.2系統(tǒng)硬件配置

3.變電站運維系統(tǒng)

3.1系統(tǒng)結構及介紹

Acrel-1000變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設備組成，并用分層、開放式網絡系統(tǒng)實現連接。站控層設備包括監(jiān)控主機，提供站內運行的人機聯(lián)系界面，實現管理控制間隔層設備等功能，形成全站監(jiān)控，并與遠方監(jiān)控、調度通信；間隔層由若干個二次子系統(tǒng)組成，在站控層及站控層網絡失效的情況下，仍能獨立完成間隔層設備的就地監(jiān)控功能。

針對工程具體情況，設計方案具有高可靠性，易于擴充和友好的人機界面，性能價格比*，監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層兩部分組成，采用分層分布式網絡結構，站控層網絡采用TCP/IP協(xié)議的以太網。站控層網絡采用單網雙機熱備配置。

3.2.系統(tǒng)硬件配置

3.3智能小母線監(jiān)測系統(tǒng)

3.3.1系統(tǒng)概述

數據中心IT服務器配電傳統(tǒng)采用精密配電柜，占用空間較大，配電線纜多，新增設備不便，為了節(jié)省面積，智能小母線方案由于不占用機房面積、可按需靈活插拔，受到很多數據中心的青睞，被越來越多的應用。

安科瑞智能母線監(jiān)控產品分為交流和直流母線監(jiān)控兩類，包括始端箱監(jiān)測模塊、插接箱監(jiān)測模塊以及觸摸屏，另外還可以搭配母線槽連接器紅外測溫模塊用于監(jiān)測母線槽的運行溫度，確保母線槽配電安全。通過標準網線手拉手簡單組網，可以實現任意插接箱檢修或更換時不影響其他在線運行的插接箱的數據上傳通訊。

3.3.2系統(tǒng)硬件配置

3.4蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)

3.4.1系統(tǒng)介紹

安科瑞公司ABAT系列鉛酸蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)是在線電池監(jiān)測產品，可以提前對失效的鉛酸蓄電池進行預警及電池均衡，符合ANSI/TIA-942標準要求。

??該系統(tǒng)具有監(jiān)測電池的電壓、內阻與內部溫度功能，安裝、維護與接入非常方便。系統(tǒng)主要由ABAT-S模塊、ABAT-C模塊及ABAT-M采集器組成，可通過采集器查詢告警與實時數據、設置參數等，可選配監(jiān)測平臺實現網絡化集中管理。

3.4.2系統(tǒng)硬件配置

3.5動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)

3.5.1系統(tǒng)介紹及功能

通過數據中心動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，實現了對數據中心的門禁狀態(tài)、水浸狀態(tài)，煙霧狀態(tài)，視頻狀態(tài)，環(huán)境狀態(tài)，高低壓配電狀態(tài)，設備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，并進行實時報警，保障數據中心正常運行，避免運行環(huán)境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員安全，延長設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過高。同時實現動環(huán)監(jiān)控并對各用能耗能進行能效分析，幫助用戶實現用能效率的優(yōu)化。

系統(tǒng)功能

1）展示當前數據中心總能耗，IT能耗，空調能耗，及其他能耗并且計算出當前數據中心實時PUE值，通過儀表盤形式直觀展示。

2）選擇查看數據中心的中低壓配電系統(tǒng)主接線圖，并在一次圖顯示配電系統(tǒng)當前遙測、遙信數據和狀態(tài)。實時監(jiān)測各配電柜的電壓、電流等電力參數，變電站的溫濕度、煙感、水浸、門禁等環(huán)境情況。

3）電氣接點溫度實時監(jiān)測，斷路器觸頭、觸臂、母排和線纜連接等位置安裝無線測溫傳感器監(jiān)測接點溫度，便于提前發(fā)現溫度異常導致的事故。

4）監(jiān)測各變壓器各項參數，包括負載率、頻率、功率因數、三相不平衡度等，并且顯示歷時曲線圖，數據實時變化。幫助用戶直

5）電能質量在線監(jiān)測，可以監(jiān)測電流和電壓諧波畸變率、電壓暫升暫降暫中斷等暫態(tài)事件記錄、ITIC容忍曲線等

6）系統(tǒng)采集UPS輸入、輸出端和旁路三相電壓、電流、有功功率、功率因數頻率，同時監(jiān)測UPS溫度、蓄電池電壓、當前負載下的剩余時間等數據。

7）展示單體電池電壓、內阻和溫度，預測電池帶載時剩余時間，每節(jié)電池數據均可以設置異常報警，及時發(fā)現蓄電池異常。

8）展示精密配電柜內進線和饋線回路電氣參數，包括電流電壓功率電能以及開關狀態(tài)，并可以對數據進行報警設置和分級，數據取自精密配電柜測量模塊。

9）展示智能小母線的始端箱和插接箱電氣參數，包括電流電壓、開關狀態(tài)、插接點溫度，并對數據進行報警設置和分級。

10）通過平面圖顯示數據中心能源分布，設備分布情況，并顯示設備能耗數據，點擊平面圖上設備可以進入具體設備監(jiān)控界面。

11）實時顯示當前數據中心PUE值以及歷史PUE曲線。并且顯示各分項用能的用能情況及用能排行。監(jiān)測各變壓器運行及負載情況，給出本月變壓器輸出電能排行。

12）顯示電能消耗日/月/年報表，并可對具體回路選擇曲線圖、餅圖進行展示。對數據中心用電數據進行同比、環(huán)比分析比較，查看用電趨勢。

13）監(jiān)測精密空調的回風溫濕度，出回水溫度，并可以設定精密空調的溫濕度，達到更好的控制效果。

14）監(jiān)測數據中心溫濕度、開關門、水浸、煙霧、噪聲、氣體濃度狀態(tài)等參數。曲線圖直觀明了，同時支持歷史數據查詢

15）通過列表顯示各類報警事件數量，通過柱狀圖顯示逐日報警數量，提供報警總數以及增長趨勢。

16）維管理功能，可針對數據中心各主要設備進行巡檢派工，消缺，搶修等維護工作。

4結語

我國的數據中心正向新型數據中心演進，數據中心的建設也面臨了市場、技術、運營和維護等多方的新要求。其中建設方案和策略的選擇對投資和運營影響巨大，因此，需要重視提高數據中心建設的精細化水平。通過加強建設管理，才能更好地在確保綠色和安全的前提下，應對用戶需求的新變化；并為用戶提供泛在、智能、可持續(xù)的云服務能力，承載更多行業(yè)的數字化轉型需求。