張星

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

文摘：時代的進步推動著各個行業的突飛猛進，給各個行業帶來了高新的科學技術，特別是在信息技術基礎上建立的數據中心自動化管理系統。由于資源的逐漸枯竭并未發現與之相對應的替代品問題日益嚴重，節能是社會整體發展所考慮的首要因素。信息中心自動化運行管理涉及眾多的供配電系統，如果節能系統深入滲透，對國家總體資源規劃和社會環境的整體效益具有深遠的意義。

主題詞：數據中心供配電系統的節能設計研究。

0引言

許多企業采用的數據中心自動化的運維管理是其提高整體管理效率的主要動力，因此，確保數據中心自動化運行管理功能的持續、平穩運行是關鍵環節，因此確保數據中心運行管理中供配電系統的穩定運行，采用先進的節能措施，以降低企業的整體發展成本，提高運營效率，是業界研究的熱點問題。分析了數據中心供配電系統在實施節能措施過程中遇到的諸多問題，提出了相應的解決措施，為數據中心配電系統節能提供了借鑒。

1數據中心供電系統能耗狀況。

數據庫運行管理的供電系統包括電源系統，輔助設備與輔助設備構成數據中心的運行管理，以計算機為載體，依靠信息化的先進數據管理技術，數據中心供配電系統規模不斷擴大，與之相對應的硬件設施數量也隨之增加，使得對電力的需求迅速增大。同時，城市在電力消費密度高的地區，數據中心的用電量占到了相當大的比重。有大量的一線城市或IDC公司(InternetDataCenter)，因特網數據中心)商務活動比較頻繁的地區，數據中心的運行管理耗電占總用電量的25%，即使是北京等地，也有50%以上的地區。

另外，有很多企業規模很大，數據中心的運行管理采用的是耗能很高的UPS(UninterruptiblePowerSupply，不斷電系統)，使數據中心的能耗增加。

2設計需求

根據已有的數據分析和研究，可以得出數據中心節能設計主要考慮以下因素：

2.1根據容錯系統標準配置硬件設施。

在傳統的數據中心操作過程中，經常由于外部電源端子和誤動拒動等問題而中斷運行，因此應建立嚴格的容錯系統標準，防止此類事件的發生。

2.2不間斷電源系統配置。

電池應嚴格按2N標準配置，并可連續使用至少15分鐘以上。

3數據中心供電系統節能設計。

這一部分將對數據中心運行管理的電源系統進行敘述。

3.1評估指標。

(PowerUsageEffectiveness)電力利用效率)為數據中心供配電工作人員提供一個直觀的用電狀況，以便數據中心的供配電系統。數據中心供配電系統在不斷進步的過程中，作為其整體供配電管理工作的指導性依據而備受關注。電力供應系統主要包括三個方面：IT主設備的負荷效率、空調系統和供配電系統。

3.2電力系統結構。

當前，企業數據中心通常采用大型服務器和小型計算機，但在使用過程中，經常出現電源不穩定影響網絡運行的安全，因此研究一個比較好的電源系統配置方案。按規范要求，將數據中心運維管理的供、配電系統劃分為HVDC供電、交流供配電兩種類型。

3.3HVDC供配電系統。

在數據中心運行管理不斷優化的同時，業界工作者也通過大量的數據分析工作，從而得出High-VoltageDirectCurrent(HVDC)HVDC)電源分配系統工作效率較高，適合于現階段數據中心節能的需要，這將會給數據中心節能工作帶來新的發展。由于HVDC供配電系統的電池直接連接到服務器輸入端，無需再加設或處理，即可實現持續穩定供電的強大優點，而且擴容環節的后期維護更簡單易操作，并廣泛應用。HVDC供配電系統的應用，只對線路系統和電力的電能產生損失，有效地降低了PUE數據值，提高了系統運行的供電效率，促進了數據中心供配電中節能技術應用的進步。例如2016年，天津電力公司用戶系統在1個小時內停電1小時，供電效率達到99.9%。

