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數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)及監(jiān)控產(chǎn)品選型

更新時(shí)間:2022-01-21      瀏覽次數(shù):621

 艾優(yōu)花

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801摘要:時(shí)代的進(jìn)步帶動(dòng)了各行業(yè)突破式的發(fā)展,為各行業(yè)帶去了高新的科技技術(shù),尤其是以信息技術(shù)為依托的數(shù)據(jù)中心自動(dòng)化管理系統(tǒng)。隨著總體資源的逐步耗盡并沒(méi)有找到相應(yīng)的替代產(chǎn)品問(wèn)題的日益嚴(yán)峻的問(wèn)題,社會(huì)整體發(fā)展中考慮的首要因素便是節(jié)能。數(shù)據(jù)中心自動(dòng)化運(yùn)維管理中涉及眾多的供配電體系,若在該體系中將節(jié)能系統(tǒng)深入滲透,對(duì)于國(guó)家的整體資源規(guī)劃和社會(huì)環(huán)境的整體效益有著深遠(yuǎn)的意義。關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)研究 

0引言

        眾多企業(yè)中應(yīng)用的數(shù)據(jù)中心自動(dòng)化運(yùn)維管理是其提高整體管理效率的主要?jiǎng)恿?,所以保證數(shù)據(jù)中心自動(dòng)化運(yùn)維管理功能的持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)揮作用是關(guān)鍵環(huán)節(jié),所以保證數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理的供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定并應(yīng)用先進(jìn)的節(jié)能措施,為企業(yè)的整體發(fā)展降低成本,提升運(yùn)維效率,行業(yè)內(nèi)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文通過(guò)分析供配電系統(tǒng)應(yīng)用節(jié)能措施面臨的眾多問(wèn)題,并提出相應(yīng)的解決措施,為數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的節(jié)能提供參考。1數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀        數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理的供電系統(tǒng)包含電源系統(tǒng)、輔助設(shè)備和配套設(shè)備組成數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理是以計(jì)算機(jī)為載體,信息技術(shù)為依托的先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理技術(shù),隨著數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)規(guī)模的升級(jí),相應(yīng)的硬件設(shè)施的數(shù)量也隨之增加,從而使得電量需求迅速變大。且城市是用電密度較大的地區(qū),數(shù)據(jù)中心的用電規(guī)模占了很大比例。據(jù)可靠數(shù)據(jù)分析,眾多一線城市或者IDC(InternetDataCenter,互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)商業(yè)活動(dòng)較為頻繁的地區(qū),數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理的電能消耗占總體電能消耗的百分之二十五,甚至有的地區(qū)已經(jīng)超過(guò)百分之五十,比如北京。此外,還有眾多企業(yè)規(guī)模較大,數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理一直沿用電能消耗高的UPS(UninterruptiblePowerSupply,不斷電系統(tǒng)),給數(shù)據(jù)中心的能源消耗加重了負(fù)擔(dān)

2設(shè)計(jì)需求

        據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析研究,可以得出數(shù)據(jù)中心的節(jié)能設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)以下幾方面的因素:2.1按照容錯(cuò)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置硬件設(shè)施        傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)維過(guò)程中常常因?yàn)橥獠侩娫唇K端以及誤動(dòng)拒動(dòng)等問(wèn)題出現(xiàn)而導(dǎo)致運(yùn)行中斷,所以該供配電系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)置嚴(yán)格的容錯(cuò)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),防止此類(lèi)事情的發(fā)生。2.2不間斷電源系統(tǒng)配置該系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格按照2N標(biāo)準(zhǔn)配置電池,且具有連續(xù)使用的時(shí)間至少在15分鐘以上。

