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数据中心能耗管理系统解决方案,提供可靠稳定安全的供配电

2024年08月20日 19:27:59 人气: 123 来源: 安科瑞电气股份有限公司

一.数据中心快速发展的背景

  • 口罩时期的影响下,全球网络流量受到视频流量、电话会议、在线游戏、社交网络等数字应用增长的推动而激增,伴随物联网持续发展,未来对数据服务的需求将呈现出指数级增长。

  • 2020年数据中心建设被中央正式列入“新基建”战略。近几年越来越受到重视,数据中心是新基建有序运行的基础保障,被视为“新基建的基础设施”。


资料来源:《中国IDC(互联网数据中心)行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》


  • 国改委等部门2022年2月17日正式发布消息,同意京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等地启动建设全国一体化算力网络国家枢纽节点。加上2021年12月的贵州、内蒙古、甘肃、宁夏,“东数西算”8大算力枢纽和10个集群全部落地。

二. 目前用户存在的“痛点”有哪些?

2.1 数据中心异常停电影响严重

比如:伦敦金属交易所(LME)发布声明:当地时间2022年1月10日晚,第三方数据中心的停电导致了网络连接问题,暂停五小时后恢复交易。据有关业内专家表示,数据中心宕机在美国每分钟的平均损失接近8000美元(50816元),Interxion停电,损失就超900万···

比如:2017年5月27日CBRE数据中心的停电事故导致英国航空公司的预订、办理登机手续系统、呼叫中心和移动应用程序受影响而无法使用,导致英国航空公司672个航班被取消,75000名乘客的航班被取消或延迟,预计损失超过1亿英镑

2.1 能耗限额,PUE能效要求越来越严格

  • 2021年10月发布的 《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》中提出“将年综合能耗超过1万吨标准煤的数据中心全部纳入重点用能单位能耗在线监测系统,开展能源计量审查。

  • 上海市地方标准提出“ 数据中心应依据《数据中心能源消耗限额》(DB31/652-2020)地方标准及时做好不达标数据中心的整改,自本通知发布后2年内未完成整改的,则不予支持该企业申报新批次的数据中心项目, 同时依据《上海市促进产业结构调整差别电价实施管理办法》执行差别电价。”

  • 山东、山西、广西、云南等省纷纷将PUE等能效指标写入相关政策,北上广深地区细化数据中心监管,加强节能审查,严格用能指标审批。

  • 《上海市数据中心建设导则(2021版)》要求上海市新建大型数据中心PUE值不高于1.3。


资料来源:CDCC《2021年中国数据中心市场报告》 资料来源:CDCC《2021年中国数据中心市场报告》

2.3 数据中心监控子系统众多

  • 综自、电力监控、动环监控、智能照明、视频门禁、消防监控等子系统多、分散、独立,信息不互通,子系统不互动;

  • 软件众多(APP多个),后期维护困难(软件多、服务器多、应用环境多), 使用学习成本高,用户无法通过一套系统完整的了解整个数据中心的供电、配电、用电情况;

  • 采集设备、组网设备与布线大量重复部署而不能共享,系统管理、报表报告、告警告知等相似功能模块重复,修改配置工作量成倍上升。

2.4 用能体量大,碳排放占比多

  • 2020 年全国数据中心用电量为 870 亿度,占全社会用电量的 1.16%,产生的二氧化碳排放约为 7,290 万吨。预计到 2030 年,数据中心用电量可能在 2020 年基础上翻一番,高达 1,800 亿度,用电量产生的碳排放值将达到全社会碳排放的 1.5%。(数据来源:《2021年中国数据中心市场报告》)

  • 2021年11月30日等部门印发《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》的通知(发改高技〔2021〕1742号)要求“到2025年,数据中心和5G基本形成绿色集约的一体化运行格局。数据中心运行电能利用效率和可再生能源利用率明显提升,全国新建大型、超大型数据中心平均电能利用效率降到1.3以下,国家枢纽节点进一步降到1.25以下。”

三.用户实际需求

3.1 可靠稳定安全的供配电

3.2 一体化融合监控平台

3.3 绿色低碳  ,  降耗 ,   提升PUE

3.4 提高运维效率  ,   降低运营成本

四. 解决方案

4.1 典型配电结构如下图所示:


4.2 能效平台的驾驶舱模式导览图

如下图所示, 咱们可以直观的了解能源流、信息流的流向。直观易懂,分为源网荷储运维等方面来关注数据中心的能效管理。

4.2 Acrel数据中心综合能效管理系统组网拓扑图


4.3 平台功能界面展示

a. 整体概况界面:

数据中心总能耗,IT能耗,空调能耗,动力能耗,PUE值

b. 蓄电池监测

单体电池电压 , 单体电池内阻 , 内阻变化率 , 单体电池温度 , 预测电池带载时间 , 单组电池电流

c. 列头柜监测 :

进线回路电参量 , 出线回路电参量 , 进出线回路开关状态,  柜内温湿度 , 漏电流 , 防雷状态 

b.小母线监测

始端箱电参量 ,  插接箱电参量 , 开关状态 , 插脚/连接器温度 , 漏电流 , 防雷状态

c.UPS监测

输入输出电参量 , UPS温度 , 蓄电池电压 ,电池剩余待载时间


d.能耗分析:

分类分项能耗统计 , 能耗折标统计 , 能耗同环比分析, 能耗趋势分析 , 能源流向图 , 能源费用统计, 用能参数查询

e.能源分布情况:

设备分布情况 , 设备能耗情况 ;

f. 空调监测 :

回风温湿度 , 供/回水温度 , 冷冻泵状态 , 冷却泵状态 , 能效等级表


其他功能,例如:变电站综自 / 电力监控 / 电能质量 /  电气安全  /分布式光伏 /  智能照明 /  环境监测········

例如: 故障报警 ,设备档案 ,用户报告 ,运维管理 。

五. 相关硬件产品介绍

5.1 ABAT蓄电池在线监测

具有监测电池的电压、内阻与温度功能,可以提前对失效的电池进行预警。主要由单节电池模块、组电池模块数据采集器组成。

5.2 ANDPF精密列头柜,AMC精密配电监控

用于IT设备电源分配、保护与进出线回路监控功能。分为交流列头柜直流列头柜两类。列头柜将进出线回路的电参量、开关量等数据集中采集后上传至后台系统进行统一的管理和监控。




5.3 AMB智能母线监控

智能母线监控产品分为交流和直流母线监控两类,包括始端箱监测模块、插接箱监测模块以及触摸屏

5.4 APF和SVG电能质量治理产品

  • 通过有源无功补偿(SVG)缓解电压波动和闪变

  • 通过储能装置缓解频率

  • 通过有源滤波APF对负荷侧设备进行谐波治理,避免负荷侧谐波与并网谐波之间产生叠加或某频段的震荡

5.5 APView电能质量监测装置

APViewYG500电能质量在线监测装置遵循新的电能质量国家标准,实时监测电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、谐波等电能质量,记录各类电能质量事件,记录事件发生前后的波形,辅助用户分析电能质量发生的原因,为后续的电能质量治理方案提供数据基础

5.6 AMYG综合保护装置

AMYG系列微机综合保护装置可为进线、馈线、变压器、高压电动机、高压电容器等对象提供过负荷、低电压、过电压、热过载、非电量等保护功能,且实现5个开关的备投控制,实现进线自投、进线互投、母联自投自复、柴油备投、自适应备投、联切备投等19种切换方式,保证数据中心的供配电正常可靠。

装置具有完善的事故分析能力,包括SOE事件记录、故障录波记录等。提供串口和以太网通讯接口,可将信息上传至综合能源管理平台,方便的根据现场变化调整保护设定值,使平台可远程监视和控制配电回路运行状态,大大提高了配电和用电的自动化、智能化水平

5.7 ANet系列边缘计算网关

高性能ARM 32位处理器;嵌入式Linux操作系统,128M以上内存;大大可扩展32G外部存储,强处理能力,断点续传,协议丰富,接口丰富,稳定可靠,扩展方便,边缘计算,远程管理·····

六.典型案例分享

惠山国际数据中心 ,华东云基地数据中心 , 电力巨兽········

现场照片:





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