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          淺析我國數據中心配電系統能耗及能效水平

          點擊次數:335 更新時間:2023-08-23

          韓歡慶

          安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

          摘要:伴隨著互聯網技術的深入全面發展,在“互聯網+"的時代,信息化進程日益加快,我國數據中心的整體發展速度也非常迅猛。一系列實踐證明,數據中心的建立以及發展等具有非常重要的現實作用。為更好的突出數據中心的核心功能,充分全面的明確數據中心的能耗,同時切實有效的提升它的整體能效水平,更好的促進我國數據中心的發展。

          關鍵詞:我國數據中心;能耗;能效水平

          0引言

          在“互聯網 +"的時代,伴隨著網絡技術的全面快速發展,我國數據中心的規模以及數量不斷擴大,相應的它的覆蓋范圍以及輻射方向也得到了的發展。為更好的推動我國數據中心的發展,應該科學全面的梳理與分析數據中心可能產生的能耗以及成本,依托于科學且高效的管控水平,行之有效的優化數據中心的發展以及應用成效。

          1數據中心概述

          數據中心是一個聚集了大量服務器、存儲設備、網絡設備等 IT 設備的場所,是實現數據信息的集中處理、存儲、傳輸、交換、管理等業務的服務平臺。從物理層次看,數據中心主要由 IT 設備、配電系統和空調系統 3 部分構成。在這些構成內容中,其中IT設備是非常重要的設備內容,也是數據中心的核心內容。依托于 IT 設備,能夠實現高質量、全面化的數據存儲以及數據傳輸共享等,還能夠實現對數據的分析以及研判等。IT 設備用于數據處理(服務器)、數據存儲(存儲設備)以及通信(網絡設備),是實現數據中心功能的核心部分。在數據中心中,其他兩部分內容更多扮演著輔助性的作用,其存在的目的在于保障 IT 設備高效穩定的運行,確保數據中心始終處于良好的運行狀態中。在數據中心真正發揮作用的過程中,配電系統能夠滿足不同設備的用電需求,能夠保障數據中心的科學穩定作業。同時,在數據中心發揮作用的過程中,鑒于它的設備類型是較為多樣化的,極容易出現較高的溫度??照{系統的作用,則能夠為數據中心進行必要的降溫通風處理,以此來保障數據中心的安全運行。數據中心是信息時代的產物,是伴隨著網絡技術的深入全面發展而不斷發展演變的。在數據中心的發展過程中,它經歷了不同的發展階段。

          在早期階段,計算機機房就是數據中心,當然,此時的數據中心其作用以及功能都相對比較弱小。伴隨著互聯網技術的發展,數據中心的服務器功能日益多元化,相應的數據中心的服務以及輻射能力也在不斷的擴大。在數據中心被廣泛應用的過程中,它的能耗問題也日益引發人們的關注和重視。如何*大程度的降低數據中心的能耗,有效提升它的能效水平,是擺在人們面前的一道重要命題。

          2數據中心目前發展現狀

          在信息技術全面快速發展的今天,數據中心的功能以及作用日益突出。一系列發展實踐證明,數據中心的科學持續發展,在很大程度上優化了數據中心的功能,也推動了社會經濟的發展。在現階段,數據信息資源作為重要的物質資源具有非常重要的社會價值,國內各行各業業務處理對于信息技術的依賴性也在不斷的增加,這些都在很大程度上推動著數據中心的發展,同時也在很大程度上提升了數據中心的市場空間。當前數據中心的發展現狀主要體現在以下幾個方面。

          2.1數據中心市場狀況

          在“互聯網 +"時代,社會各行各業對于數據資源的依賴性非常強,無論是在生產實踐,還是在生活實踐中,都迫切需要強大的數據處理技術,都依賴于廣泛的信息資源。正因為蓬勃發展的市場需求,才在很大程度上推動著數據中心的發展。

          第一,數據中心的投資規模持續增大。近年來,數據中心的投資規模不斷突破新的高峰,現階段已經躍居到了千億級別。數據中心在運行過程中,對于相關設備以及技術人才的需求是非常大的,無論是技術設備的投入,還是人力資源的投入,都需要龐大的資金來作為支撐。從日益增長的投資規模,可以窺探出數據中心的發展速度是非常迅猛的。

          第二,數據中心的軟件服務的投資規模持續擴大。在數據中心初步發展的過程中,人們可能過分著眼于打造和完善它的硬件系統,比如相關的服務器、機房投資建設等??梢哉f,在過去很長一段時間內,硬件投資的規模是比較宏觀的。但是近年來,人們在享受數據中心帶來的便利的同時,也對數據中心的服務能力提出了更高的要求。在數據中心的投資建設過程中,當前投資方向趨向于軟件服務能力等方面。

          第三,數據中心與區域經濟發展之間存在著必然的關聯性。數據中心的持續快速發展,離不開區域經濟的帶動。正因為區域經濟的高度發展,才使得各行各業的信息需求以及信息處理量是非常驚人且龐大的??梢钥闯?,經濟越發達的區域,數據中心的發展速度越快,相應的數據中心的規模也越大。第四,數據中心同行業發展的關聯性也較為緊密。從數據中心的發展趨勢來看,對信息資源依賴性比較大的金融行業、電信通訊行業等,它的數據中心較為完善。相反,一些傳統行業的數據中心則有待提升和優化。

