数据中心机房机柜配电新模式探讨

周志糯

（海南电网有限责任公司信息通信分公司，海口 510203）

0 引言

作为企业的信息中心枢纽，数据中心本身是一个较为专业的辅助型综合设施，其承载了大量的企业核心信息。就信息服务器类型来看，这些服务器不仅包含计算机系统及配套设施，而且包含数据通信链接、环境控制、监控设备、安全设备等诸多单元，实现这些单元设备的协调运作，能为企业的经营和长远发展创造良好条件。配电系统是数据中心最为关键的管理环节之一，当配电系统出现供电质量不高或者断电问题时，数据中心机房的服务器就会出现宕机风险，这不仅会造成数据中心服务器自身的损坏，还容易造成企业经营数据丢失，给企业带来较大的经营风险和经济损失。基于此，在数据中心机房配电系统管理中，有必要进行机柜配电模式的不断优化。

1 数据中心机房机柜配电的目标要求

信息时代下，人们对数据中心机房机柜配电工作提出了较高的质量要求，在数据中心机房配电系统整体规划中，基于三维建模技术，构建机房智能运维体系已经成为数据中心机房机柜配电的重要目标。在智能配电模式下，数据中心机房管理人员不仅能实现机房基础设施的高效配置，还能实现机房冷量、容量、配线、配电动力系统、消防、机房信息（动环）、资产等要素的可视化管理。此外，基于三维建模技术下的智能配电模式和运维突袭，工作人员能实现信息系统IT 逻辑架构和物理架构的在线管理，这创建了数图一体化的管理模式，有效地提升了架构图的可用性和数据中心机房机柜配电的可靠性。值得注意的是，在新时期，基于智能化手段建设的智能配电系统，其还应具有集成监控告警的功能，即通过监控告警信息与应用架构的结合，工作人员能迅速地发现并定位数据中心机房机柜配电系统的故障，随后及时进行故障处理，有效地缩小故障的影响范围，确保整个数据中心机房机柜配电的稳定性、安全性。

从本质上讲，基于三维建模技术，构建智能配电模式和运维体系是数据中心机房机柜规范化、现代化应用管理的内在要求，其本身是一个信息机房基础设施设备从“电子化”向“数字化”转型的过程，通过这一转变，能有效地提升企业电网信息资源管控能力、系统维护能力和 故障处理能力，这对于企业信息系统的高效、安全、稳定、可靠运行具有积极作用［1］。

2 数据中心机房机柜传统配电模式分析

2.1 数据中心机房机柜传统配电方案

企业生产经营中，数据中心充当着信息中心枢纽的作用，在数据中心配电管理中，传统的配电方案多采用精密配电柜配电，在行业内容部，人们又习惯性地将这种配电方式称之为精密列头柜配电。从数据中心机房配电应用效果来看，其配电方式以数据中心机房能源末端为基础，然后进行综合分配和能源采集，该系统所采集的能源信息会上传到数据中心服务器，并上传到显示单元，这不仅为机柜中的IT/CT 设备提供电能和能源数据参考，而且为工作人员实时掌握电能参数和质量提供了有效依据。基本上满足了企业数据对于配电系统的应用需要［2］（见图1）。

由图1 可知，在传统机房配电模式下，为满足配电应用需要，人们会在机柜的始端放置一个列头柜，该配电柜将高集成、高可靠性的计算机主板作为核心，实现系统运行参数的有效监控。并且相比于之前的配电模式，列头柜的使用有效地节省了配电柜的使用空间，满足了配电与监控的双重需要。

2.2 数据中心机房机柜配电问题分析

信息化时代下，企业数据中心的信息内容更加复杂，这使配电设备逐渐多样化，配电质量要求也愈发严格。传统的列头柜配电模式采用一对多的配电拓扑结构，其虽然能满足基本的配电需要，然而列头柜在生命周期成本、空间利用和实用性层面仍有待优化。

从生命周期成本来看，企业中心机房配电柜配电设计中，用户对配电设备设计容量、预计负载量以及实际负载量之间的设计存在较大差异，有较多数据机房建成且使用时间超5 年，其实际的负载量却未能达到设计容量的50%，这使得资源浪费现象较为明显。而在空间利用层面，列头柜配电模式虽然能起到节省使用空间的效果，但当前列头柜配电模式的应用仍然未能达到预期的空间利用目标。这要求人们在列头柜配电模式应用中，应深化互联网技术（Internet Technology，IT）服务器的小型化研究，进一步提高设备的空间利用率。此外，企业经营模式的转型升级较快，这使得在数据机房中心建设中，还应对和数据机房建设的模式进行优化。若采用传统2～3 年的控制周期来建设数据机房，则数据机房建设完成后，其极有可能已经落后于企业的经营发展现状，这会使数据中心机房配电柜配电的效率降低。针对这些情况，在进行机房配电柜建设中，还应注重对适用性这一核心要素的有效分析，即应尽可能地缩短数据机房中心的建设周期，同时应提升数据机房中心建设的前瞻性，不断提升其实际应用效果。

