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淺談數(shù)據(jù)中心IDC配電系統(tǒng)能源管理措施

更新時間: 2023-09-22   點擊次數(shù): 556次

摘要:本文通過將數(shù)據(jù)中心作為主要研究對象,采用文獻研究法、實踐調(diào)查法等研究方法,以UPS配電系統(tǒng)為例,對數(shù)據(jù)中心IDC配電系統(tǒng)優(yōu)化設計進行簡要分析。并從選用高效節(jié)能設備、優(yōu)化機房布置等角度出發(fā),對如何落實數(shù)據(jù)中心IDC機房能源管理提出幾點有效措施以供參考。

關鍵詞:數(shù)據(jù)中心;IDC配電系統(tǒng);優(yōu)化設計;能源管理

1 數(shù)據(jù)中心IDC 配電系統(tǒng)優(yōu)化設計

1.1.1提高UPS負荷率

數(shù)據(jù)中心在選擇使用UPS配電系統(tǒng)并對其進行優(yōu)化設計時,首先需要對UPS設備的設計選用進行相應優(yōu)化。通過結(jié)合當前某數(shù)據(jù)中心安裝的上百臺UPS設備運行情況,根據(jù)工作人員采集得到的相關數(shù)據(jù)可知,有超過60%的UPS設備運行負荷率為20%到30%,有接近30%的UPS設備負荷率不足20%。而通過結(jié)合其他相關研究資料,也有學者指出當前我國大多數(shù)數(shù)據(jù)中心使用的UPS系統(tǒng)有至少40%的負荷率未能得到有效使用。因此從理論上來說,通過對當前UPS設備負荷增加25%IT負荷,有助于提高UPS設備可用容量的利用率,以此達到提升UPS系統(tǒng)應用效益的目的。

1.1.2合理設定PF值

在數(shù)據(jù)中心當中UPS設備的用電量相對較大,該設備輸入功率因數(shù)對整個數(shù)據(jù)中心IDC配電系統(tǒng)電能質(zhì)量有著直接的影響作用。一般存在于交流電路中的相移功率因數(shù)即PF指的就是電壓與電流的相位差余弦值,其計算公式如下:

image.png

在這一公式當中,cosφ代表著功率因數(shù)符號,THD代表著總諧波電流畸變率。以某數(shù)據(jù)中心實際負載率為6%的UPS設備為例,當UPS負載率不高的情況下,經(jīng)測試可知其實際值cosφ為0.98,此時對應的總諧波電流畸變率約為30%。由于UPS設備負載率并不高,此時負載基本等同于高頻非線性負荷,加之基波電流I值也相對較小,在受到客觀存在的諧波的影響下容易增加UPS設備的THDi值,進而導致設備功率因數(shù)PF減小。但根據(jù)檢測結(jié)果,在UPS負載率處于正常狀態(tài)時,其cosφ值與PF值基本為1,對應的總諧波電流畸變率*大值為10%,因此如果數(shù)據(jù)中心IDC配電系統(tǒng)選擇使用UPS系統(tǒng), 則可以通過嚴格按照國家相關標準要求對電容補償裝 置進行優(yōu)化,如可以根據(jù)變壓器容量的 30%進行電容補償,選用輸入功率因數(shù)至少為 0.95 的 UPS 設備,在有效落實減配的同時也可以達到節(jié)約投資的效果。

2數(shù)據(jù)中心IDC機房能源管理措施分析

2.1積極優(yōu)化機房布置

在對數(shù)據(jù)中心IDC機房進行能源管理的過程中,為有效提高其節(jié)能成效,工作人員需要立足機房實際科學優(yōu)化機房布置。一方面,按照前進后出、水平通風的原則選用和進排風結(jié)構(gòu)一致的機柜作為數(shù)據(jù)中心IDC機房機柜,另一方面,為防止設備在運行過程中產(chǎn)生大量熱空氣同空調(diào)機產(chǎn)生的冷送風相互混合,導致數(shù)據(jù)中心容易出現(xiàn)諸多局部熱點而影響空調(diào)原本的制冷效率,大大增加空調(diào)能耗。工作人員可以選擇將其安裝在機架當中無設備處,使得進入到設備當中的進風溫度能夠具有良好的穩(wěn)定性。另外,如果選擇使用帶有機柜門的機柜,則需要保障其開孔率至少為60%,防止機柜出現(xiàn)吸排風通道受阻的情況而影響整體冷卻效果。

