數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

王煒

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有找到相應(yīng)的替代產(chǎn)品問題的日益嚴(yán)峻的問題，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

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)問題。本文通過分析供配電系統(tǒng)應(yīng)用節(jié)能措施面臨的眾多問題，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增大。且城市是用電密度最大的地區(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（bternet Data Center，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（Uninterruptible Power Supply，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)維過程中常常因?yàn)橥獠侩娫唇K端以及誤動(dòng)拒動(dòng)等問題出現(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。

2.3 發(fā)電機(jī)選擇

發(fā)電機(jī)備用電源首選柴油式，根據(jù)實(shí)際靈活變動(dòng)。

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)的工作者通過大量的實(shí)踐和分析數(shù)據(jù)工作，得出HVDC（High-Voltage Direct Current，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)和配電上電能有損耗，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)行中斷等問題，給整體的數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理該來了極大的不便。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，通過將模塊化概念引入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，精確下送風(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，以此來減少能源過度消耗。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)域精確供冷，來實(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 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)如今，全球變暖的問題日益嚴(yán)峻，能源消耗是國(guó)家和民眾最為關(guān)注的熱點(diǎn)問題，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)最為關(guān)注的問題。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)不可或缺的必要手段，如何將傳統(tǒng)的高能耗局勢(shì)逐漸扭轉(zhuǎn)，是現(xiàn)如今最火熱的話題。在新時(shí)代，通過不斷創(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)

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