          2.2 服務器銷售及應用現狀

          在數據中心的建設過程中,服務器是非常核心的設備,始終發揮著關鍵性的作用。從數據中心的投資建設規??梢钥闯?,用于服務器的投資額度是非常驚人的??傮w而言,現階段我國數據中心服務器的應用等級相對比較高,而且服務器的類型也較為多元化。從服務器的應用以及類型等都可以看出,我國數據中心的發展水平。企業作為數據中心的應用主體,現階段越來越多的企業開始自建數據中心。但鑒于企業自身的發展規模以及服務器的數量等,大部分企業的數據中心都相對比較小,其功能也相對比較單一。相對較少的服務器以及相對較低的數據處理能力,容易造成數據處理的混亂無序,也容易產生不必要的能耗問題。

          3簡述數據中心能耗與能效水平

          數據中心在運行過程中,需要充分的能效支持,需要依賴于不同設備的共同作用,只有這樣,才能夠推動數據中心的科學高效應用,也才能夠更好的發揮數據中心的核心作用。為此,在實踐過程中,應該充分全面的分析數據中心的能耗,同時,依托于科學的指標來精準客觀的評價它的能效,確保數據中心得以發揮真正的作用。

          3.1 數據中心能耗構成及能效指標

          數據中心在運行過程中,有所以來的關鍵設備以及輔助設備是較為多元化的,除服務器等關鍵設備外,可能還需要依賴于完善的配電系統以及空調系統等。這些多元化的設備在運行過程中都容易產生較大的能耗。因此,科學評價以及概括數據中心的能耗,往往需要將不同設備整合起來,以此來精準高效的研判其能耗總和。在數據中心的內部構成中,不同設備或者不同子系統的能耗量是存在著顯著的差異的。通常情況下,數據中心的 IT 設備是能耗量*高的部分,可以占到整個能耗的一半左右,同時,服務器的能耗也比較高。在評價數據中心的能效指標的過程中,行業內的專家學者提出了多個評價指標,但綜合來看,這些不同的評價指標往往各自具備相應的特點。在這些評價指標中,存在兩個較為直觀且科學的指標,一是電能利用效率,二是數據中心基礎設施效率。依托于這兩個科學的評價指標,能夠綜合全面的研判數據中心的能耗量,能夠有效評價數據中心的能效水平。

          3.2 數據中心能效水平的現狀

          在數據中心的運行過程中,科學全面的評價與分析它的能效水平,具有非常重要的現實作用。為此,有必要依托于科學且精細化的能效指標,同時結合不同設備的各自特點以及運行狀況等,科學客觀的評價數據中心的能效水平。不同設備在運行過程中,為更好的發揮自身的功能和作用,都需要建立在一定的能量消耗的基礎之上。比如空調系統在數據中心中主要起到通風散熱的作用,那么它對電能資源的消耗是比較大的。為更好的評價空調系統的能效水平,有必要依托于電能利用效率指標來予以科學全面的評價。再比如 IT 設備作為數據中心的核心與關鍵設備,在實踐運行的過程中,同樣需要依賴于一定的電能資源。IT 設備在運行過程中,它將電能轉變為熱能,并散發在房間內,以此來保障數據中心的高效科學運行。因此,充分全面的分析與評價數據中心的能效水平,對于改善和優化數據中心的運行成效意義重大。

          4安科瑞能耗統計分析(能源管理)解決方案

          4.1概述

          建立高效的能耗監測管理系統,對建筑各類耗能設備能耗數據進行實時測量,對采集數據進行統計和分析。能夠合理的確定各區域建筑能耗經濟指標及績效考核指標,發現能源使用規律和能源浪費情況,提高人員主動節能的意識。

          ① 搭建數據中心智慧能源管理系統的基本框架,對各個用能環節進行實時監測;

          ② 排碳數據化:通過系統可實現建筑單位內人均能耗分析(包括水、電、能量),實現低碳辦公數據化;

          ③ 區域能效比:實現建筑單位內區域能耗對比,方便能耗考核;

          ④ 同期能效比:實現同年、同期、同一區域能耗對比,方便節能數據分析;

          ⑤ 能耗評估管理:按照能源消耗定額標準約束值、標準值、引導值進行分析單位面積能耗和人均能耗指標;

          ⑥ 能耗競爭排名:各個功能區能耗對比,實現能耗排名,增強工作人員的節能意識;

          ⑦ 對能耗的使用數據進行綜合的分析、統計、打印和查詢等功能,并根據能耗監測管理系統的需要可選擇不同樣式報表的打印。為能耗運營管理部門提供可靠的依據;

          ⑧ 能耗數據采集,隨時查詢,并根據采集數據進行統計分析,監測異常能源用量,對能源智能儀表故障進行報警,提高系統信息化、自動化水平。

          4.2平臺部署硬件選型

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          5結束語

          在“互聯網 +"時代,伴隨著信息技術的全面快速發展,數據中心的社會價值越來越突出,數據中心的社會效用越來越重要。為更好的推動數據中心的發展及應用,應該精準全面的分析數據中心的能耗,同時,科學客觀的評價它的能效水平。

          【參考文獻】

          [1]郭豐.我國數據中心能耗及能效水平研究.產業科技創新,2020.2(13):48-48.

          [2]王繼業,周碧玉,張法,等. 數據中心能耗模型及能效算法綜述[J]. 計算機研究與發展,2019,62(56):1587-1603.

          [3]胡進賢,周起如,谷國棟. 數據中心能耗現狀與節能方向的探索與研究[J]. 電腦編程技巧與維護,2019,26(4):33.

          [4]董飛翔. 大型公共建筑能耗監管與節能優化信息化平臺研究[D]. 西安:長安大學,2017.

          [5]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.5版.

          作者簡介

          韓歡慶,女,現任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事數據中心的設計與應用。


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