“節(jié)能減排”是世界關注的熱點話題，遏止全球氣候變暖，保護有限地球資源，減少能源浪費，推廣應用節(jié)能技術是世界關注和努力的目標。通信行業(yè)作為國民經(jīng)濟重要組成部分，數(shù)據(jù)中心耗電量約占全國總能耗的2%，屬于能耗密集型企業(yè)。數(shù)據(jù)中心能耗管理系統(tǒng)利用監(jiān)控技術對數(shù)據(jù)中心用能設備的能耗消耗情況進行“采集、整理、分析”，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中能耗從粗放式管理到精細式管理的轉(zhuǎn)變，提升機房能耗管理能力，達到節(jié)能減排目標。本文針對數(shù)據(jù)中心能耗管理系統(tǒng)工作原理、實際運行及應用意義進行了介紹和說明。
 

　　1數(shù)據(jù)中心能耗狀況
 

　　數(shù)據(jù)中心由當?shù)仉娋W(wǎng)或?qū)Ｓ玫陌l(fā)電設施提供電力供應，通過變、配電等過程處理后，為數(shù)據(jù)中心的用電負荷提供穩(wěn)定電源。數(shù)據(jù)中心的電能消耗一般包含以下組成部分：
 

　　1.1 IT設備包括計算、存儲、網(wǎng)絡等不同類型的設備，用于承載在數(shù)據(jù)中心運行的應用系統(tǒng)，并為用戶提供信息處理和存儲、通訊等服務。
 

　　1.2數(shù)據(jù)中心制冷設備是為保證IT設備運行所需溫、濕度環(huán)境而建立的相關配套設施，主要包括：空調(diào)設備、冷源設備、送回風設備等。
 

　　1.3數(shù)據(jù)中心變配與電源系統(tǒng)，包括發(fā)電機、變壓器、配電柜、UPS(不間斷電源)、HVDC(高壓直流)、電池、列頭柜、PDU等設備組成，提供符合設備使用要求的電壓和電流，保障用電安全性和可靠性。
 

　　1.4數(shù)據(jù)中心中其它消耗電能的基礎設施，包括照明系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、消防系統(tǒng)以及相關數(shù)據(jù)中心監(jiān)測管理系統(tǒng)等。
 

　　2數(shù)據(jù)中心能源管理系統(tǒng)介紹
 

　　節(jié)能的首要任務就是要掌控能耗的使用情況，然后加以統(tǒng)計、計算、分析，優(yōu)化能耗分配方案。數(shù)據(jù)中心針對用電情況建立一套全面有效的一體化信息解決方案———能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心對所有能源消耗進行數(shù)據(jù)分析、整理、管控的要求，滿足數(shù)據(jù)中心每個業(yè)務部門的管理及維護訴求，實現(xiàn)能耗準確管理模式，幫助數(shù)據(jù)中心“向管理要效益、憑技術促節(jié)能”。
 

　　2.1數(shù)據(jù)中心能源管理系統(tǒng)架構
 

　　能源管理系統(tǒng)由三部分組成：能耗監(jiān)管中心、通訊服務及能源數(shù)據(jù)采集。能耗監(jiān)管中心：主要實現(xiàn)對所有能耗數(shù)據(jù)的集成和管理。通過管理層的能耗數(shù)據(jù)采集、匯總、統(tǒng)計、對比、分析和直觀展現(xiàn)，并提供用戶人機界面、數(shù)據(jù)報表。用戶可以根據(jù)這些分析結果進行能耗的對標管理、制定考核、管理制度、提供能源決策依據(jù)。通訊服務：負責將現(xiàn)場設備層的電力儀表通過現(xiàn)場總線形式所采集的相關信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡形式的信號，并進行組合和轉(zhuǎn)發(fā)。能源數(shù)據(jù)采集：實現(xiàn)底層數(shù)據(jù)采集，主要是底層電力儀表，電力儀表需具備RS485通訊接口，標準Modbus通訊協(xié)議。
 

　　2.2數(shù)據(jù)中心能源管理系統(tǒng)業(yè)務能力
 

　　能源管理系統(tǒng)，以數(shù)據(jù)采集處理平臺為核心，不僅擁以下常用功能模塊，還可針對數(shù)據(jù)中心實際需求實現(xiàn)功能定制。
 

