摘 要：信息社会对数据的需求越来也大，数据中心已经成为*重要的根底设置之一，而跟着国度双碳政策的逐渐推进，数据中心那种能耗密度十分高的建筑也成为减碳动作的首要对象，以至和传统的高能耗行业并列，很多地域也对新建数据中心能源操纵效率（PUE）提出了高要求。原有老旧数据中心的机电系统已落后，需停止能效诊断和晋级革新进步PUE。通过能效治理系统研究数据中心能耗构成，停止能效诊断，并针对性地提出节能革新次要办法，为数据中心绿色高效运行供给节能降耗优化构想，进步了数据中心的能源操纵效率。
关键词：数据中心；能效诊断；电能治理；节能革新
手艺征询：13641972652
1 综述
数据中心能效诊断是通过对数据中心总体用能阐发、IT设备用能、造冷系统和配电系统耗能及能效对标。造冷系统次要的能效评估目标是造冷负载系数CLF，是数据中心造冷设备耗电与IT设备耗电的比值，而供电负载系数PLF是数据中心供配电设备耗电与IT设备耗电的比值，而数据中心PUE值也与那两个系数密切相关。如图1所示：
图1 数据中心CLF、PLF和PUE的关系
在数据中心只要IT设备的耗电(图1中的E4)被认为是“有意义”的电能。所以除了IT设备外，其它设备消耗的电能占比越低，那么数据中心的PUE值表示就越优良。Acrel-8000数据中心能效治理系统次要从以上几个数据来诊断数据中心的能效并给出针对性的革新计划。
2 能效诊断
某数据中心建成较早，机房建筑面积约1.5万㎡，地上两层，一层设置为变配电室、蓄电池室、冷水机组室、运营商机房等电力和收集根底设备，见图2。二层次要设置12间机房，总共可摆设约3000组机柜，已摆设1500组。供电系统设置两台110kV主变，2个10kV开闭所，4个10/0.4kV低压变配电室，8台低压变压器，总供电容量2万KVA，低压配电室装备有UPS设备以保障供电，末端共70面安科瑞ANDPF精巧配电柜为IT设备供给主备电源。
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图2 数据中心一层平面图
Acrel-8000数据中心能效治理系统对数据中心从110kV变电站到末端精巧配电柜实现了全笼盖的能源治理、设备监测和能耗阐发，见图3。次要功用包罗：
电力监控：监控110kV变电站、2个10kV开闭所，4个10/0.4kV低压变配电室配电系统运行情状，实现远测、远信、越限报警、毛病阐发、电能量量阐发、运行报表等功用；
设备监控：监测柴油发电机、变压器、UPS、蓄电池组、精巧配电柜、精巧空调的形态以及运行参数，并供给反常预警、运行报表等功用；
能耗诊断：统计数据中心总能耗、IT设备能耗、造冷系统能耗、供电系统能耗、照明及办公能耗等分项用能，并计算CLF/PLF/PUE等能耗目标；
情况监测：监测数据中心温湿度、水浸、电池室氢气浓度等数据并供给越限告警；
运维治理：停止发布工单、巡检方案、工单跟踪治理等，协助庇护人员高效运维。
图3 Acrel-8000数据中心能效治理系统高压配电系统和精巧配电柜监测
2.1 能效阐发
系统调试完毕颠末一年时间运行后，系统发现数据中心能源操纵效率比力低。颠末系统数据展现，全年IT设备用能占比51%，造冷系统(冷冻水机组、空调末端、新风等)用能占比36%，供电系统(变压器、UPS、发电机、开关)10%，照明及办公等占比约3%。
PUE值约为1.96；
CLF约为0.71；
PLF约为0.2；
因为数据中心计心情电设备老旧，欠缺有效的节能治理掌握办法，能效操纵效率较低，落后于新建数据中心。
2.2 空调系统
数据中心大楼摘用集中空调系统供冷，次要设备有冷水机组、冷却塔、冷冻泵、冷却泵。通过系统能够发现空调系统水冷式造冷主机全年不连续运行，定频造冷主机负荷率在80%-90%时，变频造冷主机负荷率在60%-70%时主机运行时综合能效*高。但系统运行操控过程中，两种主机大部门时间均未运行在较高效率区间，夏日、春秋、冬季工况时，系统冷冻水出水温度连结恒定5℃，未根据现实情况负荷的改变而调整系统出力，也未足够操纵冬季天然冷源。
2.3 变配电系统
数据中心现有8台变压器，别离来自2个10kV开闭所，变配电系统摘用双路沪备形式接进，UPS系统为5个数据机房办事器供电，通过系统发现变压器低压侧丈量发现谐波较为严峻，现场未安拆谐波治理安装。UPS系统大量蓄电池组单体电池性能纷歧致，内阻过大招致整组电池充放电发热，损耗增加，存在平安隐患。
2.4 照明系统
