江蘇安科瑞電器制造有限公司 范宏博

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摘要：2022年11月1日，國家標準《數(shù)據(jù)中心能效限定值及能效等級》在全國范圍內(nèi)強制實施。國家對數(shù)據(jù)中心能耗總量和能耗強度考核指標越來越嚴格，新建數(shù)據(jù)中心PUE指標要求提升至1.3以內(nèi)。數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗壓力迫在眉睫，供配電系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心的動力心臟，如何實現(xiàn)供配電系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、安全、經(jīng)濟、節(jié)能、低碳成為數(shù)據(jù)中心領域關注點。

關鍵詞：數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)中心能耗、數(shù)據(jù)中心節(jié)能、PUE

1、供配電系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心的“心臟"

供配電系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心正常運行的基礎，需要把“能量"輸送到數(shù)據(jù)中心的每個角落，包括空調(diào)、網(wǎng)絡設備、服務器、控制設備、加濕系統(tǒng)、照明等，供配電設備的傳輸損耗也是能耗中的一部分。我們知道，電費是數(shù)據(jù)中心運營的主要成本，占到數(shù)據(jù)中心總運營成本一半以上，因此有效的電力節(jié)能是綠色數(shù)據(jù)中心的關鍵所在。如何更大限度應用綠色可再生能源是數(shù)據(jù)中心“減壓"的重要方式。

2、綠色電力助力數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排

“雙碳"政策以來，各地鼓勵引導數(shù)據(jù)中心應用可再生能源及清潔能源，從供電側實現(xiàn)綠色低碳，其中“綠電"可以通過自建自用、直采綠電或者購買綠證的方式獲得。

2021年9月，我國啟動全國綠色電力交易試點，多家數(shù)據(jù)中心企業(yè)，如萬國數(shù)據(jù)、秦準數(shù)據(jù)、騰訊，均參與并完成了較大體量的綠電市場交易采購；同時，數(shù)據(jù)中心企業(yè)也可以自投電站，主要分為分布式電站與集中式電站。例如，在數(shù)據(jù)中心屋頂安裝分布式光伏電站，滿足機房照明用電等需求，作為峰值電力補充的手段。目前已有企業(yè)試行，萬國上海三號數(shù)據(jù)中心設計規(guī)劃了太陽能墻，騰訊清遠清新云計算數(shù)據(jù)中心在廠房屋頂安裝光伏組件。除此之外，未來數(shù)據(jù)中心企業(yè)也可以投資大型風電、集中式光伏項目，把光伏或風電作為主要電力來源，自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。

數(shù)據(jù)中心作為高耗電行業(yè)，不管應用什么電，能耗是不變的，數(shù)據(jù)中心企業(yè)應該在保證數(shù)據(jù)中心應用清潔能源的同時，考慮多種能源協(xié)同組合，提高供能系統(tǒng)的能效是關鍵。從目前的情況來看，數(shù)據(jù)中心節(jié)能新技術應用層出不窮，供配電系統(tǒng)模塊化趨勢明顯。

3、安科瑞數(shù)據(jù)中心綜合解決方案

3.1 AcrelEMS-IDC綜合能效管理系統(tǒng)

整體概況

展示當前數(shù)據(jù)中心總能耗，IT能耗，空調(diào)能耗，及其他能耗并且計算出當前數(shù)據(jù)中心實時PUE值，通過儀表盤形式直觀展示。

配電監(jiān)測

可選擇查看數(shù)據(jù)中心的中低壓配電系統(tǒng)主接線圖，并在一次圖顯示配電系統(tǒng)當前遙測、遙信數(shù)據(jù)和狀態(tài)。

電氣節(jié)點溫度監(jiān)測

無線測溫傳感器主要用于監(jiān)測斷路器觸頭、觸臂、母排和線纜連接處溫度，便于提前發(fā)現(xiàn)溫度異常導致的事故。

變壓器監(jiān)測

監(jiān)測各變壓器各項參數(shù)，包括負載率、頻率、功率因數(shù)、三相不平衡度等，并且顯示歷時曲線圖，數(shù)據(jù)實時變化。幫助用戶直觀監(jiān)測各變壓器運行狀態(tài)。

電能質(zhì)量監(jiān)測

可以監(jiān)測特定回路電流、電壓2~31次諧波畸變率和總諧波畸變率，通過曲線方式顯示。

UPS監(jiān)測

系統(tǒng)采集UPS輸入、輸出端和旁路三相電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)頻率，同時監(jiān)測UPS溫度、蓄電池電壓、當前負載下的剩余時間等數(shù)據(jù)。

電池監(jiān)測

數(shù)據(jù)中心UPS儲能用的蓄電池比較多，展示每塊電池電壓、內(nèi)阻、內(nèi)阻變化率和電池溫度，預測電池帶載時剩余時間，每個數(shù)據(jù)均可以設置異常報警，及時發(fā)現(xiàn)蓄電池異常。

列頭柜監(jiān)測

系統(tǒng)可以展示列頭柜內(nèi)進線和饋線回路電氣參數(shù)，包括電流電壓功率電能以及開關狀態(tài)，并可以對數(shù)據(jù)進行報警設置和分級，數(shù)據(jù)取自列頭柜測量模塊。

母線槽監(jiān)測

數(shù)據(jù)中心由于列頭配電柜數(shù)量多，占用空間較大，為了節(jié)省面積，智能小母線方案由于不占用機房面積受到很多數(shù)據(jù)中心的青睞，被越來越多的應用。

能源分布

通過平面圖顯示數(shù)據(jù)中心能源分布，平面圖顯示數(shù)據(jù)中心設備分布情況，并顯示設備能耗數(shù)據(jù)，通過點擊平面圖上設備可以進入具體設備監(jiān)控界面。

能效監(jiān)測

能效看板實時顯示當前數(shù)據(jù)中心PUE值以及歷史PUE曲線。

并且顯示各分項用能的用能情況及用能排行。監(jiān)測各變壓器運行及負載情況，給出本月變壓器輸出電能排行。

電能報表及分析

顯示電能消耗日/月/年報表，并可對具體回路選擇曲線圖、餅圖進行展示。對數(shù)據(jù)中心用電數(shù)據(jù)進行同比、環(huán)比分析比較，查看用電趨勢。

空調(diào)監(jiān)測

系統(tǒng)可監(jiān)測空調(diào)的回風溫濕度，出回水溫度，并可以設定空調(diào)的溫濕度，達到更好的控制效果。

環(huán)境監(jiān)測

監(jiān)測數(shù)據(jù)中心溫濕度、開關門、水浸、煙霧、噪聲、氣體濃度狀態(tài)等參數(shù)。曲線圖直觀明了，同時支持歷史數(shù)據(jù)查詢。

事件報警

報警事件分為四級：預警、一般、重要和緊急報警，避免漏掉重要報警信息。通過列表顯示各類報警事件數(shù)量，通過柱狀圖顯示逐日報警數(shù)量，提供報警總數(shù)以及增長趨勢。

3.2 選型配置

參考文獻:

[1]邵文娜.如何給數(shù)據(jù)中心“心臟"減壓[J].數(shù)據(jù)中心建設+，2023：82-83

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊，2022.05版.

[3]數(shù)據(jù)中心綜合解決方案.2022.02版