模块化数据中心通信电源供电技术分析

2021-12-20过静芳

通信电源技术 2021年12期

过静芳

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏南京 210019）

0 引言

新时代数据中心业务复杂程度与业务难度增加，常规机房与传统供电技术存在的问题更加明显，部署不合理对于数据中心模块化构建会产生严重影响，因此必须要结合原有的通信电源供电不足之处来重新规划、设计数据中心电源管控系统，应用先进技术来提高供电稳定性。通过对通信电源模块进行灵活、合理配置，完善数据中心电源模块内部各种结构，构建合理模块，利用通信电源使各个系统之间的信息得到快速高效耦合，促使数据中心朝着着集约化、智能化的方向发展。

1 模块化数据中心的结构与组成

数据中心在开展模块化布置时主要将传统“固态式”机房当中电源、机架、制冷、电源布线以及智能化设施等系统有效整合，将其放置到一个装置中，将所有与数据中心有关的机房全部依据规范划分成为不同模块。简单来讲，就是将数据中心内部各个机房依据需求划分成独立区域，每个机房区域当中都存在一个微模块，机房内部规模情况、电源配置、网络系统、负荷以及制冷系统等有着统一的建设标准，设计和规划相同。不过不同区域存在独立特征，微模块、配电、制冷以及模块系统管控等可有效、独立进行运转，快速实现数据中心扩建以及业务灵活运转、部署的目标[1]。数据中心模块化建设时对于建筑物性能并没有较高的要求，一般在明确需要建设的物理建筑之后，可以统一、全面将发电系统、供电系统以及机房内制冷系统等各种基础设施安装全面，仅保留机房当中的网络、水电等接口，后期针对这些接口依据机房模块部署情况进行配套建设[2]。图1为模块化数据机房布置图。

图1 模块化数据机房布置图

2 模块化数据中心通信电源供电特征

2.1 部署安全性强

通常情况下在数据中心部署微模块时，会针对系统进行标准模块化设计，这不仅能够增强模块系统安全性，还能提高系统的稳定性[3]。在针对机房展开模块化建设之前对自然灾害、客观因素的影响进行考量，进一步提升微模块机房内部电源的抵抗能力，维护电源稳定性，保证通信系统可以正常工作。数据机房内部配置有功能较为齐全的监控系统，技术人员可规范掌握机房建设情况，在模块机房原有电源的基础上提升其防盗能力。

2.2 部署速度相对较快

在规划和设计微模块机房时，技术人员要遵循行业标准和原则，依据提前设定的建设内容来选取针对性技术设计电源系统结构。设计设备物理排列形式与微模块系统时，结合设备和模块数量、类型进行选择，安装操作难度不高[4]。机房当中微模块在定制之后，依据性能可以批量对其生产，内部大部分都使用标准化、系统化连接配置方式，可进一步提升机房微模块实际安装成效。

2.3 绿色节能

在设计和安装模块化机房内部基础设施时，需要充分结合现阶段模块建设要求以及未来数据中心发展需求[5]。新时期构建的数据中心对于电源、冷源以及机架等都有全面考量，分析其与模块系统的实际匹配程度，减少电源过度配置的问题[6]。此外，微模块机房大部分都使用列间空调，空调冷气会直接传输给机架热量较高的位置，这种靠近热源的制冷方式极大缩短了气流流通时间，制冷精准程度较高，不仅可以解决局部出现热点的问题，而且还可提升空调电能使用效率[7]。

2.4 电源运营和管理更加智能

数据中心内部微模块管理系统和动环系统有着层次性、系统性以及实时性特征，能够实时进行调整。采取动环系统中的自动存储性能可精准掌握数据中心内部能源消耗较高的节点，动态采集设备运行数据，实时分析数据情况，可保证节能环保更加精准，以此来降低机房内电能消耗[8]。

3 通信电源供电技术在模块化数据中心中实际应用和注意事项

3.1 对模块化数据中心系统进行持续不断优化

现阶段，在通信电源构建时结合数据中心功能来合理对电源进行划分，保证所有子模块和设施可以独立、正常操作，子系统之间不会发生感染情况[9]。但是，在利用通信电源来集成化管控模块时，需要对机房区域当中电源功率变化情况进行关注[10]。管理人员可在机房当中构建一个智能化、集成化管理体系，统一监控数据中心各个机房，在管理监控系统中融入信息采集、监测数据以及分析环境等功能，利用计算机将分析数据呈现出来。

3.2 把供电形式在数据中心内部进行整合

模块化数据中心内部各个机房通信电源供电系统有着多样化特征，需要将不同供电方式有效整合，制定个性化电源供电方案来满足不同的服务需求。电源不入模块供电方式的特征就是电源需要单独设立在机房外统一的供电室当中，利用电源系统和模块将电能供给机房内部设备，在电源模块被统一、集中部署之后，电源模块内部各种供电构架将会得到持续更新，让供电系统得到全面、优质监管。而电源入机房机柜属于一种分布式电源供电方式，利用各种措施将电源引入到机房内部机柜当中，运行时电池能够自动存储电能，在出现电路故障后电池能够成为备用电源[11]。

3.3 通信电源在模块化数据中心构建时需要注意的事项

模块化数据机房在配置针对性电源系统后对于机房设备要求较高，例如需要有一个良好电磁环境。在构建模块化机房后，需要使用的模块较多，不同模块可能会出现施工重合问题，建设工序较为复杂。此外在建设初期，大量配电系统与制冷系统使用会造成资源浪费，因此需要针对设备和电源做好分组规划，保证供电和制冷资源能够得到合理利用。

在改造和优化旧数据中心机房时，一般可以利用密闭热冷通道来维护机房内部温度，结合模块化系统需求选择密闭热冷通道方案。利用冷通道散热方式能够让空调所产生的冷源进入到模块化机房IT设备内部，制冷效果较为优异。传统机房或较大机房受到空间、设备布局限制，冷通道无法充分满足设备散热目的，机房内部仍旧有局部位置存在热点。这时就可以利用密闭热通道的微模块散热方案，结合模块化数据机房当中的设备放置情况，将其调整为背对背放置状态，在机柜当中适当预留端门与天窗，直接将IT设备所散发的热量输送到中央空调回风口的内部，让机房一直维持在一个恒温状态。图2为密闭热通道平面图。