摘要：于电气系统而言，其是数据中心顺利运行的前提条件，该系统可以支撑数据中心的精密空调、控制室设备、服务器、照明、网络设备等各个环节的正常运行。为了使数据中心的运行更加科学，需要逐步实现数据中心电气系统节能目标。基于此，本文将对数据中心电气系统节能设计进行相应的分析，希望使数据中心电气系统节能目标逐步实现。
关键词：数据中心；电气系统；节能设计
随着数据中心的迅速发展，数据中心面临的问题越来越突出，主要的问题就是能源危机。在数据中心中应用了大量的交换机、服务器，虽然交换机、服务器的规模逐渐缩小，但是服务器、交换机的能源消耗并未降低。现阶段放置高密度计算设备的空间不足，为了保证设备不处于长期高热状态，需要对其进行高效冷却，这极易导致设备出现故障。因此，在数据中心建设以及运营的过程当中，需要做好电气系统的节能设计，通过节约能源的消耗实现数据中心的稳步运行。通过数据中心电气系统节能设计的有效开展，不仅使资源的消耗得到了有效控制，而且有利于企业的进一步发展。
1.设计要求
数据中心电气系统设计的需求主要体现在以下几点：第一，在选择后备电源时，可以选用柴油式发电机，并根据具体的情况适时切换；第二，于不间断电源系统而言，配制时需要遵循2N标准，同时需要保证备用电池连续使用的时间，一般要在15分钟以上；第三，于数据中心电气系统相关设备而言，在配置时需要以容错系统标准作为根据，在数据中心电气系统运行时，科学控制影响电气系统正常运行的不利因素，其中包括设备故障、拒动、误动等因素。
2.设计思路以及主要设计原则
设计人员在设计电气系统时，需要保证电气系统的设计与电气设计行业建设基本需求相符。同时需要分析企业的发展趋势，使数据中心的建设达到先进水平。设计人员需要对计算机的软件技术以及硬件设备的发展趋势进行充分考虑，不断的优化电气设计，保证设计出的电气设备可以适应企业未来的发展需求，从而实现数据中心电气系统的节能设计。在设计数据中心的电气系统时，需要保证设计的灵活性、可扩展性以及节能环保性，从而逐步推进数据中心的稳步运行。
3.节能设计要点
3.1照明灯具的节能设计
数据中心机房在使用照明灯具时，需要遵循机房的使用目的，并提高节能减排的需求。格栅荧光灯是传统的照明灯具，这种灯具的效率较低、光源不稳定、发热量较大，并且光通量较小，这是格栅荧光灯的缺陷。对于数据中心的照明灯具而言，可以选择LED光源灯具，LED光源灯有着诸多优势，不仅节能、没有噪音，而且光通量大、高效。在设计数据中心照明系统时，可以通过智能照明系统对灯具进行控制，根据机房内不同功能、不同区域的需求进行科学控制，从而实现节能目标。以某企业的数据中心为例，智能照明系统是机房中照明灯具选用的系统，在特定情况下可以采取照明灯具全开模式供电，也可以根据不同区域的不同需求进行针对性的供电。在机房运行的过程中，智能照明系统会根据具体的使用需求对灯具进行控制。当机房中没有操作人员时，智能照明系统会将灯具全部关闭；当机房中有操作人员时，智能照明系统会根据工作人员的工作动态进行感应式的供电，从而实现节能效果。
3.2空调配电系统的节能设计
在设计机房空调配电系统时，应该设计两套配电系统，这两套配电系统可以交叉式配电。于空调配电系统而言，需要将压力传感器设置在空调机组外，这样可以了解到送风区间内送风压力的变化情况，通过相关控制系统的计算得知转速需求，按照计算获得的数据分配组网内机组控制指令，通过这样的方式，可以对机房内风机转速进行科学、合理的控制，从而避免机房耗电量增加，逐步实现节能设计的目标。
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3.3UPS的节能设计
