1 數(shù)據(jù)中心能效信息化管理系統(tǒng)概述

互聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前我國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要推動力,也是互聯(lián)網(wǎng)+、工業(yè)4.0等國家新興戰(zhàn)略的依托和載體,使用和發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)離不開數(shù)據(jù)中心機房這一關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。

根據(jù)工業(yè)和信息化部直屬的中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院發(fā)布《中國數(shù)據(jù)中心布局特點與發(fā)展策略研究》報告顯示,能源支出在數(shù)據(jù)中心機房運營成本中所占的比例在40%左右,大型和超大型數(shù)據(jù)中心的占比會更高。因此,數(shù)據(jù)中心機房在運營期間,如何有效管理電力成本是數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能的關(guān)鍵所在。

針對數(shù)據(jù)中心耗電量在社會總耗電量的占比不斷提高,以及數(shù)據(jù)中心機房在可以預(yù)見的未來還將大量增長的趨勢。數(shù)據(jù)中心機房能耗的爆發(fā)性增長要求我國大中型數(shù)據(jù)中心的能耗管理水平盡快得到提升,應(yīng)用諸如智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化等手段來提高數(shù)據(jù)中心機房的能耗管理水平。

　　2 國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心能耗管理信息化的現(xiàn)狀及存在的問題

數(shù)據(jù)中心機房環(huán)境監(jiān)控電力部分,通常使用的精密列頭柜只是傳統(tǒng)電流表、電壓表等電氣儀表功能的簡單延伸和拓展,通過數(shù)據(jù)總線,一般是低帶寬的RS485總線傳輸?shù)郊亟缑?配以針對電表實時采集數(shù)據(jù)的報警環(huán)節(jié),這種方式數(shù)據(jù)不全且技術(shù)含量比較低。

為貫徹落實《國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見》的要求,全面提升數(shù)據(jù)中心節(jié)能環(huán)保水平,國家工業(yè)和信息化部、國家機關(guān)事務(wù)管理局、國家能源局研究制定了《國家綠色數(shù)據(jù)中心試點工作方案》。針對該方案提出的要求,存在著諸多不足。分析如下:

PUE是個動態(tài)的變化值,比如一日內(nèi)業(yè)務(wù)高峰和空閑時間的數(shù)值有很大差距,一年內(nèi)夏天戶外溫度最高時與冬天天氣最冷時也有很大差距,精密列頭柜只能顯示即時值,不能合理度量和使用PUE這個衡量指標(biāo),此數(shù)值也是無法累加、評估和追溯的。

各種用電量參數(shù)的匯總和統(tǒng)計,需要能耗管理系統(tǒng)具備相當(dāng)程度的數(shù)據(jù)存儲和分析能力,以備操作和管理人員的查詢、判斷和評估。

用電設(shè)備的分項計量是不容易實現(xiàn)的,尤其是針對UPS及其電池組和空調(diào),這一類非配電設(shè)備,使用傳統(tǒng)的機房配電方案很難采集到他們的真實能耗狀態(tài)

對數(shù)據(jù)中心機房電力環(huán)境的統(tǒng)一監(jiān)控和集中管理,對防止數(shù)據(jù)中心設(shè)備工作狀態(tài)異常、及時處理和完善數(shù)據(jù),是數(shù)據(jù)中心機房日常運行非常重要的工作程序。

由于企業(yè)人員、技術(shù)等多方面因素的限制,數(shù)據(jù)中心機房動力環(huán)境監(jiān)測,一直存在盲區(qū),如供電回路的短路、過電壓、欠電壓、零地電壓飄高、諧波含量超過極限值及三相負(fù)載不平衡等原因,造成工作異常、設(shè)備損壞,如果涉及到金融、電力、通信等單位,還會造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。

為了避免上述現(xiàn)象發(fā)生,對數(shù)據(jù)中心機房,不得不采取專人值班,定時巡查設(shè)備的運行參數(shù)等措施,費時費力、工作人員長時間重復(fù)勞動,易產(chǎn)生疲勞、疏漏。巡查人員在巡檢過程中,存在人身安全隱患,致使整個數(shù)據(jù)中心電力監(jiān)測管理工作不科學(xué)和不規(guī)范等問題。

