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数据中心配电能效精细化建设策略研究与趋势分析

文章更新时间:2023-09-11 点击量:187

摘要:通过分析用户需求、建设和运营维护对数据中心建设的要求;结合国家政策和数据中心发展趋势,创新引入关键因素和多角度分析方法。同时,系统地提出了如何在数据中心优质发展中进行精细化建设的策略。


关键字:数据中心;数字化;精细化;上架率;PUE


引言

近年来,全球数字化转型带来了数据的爆炸式增长。数据中心作为数据的载体,承担着千行百业数字化转型信息系统基础的重要任务,已经成为社会bu可huo缺的“数字基础"。在国家“十四五"规划、新基建、东数西算、行业数字化的推动下,数据中心进入持续快速发展时期;与此同时,它正在从快速发展向高质量发展全面演变。数据中心需要面对许多重要因素,如需求多样化、高质量要求、智能运营和绿色低碳建设,其精细化建设变得越来越重要。


1需求分析

精细化数据中心建设需要综合分析政策和趋势、用户需求和建设和运营维护要求。


1.1分析政策和趋势

目前,在规模化发展的基础上,数据中心的布局和发展已经进入政策和行业驱动的新阶段。首先,一体化大数据中心政策促进数据中心布局优化,促进数据中心协同发展。全国一体化大数据中心、新数据中心等政策文件的出台,以及东数西算项目的实施,为数据中心的协调和一体化发展指明了方向。数据中心的布局要结合国家政策进行统筹和适度集约,布局要根据建设需要不断优化。其次,新的数据中心是数据中心高质量发展的重要方向。高技术、高效率、高信息的协同时代。


1.2用户需求分析

第一,我国数据中心的用户需求迎来了行业增长、技术驱动和区域转移的新机遇。

①数据中心机架规模持续稳步增长。大型以上数据中心规模快速增长。2021年底,中国使用数据中心机架的平均年增长率超过30%。

②储能、蓄冷、高密度、计算网络、智能运维、超融合架构等技术创新,加快数据中心向大型化、智能化、绿色化方向发展。

③东数西算项目的实施,促进了市场热点的新布局和区域转移。

第二,用户需求也面临着增长放缓、需求变化和竞争激烈的挑战。

①因特网用户仍然占据主导地位,IDC产业与因特网产业的发展呈现共振效应;但是市场饱和度越来越大,增长速度越来越慢。

②在传统IDC业务中,用户需求主要是租用服务器,逐渐转变为企业云对算、存力和运输能力的不同需求。

③运营商、第三方和互联网企业数据中心业务规模发展,行业竞争加剧。

第三,用户需求需要面对多元化的新趋势。用户需求呈现出以下新特征:

①安全性和可靠性要求。党政军、金融等用户对安全性和可靠性提出了更高的要求,不仅要求基础设施安全、信息安全和网络安全,还要求安全专属。

②定制需求。根据用户对计算能力、网络和存储的不同需求,数据中心需要具备一定的定制能力。满足不同功率、机架数量、基础设施、网络、灵活性和安全性的要求。

③快速上架。标准化和定制化并存。标准化促进快速上架有利于用户和建设者,既能满足快速启动用户业务的需求,又有利于建设者控制上架率,满足各级部门的考核。

④智能化提升。一些用户,如金融、政企等,需要快速、实时地掌握自己的设备和相关基础设施信息。

⑤云需求增加。中小用户逐渐向云迁移,计算能力需求迅速发展,对云的需求越来越大。其中,AI等高计算能力的需求明显增加,对配套设施的要求也更高。

⑥性价比高。在功能相似的情况下,大规模用户会越来越重视成本。低PUE绿色数据中心不仅节能,而且成本更低,对大规模用户有很好的吸引力。


2数据中心精细化建设策略研究


2.1符合统筹要求的

数据中心将形成国家枢纽节点、省级数据中心和边缘数据中心的阶梯布局。首先,建设策略要满足国家统筹布局的要求,调查网络、能源、计算能力、数据和应用,确保符合国家、地方政策要求和数字经济的发展趋势。其次,根据目标用户及其业务特点,选择合适的机房标准和机房等级进行建设。如有必要,可以分区建设不同等级的机房。


