信息化是現代社會的發(fā)展必然,而信息化離不開數據業(yè)務的發(fā)展。目前,我國的建設速度是史無前例的。實現低PUE值,打造綠色數據中心也是每個建設者所追求的。
PUE值是評價數據中心能源效率的指標,是數據中心消耗的所有能源與ICT設備使用的能源之比。ICT設備的功耗決定一個數據中心所耗能源的大小,但它并不能決定數據中心PUE值的大小。而影響一個數據中心PUE值大小的主要設備是空氣調節(jié)裝置、供電系統(tǒng)以及其他建筑用電設備的耗電量,只有降低它們的耗電量,才能提高數據中心能源效率,降低PUE值。
作為數據中心的供電系統(tǒng),它為打造一個綠色數據中心所能做的貢獻就是在符合ICT設備安全可靠運行的前提下,提高其系統(tǒng)的運行效率。
典型數據中心供電系統(tǒng)中串聯設備為開關柜、配電設備、換流設備等,即高低壓開關柜、變壓器、交流不間斷電源設備、整流設備、交直流配電設備等;并聯到串聯回路中的設備為備用設備,即發(fā)電機組、蓄電池組等。串接在供電回路中每個設備的工作效率決定了供電系統(tǒng)的運行效率,而串接在供電回路中的換流設備則是提高供電系統(tǒng)運行效率的關鍵。供電系統(tǒng)中的換流設備主要指的是交流不間斷電源設備、整流設備。近年來,由于電子技術的發(fā)展,交流不間斷電源設備和整流設備的工作效率取得了很大進步,其運行效率從早期的60%~70%發(fā)展到現在的97%左右,留給今后提升的空間已變得非常小,所以,單靠設備技術進步提高供電系統(tǒng)的運行效率已接近盡頭。
近年來,優(yōu)化數據中心的供電模式已是提高供電系統(tǒng)運行效率及降低數據中心PUE值的主旋律。各種優(yōu)化方案層出不窮,歸納起來,無外乎就是一個方法,即增加市電直供使用率,減少換流設備使用率。但是,優(yōu)化供電模式也不是無限制的,在優(yōu)化的同時,必須考慮ICT設備安全運行的要求。只有供電模式符合所供ICT設備的要求,優(yōu)化才具有實際意義。
供電系統(tǒng)串聯級數越多,其供電可靠性越低,系統(tǒng)運行效率就越低;并聯級數或個數越多,其系統(tǒng)供電可靠性就越高,系統(tǒng)運行效率就越高。所以說,若想保持供電系統(tǒng)的供電可靠性并提高運行效率,除了保證供電系統(tǒng)自身的可靠性指標外,還需要簡化系統(tǒng)串聯級數,設置合理的(并聯)備用設備,從而達到提高供電系統(tǒng)運行效率的目的。
供電系統(tǒng)是服務于整個數據中心的用電設備,它無法決定每個用電設備的耗電量和效率,也無法決定用電設備對供電可靠性的要求,它能做的就是做好自己,為用電設備服務。
具備高可靠性供電系統(tǒng)的運行效率一定不是最高的,而結構最簡單的供電系統(tǒng)通常是運行效率最高的。對供電可靠性有不同要求的ICT設備應該采用不同的供電模式,ICT設備采用何種供電模式不是由供電系統(tǒng)決定的,而應由ICT設備及網絡來決定。
數據中心供電系統(tǒng)的發(fā)展從來就不是孤立發(fā)展,影響數據中心供電系統(tǒng)技術發(fā)展的有以下因素:
ICT設備的分級
ICT設備的分級可以使數據中心供電系統(tǒng)設置靈活,互聯網的發(fā)展以及去電信化會進一步合理降低數據中心供電系統(tǒng)備用設備(發(fā)電機組及蓄電池組)的保障能力,減少不必要的冗余配置,提高供電設備利用率,最大限度地提高數據中心的供電系統(tǒng)運行效率。
ICT的發(fā)展及演進
隨著ICT業(yè)務的發(fā)展,數據中心供電系統(tǒng)也會隨之變化。ICT設備的輸入電壓等級及單機架功耗的改變可以改變其供電模式。
市電質量
公共電網的質量及可靠率越來越高,是提高市電直供使用率的保障。
備用電源供電系統(tǒng)的自動化
交流供電系統(tǒng)運行實現智能化和自動化,備用發(fā)電機組系統(tǒng)啟動性能越來越可靠,啟動時間進一步縮短,既可有效降低儲能設備的容量,又可減少供電系統(tǒng)的機房面積。備用發(fā)電機組響應時間的縮短也可提高交流供電系統(tǒng)整體的可靠性,增加電源直供系統(tǒng)的可用度。
交直流不間斷電源技術的發(fā)展及演進
交直流不間斷電源技術走向模塊化,系統(tǒng)運行高效,供電模式向著分布式和分散式供電模式發(fā)展。設備的維護更加智能、簡單,易維護。
新型儲能設備的研發(fā)及應用
儲能設備的技術發(fā)展應是供電系統(tǒng)最具潛力的關鍵點,未來的儲能設備應向著高倍率、智能化、模塊化方向發(fā)展,功率密度進一步提升,設備運行安全可靠,在線維護更加方便。可以說儲能設備的跨越式發(fā)展將是供電系統(tǒng)未來發(fā)展最為重要的一環(huán)。
一體化智能化監(jiān)控系統(tǒng)
通信電源設備的智能化推動了監(jiān)控系統(tǒng)的智能化,將ICT設備內的電源納入一體化監(jiān)控系統(tǒng)中,打造一個數據中心綜合維護體系,使數據中心供電系統(tǒng)達到最佳運行狀態(tài)。
近年來,數據中心供電系統(tǒng)技術飛速發(fā)展,換流設備運行效率的不斷提高,使數據中心供電系統(tǒng)影響PUE值基本控制在0.1左右,故其在能源消耗方面并不是打造綠色數據中心的主力軍。真正的綠色數據中心應做到相對能耗最低,運行效率最優(yōu)。因此,能耗占比最大的ICT設備及空氣調節(jié)裝置的技術發(fā)展和進步是打造綠色數據中心的根本。
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