數據中心綜合能效管理解決方案

【摘要】分析了數據中心行業(yè)背景和用戶(hù)需求，介紹了安科瑞數據中心綜合能效管理系統的解決方案、平臺功能及典型硬件。 

【關(guān)鍵詞】數據中心；綜合能效管理系統 

一、行業(yè)背景 

在疫情的影響下，全球網(wǎng)絡(luò )流量受到視頻流量、電話(huà)會(huì )議、在線(xiàn)游戲、社交網(wǎng)絡(luò )等數字應用增長(cháng)的推動(dòng)而激增。伴隨物聯(lián)網(wǎng)持續發(fā)展，未來(lái)對數據服務(wù)的需求將呈現出指數級增長(cháng)。2020 年，數據中心建設被中央正式列入新基建戰略。近幾年越來(lái)越受到國家重視，數據中心是新基建有序運行的基礎保障，被視為“新基建的基礎設施"。數字經(jīng)濟作為經(jīng)濟

發(fā)展的新引擎，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家綜合國力的重要指標，同時(shí)我國正在加緊 5G、智慧城市、大數據與云計算等新技術(shù)的應用。數據中心的作用和地位日益突出。 

國家發(fā)展改革委等部門(mén) 2022 年 2 月 17 日正式發(fā)布消息，同意京津冀、長(cháng)三角、粵港澳大灣區、成渝等地啟動(dòng)建設全國一體化算力網(wǎng)絡(luò )國家樞紐節點(diǎn)。加上去年 12 月貴州、內蒙古、甘肅、寧夏啟動(dòng)建設全國一體化算力網(wǎng)絡(luò )國家樞紐節點(diǎn)獲得批復，“東數西算"8 大算樞紐和 10 個(gè)集群全部落地，進(jìn)一步推動(dòng)了數據中心的發(fā)展。 

二、用戶(hù)需求 

1）可靠穩定安全的供配電 

2）綠色低碳、節能降耗、提升 PUE 

3）提高運維效率、降低運營(yíng)成本 

4）一體化融合監控平臺 

三、解決方案 

如下為 AcrelEMS-IDC 數據中心綜合能效管理系統的駕駛艙導覽圖，根據能源流向、信息流向及電壓等級變化，可以將“源網(wǎng)荷儲充運維"這幾個(gè)版塊納入我司 AcrelEMS-IDC 數據中心綜合能效管理系統進(jìn)行集中采集、監測和控制，保障數據中心的穩定可靠運行。 

3.1 源——供電源頭 

響應國家 3060 雙碳目標，新建數據中心建設在自然資源較豐富的地區，建設新能源電站，利用“光伏發(fā)電"、“風(fēng)力發(fā)電"等綠電資源，減少傳統火電煤炭的使用比重。 

3.2 網(wǎng)——供電網(wǎng)絡(luò ) 

供電網(wǎng)絡(luò )包含四個(gè)子功能：“變電站綜合自動(dòng)化"、“電力監控"、“電能質(zhì)量"和“電氣安全"。 

功能一：“變電站綜合自動(dòng)化"系統通過(guò)對變電站進(jìn)出線(xiàn)的開(kāi)關(guān)柜、變壓器、直流屏等設備進(jìn)行全面的監測，保證變壓器的溫度和運行正常。 

功能二：“電力監控"系統圍繞 10KV 到 400V，對整個(gè)變配電環(huán)節的進(jìn)出線(xiàn)及相關(guān)的設備，包括 UPS，柴油發(fā)電機，以及電能質(zhì)量進(jìn)行監測，實(shí)時(shí)掌控每個(gè)回路的用電情況、開(kāi)關(guān)分合閘狀態(tài)，斷路器異常跳變時(shí)報警推送和提醒，對柴油發(fā)電機的狀態(tài)和柴油油位狀態(tài)進(jìn)行監測，同時(shí)通過(guò)備自投邏輯控制，確保供電自主切換；對并接的蓄電池的電壓內阻溫度等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)不間斷監測，提前發(fā)現失效異常電池并推送信息給運維人員，提醒運維人員及時(shí)更換，確保一旦市電供電中斷，蓄電池能夠給服務(wù)器持續工作。 