3.4交流電力系統組件。

UPS供配電系統在使用時，常因該系統負載率較低而導致供電系統運行中斷等問題，給整個數據中心運維管理帶來了極大的不便。通過在UPS供配電系統節能改造項目中引入模塊化的概念，對提高了該系統節能優化效果起到了積極的作用。通過對UPS供、配電網進行模塊化改造，使冗余電力資源同時保障多個設備的正常工作；并可根據實際情況對供電能力進行優化，使UPS供、配電網的工作效率和安全性大大提高，重點在于能夠有效地減少能源的過度使用，達到數據中心節能的目的。

3.5空調系統的優化。

已經對上述數量進行了改造，空調系統的節能措施也要進行優化調整，在此基礎上進一步提高供配電的節能效果。實際運行管理中，采用集中式冰凍水型恒溫恒濕空調，架空地面，精確下送風，充分利用自然風，提高資源的優化配置和利用率，以降低能源過度消耗。與此同時還需要科學合理地設定機房溫度，劃分準確的區域供冷，以達到空調系統節能的目的。并且在空調的各種功能中，加濕是一項耗能很高的功能，所以可靠地取消了它，減少了空調的整體能耗，從細節上提高了整個供配電的節能效果。

4安科瑞列頭柜和監控產品介紹。

在數據中心迅速發展的今天，數據中心能耗問題日益突出，對數據中心進行合理的分配方案，是提高數據中心用電效率，降低能耗的有效途徑。

AMC系列數據中心精密分配系統針對數據室終端設計，能綜合采集各種能量數據的智能系統，提供交、直流電源的配電箱的電氣參數信息，并能通過通訊將數據上傳至動環監控系統，完成了整個數據機房的實時監控與管理，為實現綠色IDC提供了可靠的保障。

4.1精確的分配管理解決方案。

4.1.1交流系統。

1)職能要求

遠距離測量：輸入三相電壓、三相電流、有功功率、有功功率、單相電流、分路單相電壓、單相電流、有功功率；

遙信：輸入分路中的過壓/欠壓、缺相、過流、輸入與輸出分路的開關狀態，具有電流、功率、用量分析和統計，實現了電壓、電流、功率等參數越限報警功能。

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/5A

4.1.2直流系統

1)功能要求

遙測：輸入分路的電壓、電流、功率、電度；

遙信：輸入分路的過壓/欠壓，輸入分路的熔絲狀態,具備電流、功率需用量分析和統計，實現電壓、電流、功率等參數的越限功能。

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開關電源SBD-30（48V）

4.2產品規格

說明：■為標配功能。

4.3配套附件

5安科瑞母線槽監測產品介紹

5.1概述

數據中心小母線系統是數據中心末端母線供配電系統的俗稱。近年來，隨著數據中心建設的快速發展和更高需求，智能小母線系統逐漸被應用于機房的末端配電中，具有電流小、插接方便、智能化程度高等特點，即插式插接箱給各個機柜內的PDU分配電。始端箱和插接箱內可設置監測模塊，將數據上傳至動環監控中心。

5.2 AMB智能小母線管理系統

1）交流系統功能：

遙測：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、有功電能、無功電能、電纜溫度，系統頻率、零序電流、零地電壓、漏電流、機柜溫度、機柜濕度、開關狀態、電壓/電流諧波含量、電流/功率；

遙信：過電流2段閥值越限、過/欠壓、過功率告警、缺相、過頻率、欠頻率越限、零地電壓、零線電流、溫/濕度告警，開關狀態、開關跳閘；

2）直流系統功能：

遙測：電壓、電流、功率、電能、電纜溫度、漏電流、機柜溫度、機柜濕度、開關狀態、電流/功率；

遙信：過電流2段閥值越限、過/欠壓、過功率告警、缺相、溫/濕度告警，開關狀態、開關跳閘；

5.3產品介紹

說明：■為標配功能。

6結束語

當前，全球氣候變暖問題日趨嚴重，能源消費成為各國和公眾關注的熱點問題，各行業如何采用先進的節能減排技術來達到綠色工程的目標，成為業界關注的焦點。作為現代企業不可缺少的、不可缺少的運維管理工具，如何逐步扭轉傳統的高耗能局面，已成為當今熱門話題。新紀元以來，通過不斷創新，將綠色、低耗的概念逐步滲透到供、配電網，優化供電、空調系統，實現數據中心整體節能目標，促進我國能源事業的發展。

作者簡介：

張星，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事數據中心智能小母線監控的研發及應用。
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　　審核編輯：鄢孟繁