3數(shù)據(jù)中心電源系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

        本環(huán)節(jié)將對(duì)數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理的電源系統(tǒng)展開(kāi)敘述。3.1評(píng)價(jià)指標(biāo)        PUE(PowerUsageEffectiveness,電源使用效率)在數(shù)據(jù)中心的供配電系統(tǒng)中提供給數(shù)據(jù)中心供配電工作者直觀的電能消耗狀態(tài),為其整體的供配電管理工作提供指導(dǎo)依據(jù),在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)日益進(jìn)步過(guò)程中受到了廣泛關(guān)注。供配電系統(tǒng)主要包含IT主設(shè)備負(fù)載效率、空調(diào)系統(tǒng)及供配電系統(tǒng)三方面。3.2電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)        目前,企業(yè)數(shù)據(jù)中心常采用大規(guī)模的服務(wù)器和小型機(jī),但是其使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)電源不穩(wěn)定影響網(wǎng)絡(luò)工作的安全性,所以對(duì)電源系統(tǒng)研究出更佳的配置方案。綜合數(shù)據(jù)中心運(yùn)行規(guī)范,將數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理的供配電系統(tǒng)分為高壓直流電供配電系統(tǒng)和交流供配電系統(tǒng)。3.3高壓直流供配電系統(tǒng)        隨著數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理的不斷優(yōu)化,行業(yè)內(nèi)的工作者通過(guò)大量的實(shí)踐和分析數(shù)據(jù)工作,得出HVDC(High-VoltageDirectCurrent,高壓直流)電源供配電系統(tǒng)的工作效率較高,適用于現(xiàn)階段對(duì)于數(shù)據(jù)中心節(jié)能的要求,為數(shù)據(jù)中心的節(jié)能工作帶來(lái)了新的發(fā)展局面。因HVDC供配電系統(tǒng)的電池直接接入服務(wù)器輸入端,不需要額外的設(shè)別或者處理,就可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的供電這一強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),且擴(kuò)容環(huán)節(jié)的后期維護(hù)更加簡(jiǎn)便易操作而得到廣泛的運(yùn)用。HVDC供配電系統(tǒng)的應(yīng)用,僅在線路系統(tǒng)和電上電能有損耗,切實(shí)降低了PUE的數(shù)據(jù)值,提升了系統(tǒng)運(yùn)行的供電效率,推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心供配電中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)步。如2016年,天津電力公司用電客戶(hù)系統(tǒng)在停電1小時(shí)內(nèi)的情況下,供電效率高達(dá)99.9%。3.4模塊交流電系統(tǒng)        在UPS供配電系統(tǒng)的使用中,經(jīng)常會(huì)因該系統(tǒng)負(fù)載率較低的情況而引發(fā)的供電系統(tǒng)運(yùn)行中斷等問(wèn)題,給整體的數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理該來(lái)了很大的不便。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)將模塊化概念引入U(xiǎn)PS供配電系統(tǒng)的節(jié)能改造工程中,有助于該供配電系統(tǒng)的整體節(jié)能優(yōu)化效果的提升。UPS供配電系統(tǒng)通過(guò)模塊化改進(jìn),冗余的電能資源可以同時(shí)保證多臺(tái)設(shè)備的正常運(yùn)行,還可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行電源容量的優(yōu)化,使得UPS供配電系統(tǒng)的工作效率和安全性得到大程度的提升,關(guān)鍵的是可以切實(shí)降低能源的過(guò)度使用,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的節(jié)能目的。3.5優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)        出了以上量方面的改造,空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施也要進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整,在以上基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升供配電的節(jié)能目的。在數(shù)據(jù)中心的實(shí)際運(yùn)維管理中,采取集中式冷凍水型恒溫恒濕空調(diào),架空地板,準(zhǔn)確下送風(fēng),充分利用自然風(fēng),提高對(duì)資源的優(yōu)化配置和利用率,以此來(lái)減少能源過(guò)度消耗。同時(shí)還要對(duì)機(jī)房溫度進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置,劃分區(qū)域準(zhǔn)確供冷,來(lái)實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能目標(biāo)。而在空調(diào)各種功能中,加濕是一項(xiàng)耗能較高的功能,所以可靠將其取消掉,降低空調(diào)的整體能耗,從細(xì)節(jié)上提升整體供配電的節(jié)能效果。