譬如美國的艾默生、ABB、法國的施耐德都能實現(xiàn)類似的機房信息化功能,但一般需要機房輸配電環(huán)節(jié)的全套設(shè)備都部署同一品牌產(chǎn)品才能實現(xiàn)全部功能,信息采集器件是集成在傳統(tǒng)輸配電部件上的,傳輸協(xié)議是獨有的,無法與我國已經(jīng)大量成熟生產(chǎn)的配電設(shè)備進(jìn)行配套使用。比如列頭柜、機柜、精密空調(diào),如果一個環(huán)節(jié)不用他們同類品牌的產(chǎn)品,這一部分的數(shù)據(jù)就不能采集到管理系統(tǒng),也就無法全面掌握機房的整體能耗使用情況。

各種電力電子裝置的迅速發(fā)展使得公用電網(wǎng)的諧波污染日趨嚴(yán)重,由于諧波無功功率及諧波*超出極限值,所造成的設(shè)備故障和事故不斷發(fā)生。諧波危害的嚴(yán)重性,設(shè)備的電力參數(shù)監(jiān)測問題,引起人們高度的關(guān)注。

當(dāng)供電電源的三相負(fù)載不平衡時,如控制某相的最大電流為額定值,則其余兩相就不能滿載,因而設(shè)備利用率下降。反之如要維持額定容量,將會造成負(fù)載較大的一相過負(fù)載,而且還會出現(xiàn)磁路不平衡致使波形畸變、零地電壓漂高等,造成設(shè)備附加損耗增加等。

如果數(shù)據(jù)中心的用電環(huán)境,無功功率被設(shè)備占用過多,就造成電網(wǎng)效率低下。同時,大量無功功率在電網(wǎng)中來回傳送,使得線路損耗增加,造成電能嚴(yán)重浪費。

數(shù)據(jù)中心列頭柜及服務(wù)器零地電壓的大小,可以直接對數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生一定的影響,主要表現(xiàn)在下述幾個方面:服務(wù)器運行緩慢、宕機等;同時會引起硬件故障,燒毀設(shè)備;引發(fā)控制信號的誤動作;影響通信質(zhì)量等等。

數(shù)據(jù)中心設(shè)計時的負(fù)載能力,是一個理想化的方案,隨著數(shù)據(jù)中心投入使用的設(shè)備負(fù)載不斷增加,又加上用電環(huán)境遠(yuǎn)比設(shè)計的情況復(fù)雜,供電回路就會出現(xiàn)不平衡狀態(tài)。在動力信息化嚴(yán)重不足的情況下,必然出現(xiàn)種種安全隱患,甚至發(fā)生重大用電安全事故。

　　3 恒安數(shù)據(jù)中心動力監(jiān)測管理系統(tǒng)

(1) 公司簡介

恒安數(shù)據(jù)中心動力監(jiān)測管理系統(tǒng)設(shè)備由傲視恒安科技(北京)有限公司研發(fā)生產(chǎn),該公司于2007年10月在中關(guān)村國家自主創(chuàng)新示范區(qū)內(nèi)注冊成立,是一家專業(yè)從事能源信息化、智能配電技術(shù)研究以及相關(guān)軟、硬件產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的高新技術(shù)企業(yè)。公司成立以來始終秉承技術(shù)創(chuàng)新是第一生產(chǎn)力的宗旨,全部產(chǎn)品和核心技術(shù)均為自主研發(fā),技術(shù)人員在公司員工總數(shù)中的占比始終在50%以上,截止2015年第二季度公司已獲得七項專利登記(其中發(fā)明專利三項)、二十余項軟件著作權(quán)登記、兩項商標(biāo)登記等知識產(chǎn)權(quán)成果。公司曾獲得過科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金、中關(guān)村科技園區(qū)小企業(yè)創(chuàng)新支持資金等國家、省市、區(qū)三級科技主管部門的科技項目扶植資金,還承擔(dān)過科技部火炬計劃產(chǎn)業(yè)化示范項目。公司2010年通過了ISO9001:2008質(zhì)量體系認(rèn)證,2011年通過了軟件企業(yè)認(rèn)定。

