安科瑞數(shù)據(jù)中心末端配電數(shù)字化解決方案

摘要：數(shù)據(jù)中心重要的目標(biāo)之一是確保業(yè)務(wù)連續(xù)性。數(shù)據(jù)中心的供電上從高壓電源入口到末端配電采用了很多高可靠性的設(shè)計(jì)，比如多路獨(dú)立高壓市電電源、大容量中壓柴油發(fā)電機(jī)組，UPS的冗余配置等等，這往往意味著高昂的成本，都是為了提高供配電系統(tǒng)容錯(cuò)能力。精密配電柜(也稱列頭柜)或母線槽承擔(dān)為數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等IT設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電源的末端配電環(huán)節(jié)，其運(yùn)行穩(wěn)定性也尤為重要。在這個(gè)環(huán)節(jié)，幾乎所有的數(shù)據(jù)中心都面臨著一些共性的挑戰(zhàn)，包括電源容量管理和配置、數(shù)據(jù)中心能源管理、環(huán)境管理、安全管理、計(jì)算能力需求擴(kuò)張、資產(chǎn)和變更管理等等，本文通過數(shù)據(jù)中心末端配電的數(shù)字化解決方案，配合數(shù)據(jù)中心能效管理系統(tǒng)來探討如何應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。

1 .數(shù)據(jù)中心末端配電面臨的挑戰(zhàn)
電源容量管理和配置：許多數(shù)據(jù)中心缺乏有計(jì)劃的增長擴(kuò)容，工程師經(jīng)常將新設(shè)備接入看似可用的回路，而對(duì)回路可用的負(fù)荷容量知之甚少。這可能會(huì)導(dǎo)致回路過負(fù)荷保險(xiǎn)絲熔斷并導(dǎo)致停機(jī)并導(dǎo)致很大的經(jīng)濟(jì)損失，服務(wù)中斷的損失是以秒來計(jì)算的。
能源管理：數(shù)據(jù)中心*重要的能效指標(biāo)PUE的計(jì)算涉及到所有IT設(shè)備的耗能，而IT設(shè)備的耗能計(jì)量都集中在末端配電，所以在末端需要具備正確的能源計(jì)量和管理。
環(huán)境管理：雖然IT設(shè)備耗能占能源成本的50%以上，但另有36%用于冷卻和循環(huán)空氣。數(shù)據(jù)中心通常會(huì)將機(jī)房溫度調(diào)到過冷以防止設(shè)備故障，但將機(jī)房溫度升高1攝氏度，可節(jié)省高達(dá)7%的冷卻耗能成本，所以需要在溫度控制和能耗之間找到*佳平衡點(diǎn)。
安全管理：不管供配電前端在可靠性上做了多少冗余，如果忽視了末端的配電安全管理都是無用功，對(duì)末端的電源插接點(diǎn)接觸以及溫升情況也需要重點(diǎn)關(guān)注。
計(jì)算能力需求：在可預(yù)見的未來，一個(gè)不變的趨勢(shì)是對(duì)更多計(jì)算能力的需求，這種快速擴(kuò)張將導(dǎo)致數(shù)據(jù)中對(duì)的電力需求越來越大。
資產(chǎn)和變更管理：對(duì)于正在擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心，手動(dòng)跟蹤資產(chǎn)可能很繁瑣且成本很高。研究指出，庫存收集、庫存核對(duì)、查找錯(cuò)放資產(chǎn)、手動(dòng)存儲(chǔ)庫更新和更換錯(cuò)放資產(chǎn)的過程每年花費(fèi)的人力和資金成本巨大。

2 .數(shù)據(jù)中心末端配電的數(shù)字化方案
需要解決這些挑戰(zhàn)，提高業(yè)務(wù)連續(xù)性、控制運(yùn)營成本并滿足新的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，數(shù)據(jù)中心將需要對(duì)末端配電環(huán)節(jié)有更全面的監(jiān)測(cè)和管理。智能化的精密配電柜和智慧小母線系統(tǒng)可以提供解決方案。接下來將討論如何為數(shù)據(jù)中心選擇合適的末端配電數(shù)字化解決方案，創(chuàng)建可靠、高效且環(huán)保的數(shù)據(jù)中心。
2.1 精密配電柜數(shù)字化方案
精密配電柜是為數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備機(jī)柜提供電源的末端配電設(shè)備，一般采用雙回路供電，電源分別來自兩臺(tái)冗余的UPS，分為交流和直流供電，一般放置在機(jī)柜陣列的兩端，也稱列頭柜，如圖1所示。

3. AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心能效管理系統(tǒng)
AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心能效管理系統(tǒng)搭建基于高、中、低壓配電系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)、UPS的實(shí)時(shí)監(jiān)控和末端配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的電力監(jiān)控、PUE分析以及動(dòng)環(huán)監(jiān)測(cè)，幫助數(shù)據(jù)中心管理者全面了解數(shù)據(jù)中心能源運(yùn)行情況，并關(guān)注消防和電氣安全，及時(shí)預(yù)警異常情況，保障數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定可靠運(yùn)行。除了變電站、柴油發(fā)電機(jī)和UPS運(yùn)行監(jiān)控以外，特別是針對(duì)數(shù)據(jù)中心的末端配電環(huán)節(jié)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)跟蹤到每一個(gè)回路的電氣參數(shù)和開關(guān)狀態(tài)、溫濕度數(shù)據(jù)等。

4.硬件選型

安科瑞精密配電監(jiān)控解決方案針對(duì)精密配電柜監(jiān)控?cái)?shù)字化要求，方案包括交流（AC220V）、直流（DC-48V/240V/336V）系統(tǒng)。由觸摸式液晶顯示屏、綜合信息處理主機(jī)模塊、開關(guān)狀態(tài)采集模塊、電流互感器(交流)或霍爾傳感器(直流)采集單元模塊等組成。監(jiān)測(cè)兩路主進(jìn)線和A+B雙面饋線回路電量參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)、諧波含量、柜內(nèi)溫濕度等數(shù)據(jù)，可以在本地觸摸屏顯示，同時(shí)可以上傳AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心能效管理系統(tǒng)顯示和報(bào)警。產(chǎn)品方案見表1。

5.平臺(tái)功能

（1）主頁概況：顯示數(shù)據(jù)中心PUE值，總能耗、IT設(shè)備能耗、空調(diào)能耗和動(dòng)力能耗。

（2）變壓器分析：顯示變壓器負(fù)荷率、繞組溫度、三相不平衡度、功率因數(shù)等等。

（3）小母線監(jiān)測(cè)：顯示小母線始端箱、插接箱三相電壓、節(jié)點(diǎn)溫度。

（4）列頭柜監(jiān)測(cè)：顯示列頭柜電流、電壓、開關(guān)狀態(tài)、用電量、系統(tǒng)告警等。

（5）UPS監(jiān)測(cè)：顯示UPS旁路電壓電流、輸出電壓電流、負(fù)荷率、報(bào)警等數(shù)據(jù)。

（6）空調(diào)監(jiān)測(cè)：顯示空調(diào)運(yùn)行狀況、用電量、空調(diào)能效比數(shù)據(jù)。

（7）環(huán)境監(jiān)測(cè)：顯示環(huán)境溫濕度、滴水、煙感、門禁、噪音等信號(hào)并告警。

（8）事件報(bào)警：顯示預(yù)警、一般報(bào)警、重要報(bào)警、緊急報(bào)警四類報(bào)警信號(hào)，餅圖顯示各類報(bào)警占比。

6. 結(jié)束語
隨著對(duì)算力的需求增長，數(shù)據(jù)中心也將加速發(fā)展。為了保障數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定可靠運(yùn)行，除了在電源和前端變配電系統(tǒng)上下功夫外，數(shù)據(jù)中心的末端配電系統(tǒng)數(shù)字化管理更為重要。安科瑞AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心能效管理系統(tǒng)配合安科瑞精密配電柜系統(tǒng)、智能母線槽系統(tǒng)為數(shù)據(jù)中心的末端配電提供負(fù)荷監(jiān)測(cè)、能效管理、安全預(yù)警和設(shè)備運(yùn)維管理，為數(shù)據(jù)中心連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行提供全方位保駕護(hù)航。

審核編輯 黃宇