于数据中心而言，UPS起着重要的作用。现阶段UPS在各种负载工况下投入使用，如果将UPS用在初级机房的轻负载状态下，就会造成资源的浪费，并且可能导致UPS出现故障。针对这一问题，设计人员可以从降低能耗角度进行解决，可以将绿色休眠节能技术引入到数据中心机房UPS系统当中，当机房负载水平较低时，根据负载的情况对UPS投入使用的台数进行科学控制，使多余的UPS进入休眠状态。数据中心机房的管理人员需要对机房负载水平变化的容滞回线进行相应的分析，根据分析结果可以预先设置UPS的退出、投入限制，从而根据具体情况自动调控UPS的运行状态。通过应用该技术手段，可以有效控制数据中心机房能耗水平，同时将UPS供电系统的可靠性逐步提升。
于数据中心而言，可以使用240V高压直流供电的方式进行供电，也可以使用市电直供、240V高压直流供电有效结合的方式进行供电，通过这样的方式达到节能降耗的目标。于U PS系统而言，高压直流供电模式的有效应用可以省去逆变器环节，从而对转换步骤进行科学的控制，通过这样的方式可以将系统电能转化效率逐步提高。在应用数据机房的过程当中，使用240V高压直流供电方案，电池的使用不需要经过逆变环节的处理，因此可以持续的供电。同时将模块化结构应用在设计方案当中，有助于工作人员的后期维护，增加系统的扩容性，并且具有降低数据中心PUE指标水平的作用，这为数据中心的节能降耗提供了新的方向。
3.4提高服务器的运行效率
工作人员将服务器的业务运行效率逐步提高，可以实现节能目标，提高服务器的运行效率，在节能方面的效果十分突出。提高服务器运行效率的关键点是将业务整合，简单来说就是共享硬盘，利用虚拟化技术对业务进行划分。机房运维人员需要对业务量情况进行全面分析，根据业务量的需求启用服务器，从而降低服务器的能耗。现阶段IT行业中的“云计算”可以有效的满足节能的需求。除此之外，利用虚拟化技术可以有效的提高设备利用率，这也是节能的有效途径。大多数设备都有电源管理工具，该工具可以对数据中心内的数据进行监控，其中包括二氧化碳排放、电源消耗等，利用该工具，企业可以了解到服务器的能源消耗情况，并且在非高峰时期对能源的使用量进行科学控制。在电气系统设计竣工验收阶段，工作人员不仅要对电气工程的质节能性能进行检测，还需要由建设方与相关检测部门进行共同检测，在检测之后需要出具相应的报告，检测数据应该符合工程建设中合同的要求。在电气系统工程竣工之后，还需要评价整个项目的电气系统，评价工作包括电气系统工程建设的各个方面，在评价的过程中，需要售后服务部门、建设方、设计人员等共同参与，在评价的过程中吸取相关经验，为电气系统工程的进一步优化提供有效建议。
结束语
现阶段数据中心产业逐渐向绿色化、规模化、集中化的方向发展，并且云服务的应用也取得了一定成效。但是数据中心产业在发展的过程中仍然存在诸多问题，仍有部分数据中心设计的PUE没有达到我国的规划要求，尤其是中小型数据中心的节能设计与企业需求差距较大。对于数据庞大的老旧数据中心而言，改造的过程中需要花费大量的人力以及物力，这就限制了节能设计方面的工作。随着数据中心容量的不断增加，能源消耗量也逐渐提升，提高能源利用率，不仅可以使数据中心的能源危机得到有效解决，而且可以促进企业的进一步发展。在数据中心电气系统的建设、运行过程中，设计人员需要做好节能设计工作，制定与企业需求相符的节能目标，并充分考虑数据中心电气系统运行的安全性，从而实现经济效益与节能效益的双重目标。
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论文作者:方晓梅
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
标签：数据中心论文; 系统论文; 节能论文; 电气论文; 机房论文; 需求论文; 服务器论文; 《电力设备》2019年第5期论文;