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AcrelEMS-IDC数据中心综合能效管理解决方案

发布时间:2022-06-24      点击次数:48
【摘要】分析了数据中心行业背景和用户需求,介绍了安科瑞数据中心综合能效管理系统的解决方案、平台功能及典型硬件。
【关键词】数据中心;综合能效管理系统
 
一、行业背景
       在新guan疫情的影响下,全球网络流量受到视频流量、电话会议、在线游戏、社交网络等数字应用增长的推动而激增。伴随物联网持续发展,未来对数据服务的需求将呈现出指数级增长。2020年,数据中心建设被中央正式列入新基建战略。近几年越来越受到国家重视,数据中心是新基建有序运行的基础保障,被视为“新基建的基础设施"。数字经济作为经济发展的新引擎,已经成为衡量一个国家综合国力的重要指标,同时我国正在加紧5G、智慧城市、大数据与云计算等新技术的应用。数据中心的作用和地位日益突出。
       国家发展改革委等部门2022年2月17日正式发布消息,同意京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等地启动建设全国一体化算力网络国家枢纽节点。加上去年12月贵州、内蒙古、甘肃、宁夏启动建设全国一体化算力网络国家枢纽节点获得批复,“东数西算"8大算力枢纽和10个集群全部落地,进一步推动了数据中心的发展。
 
二、用户需求
1)可靠稳定安全的供配电
2)绿色低碳、节能降耗、提升PUE
3)提高运维效率、降低运营成本
4)一体化融合监控平台
三、解决方案

       如下为AcrelEMS-IDC数据中心综合能效管理系统的驾驶舱导览图,根据能源流向、信息流向及电压等级变化,可以将“源网荷储充运维"这几个版块纳入我司AcrelEMS-IDC数据中心综合能效管理系统进行集中采集、监测和控制,保障数据中心的稳定可靠运行。

 

3.1源——供电源头

       响应国家3060双碳目标,新建数据中心建设在自然资源较丰富的地区,建设新能源电站,利用“光伏发电"、“风力发电"等绿电资源,减少传统火电煤炭的使用比重。

3.2网——供电网络

       供电网络包含四个子功能:“变电站综合自动化"、“电力监控"、“电能质量"和“电气安全"。

       功能一:“变电站综合自动化"系统通过对变电站进出线的开关柜、变压器、直流屏等设备进行全面的监测,保证变压器的温度和运行正常。

       功能二:“电力监控"系统围绕10KV到400V,对整个变配电环节的进出线及相关的设备,包括UPS,柴油发电机,以及电能质量进行监测,实时掌控每个回路的用电情况、开关分合闸状态,断路器异常跳变时报警推送和提醒,对柴油发电机的状态和柴油油位状态进行监测,同时通过备自投逻辑控制,确保供电自主切换;对并接的蓄电池的电压内阻温度等参数进行实时不间断监测,提前发现失效异常电池并推送信息给运维人员,提醒运维人员及时更换,确保一旦市电供电中断,蓄电池能够给服务器持续工作。

       功能三:对供电局引入的市电侧采用电能质量在线监测装置监测电网引入的“电能质量"情况,确保输入的电能质量可靠;0.4KV低压配电网络采用APM电力仪表以及APF和SVG治理装置进行电能质量治理,治理开关电源、UPS等带来的电能质量问题,保障末端服务器用电的可靠纯净,工作不受干扰。

功能四:“电气安全"包括电气火灾监控,消防设备电源监控,防火门监控以及应急照明和疏散指示系统等消防系统,通过以上四个子功能,24小时可全面了解运营情况,保障数据中心供配电网络的可靠稳定安全。

3.3荷——用能负荷

       数据中心的用能主要分为动力能耗,制冷能耗和照明能耗三大块。我们采用“能耗分析"功能,针对每个重要节点和设备进行能耗统计分析,作为能耗优化及调整的参考和数据支撑。通过分布在数据中心供配电系统各重要节点的采集设备监测电量、电流和电压等参数,对采集的参数进行分析和统计,以报表的形式展示数据中心各能效评估区域的能耗评估结果;

       同时可以实时监测精密空调制冷风量和IT设备上架率,实时调整精密空调的制冷功率,降低能耗;并且通过智能照明控制,关闭长明灯,调整灯具发光亮度,策略控制灯具的点亮,实现人来灯亮、人走灯灭,达到降低照明能耗。

3.4储——电能存储

       由于数据中心本身的用电负荷稳定,不允许供电电源产生异常波动,而考虑到新能源发电的非持续性,需要搭配储能来实现削峰填谷,平抑新能源发电的波动性,保障绿色电站的同时有效的提升整个数据中心的运营,降低成本。

