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数据中心PUE计算与供配电系统要求分析

 yi321yi 2024-05-18 发布于江苏
在互联网、云计算、大数据、人工智能、物联网、云计算、5G这些新技术发展风起云涌的当今时代,各行业对模块化数据中心兴建需求愈来愈多,数据中心是计算机集群化运作能力的物质载体,因此对电力供应有着庞大需求。
数据中心能耗、污染问题如今已受到全球性关注,绿色数据中心是在传统的数据中心架构基础上,通过先进的技术和方案以达到最高能效以及最低的环境影响。
低压配电系统是数据中心安全稳定运行的重要支撑。
数据中心低压供配电系统是指从市电变压器、发动机组之后,包括ATS自动切换开关、配电系统、UPS、供电电缆等环节,通过对数据中心低压配电系统进行设计,保障数据中心的各类服务器、存储设备、通信设备及其他电子设备的安全稳定运行,有效保障各类数据信息的安全性。
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一、相关名词解释
(1)PUE(Power Usage Efectiveness,电能利用效率)
是国内外数据中心普遍接受和采用的一种衡量数据中心基础设施能效的综合指标,是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比
(2)PUE因素组成
PLF:电力能效因子(Power Load Factor)的缩写,代表单位功率IT负载上供电系统的损耗;
PLF=供配电系统耗电 ÷ IT设备耗电
CLF:制冷能效因子(Cooling Load Factor)的缩写,代表单位功率IT负载上消耗的制冷用电量。
CLF=制冷设备耗电 ÷ IT设备耗电
(3)PUE的计算
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PUE是一个比率,越接近1表明能效水平越好。PUE的值越小,就说明数据中心的电大部分都被服务器、网络设备、存储设备消耗掉。
二、PUE的确定方法
(1)已知数据中心基础设施耗电量(包含空调、电源损耗、机房照明等用电),IT设备耗电量,可利用公式,计算出PUE值。
(2)设定目标PUE值,可计算出IT设备与基础设施耗电量所占比例关系,根据确定的IT设备耗电量,可确定空调耗电量、电源损耗量、其他用电量,从而采取各种措施向目标值靠近。
三、国家指明供配电系统减低PUE的方向及要求
根据我国国家标准《GB 50174-2017 数据中心设计规范》,结合工信部等六部门发布《工业能效提升行动计划》(简称《计划》)。《计划》指出到2025年,重点工业行业能效全面提升,数据中心等重点领域能效明显提升,绿色低碳能源利用比例显著提高,节能提效工艺技术装备广泛应用。

《计划》为数据中心能效提升绿色升级重点指明了方向。《计划》指出,数据中心行业要加快液冷、自然冷源等制冷节能技术应用,鼓励采用分布式供电、模块化机房及虚拟化、云化IT资源、高温型IT设备等高效系统和设备,推广高压直流供电、集成式电力模块等技术,发展智能化能源管控系统。鼓励数据中心在保证安全运行的前提下,优化减配冗余基础设施,自建余热回收设施。

与此同时,《计划》还对数据中心、可再生能源电站等领域所使用的高效节能变压器、高效节能电机等设备占比提出了具体要求:“2025年新增高效节能变压器占比达到80%以上;2025年新增高效节能电机占比达到70%以上。”

对于IDC行业而言,需要注意的是,《计划》中明确规定,到2025年,新建大型、超大型数据中心电能利用效率(PUE,指数据中心总耗电量与信息设备耗电量的比值)优于1.3
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随着越来越多的数据中心在全国各地拔地而起,寻求合理高效的机房设计,降低数据中心PUE值、实现数据中心的节能运行,对社会、对企业具有重要的现实意义,最终实现绿色数据中心。


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