2.2用户需求驱动

根据用户合同、协议、意向和目标用户群分析,合理预测数据中心的整体规模,确保整体规模与用户需求相匹配。考虑到用户需求的不确定性,数据中心的建设和配置可以分阶段进行。前期建设的确定性需求和少量不确定性需求,并为定制建设预留机房空间,在后期循环前期,遇到重大变化及时纠正偏差。


3安科瑞数据中心综合能效管理系统










4系统功能

1)通过仪表盘直观展示当前数据中心的总能耗、IT能耗、空调能耗等能耗,并计算出当前数据中心的实时PUE值。

2)选择查看数据中心中低压配电系统的主接线图,并显示配电系统目前的遥测、遥信数据和状态。实时监控各配电柜的电压、电流等电力参数,变电站的温度、湿度、烟雾、水浸、门禁等环境条件。

3)电气接头温度实时监测,无线测温传感器监测接头温度安装在断路器触头、触臂、母排和电缆连接处,便于提前发现温度异常引起的事故。

4)监控各变压器的参数,包括负载率、频率、功率因数、三相不平衡等。,并显示历时曲线图和实时数据变化。帮助用户直接

5)在线监测电能质量,可监测暂态事件记录、ITIC容忍曲线等。电流和电压谐波畸变率、电压暂升暂降暂停等。

6)系统采集UPS输入、输出端和旁路三相电压、电流、功率因数频率,同时监测UPS温度、电池电压、当前负载下的剩余时间等数据。

7)显示单个电池的电压、内阻和温度,预测电池携带时的剩余时间。每节电池数据都可以设置异常报警,及时发现电池异常。

8)展示精密配电柜内进线和馈线电路的电气参数,包括电流、电压、功率、电能和开关状态,并可设置和分级数据,数据取自精密配电柜的测量模块。

9)展示智能小母线的始端箱和插入箱的电气参数,包括电流电压、开关状态和插入点温度,并设置和分级数据。

10)通过平面图显示数据中心的能源分布、设备分布以及设备的能耗数据。点击平面图上的设备进入具体的设备监控界面。

11)实时显示当前数据中心的PUE值和历史的PUE曲线。并显示每个子项目的能耗和能耗排名。监控变压器的运行和负载,并给出本月变压器的输出电能排名。

12)显示每月/年的电能消耗报表,并显示具体电路的曲线图和饼图。对数据中心用电数据进行同比和环比分析比较,查看用电趋势。

13)对精密空调的回风温度和湿度进行监测,并能设定精密空调的温度和湿度,从而达到更好的控制效果。

14)监测数据中心的温度、湿度、开关门、水浸、烟雾、噪音、气体浓度等参数。曲线图直观清晰,支持历史数据查询

通过列表显示各种报警事件的数量,通过柱状图显示每天的报警数量,提供报警总数和增长趋势。

维护管理功能,可对数据中心各主要设备进行巡检、消缺、抢修等维护工作。


5结语

中国的数据中心正在向新的数据中心进化,数据中心的建设也面临着市场、技术、运营和维护的新要求。其中,建设方案和策略的选择对投资和运营影响很大。因此,有必要注意提高数据中心建设的精细化水平。通过加强建设管理,我们可以在保证绿色和安全的前提下,更好地应对用户需求的新变化;并为用户提供泛在、智能、可持续的云服务能力,满足更多行业的数字化转型需求。



参考文献:

【1】工业和信息化部.新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)[EB/OL].(2021-07-04)[2022-07-20].

【2】中国信息通信研究院.数据中心bai皮书(2022)[EB/OL].(2022-04)[2022-07-25].

【3】王晋,伍金明.数据中心精细化建设策略分析[J].通信与信息技术,2023(1):125-128

【4】安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版