特大型数据中心动力环境建设与管理_数据中心

动力环境建设和管理直接影响特大型数据中心的IT设备安全运行，从动力环境系统的设计、设备的选型、安装及调试、日常运行到维护管理都应该引起足够重视。

随着银行业务的蓬勃发展，数据中心规模逐渐扩大、作用日益突出，业界有必要对特大型数据中心动力环境建设与管理进行深入的探讨。

一、特大型数据中心动力环境构成
1．动力供配电系统
动力环境中的电力系统最重要，它提供整个数据中心所需的能源，可谓数据中心的心脏。目前，数据中心的规模越来越大，负荷成几何级数增长，大容量的电源不可或缺。在供配电系统中，根据当地电力部门的相关规定，需要建设110kV变电站，引入2路独立的110kv高压进线，经由110kV—GIs开关设备，再通过2台110/10kV变压器降压，10kV侧采用单母线分段接线方式，分为四段母线，10kV母线之间采用内桥接线进行联络。

2．UPS供配电系统
供配电系统仍然选择具有2N冗余的UPS供电系统，相互冗余的2N UPS供配电系统可向二个开关电源供电。为了避免2N冗余的UPS供电系统退化成无冗余的系统、提升2N冗余系统的可测试性，数据中心引入了STS．该系统可以模拟单侧UPS输出中断，UPSA／B之间旁路可交叉输入。

UPS应具备高效率、低损耗、高功率因数小型化、模块化、高频化等特点。目前高频化的UPS在运行效率与电气性能方面特别是输入电气性能方面(输入功率因数、输入电流谐波、输入电压范围等)有相当大的提升，表1列举了高频机和传统工频机的主要性能比较结果。

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两种UPS各有优势：传统工频UPS有着几十年的安全运行历史；高频UPS是新技木产品且不断得到完善，目前世界上知名UPS供应商都在大力发展大功率并机系统的高频UPS，并将其广泛应用于新一代数据中心。在特大型数据中心建设中，两种UPS都可选型使用，可以从性价比、UPS机房面积、机组容量、后期运行的备品备件供应、技术力量支持等因素去选择产品和合适的供应商。

3．后备电源系统
发电机系统中，大系统的后备电源必须采用成型绕组的10kV高压发电机，发电机组分两段进行并机，互相切换。每段母线各设置测试负载箱，通过带载测试检验发电机的状况是否良好。

4．制冷系统
针对特大型数据中心的特殊需求，可考虑双路冷源方式：一路为冷水机组供冷，另一路为热泵机组供冷。大冷量冷冻机采用10kV冷水机组，小冷量冷冻机采用380V变频冷水机组，机组须为热备。水泵组、冷水机组可选择并联布置，集中控制运行，可考虑一次侧制冷与二次侧供冷的运行方式。蓄冷罐单独配置冷水机组，蓄冷罐可采用常压或微压、屋外布置方式。

(1)冷水机组
在满足末端负荷要求的前提下，根据冷负荷合理确定冷水机组的运行组合方式，按大小结合的方式设置冷冻机，大冷量冷冻机采用10kv变频冷水机组，小冷量冷冻机采用380V变频冷水机组，提高低IT负荷时的PUE值，使空调系统具有较高的工作效率，不至于频繁启停冷水机组。其中，10kV驱动电气系统简单，无变压器、低压配电柜等中间设备，直接高压供电至冷水机组；380V驱动电气系统复杂，有变压器、低压配电柜等中间设备，通过高压变低压供电至冷水机组。

空调系统的运行必须通过冷水机组群控系统来实现。对于多台不同制冷量冷水机组并联运行的情况，控制逻辑较为复杂，当供冷量小于(大于)末端冷量需求时，加载(卸载)信号成立。系统将根据目前供冷量与若干时间前的供冷量计算负荷变化速率，若变化速率>参考值时，加载(卸载)大机；若变化速率<参考值时，加载(卸载)小机。

(2)机房精密空调及室内空气参数
低密度机房可选用30冷吨双盘管精密空调，单侧布置，N+2冗余(无热通道封闭)；中密度机房可选用30冷吨双盘管精密空调，双侧布置，N+2冗余(封闭类型需视具体情况而定)；高密度机房可选用40冷吨双盘管精密空调与力博特XD系统相结合的模式，双侧布置，N+2冗余(热通道封闭)；UPS机房可选用30冷吨精密空调，采用上回下送侧吹方式，N+1冗余。

冷冻水型机房空调除湿能力较弱，若再提高冷冻水的供水温度，势必会继续降低机房空调的除湿能力，可在机房内增设独立的除湿机，减轻或解决这个问题。

5．集中监控
目前，大部分机房都是无人值守，为了保障数据中心的UPS、电池、空调末端、供电系统稳定运行，必须进行全方位、有效的监控，并且能够对日常的数据进行分析和保存。

前端信号采集包括现场设备采集、现场监控和集中管理(见图1)。

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