數據中心機房機柜配電新模式探討

周志糯

（海南電網有限責任公司信息通信分公司，海口 510203）

0 引言

作為企業的信息中心樞紐，數據中心本身是一個較為專業的輔助型綜合設施，其承載了大量的企業核心信息。就信息服務器類型來看，這些服務器不僅包含計算機系統及配套設施，而且包含數據通信鏈接、環境控制、監控設備、安全設備等諸多單元，實現這些單元設備的協調運作，能為企業的經營和長遠發展創造良好條件。配電系統是數據中心最為關鍵的管理環節之一，當配電系統出現供電質量不高或者斷電問題時，數據中心機房的服務器就會出現宕機風險，這不僅會造成數據中心服務器自身的損壞，還容易造成企業經營數據丟失，給企業帶來較大的經營風險和經濟損失。基于此，在數據中心機房配電系統管理中，有必要進行機柜配電模式的不斷優化。

1 數據中心機房機柜配電的目標要求

信息時代下，人們對數據中心機房機柜配電工作提出了較高的質量要求，在數據中心機房配電系統整體規劃中，基于三維建模技術，構建機房智能運維體系已經成為數據中心機房機柜配電的重要目標。在智能配電模式下，數據中心機房管理人員不僅能實現機房基礎設施的高效配置，還能實現機房冷量、容量、配線、配電動力系統、消防、機房信息（動環）、資產等要素的可視化管理。此外，基于三維建模技術下的智能配電模式和運維突襲，工作人員能實現信息系統IT 邏輯架構和物理架構的在線管理，這創建了數圖一體化的管理模式，有效地提升了架構圖的可用性和數據中心機房機柜配電的可靠性。值得注意的是，在新時期，基于智能化手段建設的智能配電系統，其還應具有集成監控告警的功能，即通過監控告警信息與應用架構的結合，工作人員能迅速地發現并定位數據中心機房機柜配電系統的故障，隨后及時進行故障處理，有效地縮小故障的影響范圍，確保整個數據中心機房機柜配電的穩定性、安全性。

從本質上講，基于三維建模技術，構建智能配電模式和運維體系是數據中心機房機柜規范化、現代化應用管理的內在要求，其本身是一個信息機房基礎設施設備從“電子化”向“數字化”轉型的過程，通過這一轉變，能有效地提升企業電網信息資源管控能力、系統維護能力和 故障處理能力，這對于企業信息系統的高效、安全、穩定、可靠運行具有積極作用［1］。

2 數據中心機房機柜傳統配電模式分析

2.1 數據中心機房機柜傳統配電方案

企業生產經營中，數據中心充當著信息中心樞紐的作用，在數據中心配電管理中，傳統的配電方案多采用精密配電柜配電，在行業內容部，人們又習慣性地將這種配電方式稱之為精密列頭柜配電。從數據中心機房配電應用效果來看，其配電方式以數據中心機房能源末端為基礎，然后進行綜合分配和能源采集，該系統所采集的能源信息會上傳到數據中心服務器，并上傳到顯示單元，這不僅為機柜中的IT/CT 設備提供電能和能源數據參考，而且為工作人員實時掌握電能參數和質量提供了有效依據。基本上滿足了企業數據對于配電系統的應用需要［2］（見圖1）。

由圖1 可知，在傳統機房配電模式下，為滿足配電應用需要，人們會在機柜的始端放置一個列頭柜，該配電柜將高集成、高可靠性的計算機主板作為核心，實現系統運行參數的有效監控。并且相比于之前的配電模式，列頭柜的使用有效地節省了配電柜的使用空間，滿足了配電與監控的雙重需要。

2.2 數據中心機房機柜配電問題分析

信息化時代下，企業數據中心的信息內容更加復雜，這使配電設備逐漸多樣化，配電質量要求也愈發嚴格。傳統的列頭柜配電模式采用一對多的配電拓撲結構，其雖然能滿足基本的配電需要，然而列頭柜在生命周期成本、空間利用和實用性層面仍有待優化。

從生命周期成本來看，企業中心機房配電柜配電設計中，用戶對配電設備設計容量、預計負載量以及實際負載量之間的設計存在較大差異，有較多數據機房建成且使用時間超5 年，其實際的負載量卻未能達到設計容量的50%，這使得資源浪費現象較為明顯。而在空間利用層面，列頭柜配電模式雖然能起到節省使用空間的效果，但當前列頭柜配電模式的應用仍然未能達到預期的空間利用目標。這要求人們在列頭柜配電模式應用中，應深化互聯網技術（Internet Technology，IT）服務器的小型化研究，進一步提高設備的空間利用率。此外，企業經營模式的轉型升級較快，這使得在數據機房中心建設中，還應對和數據機房建設的模式進行優化。若采用傳統2～3 年的控制周期來建設數據機房，則數據機房建設完成后，其極有可能已經落后于企業的經營發展現狀，這會使數據中心機房配電柜配電的效率降低。針對這些情況，在進行機房配電柜建設中，還應注重對適用性這一核心要素的有效分析，即應盡可能地縮短數據機房中心的建設周期，同時應提升數據機房中心建設的前瞻性，不斷提升其實際應用效果。

