摘要：众多企业中应用的数据中心自动化运维管理是其提高整体管理效率的主要动力，所以保证数据中心自动化运维管理功能的持续、稳定的发挥作用是关键环节，所以保证数据中心运维管理的供配电系统的稳定并应用先进的节能措施，为企业的整体发展降低成本，提升运维效率，行业内研究的热点问题。本文主要针对数据中心供配电系统的节能设计进行简要分析。
关键词：数据中心；供配电系统；节能设计
1分析設计标准和等级
现阶段针对国内数据中心供配电系统节能设计有关的参照等级与标准较多，除了基本的计算站场地的安全要求、工业民用供电系统设计实施规范以外，还包括通用性用电设备设计准则等。一般说来，数据中心在对供配电系统展开节能设计时，必须将数据中心有关的使用性质以及管理要求作为设计基础，此外还应重视因中断网络而造成的经济损失、社会影响等问题。可以这样说，只有明确设计机房的等级，围绕等级制定相应的设计标准及选定最适宜的供配电系统，方可确保系统节能设计契合设计标准。根据现阶段我国出台的《电子信息系统机房设计规范》，在设计前应当将机房划分成三个等级，即基本级、容错级和冗余级。
2数据中心电源系统能耗现状
数据中心运维管理的供电系统包含电源系统、辅助设备和配套设备组成数据中心运维管理是以计算机为载体，信息技术为依托的先进的数据管理技术，随着数据中心供配电系统规模的升级，相应的硬件设施的数量也随之增加，从而使得电量需求迅速增大。且城市是用电密度最大的地区，数据中心的用电规模占了很大比例。据可靠数据分析，众多一线城市或者IDC(InternetDataCenter，互联网数据中心）商业活动较为频繁的地区，数据中心运维管理的电能消耗占总体电能消耗的百分之二十五，甚至有的地区已经超过百分之五十，比如北京。此外，还有众多企业规模较大，数据中心运维管理一直沿用电能消耗高的UPS(UninterruptiblePowerSupply，不断电系统)，给数据中心的能源消耗加重了负担。
3供电系统设计
大型数据中心的供电系统主要由城市供电系统、柴油发电机组应急电源和电池三部分组成。其中，市政供电设计包括以下五个方面：供电。大型数据中心一般采用35kV或10kV的电压供电方式。两个电源分开运行并相互保留，每个电源具有100%的容量；三个电源具有两个用途，每个电源具有50%的容量。配电变压器。配电变压器通常使用暗备用。每台变压器都是一组备件，每个变压器有100%个容量。当使用高压柴油发电机时，每4~8个配电变压器有1个备用配电变压器。备用配电变压器通过两个高压断路器连接到两个高压母线，低压侧通过几个低压断路器连接到相应的低压母线。低压配电系统设计。每个UPS的主电源和旁路电源、主空调设备和备用空调设备应分别连接两路低压母线。完成继电保护与低压保护的选择性配合。为了保证大型数据中心供电的可靠性，将故障影响限制在最小范围内，严格防止分步跳闸。当发生诸如短路之类的故障时，在故障电路侧只执行一个开关动作。中压备用电源自动输入与低压双电源自动切换的可选配合。备用电源自动切换装置和低压双电源自动切换装置应与保护装置一样有选择性。时间匹配顺序是从电源入口端到终端ATS开关，当在某个点发生故障时，在故障电路的下侧仅一对开关。低压双电源转换开关也应安装在自恢复位置。据现有的数据分析研究，可以得出数据中心的节能设计主要设计以下几方面的因素：
3.1按照容错系统标准配置硬件设施传统数据中心运维过程中常常因为外部电源终端以及误动拒动等问题出现而导致运行中断，所以该供配电系统应该设置严格的容错系统标准，防止此类事情的发生。
3.2不间断电源系统配置
该系统应严格按照2N标准配置电池，且具有连续使用的时间至少在15分钟以上。
3.3发电机选择
发电机备用电源首选柴油式，根据实际灵活变动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4数据中心电源系统节能设计
本环节将对数据中心运维管理的电源系统展开叙述。
4.1评价指标
