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浅析构建绿色数据中心供电系统的意义

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-02-08 1:29:42 * 浏览: 14
巨大的电源容量给数据中心的建设和运营带来了巨大压力。因此,新一代或下一代数据中心的发展趋势必须是绿色数据中心。本文将主要从电源系统的角度分析如何构建绿色数据中心。近年来,随着互联网和计算机技术的发展,基于互联网提供的各种服务也变得越来越多。作为这些Internet应用程序服务的载体,其构建需求也在增加。特别是近年来,中国的三大运营商已投入大量资金建设数据中心。目前,全国至少形成了数百个各种规模的数据中心。另外,在过去的两年中,为了节省成本,简化管理并形成规模经济,数据中心的建设规模逐渐增大。巨大的电源容量给数据中心的建设和运营带来了巨大压力。因此,新一代或下一代数据中心的发展趋势必须是绿色数据中心。本文将主要从电源系统的角度分析如何构建绿色数据中心。 1.什么是绿色数据中心的电源系统?绿色数据中心的本质应该是节能和可持续发展,而不是简单地追求降低PUE。从供电系统的角度来看,它应主要包括四个方面:确保安全性和可靠性,确保节能环保,确保便捷的维护和管理以及降低建设成本。这四个方面是相互关联且相互影响的,即使在许多情况下它们是矛盾的。例如,确保系统安全性和可靠性的最简单方法是增加备份,并增加系统备份。一方面,它降低了设备的利用率,降低了系统效率,不利于节能减排。另一方面,增加的设备不利于降低建筑成本。在适当降低系统可靠性的同时,其他一些方法可以大大降低系统的建设成本,但同时也会增加维护和管理的难度。因此,建设合理的绿色数据中心供电系统,不是盲目追求一定指标的优化,而是要确保安全可靠,节能环保,方便维护和管理,并根据实际情况降低建设成本。需要。在这些要点之间找到平衡,并建立一个既节能又环保,安全,可靠和经济适用的系统。 2,如何为绿色数据中心构建电源系统? 2.1确保安全性和可靠性电源系统是整个通信系统的电源。它相当于一个人的“心脏和血管”,并负责将能量传输到系统中的每个设备。电源系统的正常运行是所有其他系统正常运行的前提和基础。因此,绿色数据中心的电源系统应首先安全可靠。但是,由于数据中心的巨大功耗,数据中心供电系统的总体规模和系统复杂度远远高于一般通信项目,导致投资规模和投资比例的快速增长。数据中心电源系统。上升。在数据中心的建设成本中,电源系统通常由整个数据中心投资。如果不考虑服务器设备的投资,那么电源系统的投资甚至可能超过整个数据中心建设成本的50%。考虑到某些数据中心的建立是以盈利为目标的,因此在为数据中心构建电源系统时,它通常与普通的通信项目并不相同。为了确保系统的安全性和可靠性,必须对设备进行配置和备份。太大了由于上述因素,在当前数据中心相关标准中,是否有些国际标准或中国的国家标准或企业三大运营商的企业标准,建议根据数据中心运营的重要性来设定。不同的建设水平。根据不同的建设水平,控制系统的投资规模,并区分系统的安全级别,以满足不同的业务需求。目前,市场上针对运营商和客户的主要参考标准是国际标准“数据中心电信基础设施标准”(TIA942)和国家标准“电子信息系统机房设计规范”(GB50174)。此外,国际评级机构UPTIME还对数据室的级别进行了划分。 TIA942和UPTIME的新版本已在过去2年中发布。他们都将数据室分为4个级别,而GB50174是在2008年编制的,而数据室则分为3个级别。无论采用哪种标准,应该为每个级别配置的设备,应该执行哪种备份以及应该从低到高依次指定什么级别的安全性和可靠性。在这些标准中,GB50174的编译时间相对较早,并且在分类和设备配置方面还有很多需要改进的地方,这些都处于修订阶段。由于TIA942和UPTIME是修订版,因此它们修改了不适当的要求,例如在以前的版本中过多的储油时间。同时设置了四个施工等级,以使施工等级更清晰,具有更好的参考价值。但是,这些国际标准的某些要求不一定适合中国的国情。例如,TIA942中将电池备用时间从低到高指定为5、7、10和15分钟。有4个最短时间要求。对于中国当前的设备状况和维护水平而言,时间要求相对较短。另一个例子是T4级电池需要长达20年的电池寿命,对于中国运营公司目前常用的采购方法和设备而言,这太长了。因此,确保数据中心供电系统的安全性和可靠性是一个相对的概念。不要为了节省投资而盲目地减少配置,也不要为了可靠性而随意增加构造水平并盲目增加备份。