数据中心供配电系统的节能设计

王炜

摘要 时代的进步带动了各行业突破式的发展，为各行业带去了高新的科技技术，尤其是以信息技术为依托的数据中心自动化管理系统。随着总体资源的逐步耗尽并没有找到相应的替代产品问题的日益严峻的问题，社会整体发展中考虑的首要因素便是节能。数据中心自动化运维管理中涉及众多的供配电体系，若在该体系中将节能系统深入渗透，对于国家的整体资源规划和社会环境的整体效益有着深远的意义。

[关键词]数据中心 供配电系统 节能设计研究

众多企业中应用的数据中心自动化运维管理是其提高整体管理效率的主要动力，所以保证数据中心自动化运维管理功能的持续、稳定的发挥作用是关键环节，所以保证数据中心运维管理的供配电系统的稳定并应用先进的节能措施，为企业的整体发展降低成本，提升运维效率，行业内研究的热点问题。本文通过分析供配电系统应用节能措施面临的众多问题，并提出相应的解决措施，为数据中心供配电系统的节能提供参考。

1 数据中心电源系统能耗现状

数据中心运维管理的供电系统包含电源系统、辅助设备和配套设备组成数据中心运维管理是以计算机为载体，信息技术为依托的先进的数据管理技术，随着数据中心供配电系统规模的升级，相应的硬件设施的数量也随之增加，从而使得电量需求迅速增大。且城市是用电密度最大的地区，数据中心的用电规模占了很大比例。据可靠数据分析，众多一线城市或者IDC（bternet Data Center，互联网数据中心）商业活动较为频繁的地区，数据中心运维管理的电能消耗占总体电能消耗的百分之二十五，甚至有的地区已经超过百分之五十，比如北京。

此外，还有众多企业规模较大，数据中心运维管理一直沿用电能消耗高的UPS（Uninterruptible Power Supply，不断电系统），给数据中心的能源消耗加重了负担。

2 设计需求

据现有的数据分析研究，可以得出数据中心的节能设计主要设计以下几方面的因素：

2.1 按照容错系统标准配置硬件设施

传统数据中心运维过程中常常因为外部电源终端以及误动拒动等问题出现而导致运行中断，所以该供配电系统应该设置严格的容错系统标准，防止此类事情的发生。

2.2 不间断电源系统配置

該系统应严格按照2N标准配置电池，且具有连续使用的时间至少在15分钟以上。

2.3 发电机选择

发电机备用电源首选柴油式，根据实际灵活变动。

3 数据中心电源系统节能设计

本环节将对数据中心运维管理的电源系统展开叙述。

3.1 评价指标

PUE（PowerUsageEffectiveness，电源使用效率）在数据中心的供配电系统中提供给数据中心供配电工作者直观的电能消耗状态，为其整体的供配电管理工作提供指导依据，在数据中心供配电系统日益进步过程中受到了广泛关注。供配电系统主要包含IT主设备负载效率、空调系统及供配电系统三方面。

3.2 电源系统结构

目前，企业数据中心常采用大规模的服务器和小型机，但是其使用过程中经常出现电源不稳定影响网络工作的安全性，所以对电源系统研究出更佳的配置方案。综合数据中心运行规范，将数据中心运维管理的供配电系统分为高压直流电供配电系统和交流供配电系统。

3.3 高压直流供配电系统

随着数据中心运维管理的不断优化，行业内的工作者通过大量的实践和分析数据工作，得出HVDC（High-Voltage Direct Current，高压直流）电源供配电系统的工作效率较高，适用于现阶段对于数据中心节能的要求，为数据中心的节能工作带来了新的发展局面。因HVDC供配电系统的电池直接接入服务器输入端，不需要额外的设别或者处理，就可以实现持续稳定的供电这一强大的优势，且扩容环节的后期维护更加简便易操作而得到广泛的运用。HVDC供配电系统的应用，仅在线路系统和配电上电能有损耗，切实降低了PUE的数据值，提升了系统运行的供电效率，推动了数据中心供配电中节能技术应用的进步。如2016年，天津电力公司用电客户系统在停电1小时内的情况下，供电效率高达99.9%。

3.4 模块交流电系统

在UPS供配电系统的使用中，经常会因该系统负载率较低的情况而引发的供电系统运行中断等问题，给整体的数据中心运维管理该来了极大的不便。经过研究发现，通过将模块化概念引入UPS供配电系统的节能改造工程中，有助于该供配电系统的整体节能优化效果的提升。UPS供配电系统通过模块化改进，冗余的电能资源可以同时保证多台设备的正常运行，还可以根据实际情况进行电源容量的优化，使得UPS供配电系统的工作效率和安全性得到大程度的提升，关键的是可以切实降低能源的过度使用，实现数据中心的节能目的。

3.5 优化空调系统

出了以上量方面的改造，空调系统的节能措施也要进行优化和调整，在以上基础上进一步提升供配电的节能目的。在数据中心的实际运维管理中，采取集中式冷冻水型恒温恒湿空调，架空地板，精确下送风，充分利用自然风，提高对资源的优化配置和利用率，以此来减少能源过度消耗。同时还要对机房温度进行科学合理的设置，划分区域精确供冷，来实现空调系统的节能目标。而在空调各种功能中，加湿是一项耗能较高的功能，所以可靠将其取消掉，降低空调的整体能耗，从细节上提升整体供配电的节能效果。

4 结束语

现如今，全球变暖的问题日益严峻，能源消耗是国家和民众最为关注的热点问题，各行业如何采取先进的节能减排技术实现绿色工程的目的，成为行业内最为关注的问题。数据中心运维管理的供配电系统作为现代企业不可或缺的必要手段，如何将传统的高能耗局势逐渐扭转，是现如今最火热的话题。在新时代，通过不断创新，将绿色低能耗的理念逐渐渗透进供配电系统，优化电源系统、空调系统，实现数据中心的整体节能目标，助力我国的能源事业的发展。

参考文献

[1]孙海峰.基于自然冷源的数据中心制冷系统节能潜力的分析[J].发电与空调，2016 （04）：69-73.

[2]史海疆，数据中心供配电系统节能技术探讨访中国电源工业协会副理事长王其英[J].电气应用，2015 （06）：6-8.