3.5运维——运维管理

       运维管理里面包含四个子功能:“用户报告"、“设备方案"、“故障告警"、“运维管理"本功能版块通过给运维人员制定运维计划,充分的把控数据中心各个环节的运营情况,通过有序的事故预防管理,实现防患于未来,可有效的降低基础设施的故障率,通过流程化的事件管理,使发生的故障在尽可能短的时间内恢复。且具有故障告警功能,对需报警事件进行过滤,将重要的告警信息推送给运维人员,便于运维人员进行及时排查和检修,实现全面的运维管理。

四、平台功能

1)系统主页 
       展示当前数据中心总能耗,动力能耗,空调能耗,及其他能耗并且计算出当前数据中心实时PUE值,通过仪表盘形式直观展示。
2)电能质量监测
       电能质量在线监测,可以监测电流和电压谐波畸变率、电压暂升暂降暂中断等暂态事件记录、ITIC容忍曲线等。
3)变电站综自
       对数据中心变电站实时监控,并在一次图显示配电系统当前遥测、遥信数据和状态。
4)分布式光伏
       对逆变器运行和电站进行监测,对电站发电进行统计和分析。
5)电力监控
       电力监控云平台针对供配电系统的特点,对35KV及以下供配电实施一体化的实时监控,对电网的安全运行提供现代化手段,可实现无人值守。
6)UPS监测
       系统采集UPS输入、输出端和旁路三相电压、电流、有功功率、功率因数频率,同时监测UPS温度、蓄电池电压、当前负载下的剩余时间等数据。
7)蓄电池监测
       展示单体电池电压、内阻和温度,预测电池带载时剩余时间,每节电池数据均可以设置异常报警,及时发现蓄电池异常。
8)能源分布
       通过平面图显示数据中心能源分布,设备分布情况,并显示设备能耗数据,点击平面图上设备可以进入具体设备监控界面。
9)列头柜监测
       系统可以展示精密配电柜内进线和馈线回路电气参数,包括电流电压功率电能以及开关状态,并可以对数据进行报警设置和分级,数据取自精密配电柜测量模块。
10)能耗分析
       显示电能消耗日/月/年报表,并可对具体回路选择曲线图、饼图进行展示。对数据中心用电数据进行同比、环比分析比较,查看用电趋势。
11)母线槽监测
       系统可以展示智能小母线的始端箱和插接箱电气参数,包括电流电压、开关状态、插接点温度,并对数据进行报警设置和分级。
12)环境监测
       监测数据中心温湿度、开关门、水浸、烟雾、噪声、气体浓度状态等参数。曲线图直观明了,同时支持历史数据查询。
13)空调监测
       系统可监测精密空调的回风温湿度,出回水温度,并可以设定精密空调的温湿度,达到更好的控制效果。
14)消防监控
       智慧消防管理云平台是在智慧安全用的基础上,增加了火报系统,智慧烟感和智慧消防用水等设备和系统。实现火灾预防、火情报警和联动控制等功能。
15) 智能照明
       用户可通过控制面板、人体感应、照度感应、微波感应、上位机系统、触摸屏、手机、平板端等多种控制终端实现灵活多样的智能化控制,特别适合于各类智能小区、医院、学校、酒店,以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明系统。
16)故障报警
       报警事件分为四级,通过列表显示各类报警事件数量,通过柱状图显示逐日报警数量,提供报警总数以及增长趋势。
17)电气安全
       电气接点温度实时监测,断路器触头、触臂、母排和线缆连接等位置安装无线测温传感器监测接点温度,便于提前发现温度异常导致的事故。
18)运维管理
       运维管理功能,可针对数据中心各主要设备进行巡检派工,消缺,抢修等维护工作。
五、典型硬件
       围绕数据中心变配电电压等级的变化过程,如下可见AcrelEMS-IDC数据中心综合能效管理系统从110KV到10KV到400V到机房可用到我司的相关产品。
 
六、结语
       数据中心能效管理系统,集成了变电站综自,电力监控,电能质量,电源备自投等子功能,帮助用户实现数据中心供配电的可靠稳定安全,同时采用电气接点测温、智能照明控制、电能质量监测及治理、蓄电池在线监测、精密配电监控、智能母线监控以及消防监控等多种子功能,实现绿色低碳、节能降耗、提升PUE,通过运维版块提高数据中心运维效率、降低运营成本,最终实现一套系统,一体化平台全方面的把控和掌握数据中心的运行状态。

 


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