　　2.2.1數(shù)據(jù)接收模塊
 

　　數(shù)據(jù)中心能源數(shù)據(jù)存儲結構復雜并不能直接對能耗分析、輔助決策提供支持，模塊把各種復雜的的能源數(shù)據(jù)變成基于相同平臺并且具有相同結構的符合終用戶邏輯的數(shù)據(jù)，進而轉(zhuǎn)化為有效信息和數(shù)據(jù)。
 

　　2.2.2數(shù)據(jù)處理模塊
 

　　數(shù)據(jù)處理是對數(shù)據(jù)(包括數(shù)值的和非數(shù)值的)進行分析、加工的技術過程，包括對各種實時數(shù)據(jù)、設備數(shù)據(jù)等分析、整理、計算、編輯等的加工和處理，并可根據(jù)需要進行自定義分類分項，以便于進行數(shù)據(jù)的分類分項統(tǒng)計。
 

　　2.2.3能源監(jiān)測模塊
 

　　能源監(jiān)測功能模塊通過工藝圖、數(shù)據(jù)列表、曲線圖、餅圖等方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心能源實時工況監(jiān)控、歷史運行情況查詢、超限預警與異常告警等功能，及時發(fā)現(xiàn)能源安全問題，并可以監(jiān)視開關、閥門、泵機、空調(diào)、空壓機等設備的運行狀態(tài)。
 

　　2.2.4報警管理模塊
 

　　模塊提供能夠?qū)δ芎臄?shù)據(jù)快速反應的異常報警功能模塊，包括實時數(shù)據(jù)上限、下限、超出指標報警、復合報警、累積量報警、瞬時量報警、時間段平均值報警、數(shù)據(jù)總線層服務報警、Web展示層應用錯誤報警、系統(tǒng)操作錯誤報警、能耗超管理值報警、能耗超標準報警等，方便時間發(fā)現(xiàn)能源使用、設備運行、用能質(zhì)量、用能不平衡等方面的異常。
 

　　2.2.5能耗分析模塊
 

　　對數(shù)據(jù)中心能耗進行不同維度、不同時間段的統(tǒng)計分析，查找出具有節(jié)能潛力的時間點和節(jié)能項目，為用戶通過管理節(jié)能、技術節(jié)能提供具說服力的科學依據(jù)。
 

　　2.2.6報表管理模塊
 

　　該模塊提供了年、月、日等數(shù)據(jù)中心的用能數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表，具體包含總耗能量、分項耗能量、PUE等指標，提供數(shù)據(jù)中心消耗上報報表的標準格式，并可為用戶定制化開發(fā)報表。
 

　　3數(shù)據(jù)中心能源管理系統(tǒng)應用意義
 

　　數(shù)據(jù)中心能源管理系統(tǒng)利用現(xiàn)代計算機、網(wǎng)絡技術、實時數(shù)據(jù)庫技術、數(shù)據(jù)分析及預測技術，對數(shù)據(jù)中心電能的生產(chǎn)、輸配和消耗設備狀態(tài)實施集中、扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)字化管理，改進和優(yōu)化能源平衡，提供監(jiān)控展示、計量計費、業(yè)務管理、節(jié)能潛力分析與節(jié)能降耗技術應用的完整性解決方案。
 

　　3.1掌握能耗結構特點，提供機房用能公示
 

　　系統(tǒng)對數(shù)據(jù)中心的總能耗按不同能源類型、不同時間進行統(tǒng)計分析，整體把握數(shù)據(jù)中心能耗狀態(tài)、指標完成情況、用能趨勢和能耗排名，自動查找出能源消耗不合理的時間點，為節(jié)能提供依據(jù)。系統(tǒng)可以展示每塊電表的詳細數(shù)據(jù)，包括電流、電壓、功率、功率因數(shù)等各種數(shù)據(jù)，以圖表的形式直觀顯示同類區(qū)域能源消耗的情況，并可按照人均、單位面積進行折算。系統(tǒng)根據(jù)輸入的收費策略，系統(tǒng)可自動統(tǒng)計出電能的峰平谷電量及電費，根據(jù)分時計費分析結果。
 