PUE(PowerUsageEffectiveness，电源使用效率)在数据中心的供配电系统中提供给数据中心供配电工作者直观的电能消耗状态，为其整体的供配电管理工作提供指导依据，在数据中心供配电系统日益进步过程中受到了广泛关注。供配电系统主要包含IT主设备负载效率、空调系统及供配电系统三方面。
4.2电源系统结构
目前，企业数据中心常采用大规模的服务器和小型机，但是其使用过程中经常出现电源不稳定影响网络工作的安全性，所以对电源系统研究出更佳的配置方案。综合数据中心运行规范，将数据中心运维管理的供配电系统分为高压直流电供配电系统和交流供配电系统。
4.3高压直流供配电系统
随着数据中心运维管理的不断优化，行业内的工作者通过大量的实践和分析数据工作，得出HVDC(High-VoltageDirectCurrent，高压直流)电源供配电系统的工作效率较高，适用于现阶段对于数据中心节能的要求，为数据中心的节能工作带来了新的发展局面。因HVDC供配电系统的电池直接接入服务器输入端，不需要额外的设别或者处理，就可以实现持续稳定的供电这一强大的优势，且扩容环节的后期维护更加简便易操作而得到广泛的运用。HVDC供配电系统的应用，仅在线路系统和配电上电能有损耗，切实降低了PUE的数据值，提升了系统运行的供电效率，推动了数据中心供配电中节能技术应用的进步。如2016年，天津电力公司用电客户系统在停电1小时内的情况下，供电效率高达99.9%。
4.4模块交流电系统
在UPS供配电系统的使用中，经常会因该系统负载率较低的情况而引发的供电系统运行中断等问题，给整体的数据中心运维管理该来了极大的不便。经过研究发现，通过将模块化概念引入UPS供配电系统的节能改造工程中，有助于该供配电系统的整体节能优化效果的提升。UPS供配电系统通过模块化改进，冗余的电能资源可以同时保证多台设备的正常运行，还可以根据实际情况进行电源容量的优化，使得UPS供配电系统的工作效率和安全性得到大程度的提升，关键的是可以切实降低能源的过度使用，实现数据中心的节能目的。
4.5优化空调系统
出了以上量方面的改造，空调系统的节能措施也要进行优化和调整，在以上基础上进一步提升供配电的节能目的。在数据中心的实际运维管理中，采取集中式冷冻水型恒温恒湿空调，架空地板，精确下送风，充分利用自然风，提高对资源的优化配置和利用率，以此来减少能源过度消耗。同时还要对机房温度进行科学合理的设置，划分区域精确供冷，来实现空调系统的节能目标。而在空调各种功能中，加湿是一项耗能较高的功能，所以可靠将其取消掉，降低空调的整体能耗，从细节上提升整体供配电的节能效果。
5结束语
综上所述，现如今，全球变暖的问题日益严峻，能源消耗是国家和民众最为关注的热点问题，各行业如何采取先进的节能减排技术实现绿色工程的目的，成为行业内最为关注的问题。数据中心运维管理的供配电系统作为现代企业不可或缺的必要手段，如何将传统的高能耗局势逐渐扭转，是现如今最火热的话题。在新时代，通过不断创新，将绿色低能耗的理念逐渐渗透进供配电系统，优化电源系统、空调系统，现数据中心的整体节能目标，助力我国的能源事业的发展。
参考文献
[1]云数据中心绿色节能设计及应用实践[J].刘浩伟,平海鹏.通讯世界.2017(10)
[2]新型数据中心供配电系统设计的注意问题分析[J].张林冲.网络安全技术与应用.2017(11)
[3]标准驱动构建新一代绿色数据中心供配电系统《数据中心供配电系统技术白皮书》发布会专家访谈录[J].杨晓花.电气应用.2011(19)
[4]企业数据中心配电系统建设[J].王燕敏,韩朝.设备管理与维修.2018(10)
论文作者:张明智
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
标签：数据中心论文; 系统论文; 供配电论文; 电源论文; 节能论文; 供电系统论文; 电能论文; 《基层建设》2018年第30期论文;