功能三：對供電局引入的市電側采用電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置監測電網(wǎng)引入的“電能質(zhì)量"情況，確保輸入的電能質(zhì)量可靠；0.4KV 低壓配電網(wǎng)絡(luò )采用 APM 電力儀表以及 APF 和 SVG 治理裝置進(jìn)行電能質(zhì)量治理，治理開(kāi)關(guān)電源、UPS 等帶來(lái)的電能質(zhì)量問(wèn)題，保障末端服務(wù)器用電的可靠純凈，工作不受干擾。 

功能四：“電氣安全"包括電氣火災監控，消防設備電源監控，防火門(mén)監控以及應急照明和疏散指示系統等消防系統，通過(guò)以上四個(gè)子功能，24 小時(shí)可全面了解運營(yíng)情況，保障數據中心供配電網(wǎng)絡(luò )的可靠穩定安全。  

3.3 荷——用能負荷 

數據中心的用能主要分為動(dòng)力能耗，制冷能耗和照明能耗三大塊。我們采用“能耗分析"功能，針對每個(gè)重要節點(diǎn)和設備進(jìn)行能耗統計分析，作為能耗優(yōu)化及調整的參考和數據支撐。

通過(guò)分布在數據中心供配電系統各重要節點(diǎn)的采集設備監測電量、電流和電壓等參數，對采集的參數進(jìn)行分析和統計，以報表的形式展示數據中心各能效評估區域的能耗評估結果； 同時(shí)可以實(shí)時(shí)監測精密空調制冷風(fēng)量和 IT 設備上架率，實(shí)時(shí)調整精密空調的制冷功率，降低能耗；并且通過(guò)智能照明控制，關(guān)閉長(cháng)明燈，調整燈具發(fā)光亮度，策略控制燈具的點(diǎn)亮，實(shí)現人來(lái)燈亮、人走燈滅，最終達到降低照明能耗。 

3.4 儲——電能存儲 

由于數據中心本身的用電負荷穩定，不允許供電電源產(chǎn)生異常波動(dòng)，而考慮到新能源發(fā)電的非持續性，需要搭配儲能來(lái)實(shí)現削峰填谷，平抑新能源發(fā)電的波動(dòng)性，保障綠色電站的同時(shí)有效的提升整個(gè)數據中心的運營(yíng)，降低成本。 

3.5 運維——運維管理 

運維管理里面包含四個(gè)子功能：“用戶(hù)報告"、“設備方案"、“故障告警"、“運維管理"本功能版塊通過(guò)給運維人員制定運維計劃，充分的把控數據中心各個(gè)環(huán)節的運營(yíng)情況，通過(guò)有序的事故預防管理，實(shí)現防患于未來(lái)，可有效的降低基礎設施的故障率，通過(guò)流程化的事件管理，使發(fā)生的故障在盡可能短的時(shí)間內恢復。且具有故障告警功能，對需報警事件進(jìn)行過(guò)濾，將重要的告警信息推送給運維人員，便于運維人員進(jìn)行及時(shí)排查和檢修，實(shí)現全面的運維管理。

結語(yǔ) 

數據中心能效管理系統，集成了變電站綜自，電力監控，電能質(zhì)量，電源備自投等子功能，幫助用戶(hù)實(shí)現數據中心供配電的可靠穩定安全，同時(shí)采用電氣接點(diǎn)測溫、智能照明控制、電能質(zhì)量監測及治理、蓄電池在線(xiàn)監測、精密配電監控、智能母線(xiàn)監控以及消防監控等多種子功能，實(shí)現綠色低碳、節能降耗、提升 PUE，通過(guò)運維版塊提高數據中心運維效率、降低

運營(yíng)成本，最終實(shí)現一套系統，一體化平臺全方面的把控和掌握數據中心的運行狀態(tài)。