4安科瑞列頭柜及監(jiān)測(cè)產(chǎn)品介紹

        隨著數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展,數(shù)據(jù)中心能耗問(wèn)題也越來(lái)越突出,可靠的數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)方案,是提高數(shù)據(jù)中心電能使用效率,降低設(shè)備能耗的有效方式。        AMC系列數(shù)據(jù)中心精密配電系統(tǒng)是針對(duì)數(shù)據(jù)機(jī)房末端設(shè)計(jì)的,能夠綜合采集所有能源數(shù)據(jù)的智能系統(tǒng),為交直流電源配電柜提供電參量信息,并可通過(guò)通訊將數(shù)據(jù)上傳到動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)機(jī)房的實(shí)時(shí)監(jiān)控和有效管理,為實(shí)現(xiàn)綠色I(xiàn)DC提供可靠保證。4.1精密配電管理解決方案4.1.1交流系統(tǒng)1)功能要求:        遙測(cè):輸入分路的三相電壓、三相電流、有功功率、有功電度;輸出分路的單相電壓、單相電流、有功功率、有功電度;        遙信:輸入分路的過(guò)壓/欠壓,缺相,過(guò)流,輸入分路和輸出分路的開(kāi)關(guān)狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計(jì),實(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的越限報(bào)警功能。2)配置方案-示意圖配置方案多功能儀表PZ72L-E4電流互感器AKH-0.66-30I-XXA/5A4.1.2直流系統(tǒng)1)功能要求        遙測(cè):輸入分路的電壓、電流、功率、電度;        遙信:輸入分路的過(guò)壓/欠壓,輸入分路的熔絲狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計(jì),實(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的越限功能。2)配置方案-示意圖配置方案多功能儀表PZ72L-DE  霍爾傳感器AHKC-F-XXA/5V開(kāi)關(guān)電源SBD-30(48V) 4.2產(chǎn)品規(guī)格說(shuō)明:■為標(biāo)配功能。 4.3配套附件 

5安科瑞母線槽監(jiān)測(cè)產(chǎn)品介紹

5.1概述        數(shù)據(jù)中心小母線系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心末端母線供配電系統(tǒng)的俗稱(chēng)。近年來(lái),隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)的快速發(fā)展和更高需求,智能小母線系統(tǒng)逐漸被應(yīng)用于機(jī)房的末端配電中,具有電流小、插接方便、智能化程度高等特點(diǎn),即插式插接箱給各個(gè)機(jī)柜內(nèi)的PDU分配電。始端箱和插接箱內(nèi)可設(shè)置監(jiān)測(cè)模塊,將數(shù)據(jù)上傳至動(dòng)環(huán)監(jiān)控中心。5.2 AMB智能小母線管理系統(tǒng)1)交流系統(tǒng)功能:        遙測(cè):三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、有功電能、無(wú)功電能、電纜溫度,系統(tǒng)頻率、零序電流、零地電壓、漏電流、機(jī)柜溫度、機(jī)柜濕度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電壓/電流諧波含量、電流/功率;        遙信:過(guò)電流2段閥值越限、過(guò)/欠壓、過(guò)功率告警、缺相、過(guò)頻率、欠頻率越限、零地電壓、零線電流、溫/濕度告警,開(kāi)關(guān)狀態(tài)、開(kāi)關(guān)跳閘;2)直流系統(tǒng)功能:        遙測(cè):電壓、電流、功率、電能、電纜溫度、漏電流、機(jī)柜溫度、機(jī)柜濕度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流/功率;        遙信:過(guò)電流2段閥值越限、過(guò)/欠壓、過(guò)功率告警、缺相、溫/濕度告警,開(kāi)關(guān)狀態(tài)、開(kāi)關(guān)跳閘; 5.3產(chǎn)品介紹 

        說(shuō)明:■為標(biāo)配功能。

6結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)如今,全球變暖的問(wèn)題日益嚴(yán)峻,能源消耗是國(guó)家和民眾關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題,各行業(yè)如何采取先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)實(shí)現(xiàn)綠色工程的目的,成為行業(yè)內(nèi)關(guān)注的問(wèn)題。數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理的供配電系統(tǒng)作為現(xiàn)代企業(yè)*的必要手段,如何將傳統(tǒng)的高能耗局勢(shì)逐漸扭轉(zhuǎn),是現(xiàn)如今火熱的話(huà)題。在新時(shí)代,通過(guò)不斷創(chuàng)新,將綠色低能耗的理念逐漸滲透進(jìn)供配電系統(tǒng),優(yōu)化電源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的整體節(jié)能目標(biāo),助力我國(guó)的能源事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

【1】孫海峰.基于自然冷源的數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)節(jié)能潛力的分析[J].發(fā)電與空調(diào),2016(04):69-73

【2】王煒.數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì).

【3】安科瑞數(shù)據(jù)中心IDC配電監(jiān)控解決方案.2020.03版.

【4】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè).2020.06版.


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