3 数据中心机房机柜配电新模式应用

3.1 项目概况

海南电网有限责任公司在经营发展中，企业信息化建设的层级不断升高，数据中心机房IT 设备、计算资源、存储资源、网络资源等设备的用量不断增大，面对较为复杂的信息系统架构和IT 环境，企业既有的精密配电柜配电模式已难以适应企业业务经营和管理需要。为实现本企业信息机房基础设施设备从“电子化”向“数字化”转型，海南电网有限责任公司开始布局建设智能配电系统，以此来实现异地多机房的智能运维管控。

3.2 配电新模式设计

3.2.1 构架设计

构架设计是数据中心机房机构智能配电系统设计的基础性内容。在海南电网智能配电结构建设中，电力工作人员首先对机柜、配电柜、空调、机位等设备使用的内部环境进行分析，同时考虑IT 设备、端口连线、管路等资源的三维展现和管理。出于这一建设需要，该企业构建了三维建模的模型库，随后研究信息系统物理架构和逻辑架构，然后将内部配电网络与外部系统集成，以实现配电系统的在线管理和智能运维。

3.2.2 系统功能

功能设计与研究是整个智能配电系统建设的核心所在［3］。新时期，海南电网智能配电系统的功能设计包括以下内容。其一，整个系统应具有异地机房作业、机柜门锁状态远程监控职能，同时利用该系统实现配电结构的故障模拟和分析；其二，智能配电系应实现整个应用场景的配置统计，同时其能实现U 位级资产自动化管理；其三，在配电系统运行中，运维人员应能在智能电源分配单元（Power Distribution Unit，PDU）的支撑下实现电压、电流、功率的监测，同时用户应能实现资产设备、机柜容量等信息的查询。

3.2.3 系统开发

本项目系统开发包含较多单元，除机房内部环境、系统部署与信息采集外，建模、数据处理、数据整合、架构设计等都是应用系统开发的重要内容。此外，本智能配电系统的开发还包括可视化配置、外部系统接口整合等诸多单元。科学合理地开发这些系统单元，能有效提升数据中心机房机柜智能配电系统的应用质量。

3.2.4 安装部署及试运行

对于数据中心机房机柜智能配电系统的设计应用，还应注重智能设备的部署和应用要求。在职能设备配电系统设备部署中，应注重两个层面的要点：一方面，本项目要求在外围系统及软硬件与三维建模机房智能运维系统部署中，按照基层部署的要求进行处理；另一方面，对于已经完成的软硬件配电设备，要求进行联调测试，并在三维展示的指导下，实现系统功能的持续优化。

3.3 配电新模式应用要点

3.3.1 合理选择配电类型

新时期，数据中心智能母线槽配电方案可分为轨道滑触式和固定式，两者最大的差异在于前者内置滑触导轨，在导轨的作用下，其插接箱可以直接在母线上滑动，灵活性极强，能有效满足机柜的摆放需要。而后者在密集插接口设计中的应用较多，海南电网有限责任公司机房电气设备较多，机柜密集，采用固定式智能母线槽配电方案，满足了应用需要。

3.3.2 强化安装方式管理

对于固定式智能母线槽配电方案，在实际应用中还考虑以下因素。其一，注意主配电区的管理，确保其电流等级保持在1 600～3 200 A；其二，进行干线配电区和终端配电区的管理，其中前者采用高电流母线作为配电干线，而后者使用中电流母线；其三，整个系统内采用双配电架构，然后从干线到终端区域设计测量、监控系统，实现电源管理的系统优化。

3.3.3 重视配电能效管理

本项目在固定式智能母线槽配电方案使用中，还应重视配电能效的系统管理。在实际管理中，通过电能监测软件，对电流、电压、功率、电量等要素进行监控，实现了能效的有效管理，对于系统运行中存在的问题，实施故障报警管理，可以有效地提升系统运行的稳定性、可靠性。

4 结语

配电模式的选择和应用对于数据中心机房机柜的整体运行效率具有深刻影响。新时期，人们对机柜配电模式的设计和应用质量提出了较高要求，采用传统的列头柜配电模式，其虽然能初步满足企业数据中心机房机柜配电的应用需要，然而在实际应用中，其仍然存在周期成本高、空间利用低、实用性不强的问题，对此，应重视数据中心机房机柜智能配电新模式的应用，确保数据中心机房配电的安全性、可靠性，促进现代企业的健康、有序发展。