發電企業數據中心新技術研究與應用

晉世仲

摘 要 通過對國內國際數據中心建設方面的新技術、新設計理念以及建設經驗的梳理，對國內大型能源行業數據中心建設新技術應用分析，結合發電企業業務需求及現場實際條件開展技術經濟分析，通過安全、綠色、智能、高可用的云數據中心建設，把計算單元、存儲器、I/O設備、帶寬等IT基礎設施及操作系統、數據庫、中間件、開發平臺集中成一個虛擬化資源池，為發電企業一體化平臺建設提供易擴展及管理企業私有云服務。

【關鍵詞】發電企業 數據中心 新技術

隨著業務的發展，數據中心的問題與日俱增，數據中心管理者所面臨的壓力和挑戰也越來越大，企業業務的不斷調整和改變讓數據中心總體架構面臨極大的壓力，有限的物理空間讓數據中心擴張性和靈活性有所限制，虛擬化的欠缺讓數據中心資源調配能力有限，復雜多變的環境讓數據中心管理效率低下，高居不下的耗電量讓數據中心能源成本迅速上升，數據中心的建設無法滿足業務發展的需求，這些都要求數據中心管理者通過有限的預算使數據中心運行更加高效、可靠。

1 綠色數據中心

在低碳的潮流下，數據中心也會在相關的領域有所作為。數據中心可以采用新能源如：太陽能，風能等；或采用熱回收裝置，產生熱水，作為生活，洗澡，游泳池等用途，降低整個系統的碳消耗；在高緯度地區建設數據中心或使用雙冷源空調機組，充分利用自然冷源來降低機房空調能源消耗；使用下一代低能耗服務器、使用虛擬化技術提升設備利用率等方式降低設備消耗、空調能耗及機房空間占用。

1.1 自動空調室外機噴淋裝置

安裝自動噴淋降溫裝置，包括儲水箱、增壓機構、控制閥和霧化噴頭，通過在冷凝器的翅片下方安裝霧化噴頭，實現對空調室外機定期清潔。

1.2 電廠除鹽水利用

本數據中心建設在化學水車間樓上，建設專用引水管道，將除鹽水引到各空調加濕設備及專用濕膜加濕器，防止管道及加濕罐結垢，減少相關設備更換頻率及維護次數，提高加濕效率。

1.3 濕膜加濕

濕膜加濕器原理是將潔凈水通過供水管路送至加濕器頂部淋水器，水在重力作用下，沿濕膜表面向下滲透被吸水性極佳的濕膜材料充分吸收，形成均勻的水膜，當干燥的空氣通過濕膜材料時，水分子充分吸收空氣中的熱量而汽化，蒸發，從而使空氣的濕度增加，形成濕潤的空氣。在加濕過程中，空氣的濕度增加，溫度下降，但空氣的焓值保持不變耗電遠遠低于傳統的電極和遠紅外加濕。

1.4 采取封閉冷通道方式

制冷系統可以設置為更高的送風溫度（因此能夠節能和增加制冷容量）而仍然可滿足IT負載的安全運行溫度。不采用氣流遏制系統的房間級制冷系統所設置的送風溫度則要比IT設備所要求的溫度低得多，以防止局部過熱點的產生。產生局部過熱點的原因是在冷風離開制冷設備到達IT機柜前的過程中，熱量被帶入冷風引起溫升。采用氣流遏制系統允許提高冷風的送風溫度，以及到達制冷裝置的回風溫度盡可能的高。較高的回風為溫度有助于提升冷卻盤管的熱交換，從而提高制冷容量和整體的能效。

1.5 LED智能照明

只需要極低的能源，傳感器連接著LED的燈具，通過檢測數據中心的人在途徑的路程，可以進行細微的調光控制，燈光可以平穩的過度，使數據中心的工作人員獲得最佳的舒適度。

2 模塊化數據中心

模塊化數據中心一個非常有競爭力的方向是集裝箱數據中心。集裝箱數據中心在國外已經大規模部署，如Ggoole，Microsoft等均已部署了集裝箱數據中心。集裝箱數據中心作為一種典型的模塊化數據中心，其既有模塊化數據中心的優勢，又具有快速部署、工廠組裝、運輸方便、低成本、搬運方便等特點。

2.1 模塊化機房

數據中心使用的所有設備采用模塊化設計是新一代數據中心的發展趨勢，包括服務器、存儲設備、網絡設備、UPS系統和空調系統，這些設備、便于維護、可重復配置、部署迅速、便于容量擴展、采購周期短等。

