苏州工业园区TierIV标准数据中心供配电系统设计

苏州工业园区TierIV 标准数据中心供配电系统设计

傅卫东/ 张渊（苏州工业园区设计研究院, 江苏苏州 215021）

Power Supply and Distribution System Design for Tier IV Data Center of Suzhou Industrial Park

Fu Weidong / Zhang Yu a n

摘要对数据中心的T i e r I V标准作了简单的介绍，并结合具体设

计对苏州工业园区的综合数据中心供配电系统进行了分析和介绍

了项目的实施情况。

关键词T i e r I V标准数据中心 20k V中压配电设计供配电

系统

Abstract The paper brieflly introduced the Tier IV standard

for data centers, and in combination with the project of Suzhou

Industrial Park, it made a analysis on the power supply and

distribution system for data centers. The implementation of this

project was introduced as well.

Keywords Tier IV standard, data center, 20kV mid-voltage

distribution, design, power supply and distribution system

房设计规范》内的最高标准的A 级机房标准，而且在某些方面要求更加严格。

数据中心等级认证级别越高，标志着数据中心成熟度越高，能够提供的服务也就越安全稳定，当然单位面积的造价也就越昂贵。正是由于TierIV 级别在基础设施建造上的高要求和高成本投入，全世界能够成功通过该级别标准的企业不足10 家。在这一点上苏州工业园区综合数据中心实现了我国数据中心的一个新突破。作为建设方聘请的顾问公司和机房区的承包方，某国际知名IT 企业的全球服务部全程参与了该项目，而作为项目的设计方笔者所在的苏州工业园区设计院完成了除机房以外的所有区域包括变电所、发电机房的设计。在此仅将设计中的一些体会写下来供大家参考。

2 TierIV 标准的电气供电一般要求

Tier Ⅳ认证的数据中心要求具有容错结构，系统设计需要避免出现单点故障，所有电力系统，包括备用电源都是全冗余的。允许对重要负荷进行有计划（不会中断系统）的操作。容错功能需要至少能经受住一次最重要的意外事故（操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修等）而不会中断电子信息系统的运行，能提供99.995% 的可用性。具体来说对于电气系统的要求一般有以下几项：

1）市电接入两路主供

2）变压器容量配置2N，即全冗余

3）备用柴油发电机配置不低于N +1

4）发电机燃料储量不小于96h

5）电气系统允许并行检修

6）单位面积供电密度不小于1.5kW/m2

7）UPS 系统容量配置2N，即全冗余

8）独立双电源路径至PDU

41 智能建筑电气技术

1 项目及建设标准简介 近日位于苏州工业园区独墅湖畔的苏州工业园 区综合数据中心正式投入运营，成为工业园区重要的 公共技术服务平台，填补了工业园区数据中心增值业 务的空白。该数据中心建筑面积约4.

2 万m 2，分两期进 行建设。第一期建筑面积1.8 万m 2，其中机房区域1.08 万m 2，设 施 配 套 区 域7200 m 2，最 大 可 配 置 标 准 机 柜 1694 个。

难能可贵的是该综合数据中心投运之前已经顺 利通过由国际正常运行时间协会(The uptime institute,

UI) 组织的关于数据中心的设计等级认证，

据报道该 中 心 是 亚 洲 首 个 获 得TierIV 级 别 设 计 等 级 认 证 证 书 的数据中心。

Tier 标 准 指 的 是《ANSI/TIA-942-2005 数 据 中 心用远程通信基础设施标准》，该标准是世界上第一 部较为全面地以数据中心为对象的技术标准。标准中 以数据中心基础设施的“可用性(Av aila b ilit y)”和“安 全性(S ec ur it y)”为主要指标，将数据中心由高到低分 为以下4 个等级，分别为TierIV ，III ，II ，I 。

其中的TierIV 标 准 相 当 于 国 内 的G B 50174-2008《 电 子 信 息 系 统 机

3.2 变压器配置 考 虑 到UPS 的 性 价 比，IT 公 司 最 终 选 择 了

500kVA/ 台的UPS 来搭建整个UPS 供电系统，

为机柜 区服务的20000kVA UPS 按照2000kVA 一组分成了10 组，10 组 里 又 按 照100% 冗 余 原 则 分 为A 、B 两 路，每 路 五 组 共10000kVA 。因 为 在 选 择UPS 时 已 经 考 虑 了 负载率，因此在选择变压器时容量不再放大，每组UPS 3.1 负荷分析及 UPS 配置情况

按 照 机 房 区 设 计 方IT 公 司 提 出 的 要 求，一 期 工 程 中 安 装 的 网 络 机 柜 及 服 务 器 机 柜 总 用 电 量 为

6314kW ，

考 虑 到80% 的 负 载 率 及0.8 的 功 率 因 数， IT 公司选择的为机柜服务的UPS 的实际需要容量为

10000kVA ，UPS 按 照2N 的 原 则 配 置，

即 总 配 置 容 量 为20000kVA 。为 机 房 区 服 务 的 冷 冻 机、冷 冻 水 循 环 泵、冷却塔、冷却水循环泵、机房空调箱、机房精密空 调等设备的总负荷为2385kW ，其中冷冻水循环泵、机 房空调箱、机房精密空调设备由于与机房温度密切相

数据中心供电设计方案 3 关，一 旦 停 止 工 作 将 因 机 房 内1500 多 台 服 务 器 机 柜 的巨大散热导致机房温度迅速上升，并很快即会超过 服务器的临界工作温度从而间接导致系统中断运行。 所以IT 公司也要求配置UPS 供电，其负荷为643kW 。 为 了 降 低 启 动 电 流，这 部 分 负 荷 里 所 有 风 机 及 水 泵 均 采 用 变 频 或 软 启 动，同 样 考 虑 到80% 的 负 载 率 及 0.8 的功率因数，按照2N 原则需要为该部分负荷配置 2×1000kVA UPS 。UPS 电池供电时间均按照15min 考 虑。其他负荷包括机房区域照明及机房以外的办公区 空调、照明、风机、防排烟设备及消防水泵等设备，该 部分负荷容量约为1600kW 。

9）

空调设备供电2N ，即全冗余 10）

冷水主机配置不低于N +1 11）

精密空调末端配电不低于 N+1 12）

自动化配电集中监视系统 以上要求的后6 项属于机房区域的工作范围，一 般由专业公司来完成，这里仅重点介绍一般需要由设 计院完成的前6 项。