(2)系統(tǒng)構(gòu)成

如圖1所示,圖中表示能源管理(energyre source management,ERM)系統(tǒng)的機房動力解決方案。

(3)數(shù)據(jù)測量單元硬件

通過模塊化的測量手段,使得測量單元能精確統(tǒng)計IDC內(nèi)每回路、每機柜的動力供給情況,包括基本的電流、電壓、功率以及和動力安全息息相關(guān)的零地電壓、故障回路定位、三相不平衡度等信息。測量功能的前端模塊為基于嵌入式系統(tǒng)微型處理器的硬件平臺。

通過高精度電表專用芯片對電路狀態(tài)進(jìn)行高速采集,測量模塊與通訊模塊相連,由通訊模塊主動向系統(tǒng)中心提交采樣結(jié)果以及處理管理者授權(quán)的預(yù)警、報警操作。

數(shù)據(jù)測量單元硬件如圖2所示。

(4)2.0Client/Server版軟件部分顯示圖

ERM機房建模管理中心的3D查詢界面如圖3所示。三相不平衡地情況如圖4所示。ERM報警-查詢窗口顯示如圖5所示。

(5)恒安管理系統(tǒng)設(shè)備與國內(nèi)常見的機房能耗信息化產(chǎn)品的主要差異如表1所示

4 數(shù)據(jù)中心機房實行智能化、信息化能耗管理的重要意義

針對上述的這些問題,在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中,就需要引入數(shù)據(jù)中心動力環(huán)境檢測系統(tǒng),通過數(shù)據(jù)中心動力環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),對動力環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測,可以大大節(jié)省數(shù)據(jù)中心管理的人力成本,消除操作人員的測量人為測量誤差、漏檢及人身安全隱患。

動力監(jiān)測系統(tǒng)由軟件模塊和硬件模塊共同組成。硬件模塊包括各個采集終端,軟件模塊包括:采集中心、數(shù)據(jù)存儲中心、智庫中心、建模管理客戶端和顯示客戶端五個部分。恒安ERM系統(tǒng)的硬件模塊保證了動力數(shù)據(jù)采集的實時性、連續(xù)性和完整性,軟件模塊完成了海量數(shù)據(jù)的存儲、統(tǒng)計、整理和分析。

恒安ERM系統(tǒng),以實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為核心,可以從數(shù)據(jù)采集、聯(lián)網(wǎng)、能源數(shù)據(jù)海量存儲、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、查詢等提供一個整體解決方案,達(dá)到操作和管理人員的各項需求,在數(shù)據(jù)管控中心,實時對系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和評估。

恒安ERM系統(tǒng)是以計算機技術(shù)為基礎(chǔ),集自動控制、傳感采集、數(shù)據(jù)庫存儲、智能分析、終端建模、計算機網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備通信為一體,采用高度自動化、智能化的技術(shù)手段對數(shù)據(jù)中心的中心機房或分散機房的動力狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測,為數(shù)據(jù)中心動力環(huán)境提供集中管理、實時監(jiān)測的一體化管理模式。

保障數(shù)據(jù)中心及其附屬設(shè)備穩(wěn)定運行和數(shù)據(jù)安全,提高網(wǎng)絡(luò)維護(hù)水平,真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心從有人值守到少人或無人值守運行,因此,實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心動力環(huán)境的集中監(jiān)測和統(tǒng)一科學(xué)管理,對提高數(shù)據(jù)中心機房設(shè)備運營和維護(hù)的高效性、安全性及保障有效的通信,具有積極的現(xiàn)實意義。

作者簡介

尚進(jìn),傲視恒安科技(北京)有限公司副總經(jīng)理。

編輯：Harris

關(guān)鍵詞：ups電源參數(shù)http://preweds.com/list-3-1.html

• 上一篇：屏蔽機房擴建的思路
• 下一篇：中壓UPS在大型數(shù)據(jù)中心中的有何優(yōu)勢
  
• 文章標(biāo)簽： 智能化 重要意義 數(shù)據(jù)中心
• 注：原創(chuàng)內(nèi)容，禁止轉(zhuǎn)載，如有轉(zhuǎn)載，請標(biāo)明出處。如有內(nèi)容侵犯您的權(quán)益，請聯(lián)系刪除！QQ:315212307