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《数据中心运行维护与管理标准》解读容量与能效管理

2021-04-06 14:40:49
数据中心观察室
文章摘要: 数据中心应建立容量管理的电子化管理平台和采集工具,设置容量的预警阈值,实现智能化的运行容量、使用率、剩余容量监测和统计分析。

数据中心运行维护除了做好各系统的正常运行,还需要关注各系统(包括空间)负载使用率是否达到设计要求和运行效率是否最优,本讲重点介绍数据中心的容量管理和能效管理。

一、容量管理

对于每一个数据中心在运行维护中都需要掌握数据中心各系统(包括物理空间)容量的使用情况,容量管理包括:电力容量、制冷容量、机房空间容量,有条件的数据中心还可扩展到网络端口和带宽、承载业务运行的电子设备处理能力的容量管等。对容量管理的目的有两方面,一是确保各系统运行在最佳的带载能力下运行,二是防止超载引发故障,造成服务中断和损失。

1、电力容量应计量到总电力、变压器、动力设备电力、照明及辅助区电力、UPS容量、精密列头柜和每个机柜的电力容量使用情况。

2、制冷系统容量应计量到总的制冷、机房区域的制冷、宜计量到机架制冷量使用情况。

3、机房空间容量应计量到总的空间容量、区域空间容量、每个机柜的空间容量使用情况。

数据中心通过容量管理实现对数据中心运行管理的预测,提高数据中心物理空间的利用率,电力资源的利用率,科学和精细化规划数据中心的扩容和发展。

数据中心应建立容量管理的电子化管理平台和采集工具,设置容量的预警阈值,实现智能化的运行容量、使用率、剩余容量监测和统计分析。

二、能效管理

数据中心是耗能大户,国家高度关注数据中心的能源消耗情况,并出台了对能耗管控指南和限制,同时各省也陆续出台的相关政策,对数据中心的能耗指标提出了更高的要求,数据中心不仅仅注重设计和建造时的能效和节能措施,更需要做好运行维护生命周期中的能效精细化管理,确保在运行中的能耗达到和优于设计的指标。因此需要从以下几个方面来做好数据中心能效管理。

1、能效管理的范围

数据中心的能效管理时应覆盖数据中心运行中涉及的所有能源范围,明确能源管理的边界。

数据中心的能源范围和边界包括:电力、燃气、燃油、外部冷热源等;能源的来源应包括:公共电网、数据中心自备电源、外部燃气管网、市政自来水管网、自备水井、地表水;附属可再生能源、冷热电三联供系统,还有数据中心产生的废热再利用。数据中心能源管理边界包括能源的输入和输出两部分,边界与数据中心支持的系统关系见下图。

数据中心的能源边界示意图

2、数据中心的能效指标

数据中心能效衡量指标包括:

1)电能使用效率(PUE或EEUE)--衡量数据中心总体能源使用效率

数据中心电能使用率(PUE)=数据中心总耗电/IT设备耗电

2)水的使用效率(WUE)--衡量数据中心水资源使用效率

数据中心水使用效率(WUE)=数据中心全年用水量/IT设备的耗能。

WUE的单位为L/kWh

3)空调使用效率(CLF)--衡量数据中心制冷的使用效率

数据中心制冷效率(CLF)=数据中心空调系统的耗能/IT设备的耗能

4)可再生能源使用效率(RER)--衡量数据中心使用可再生能源的效率,

可再生能源使用效率(RER)=可再生能源供电量/数据中心总耗电量

衡量的指标应以一年为一个标准周期。

3、数据中心能效的采集与计量

数据中心应建立电子化能效管理平台,采用自动化的监控系统和智能仪器仪表实时采集相关系统、设备的能耗。

1)采集和测量的数据应满足以下要求

a)完整性要求:涵盖数据中心运行环境中各系统的能耗,并做到连续采集、测量和记录各系统的能耗,做到各系统的能耗数据不缺失。

b)颗粒度要求:可按照设备、系统、区域、时间统计能耗。

c)、精细度要求:可按照时、天、周、月、季、年统计,如无特殊说明,可按照春季(3月~5月)夏季、(6月~8月)秋季、(9月~11月)、冬季(12月~2月)划分。

2)数据中心的能效采集和测量方法

数据中心应至少将以下位置选为测试点并设置电能计量仪表,满足能效采集、计量的要求,数据中心电能消耗测量点见下图。

a)数据中心总电能消耗的测量位置应为变压器低压上侧(见图中A点)。

b)当列头配电柜无隔离变压器时,数据中心信息设备电能消耗的测量位置应为不间断电源输出端供电回路(见图B点)。

c)列头配电柜带隔离变压器时,数据中心信息设备电能消耗的测量位置应为PDU输入端供电回路(见图中C点)。

d)采用机柜风扇作为辅助降温时,数据中心信息技术(IT)设备电能消耗的测量位置应为IT负载供电回路(见图中D点)。

e)IT设备能耗测试点为UPS输出端供电回路,且UPS负载还包括UPS供电的制冷、泵时,制冷、泵能耗应在IT能耗中扣除(扣除图中B1、B2点测得的电量)。

f)对数据中心设有自发电装置(柴油、燃气、风力、太阳能等)时,所有发电机馈电回路的电能应计入总输入电量。

g)空调系统的能耗测试点为E1、B1、B2、E4。

h)数据中心照明系统的电能消耗测量点为E2.

i)其他系统能耗主要指数据中心内部机房区、监控区、基础设备的通风系统、给排水系统、安全防范系统、火灾报警系统、机房环境及设备监控系统、电子化的综合布线智能管理系统等能耗。

4、数据中心能效分析与优化

数据中心能效管理应对采集和计量的能耗数据实施统计和分析,实现对区域、系统、设备的能耗的分析,实现实时、日、月、季、年的能效数据的统计。并按照要求生成设备、系统、区域和时间段的能耗分析报告。

数据中心应根据能耗分析报告实施能效评价,能效评价包含:数据中心综合能效、设计能效符合度、空调系统能效、水资源能效、供电系统能效、局部能效、绿色节能等方面的评价,有条件的数据中心也可包括IT设备(系统)运行的效率评价。

数据中心能效测评可以自行评估,也可聘请专业的第三方机构对能源使用效率进行专项评估。

数据中心应建立能效优化的管理机制,管理层应定期召开能效状况的分析会,找出存在的主要问题并提出改进建议,解决和落实能效改进和优化的措施。

信息化软件服务网 - 助力数字中国建设 | 责编:莎莉
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