设备的实际要求是根据相关标准,根据要求的水平设置的。同时,在参考相关标准时,必须注意根据中国国情和企业实际情况进行适当调整,以使配置的供电系统在各个方面达到平衡,协调。预期的效果。 2.2注意节约能源和环境保护在当今越来越少的不可再生能源中,随着数据中心能耗的急剧增加和电价的逐步上涨,有必要采取一切必要的技术措施和管理方法建立更多的节能环保数据中心。尽管PUE值在衡量数据中心是否节能和环保方面有一定的局限性,但是在当前的IT行业中,用于评估数据中心是否节能的最常用,最重要和最直观的指标仍然PUE值。它表示为支持IT设备的正常运行而在机房中配置的所有基础结构的总功耗与维持IT设备本身的正常运行所需的功耗之间的相对比率。需要注意的是,有意义的PUE值不应该是瞬时值,而应该是特定时间段(例如1年)内的平均值。尽管电源系统的节能效果不是决定性的在确定数据中心是否节省能源的因素中,它对降低PUE值的影响也是必不可少的。我们调查了中国多个数据机房的PUE值,发现在许多实际的手术室中,PUE值高达2.5或更高。在某些机房中,仅电源系统的消耗会使PUE值增加0.3或更大。当然,这与以下事实有关:系统的实际运行负载远低于设计和构造能力,但是在电源系统的设计和构造中,这也是节能和节能的一个非常重要的原因。减少消费尚未得到充分考虑。另外,电源系统的构造的许多方面涉及环境保护,例如废气的控制和自备发电机组的降噪,以及铅酸蓄电池的回收。准备。因此,确保节能环保是供电系统设计与施工的必要因素。在保证供电系统安全可靠的前提下,不增加系统投入的前提下,仍有很多提高供电系统效率的方法,可以分为以下几个方面。 2.2.1优化系统结构在设计和建设数据中心供电系统时,应根据负载能力,供电距离和分布以及电力设备的特性等因素,合理选择集中式或分散式供电方式。合理选择导线的横截面和接线方案。减少导体的使用并减少配电线的损耗。根据机房的总体布局和规划,合理布置动力机房,使电源尽可能靠近负荷中心,减少因长距离输电所造成的损耗。另外,就配电系统和UPS系统的结构而言,适当地采用新的组织结构以适当的成本获得适当的安全可靠性和节能效果。例如,三总线UPS系统将UPS设备的利用率从双总线UPS系统的不到50%提高到66.7%,从而提高了UPS系统的使用效率并降低了能耗。 2.2.2选择新产品和新技术使用新产品和节能设备可以减少设备自身的能耗,提高系统的整体节能效果。这是通信局供电系统节能的重要措施。新兴在非晶合金干式变压器等新兴电源产品方面,与普通干式变压器相比,空载损耗明显降低。 ,可以节省变压器的年度运行成本。尽管初始设备投资将比普通干式变压器大,但如果考虑整个生命周期的总体成本,非晶合金干式变压器可能会具有更多优势。例如,高压直流电源系统,由于采用了电源方式,消除了逆变器环节,节省了损耗,因此与传统的工频UPS相比,效率大大提高,对直流系统的维护方法更加熟悉。对于维护人员来说,控制设备和模块比UPS更易于维护。另外,该系统的电池直接连接到负载侧,这也提高了系统的可靠性。另一个例子是高频UPS设备(包括模块化UPS)。与传统的6脉冲和12脉冲工业频率UPS相比,它在效率方面具有明显的优势。就新兴的节能技术而言,目前某些UPS产品具有“动态休眠”和“交流直接电源”技术,而某些服务器具有“内置电池”功能。这些技术改变了传统的UPS系统运行方式,使UPS系统的整体效率大大提高,甚至可以提高到99%以上。新产品和技术是对现有产品和技术措施的改进。在确保系统安全性和其他因素的前提下,应积极采用这些新兴产品和技术。它们通常在节约能源和减少消耗方面起着非常重要的作用。效果显着。 2.2.3合理的设备配置a)合理计算并选择t设备的容量和配置数量。在调查中发现,PUE值高于2.5的计算机房的建设能力通常比实际使用负荷大得多。因为这些机房在轻负载下运行,所以每个链路的效率都远远低于系统设计效率。因此,在设计和建造数据中心时,首先应仔细计划或预测近期和长期的发展状况,然后根据近期和长期的发展状况逐步并分批构建电源系统,从而最大限度地提高设备的利用率和效率。 B)补偿设备的配置。无功功率补偿可以增加设备的工作功率因数,并降低线路的工作电流。在构建电源系统时,应注意本地补偿和集中安装。补偿后使电源系统的负载功率因数达到0.9或什至0.95或更高。 .2.4导体的合理选择和布线方法a)布线导体时,应优化导体的布线,以最大程度地减少导体的长度并减少不必要的浪费。 B)对于较长的电源线,在满足铺设条件,载流量,热稳定性,保护协调性和电压降的要求的前提下,适当增加导体截面积以减少线损。 2.3考虑维护和管理的便利性随着功耗的增加,电源系统