数据中心IDC配电系统优化与能源管理

数据中心IDC配电系统优化与能源管理

岑皓容义发

中国移动通信集团广西有限公司桂林分公司，广西省，桂林市，541004

摘要：数据中心作为大规模数据的核心存储和处理节点，正经历着快速发展的时代，在面对高安全性、可靠性、高可用性信息服务试点的同时，巨大的电力消耗和巨额的电费支出用户还在解决配电系统为数据中心的所有设施提供电能支持，合理地提供配电系统是数据中心安全可靠运营的基础，也是实现数据中心绿色节能的主要方法。基于此，本文主要对数据中心IDC配电系统优化与能源管理进行了简要的分析，以供参考。

关键词：数据中心IDC；配电系统；优化；能源管理

引言

数据中心房配电系统应合理规划，具有高可靠性、可扩展性和改造升级能力，适应多种计算机设备运营管理需求的变化，满足不同客户对数据中心房层的需求。

1数据中心IDC配电系统设计原则

首先，数据中心IDC配电系统必须长时间不间断地运行，突然断电可能会导致数据中心数据丢失或损坏。瞬间电流过多会导致电路和存储数据的元设备被烧毁，从而对数据中心造成不必要的损坏。据统计，数据中心运营终端的原因中，电源故障、过电压等引起的电压偏差约为47.6%，位居第一。因此配电系统的可靠性至关重要。行业相关统计数据显示，数据中心it设备本身的功耗仅占数据中心总功耗的57%左右。大约43%的电力主要用于基础架构，包括配电和冷却。其中配电系统的功耗约占14%，包括ups系统、电源、开关设备、开关设备和变压器。因此，配电系统的优化设计是数据中心的关键经济因素之一，如果不能充分利用配电设备的性能，则直接导致成本浪费。最后，我国是世界第一人口大国，再加上我国是世界上最大的发展中国家，在我国建设社会主义的道路上，能源的消耗非常大。如果不积极进行低碳型发展，会加速温室效应的蔓延和严重程度，所以必须减少粗犷型使用能源的模式，改善我国能源管理质量，建成生态文明国家，在国际上树立一个负责任的大国形象，为世界绿色化发展做出贡献。

2数据中心IDC配电系统优化措施

2.1模块化机房供电电源设计

正常市电电源:数据中心机房市电电源均为两路10kV电源，10kV电源为AC10kV50Hz中性点不接地方式，10kV配电系统采用单母线分段型式。正常运行时，两路电源同时工作互为备用，分别向两段10kV母线供电，母线联断路器断开运行;当一路电源故障停电或检修时，母线联断路器延时投入运行，由另一路电源向两段10kV母线供电。两段10kV母线以放射式电缆线路向各低压配电室台变压器供电。应急电源:在动力中心为数据中心IT设备设后备柴油发电机组，发电机组按5(4+1)台10kV1600kW(常用功率)配置作为数据中心机房IT设备的备用电源，并最终可扩展到7(6+1)台发电机并机运行。发电机并机母线采用单母线分段型式。当市电失去时，可供应本项目的全部重要负荷。UPS电源:在低压配电室设置UPS电源，为IT设备提供不间断电源。

2.210kV配电系统设计

数据中心机房供电电源取自10kV中心配电室，相距约150m。中心配电室10kV供电系统分别从两个不同变电站，沿不同的路径引入两路10kV专线至中心配电房的主备电源进线柜，10kV母线采用单母线分段运行。当其中一路市电发生故障，通过母联开关切换，由另一路市电承担全部一级负荷。

2.3UPS配电系统设计

一层模块机房1(大客户)按B等级设计，首期配置4台400kVAUPS，其中1台为冗余备份。将来可以扩容至5台400kVAUPS，其中1台为冗余备份。一层模块2(小客户)机房按T3等级设计，首期配置2台400kVAUPS，其中1台为冗余备份。UPS容量较高，可直接满足将来50%以上扩容需求。三层模块1(大客户)机房按B等级设计，首期配置4台400kVAUPS，其中1台为冗余备份。将来可以扩容至5台400kVAUPS，其中1台为冗余备份。二层模块2(小客户)机房按B等级设计，首期配置2台400kVAUPS，其中1台为冗余备份。UPS容量较高，可直接满足将来50%以上扩容需求。二层模块3(小客户)机房按B等级设计，首期配置3台400kVAUPS，其中1台为冗余备份。将来可以扩容至4台400kVAUPS，其中1台为冗余备份。二层模块4(小客户)机房按B等级设计，首期配置3台400kVAUPS，其中1台为冗余备份。将来可以扩容至4台400kVAUPS，其中1台为冗余备份。二层模块1(高密)机房按A等级设计，分为两个区域，每个区域首期配置2套3台400kVAUPS并机系统，其中1套为备份，共计12台400kVAUPS。UPS容量较高，可直接满足将来50%以上扩容需求。三层模块2(大客户)机房按B等级设计，首期配置3台400kVAUPS。三层模块3、模块4(小客户)机房按B等级设计，共用一套UPS系统，首期配置3台400kVAUPS，其中1台为冗余备份。三层模块2、模块3、模块4按B等级设计，未来可以扩容至4台400kVAUPS。

3数据中心IDC能源管理措施

3.1积极优化机房布置

为了在数据中心IDC机房的能源管理过程中有效地提高能源节约，员工必须根据计算机房的实际科学优化计算机房的部署。另一方面，数据中心IDC机房机柜根据正面和水平通风原则，选择完全匹配的机柜作为数据中心IDC机房机柜，为了防止操作过程中大量热空气与空调混合，数据中心可能会出现大量本地热点，从而影响空调的原始冷却效率，并显着提高空调能耗。工作人员无需将设备安装在机架中，即可提高进入设备的空气温度的稳定性。此外，如果选择带有机柜门的机柜，则必须确保洞口至少保持60%以上，以防止通风通道受阻，从而影响整体冷却效果。

3.2运用高效节能设备

通过在数据中心IDC机房中选择优化的ups系统，最大限度地提高ups设备的效率，从而节约能源。在2015-2018年间，如果数据中心分别部署了15台、20台和25台400kvaups设备，则每台ups设备的负载电流值为200a，这意味着自2015年至2018年间使用高效的ups系统以来，数据中心的电力需求分别达到68万度、91万度和137万度。数据中心IDC机房可以从安装了空调的系统设备中选择高能效的水冷系统，同时还可以积极进行发动机房的窗户通风，从而通过自然风有效地降低设备温度，提高节能效果。

结束语

数据是未经选择处理的信息，如果数据经过系统的选择和处理，将会得到很多信托，有助于社会发展的进步。但是，大规模数据的前提是数据中心不间断地继续运行。数据中心IDC的持续运行需要可靠的绿色配电系统的支持。但是，今天许多数据中心的配电系统都有能耗低、可靠性低的缺点。因此，我们必须优化数据中心IDC的配电系统，改进数据中心IDC相应的节能措施，以促进我国绿色经济的发展，并加强数据中心电源供应的稳定性。

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