3 數據中心機房機柜配電新模式應用

3.1 項目概況

海南電網有限責任公司在經營發展中，企業信息化建設的層級不斷升高，數據中心機房IT 設備、計算資源、存儲資源、網絡資源等設備的用量不斷增大，面對較為復雜的信息系統架構和IT 環境，企業既有的精密配電柜配電模式已難以適應企業業務經營和管理需要。為實現本企業信息機房基礎設施設備從“電子化”向“數字化”轉型，海南電網有限責任公司開始布局建設智能配電系統，以此來實現異地多機房的智能運維管控。

3.2 配電新模式設計

3.2.1 構架設計

構架設計是數據中心機房機構智能配電系統設計的基礎性內容。在海南電網智能配電結構建設中，電力工作人員首先對機柜、配電柜、空調、機位等設備使用的內部環境進行分析，同時考慮IT 設備、端口連線、管路等資源的三維展現和管理。出于這一建設需要，該企業構建了三維建模的模型庫，隨后研究信息系統物理架構和邏輯架構，然后將內部配電網絡與外部系統集成，以實現配電系統的在線管理和智能運維。

3.2.2 系統功能

功能設計與研究是整個智能配電系統建設的核心所在［3］。新時期，海南電網智能配電系統的功能設計包括以下內容。其一，整個系統應具有異地機房作業、機柜門鎖狀態遠程監控職能，同時利用該系統實現配電結構的故障模擬和分析；其二，智能配電系應實現整個應用場景的配置統計，同時其能實現U 位級資產自動化管理；其三，在配電系統運行中，運維人員應能在智能電源分配單元（Power Distribution Unit，PDU）的支撐下實現電壓、電流、功率的監測，同時用戶應能實現資產設備、機柜容量等信息的查詢。

3.2.3 系統開發

本項目系統開發包含較多單元，除機房內部環境、系統部署與信息采集外，建模、數據處理、數據整合、架構設計等都是應用系統開發的重要內容。此外，本智能配電系統的開發還包括可視化配置、外部系統接口整合等諸多單元。科學合理地開發這些系統單元，能有效提升數據中心機房機柜智能配電系統的應用質量。

3.2.4 安裝部署及試運行

對于數據中心機房機柜智能配電系統的設計應用，還應注重智能設備的部署和應用要求。在職能設備配電系統設備部署中，應注重兩個層面的要點：一方面，本項目要求在外圍系統及軟硬件與三維建模機房智能運維系統部署中，按照基層部署的要求進行處理；另一方面，對于已經完成的軟硬件配電設備，要求進行聯調測試，并在三維展示的指導下，實現系統功能的持續優化。

3.3 配電新模式應用要點

3.3.1 合理選擇配電類型

新時期，數據中心智能母線槽配電方案可分為軌道滑觸式和固定式，兩者最大的差異在于前者內置滑觸導軌，在導軌的作用下，其插接箱可以直接在母線上滑動，靈活性極強，能有效滿足機柜的擺放需要。而后者在密集插接口設計中的應用較多，海南電網有限責任公司機房電氣設備較多，機柜密集，采用固定式智能母線槽配電方案，滿足了應用需要。

3.3.2 強化安裝方式管理

對于固定式智能母線槽配電方案，在實際應用中還考慮以下因素。其一，注意主配電區的管理，確保其電流等級保持在1 600～3 200 A；其二，進行干線配電區和終端配電區的管理，其中前者采用高電流母線作為配電干線，而后者使用中電流母線；其三，整個系統內采用雙配電架構，然后從干線到終端區域設計測量、監控系統，實現電源管理的系統優化。

3.3.3 重視配電能效管理

本項目在固定式智能母線槽配電方案使用中，還應重視配電能效的系統管理。在實際管理中，通過電能監測軟件，對電流、電壓、功率、電量等要素進行監控，實現了能效的有效管理，對于系統運行中存在的問題，實施故障報警管理，可以有效地提升系統運行的穩定性、可靠性。

4 結語

配電模式的選擇和應用對于數據中心機房機柜的整體運行效率具有深刻影響。新時期，人們對機柜配電模式的設計和應用質量提出了較高要求，采用傳統的列頭柜配電模式，其雖然能初步滿足企業數據中心機房機柜配電的應用需要，然而在實際應用中，其仍然存在周期成本高、空間利用低、實用性不強的問題，對此，應重視數據中心機房機柜智能配電新模式的應用，確保數據中心機房配電的安全性、可靠性，促進現代企業的健康、有序發展。