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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: 2020-04-14 23:57:02 * 浏览: 22
巨大的功耗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,随着因特网和计算机技术的发展,基于因特网的各种服务已经变得越来越多。作为这些Internet应用程序服务的数据载体,其构造需求也在增加。尤其是近年来,中国的三大运营商已经为建设数据中心投入了大量资金。目前,全国已形成至少数百个各种规模的数据中心。而且,在过去的两年中,为了节省成本,便于管理,形成规模效益,数据中心的建设规模逐渐扩大。巨大的功耗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?绿色数据中心的实质应该是节能和可持续发展,而不应该简单地追求降低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,确保方便的维护和管理以及降低建设成本。这四个方面相互关联,相互影响,甚至在许多情况下相互矛盾。例如:为了确保系统的安全性和可靠性,最简单的方法就是增加备份,并增加系统的备份,一方面降低了设备的利用率,降低了系统的效率,却没有另一方面有利于节能减排,增加设备不利于降低建设成本。当适当降低系统可靠性时,虽然其他一些方法可以大大降低系统构建成本,但同时,也会增加维护管理的难度。因此,建设合理的绿色数据中心供电系统并不是一味追求一定指标的优化,而是应根据实际需要,确保安全可靠,节能环保,确保维修管理方便。 4平衡要点,构建节能,环保,安全,可靠,经济的系统。 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”,负责为系统的每个设备输送能量。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复杂性远高于一般通信项目中的供电系统,这导致对规模的快速投资。数据中心供电系统和投资的比例上升。在数据中心的建设成本中,电源系统通常投资于整个数据中心。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是以盈利为目标而构建的,因此在构建数据中心的供电系统时,通常无法像普通通信项目那样配置和备份设备以确保系统的安全性和可靠性。太大了由于上述因素,在当前数据中心相关标准中,无论是一些国际标准,中国的国家标准还是三大运营商的企业标准,都建议根据数据中心运营的重要性来制定。不同的建设水平。根据不同的建设级别,控制系统的投资规模,并区分系统的安全级别,以适应不同的业务需求。目前,市场上运营商和客户参考的主要标准是国际标准“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在过去两年中发布了新版本。他们都将数据室分为4个级别,而GB50174在2008年进行了编译,并将数据室分为3个级别。无论采用哪种标准,都应按照从低到高的顺序,为每个级别配置设备,执行哪种备份,并详细指定安全性和可靠性。在这些标准中,GB50174的准备时间相对较早,并且在分类和设备配置方面还有许多需要改进的地方,这些都处于修订阶段。由于TIA942和UPTIME是修订版,因此它们更正了不适当的要求,例如以前版本中较长的储油时间。同时,设置了四个构造级别以使层次结构更加清晰并具有良好的参考价值。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,根据5、7、10和15分钟的级别,在TIA942中将电池的备用时间从低到高指定。有4个最短时间要求。就中国目前的设备状态和维护水平而言,时间要求相对较短。另一个例子是T4级别要求的电池寿命长达20年,对于中国运营公司的当前采购方法和常用设备而言,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。不应盲目地减少它以节省投资,也不能随意增加其建设水平并盲目增加备份以追求可靠性。设备的实际要求根据相关标准根据要求水平设定。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的调整,以使配置的供电系统在各个方面都能得到平衡和协调。达到理想的效果。 2.2重视节能环保在当今不可再生能源日益稀缺的情况下,随着数据中心能耗的快速增长和电价的逐步上涨,不可避免地要采取一切必要的技术措施和管理措施。采取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,最直观的指标是仍然是PUE值。它表示在机房中配置用于支持IT设备正常运行的所有基础架构所消耗的总功耗与维持IT设备本身正常运行所需的功耗之间的相对比率。需要说明的是,有意义的PUE值不应为瞬时值,而应为一定时间段(例如1年)内的平均值。尽管电源系统的节能效果不是数据中心是否节能的决定因素,但它在降低PUE值方面的作用也是必不可少的。我们调查了中国多个数据室的PUE值,发现在许多实际数据中在子宫房中,PUE值高达2.5或更高。在某些计算机房中,仅用电的系统的消耗使PUE值增加了0.3或更多。这当然与以下事实有关: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,这也是节能降耗的一个非常重要的原因没有得到充分考虑。此外,电源系统的建设中有许多环节涉及环境保护,例如对自备发电机组废气的处理和噪声的减少以及铅酸的回收。电池。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,不过度增加系统投入,提高供电系统效率的手段仍然很多,可以分为以下几个方面。 2.2.1优化系统结构在设计和构建数据中心供电系统时,应根据负载容量,供电距离和配电方式以及电气设备的特性等因素选择集中供电或分散供电方式。减少电线使用量并减少配电线损耗。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,以减少长距离传输造成的损耗。另外,在配电系统结构和UPS系统结构等中,适当地采用新型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,其UPS设备的利用率从不到双总线UPS系统的50%上升到66.7%,从而提高了UPS系统的效率并降低了能耗。 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本身的能耗,提高系统的整体节能效果。这是通信局供电系统中节能的重要措施。在新兴的电源产品中,例如非晶合金干式变压器,其空载损耗明显低于普通干式变压器,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的干式变压器大,但如果考虑整个生命周期的综合成本,则非晶合金干式变压器可能更有利。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,并且对直流系统的维护方法比较熟悉给维修人员。设备和模块比UPS更易于维护。另外,系统的电池直接连接到负载端,也提高了系统的可靠性。另一个例子是高频不间断电源设备(包括模块化不间断电源),在效率方面,它比传统的6脉冲和12脉冲工业频率UPS具有明显的优势。就新兴的节能技术而言,某些UPS产品目前具有“动态睡眠”和“交流直接供电”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系统运行模式,这样UPS系统的整体效率得到了极大的提高,甚至提高到了99%以上。新产品和技术是对现有产品和技术措施的改进。在确保系统安全和其他因素的前提下,应积极采用这些新产品和技术。它们通常在节能降耗中起着非常重要的作用。并起重要作用。 2.2.3合理的设备配置a)合理性e计算和选择设备容量和配置编号。在调查中发现,PUE值大于2.5的计算机室的建设能力通常远大于实际使用负荷。由于这些机房在轻负载下运行时设备众多,因此每个链接的效率都远远低于系统设计效率。因此,在设计和建设数据中心时,首先应仔细规划或预测近期和长期的发展,然后根据近期和长期的发展逐步并分批构建电源系统,以最大程度地提高电力供应。设备利用率和效率。做到最好。 B)补偿设备的配置。无功补偿可以提高设备的工作功率因数,减少线路的工作电流。在构建电源系统时,应注意本地补偿和集中安装。补偿后,电源系统的负载功率因数达到0.9甚至0.95或更高。 .2.4电线的合理选择和布线方法a)布线时,应优化电线的布线,以最大程度地减少电线的长度并减少不必要的浪费。 B)对于较长的电源线,在满足敷设条件,载流量,热稳定性,保护协调性和电压降的要求的前提下,适当增加导线截面积以减少线损。 2.3并发维护和管理便利性随着功耗的增加,电源系统