　　3.2實現(xiàn)能耗指標管理，自動分析用能效率
 

　　數(shù)據(jù)中心能源管理系統(tǒng)根據(jù)分類分項原則，對電能進行對比分析，按照不同分項進行對比顯示，可分析出哪些分項用能超標或不合理，從而找出節(jié)能降耗點。系統(tǒng)可對冷機的能耗進行分析和對比，計算COP值是否在合理范圍之內(nèi)，為冷機的啟停邏輯設定提供依據(jù)。系統(tǒng)生成數(shù)據(jù)中心整體PUE動態(tài)曲線，便于整體能源效率分析。
 

　　3.3提高建筑用能安全，及時發(fā)現(xiàn)用電異常
 

　　3.3.1實現(xiàn)電流平衡分析，平衡電力供應，保證用電安全。
 

　　3.3.2顯示每個供電功率因數(shù)，提高用能質(zhì)量。
 

　　3.3.3實時監(jiān)測整個數(shù)據(jù)中心用電的平穩(wěn)性，為關停變壓器提供數(shù)據(jù)支撐。
 

　　3.3.4實時監(jiān)測變壓器工作負荷，在用電高峰期保證供電系統(tǒng)安全。
 

　　3.4找到節(jié)能改造方向、監(jiān)督節(jié)能改造效果
 

　　數(shù)據(jù)中心能源管理系統(tǒng)根據(jù)單位能源消耗量與室內(nèi)外溫度的對比關系，采用專用先進的能耗算法，找出用能不合理時間點，并將結果反饋給用戶，為節(jié)能提供決策依據(jù)。系統(tǒng)將實際耗能量與計劃值進行分析比較，實時查看節(jié)能值的變化量，驗證節(jié)能改造方案效果。
 

　　4安科瑞能源管理解決方案
 

　　4.1概述
 

　　建立高效的能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)，對建筑各類耗能設備能耗數(shù)據(jù)進行實時測量，對采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。能夠合理的確定各區(qū)域建筑能耗經(jīng)濟指標及績效考核指標，發(fā)現(xiàn)能源使用規(guī)律和能源浪費情況，提高人員主動節(jié)能的意識。
 

　?、佟〈罱〝?shù)據(jù)中心智慧能源管理系統(tǒng)的基本框架，對各個用能環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測；
 

　?、凇∨盘紨?shù)據(jù)化：通過系統(tǒng)可實現(xiàn)建筑單位內(nèi)人均能耗分析(包括水、電、能量)，實現(xiàn)低碳辦公數(shù)據(jù)化；
 

　?、邸^(qū)域能效比：實現(xiàn)建筑單位內(nèi)區(qū)域能耗對比，方便能耗考核；
 

　?、堋⊥谀苄П龋簩崿F(xiàn)同年、同期、同一區(qū)域能耗對比，方便節(jié)能數(shù)據(jù)分析；
 

　?、荨∧芎脑u估管理：按照能源消耗定額標準約束值、標準值、引導值進行分析單位面積能耗和人均能耗指標；
 

　　⑥　能耗競爭排名：各個功能區(qū)能耗對比，實現(xiàn)能耗排名，增強工作人員的節(jié)能意識；
 

4.2 硬件選型

 

 

　　數(shù)據(jù)中心能源管理系統(tǒng)采用專業(yè)測控與計量產(chǎn)品，依托智能通訊網(wǎng)絡，實現(xiàn)供配電等能源數(shù)據(jù)的自動化測控與計量功能，對數(shù)據(jù)中心電能資源進行監(jiān)控管理，與DCIM(數(shù)據(jù)中心基礎設施管理系統(tǒng))密切結合，完成設備、人員與能源的協(xié)調(diào)管理，可根據(jù)電能使用情況合理利用資源、節(jié)約能源，大限度地降低數(shù)據(jù)中心運營成本，大限度降低對環(huán)境的污染。
 

　　該系統(tǒng)通過對能耗分類分項分析等手段找出數(shù)據(jù)中心耗能的問題點，進行能耗分析評估，有針對性的開展節(jié)能改造工作，保證能源的使用可控、可測、可執(zhí)行、可實現(xiàn)，從而達到數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排的目標。