2.2 模塊化行間智能UPS

模塊化UPS包括整流器、逆變器，有些還包括靜態旁路開關及附屬的控制電路、CPU主控板等。模塊化的最大優點是能夠提高系統的可靠性和可用性，任何一個模塊出現故障并不會影響其他模塊的正常工作，而且可通過熱插拔特性縮短系統的安裝和修復時間，還可以隨時根據需要進行動態擴展，有效保護用戶投資。設置在行間有效縮短布線距離，智能化供電可隨時掌控各機柜電流電壓用電負荷。

2.3 行間空調

也叫列間空調，是放在服務器機柜列間，靠近熱源直接散熱的設備；因為靠近熱源，空調的回風溫度高，使得其能效比非常好。

3 云計算數據中心

虛擬化技術近年來在數據中心已經得到了廣泛的應用，虛擬化提高了設備的利用率，降低了用戶的投資成本和能耗。虛擬化技術已經從服務器擴展到了網絡設備和存儲設備。虛擬化技術發展的重點將更多地集中在如何提供必需的智能和彈性以提高虛擬數據中心的效率和靈活性。

3.1 服務器虛擬化

數據中心虛擬化通過實現業務平臺和IT硬件資源的解耦，通過在一臺物理機上運行多個虛擬機和應用，改變一個應用獨占一臺服務器的低效業務煙囪模式。企業實施IT基礎架構虛擬化可以大幅提升IT資源利用率、實現資源動態分配和縮短業務發布時間，可以幫助企業從容應對市場的快速變化。

3.2 統一數據庫平臺

統一數據庫、云數據庫是建設云數據中心基礎，通過一體化平臺建設，開展統一數據庫建設，確保一體化平臺數據庫統一的同時逐步將其他業務系統（比如ERP、檔案）數據庫進行整合。硬件構架上可以使用ORACLE數據庫一體機（四分之一配置），也可以使用X86服務器構建高可用數據庫平臺。

3.3 備份容災中心

采用支持異構環境的主流企業級備份軟件構建發電企業統一備份平臺，容災中心部署同步盤陣、虛擬化服務器平臺，實現應急情況下核心應用系統容災及監管中心等就地數據查詢和報表分析。

3.4 網絡核心虛擬化

數據中心部署兩臺支持網絡虛擬化的核心交換機及對應的接入交換機，建設萬兆骨干、千兆接入、全冗余網絡構架；同時為配合服務器虛擬化建設，為服務器虛擬化配置支持萬兆的接入交換機，避免網絡成為系統運行瓶頸。

3.5 下一代安全防護

數據中心部署具備“基于用戶防護”、“面向應用安全”、“高效轉發平臺”、“多層級冗余架構”、“全方位可視化”、“安全技術融合”六大功能下一代安全防護體系，利用下一代安全防護進行安全域隔離，通過策略阻止網絡及應用層面攻擊行為，確保系統安全。同時在數據中心出口部署支持防Ddos攻擊的應用級負載均衡設備。在互聯網出口部署下一代安全防護（含病毒防護、入侵檢測、行為分析等功能）及專業WAF、上網行為管理設備。

4 智能監控、無人值守數據中心

相比傳統的企業IT領域，以互聯網應用為核心的消費IT，可視化管理在數據中心管理領域還處于較淺的應用層次。與數據中心可視化管理相關的三維建模、圖形數據庫、虛擬現實等技術已經在消費IT領域得到驗證。通過完備的可視化管理手段及數據中心全冗余構架設計，使運維人員可實時監控數據中心運行情況，開展遠程運維操作、故障遷移，實現無人值守，全員值班。

可視化遠程管理：數據中心管理系統的主要組成部分，數據中心可視化管理覆蓋了從物理機房、基礎設施、資源平臺、業務應用和管理的各層管理對象，整合了靜態的描述信息和動態的運行信息，從不同維度、不同層次反映數據中心的實時運行情況和歷史發展趨勢。結合消防報警、安防監控系統之間的聯動控制，提高數據中心運行可靠性、穩定性及智能化管理水平。

5 結論

通過對國內國際數據中心建設方面的新技術、新設計理念以及建設經驗的梳理，對國內大型能源行業數據中心建設新技術應用分析，指導發電企業數據中心設計工作，在提升機房運行可靠性的同時，大大降低機房能源消耗，降低PUE值；同時借助網絡虛擬化、服務器虛擬化、存儲虛擬化、數據庫統一化及管控智能化、安全規范化，大大提升網絡及服務器資源運行效率，減少服務器等硬件設備購置、維修投入及機房空間、空調、電源占用。從而樹立綠色環保、智能領先的良好企業形象。

參考文獻

[1]蔡沛霖，夏傳鯤.淺談電力企業綠色數據中心建設[J].才智，2011（18）.

[2]林楠，綠色數據中心的發展趨勢及建設[M].中國電機工程學會電力行業信息化年會，2012.