安科瑞数据中心末端配电数字化解决方案

摘要：数据中心重要的目标之一是确保业务连续性。数据中心的供电上从高压电源入口到末端配电采用了很多高可靠性的设计，比如多路独立高压市电电源、大容量中压柴油发电机组，UPS的冗余配置等等，这往往意味着高昂的成本，都是为了提高供配电系统容错能力。精密配电柜(也称列头柜)或母线槽承担为数据中心服务器、存储和网络等IT设备提供稳定可靠的电源的末端配电环节，其运行稳定性也尤为重要。在这个环节，几乎所有的数据中心都面临着一些共性的挑战，包括电源容量管理和配置、数据中心能源管理、环境管理、安全管理、计算能力需求扩张、资产和变更管理等等，本文通过数据中心末端配电的数字化解决方案，配合数据中心能效管理系统来探讨如何应对这些挑战。

1 .数据中心末端配电面临的挑战
电源容量管理和配置：许多数据中心缺乏有计划的增长扩容，工程师经常将新设备接入看似可用的回路，而对回路可用的负荷容量知之甚少。这可能会导致回路过负荷保险丝熔断并导致停机并导致很大的经济损失，服务中断的损失是以秒来计算的。
能源管理：数据中心*重要的能效指标PUE的计算涉及到所有IT设备的耗能，而IT设备的耗能计量都集中在末端配电，所以在末端需要具备正确的能源计量和管理。
环境管理：虽然IT设备耗能占能源成本的50%以上，但另有36%用于冷却和循环空气。数据中心通常会将机房温度调到过冷以防止设备故障，但将机房温度升高1摄氏度，可节省高达7%的冷却耗能成本，所以需要在温度控制和能耗之间找到*佳平衡点。
安全管理：不管供配电前端在可靠性上做了多少冗余，如果忽视了末端的配电安全管理都是无用功，对末端的电源插接点接触以及温升情况也需要重点关注。
计算能力需求：在可预见的未来，一个不变的趋势是对更多计算能力的需求，这种快速扩张将导致数据中对的电力需求越来越大。
资产和变更管理：对于正在扩展的数据中心，手动跟踪资产可能很繁琐且成本很高。研究指出，库存收集、库存核对、查找错放资产、手动存储库更新和更换错放资产的过程每年花费的人力和资金成本巨大。

2 .数据中心末端配电的数字化方案
需要解决这些挑战，提高业务连续性、控制运营成本并满足新的业务发展需求，数据中心将需要对末端配电环节有更全面的监测和管理。智能化的精密配电柜和智慧小母线系统可以提供解决方案。接下来将讨论如何为数据中心选择合适的末端配电数字化解决方案，创建可靠、高效且环保的数据中心。
2.1 精密配电柜数字化方案
精密配电柜是为数据中心的IT设备机柜提供电源的末端配电设备，一般采用双回路供电，电源分别来自两台冗余的UPS，分为交流和直流供电，一般放置在机柜阵列的两端，也称列头柜，如图1所示。

3. AcrelEMS-IDC数据中心能效管理系统
AcrelEMS-IDC数据中心能效管理系统搭建基于高、中、低压配电系统、柴油发电机、UPS的实时监控和末端配电系统数据采集的电力监控、PUE分析以及动环监测，帮助数据中心管理者全面了解数据中心能源运行情况，并关注消防和电气安全，及时预警异常情况，保障数据中心稳定可靠运行。除了变电站、柴油发电机和UPS运行监控以外，特别是针对数据中心的末端配电环节，系统数据跟踪到每一个回路的电气参数和开关状态、温湿度数据等。

4.硬件选型

安科瑞精密配电监控解决方案针对精密配电柜监控数字化要求，方案包括交流（AC220V）、直流（DC-48V/240V/336V）系统。由触摸式液晶显示屏、综合信息处理主机模块、开关状态采集模块、电流互感器(交流)或霍尔传感器(直流)采集单元模块等组成。监测两路主进线和A+B双面馈线回路电量参数、开关状态、谐波含量、柜内温湿度等数据，可以在本地触摸屏显示，同时可以上传AcrelEMS-IDC数据中心能效管理系统显示和报警。产品方案见表1。

5.平台功能

（1）主页概况：显示数据中心PUE值，总能耗、IT设备能耗、空调能耗和动力能耗。

（2）变压器分析：显示变压器负荷率、绕组温度、三相不平衡度、功率因数等等。

（3）小母线监测：显示小母线始端箱、插接箱三相电压、节点温度。

（4）列头柜监测：显示列头柜电流、电压、开关状态、用电量、系统告警等。

（5）UPS监测：显示UPS旁路电压电流、输出电压电流、负荷率、报警等数据。

（6）空调监测：显示空调运行状况、用电量、空调能效比数据。

（7）环境监测：显示环境温湿度、滴水、烟感、门禁、噪音等信号并告警。

（8）事件报警：显示预警、一般报警、重要报警、紧急报警四类报警信号，饼图显示各类报警占比。

6. 结束语
随着对算力的需求增长，数据中心也将加速发展。为了保障数据中心稳定可靠运行，除了在电源和前端变配电系统上下功夫外，数据中心的末端配电系统数字化管理更为重要。安科瑞AcrelEMS-IDC数据中心能效管理系统配合安科瑞精密配电柜系统、智能母线槽系统为数据中心的末端配电提供负荷监测、能效管理、安全预警和设备运维管理，为数据中心连续稳定运行提供全方位保驾护航。

审核编辑 黄宇