数据中心能效管理 ”开源节流“方案

一、背景调查

数据中心是“耗能大户”，也是节能降碳的**发力领域之一。PUE值就是衡量数据中心能耗水平的重要指标，PUE值越接近1，表示一个数据中心的能效水平越好，绿色化程度越高。

数据存储作为数据中心的重要组成，在节能降耗方面的挑战不断加剧。据IDC测算，2025年**数据年产生量将达到2020年的3倍，中国产生的数据总量将达到48.6ZB，占**27.8%。在满足海量数据存储需求的同时，存储平台规模快速扩张，耗电量也将随之大幅增长，数据存储基础设施如何降耗节能成为业界关注的重要议题。

数据中心的电能消耗主要由IT设备（45%）、制冷设备（43%）、供配电系统（10%）、照明等（2%）构成。其中，性能与功耗比（IOPS/瓦特）是衡量存储产品节能减排的重要指标。

因此 、如何进行有效的能耗管理，数据中心较是，做到有效的管理，较能创造“绿色城市”。那如何进行呢？接下来我们来进行分析。a

2.1 充分利用自然冷源

当室外湿球（或者干球温度）**室内空调设计温度并达到一定数值时，用流经冷却塔的冷冻水或冷却水直接或间接为空调系统提供冷量，来室内冷负荷，这样就是利用自然冷源。

2.2 空调机组高*效控制

完善机房内设备的参数监测和控制，监测主机负荷率、冷冻冷却出回水温度压力、室外湿球温度等参数，为中央空调系统提供全系统优化运行平台。自动调节制冷主机运行在高的效率区间，实时根据负荷变化情况，调整出水温度，预计将使冷水机组能效提高约8%。

2.3 电能质量治理

由于数据中心主要负载均为IT设备，供电使用较多的UPS、制冷系统使用较多变频设备，其在工作过程中会对低压电网侧造成谐波反馈，严重影响配电系统电能质量，变压器低压侧谐波畸变率达到50%，远远**出国家标准。这也会导致电缆发热，增加电能损耗，影响开关电源使用寿命，降低设备使用性能。

在每台变压器下加装500A有源谐波治理系统装置进行集中治理，型号为AnSin-500-M Ⅰ型，自动跟踪补偿负载产生的谐波电流，大大降低谐波畸变和中性线电流,保证供电系统安*可靠运行，同时也降低了系统损耗，见图1。

在对一些谐波比较严重的回路进行就地补偿，比如选取该中心UPS出线端对前后波形数据进行对比，通过装设AnSin-300-B Ⅰ型有源滤波治理系统后，电压畸变率从6.32%降值2.05%，电流畸变率从28.94%降值5.67%，提升了电网波形质量，见图2。

图2 AnSin-300-BⅠ型壁挂式治理装置

2.4 UPS蓄电池监控系统

UPS供电系统是满足数据中心供电可靠性的**部分，而蓄电池又是整个系统中*重要的组成之一，是整个供电系统的“*后一道屏障”。当组串中的一只电池因过充、过放等原因造成电池性能下降，电池内阻增*，会导致电池出现发热、鼓包等现象，将造成供电系统安*性的整体下降，同时增加蓄电池充放电的损耗。

系统在电池室增加氢气浓度监测传感器，当氢气浓度**标时可启动排风系统，同时增加蓄电池监控系统，监测蓄电池的电压、内阻与内部温度功能，数据接入Acrel-8000数据中心能效管理系统，通过对蓄电池系统科学的运维管理，监测维护，及时发现故障隐患，从而客观上延长蓄电池的使用寿命，**供电安*，降低总体拥有成本，见图3。

图3 蓄电池在线监控示意图

2.5 智能照明控制系统

对数据中心机房选用高光效的LED光源灯管替换原有节能灯和筒灯，增加智能照明控制系统。在走廊、电梯前室、洗手间等公共照明区域安装红外人体感应传感器，通过智能照明控制器进行控制，做到人来灯亮、人走灯灭，同时在值班室的Acrel-8000系统主机上也可以集成整个数据中心照明的集中控制和状态监视，节约照明用电，见图4。

图4 智能照明控制系统示意图

2.6 光伏发电系统

数据中心楼顶具有较大的光伏组件安装面积，通过增加光伏太阳能组件及逆变器，采用自发自用、余电上网模式并入低压电网，为数据中心提供清洁能源供电，降低数据中心碳排放。光伏组件吸收太阳能转化电能的同时也将反射、折射太阳热量，在屋顶形成一个遮蔽结构，*大限度避免数据中心因阳光直射造成热量聚集，有效降低建筑物夏季空调能耗，进而减少数据中心空调能耗，预计光伏系统每年发电量40万kWh。

2.7 其它应用

安科瑞针对数据中心的能效产品除了能效管理系统和上述电能质量治理装置、蓄电池监测、智能照明控制和分布式光伏外，还包括高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置(A类)、智能小母线系统、精密配电柜、电气消防类解决方案等。

三、结束语

数据中心是“能耗大户”有效的“能效管理”可以使得电力资源节约，促进绿色节能环境的创造。多方面的节能措施帮助数据中心提高能效，减低碳排放，建造绿色环保数据中心。