2.2運用高效節(jié)能設備

在數(shù)據(jù)中心IDC機房當中選用優(yōu)化的UPS系統(tǒng),通過充分發(fā)揮UPS設備的高效性,同樣可以達到良好的節(jié)能效果。如某數(shù)據(jù)中心在2015-2018年間,分別建設了15臺、20臺和25臺經(jīng)過上述方式優(yōu)化處理的400kVAUPS設備,在每一條UPS設備負載電流值為200A,與同期相比,該數(shù)據(jù)中心在2015年到2018年間利用高效UPS系統(tǒng)后的節(jié)電量分別達到了68萬度、91萬度以及137萬度[2]。在空調(diào)系統(tǒng)設備選用中,數(shù)據(jù)中心IDC機房可選擇使用節(jié)能性良好的水冷系統(tǒng),同時積極對機房進行開窗通風,從而借助自然風有效降低設備溫度并獲得良好的節(jié)能效果。

3能耗統(tǒng)計分析(能源管理)解決方案

? 建立高效的能耗監(jiān)測管理系統(tǒng),對建筑各類耗能設備能耗數(shù)據(jù)進行實時測量,對采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。能夠合理的確定各區(qū)域建筑能耗經(jīng)濟指標及績效考核指標,發(fā)現(xiàn)能源使用規(guī)律和能源浪費情況,提高人員主動節(jié)能的意識。

① 搭建數(shù)據(jù)中心智慧能源管理系統(tǒng)的基本框架,對各個用能環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測;

② 排碳數(shù)據(jù)化:通過系統(tǒng)可實現(xiàn)建筑單位內(nèi)人均能耗分析(包括水、電、能量),實現(xiàn)低碳辦公數(shù)據(jù)化;

③ 區(qū)域能效比:實現(xiàn)建筑單位內(nèi)區(qū)域能耗對比,方便能耗考核;

④ 同期能效比:實現(xiàn)同年、同期、同一區(qū)域能耗對比,方便節(jié)能數(shù)據(jù)分析;

⑤ 能耗評估管理:按照能源消耗定額標準約束值、標準值、引導值進行分析單位面積能耗和人均能耗指標;

⑥ 能耗競爭排名:各個功能區(qū)能耗對比,實現(xiàn)能耗排名,增強工作人員的節(jié)能意識;

⑦ 對能耗的使用數(shù)據(jù)進行綜合的分析、統(tǒng)計、打印和查詢等功能,并根據(jù)能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)的需要可選擇不同樣式報表的打印。為能耗運營管理部門提供可靠的依據(jù);

⑧ 能耗數(shù)據(jù)采集,隨時查詢,并根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,監(jiān)測異常能源用量,對能源智能儀表故障進行報警,提高系統(tǒng)信息化、自動化水平。

image.png

4能源管理系統(tǒng)

5結(jié)束語

總而言之,工作人員在對數(shù)據(jù)中心IDC配電系統(tǒng)進行優(yōu)化設計的過程中,需要充分結(jié)合數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)實際情況及運行要求,并嚴格按照國家相關規(guī)程規(guī)定,合理選用高效的UPS設備并注重增加備用設備與線路,以此有效提高配電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。在開展能源管理工作中,工作人員同樣需要主動運用高效、節(jié)能的設備,在對機房進行優(yōu)化布置并積極運用各種先進信息技術下,使得IDC機房可以獲得更高的節(jié)能管理成效。


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