数据中心照明系统摘用节能灯和筒灯，公共区域及数据中心区域摘用手动掌握，大楼照明光源次要摘用通俗荧光灯和筒灯等，灯具规格品种较多，部门区域照度不称心标准规定的照度要求，掌握体例也比力落后。
3 节能革新办法
3.1 足够操纵天然冷源
当室外湿球（或者干球温度）低于室内空调设想温度并到达必然数值时，用流经冷却塔的冷冻水或冷却水间接或间接为空调系统供给冷量，来消弭室内冷负荷，如许就是操纵天然冷源。
3.2 空调机组高效掌握
完美机房内设备的参数监测和掌握，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，为中心空调系统供给全系统优化运行平台。主动调剂造冷主机运行在高效率区间，实时根据负荷改变情状，调整出水温度，估量将使冷水机组能效进步约8%。
3.3 电能量量治理
因为数据中心次要负载均为IT设备，供电利用较多的UPS、造冷系统利用较多变频设备，其在工做过程中会对低压电网侧形成谐波反应，严峻影响配电系统电能量量，变压器低压侧谐波畸变率到达50%，远远超出国度原则。那也会招致电缆发热，增加电能损耗，影响开关电源利用寿命，降低设备利用性能。
在每台变压器下加拆500A有源谐波治理系统安装停止集中治理，型号为AnSin-500-M Ⅰ型，主动跟踪抵偿负载产生的谐波电流，大大降低谐波畸变和中性线电流,包管供电系统平安可靠运行，同时也降低了系统损耗，见图4。
图4 AnSin-500-MⅠ型集中治理安装
在对一些谐波比力严峻的回路停止当场抵偿，好比拔取该中心UPS出线端对前后波形数据停止比照，通过拆设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%，提拔了电网波形量量，见图5。
图5 AnSin-300-BⅠ型壁挂式治理安装
3.4 UPS蓄电池监控系统
UPS供电系统是称心数据中心供电可靠性的核心部门，而蓄电池又是整个系统中*重要的构成之一，是整个供电系统的“*后一道屏障”。当组串中的一枚电池因过充、过放等原因形成电池性能下降，电池内阻增大，会招致电池呈现发热、鼓包等现象，将形成供电系统平安性的整体下降，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，当氢气浓度超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、内阻与内部温度功用，数据接进Acrel-8000数据中心能效治理系统，通过对蓄电池系统科学的运维治理，监测庇护，及时发现毛病隐患，从而客看上耽误蓄电池的利用寿命，保障供电平安，降低总体拥有成本，见图6。
图6 蓄电池在线监控示企图
3.5 智能照明掌握系统
对数据中心计心情房选用高光效的LED光源灯管替代原有节能灯和筒灯，增加智能照明掌握系统。在走廊、电梯前室、洗手间等公共照明区域安拆红外人体感应传感器，通过智能照明掌握器停止掌握，做到人来灯亮、人走灯灭，同时在值班室的Acrel-8000系统主机上也能够集成整个数据中心照明的集中掌握和形态监视，节约照明用电，见图7。
图7 智能照明掌握系统示企图
3.6 光伏发电系统
数据中心楼顶具有较大的光伏组件安拆面积，通过增加光伏太阳能组件及逆变器，摘用自觉自用、余电上彀形式并进低压电网，为数据中心供给清洁能源供电，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，在屋顶构成一个遮蔽构造，*大限度制止数据中心因阳光曲射形成热量聚集，有效降低建筑物夏日空调能耗，进而削减数据中心空调能耗，估量光伏系统每年发电量40万kWh。
3.7 其它利用
安科瑞针对数据中心的能效产物除了能效治理系统和上述电能量量治理安装、蓄电池监测、智能照明掌握和散布式光伏外，还包罗凹凸压配电综合庇护和监测产物、电能量量在线监测安装(A类)、智能小母线系统、精巧配电柜、电器消防类处理计划等。
4 完毕语
跟着新建的数据中心越来越多，政府对数据中心的要求也越来越高，无论是新建的，仍是已经运行多年的数据中心都有需要通过手艺手段来诊断数据中心的能源操纵效率，找到节能空间，确定合适本项目标节能革新办法，从而进步数据中心PUE值。Acrel-8000数据中心能效治理系统，加上安科瑞电力监控、电能量量监测和治理、蓄电池监测、智能照明掌握和散布式光伏等硬件产物，连系空调掌握的相关手艺，搀扶帮助数据中心进步能效，减低碳排放，建造绿色、环保数据中心。