[实用参考]腾讯数据中心配电架构创新.pptx

合集下载

数据中心整体架构图

决策支持与
大数据应用
基金运行及
审计监管平
台
弹性虚拟机
...
决策数据
库
基金数据
库
大数据集成开发管理平台
数据服务
数据质量
数据资产管理
数据安全管理
数据开发
监控运维
......
数据集成
离线计算
大数据计算引擎
DWS-主题层
数据主题层
实时计算
数据明细层
流式数据计算库
对象存储
机器学习
公共服务安全管理区
公共服务网络区
公共服务服务器区
数据库区中间件区
应用区
网络虚拟化区
测试区
公共服务区
安全隔离区
备用线路
电子政务外网
核心业务出口区
核心业务网络区
核心业务数据交换区
核心业务安全管理区
核心业务服务器区
数据库区中间件区
应用区
网络虚拟化区
测试区
核心业务区
3. 网络架构设计（数据中心A）
网闸
互联交换机
Si
Si
Si
Si
网闸
接入
Si
Si
接入
Si
接入
…
Si
Si
Si
政务外网

腾讯数据中心配电架构创新

新》

2023-10-30

•引言

•数据中心配电架构概述

•腾讯数据中心配电架构创新思路

•腾讯数据中心配电架构创新方案

•腾讯数据中心配电架构创新的实践案例目

•结论与展望

录

01引言

随着信息技术的快速发展，数据中心作为信息处理和存储的

重要基础设施，对于现代社会的信息交流和数据处理具有重

要意义。

数据中心的配电架构是保证其稳定运行的关键因素之一，随

着数据中心的规模不断扩大，传统的配电架构已经难以满足

其需求，因此需要研究创新的配电架构以适应数据中心的快速发展。

研究背景和意义

研究现状和发展趋势

随着数据中心规模的不断扩大，其配电架构也在不

断演变，主要趋势是采用更高效的供电方式、更合

理的供电结构、更智能的监控系统等。

同时，随着新能源技术的不断发展，数据中心也

在探索采用新能源技术以降低能耗、减少对传统

能源的依赖。

目前，国内外对于数据中心配电架构的研究主要集

中在提高供电质量和降低能耗方面。

数据中心配电架构概述

定义

数据中心配电架构是指数据中心电力分配的方案和布局，包括电力输入、配电设备、电缆和连接等组成部分。

组成

数据中心配电架构主要由电源、配电设备、电缆和连接组成。其中，电源是电力输入的来源，配电设备负责对电源进行分配和控制，电缆负责传输电力，连接则负责将各个设备连接在一起。

数据中心配电架构的定义和组成

集中式配电架构

集中式配电架构是将所有的电源和配电设备集中放置在一个或几个房间内，然后

通过电缆和连接将电力分配到各个设备。这种架构的优点是易于管理和维护，但

缺点是空间利用率不高。

分布式配电架构

分布式配电架构是将电源和配电设备分散放置在各个设备机柜中，每个机柜都配

数据中心供电架构

随着数字化时代的到来，数据中心的重要性不断增加。各种手段被采用来降低成本、提高效率和可靠性。而数据中心供电系统，作为数据中心可用性的关键因素之一，近年来得到了越来越多的关注。数据中心供电架构，尤其是高可靠架构，已成为数据中心设计的重要组成部分。

一般来讲，数据中心的供电架构必须是高度可靠的，并有足够的电源备件。数据中心的不合时宜断电可能导致数据丢失和损坏，甚至造成设备损毁。因此，一个好的供电架构必须能保证数据中心的容错率和可用性。现在，我们来了解一下一些广泛使用的数据中心供电架构方案。

单路供电

单路供电是最基础的数据中心供电架构。所有设备只有一个电源输入，没有任何双路冗余或其他冗余架构。这种供电架构在小型数据中心或分支机构中被广泛使用，因为它的成本低，维修容易。但由于它对电源的单一性，仍有一定的单点故障风险。

双路供电

双路供电与单路供电差不多，但每个设备都有两个电源输入，他们分别有单独的电源线路。系统中的每个设备

都至少有一条在备用电源中的电源线路。常常在小型机房、机柜中使用，使得一个系统故障时，备用电源可以被应急启动，保持发射站、报警控制等设备的高可靠性。因为双路供电使得数据中心的面积和耗电量增大，所以成本比单路供电高。但双路供电可以保证高可靠性，并共享所有备件。这种供电架构也被称为双插头供电，因为每个设备有两个插头。

N+1供电

N+1供电架构保证了冗余力度。这种架构在小型数据中心和分支机构通常会选择，因为它是一种简单、低成本的架构，可以轻松地虚拟化服务器。该架构是指每个设备都有一个额外的备用电源，而当任何一个电源失败时，备用电源将被接管。此外，N+1架构可以实现电源热备插拔。N+1供电价格稍高，但它能够保证更高的可靠性和可管理性。

数据中心供配电系统架构

1. 引言

为了确保数据中心正常运行并提供可靠的电力供应，一个完善的供配电系统是必不可少的。本文档将介绍数据中心供配电系统的整体架构和各个组成部分的详细内容。

2. 数据中心电力需求分析

2.1 数据中心负载需求分析

2.2 数据中心电力密度分析

2.3 数据中心容量规划

3. 数据中心供电系统

3.1 主电源接入

3.2 主配电系统设计

3.2.1 电源开关柜设计

3.2.2 配电开关柜设计

3.3 显性并行供电系统设计

3.4 隐性并行供电系统设计

4. 数据中心备用电源系统

4.1 UPS系统设计

4.1.1 UPS类型选择

4.1.2 UPS容量规划

4.1.3 UPS并联配置

4.2 发电机组设计

4.2.1 发电机组类型选择

4.2.2 发电机组容量规划

4.2.3 发电机组与UPS系统协同工作设计4.3 非常规备用电源设计

4.3.1 可再生能源

4.3.2 备用电池系统设计

5. 数据中心配电系统

5.1 配电回路设计

5.1.1 低压配电回路设计

5.1.2 中压配电回路设计

5.2 配电柜设计

5.2.1 低压配电柜设计

5.2.2 中压配电柜设计

5.3 配电线路保护设计

5.3.1 过载保护

5.3.2 短路保护

5.3.3 接地保护

6. 数据中心电力监控与管理

6.1 电力监测系统设计

6.2 遥控遥信系统设计

6.3 电力管理系统设计

附件：本文档所涉及的附件包括供配电系统的图纸、技术规范、设备清单等。

法律名词及注释：

1. 供电：指向数据中心提供电力供应的行为。

2. 配电：指将输入电源进行合理分配，并提供给数据中心各个

某数据中心架构拓扑图ppt课件

数据中心内部IT基础架构示意图
LAN
本地用户
生Fra Baidu bibliotek区
数据中心以太网
远程用户
备份区
LAN
生产区小型机 Unix小型机
核心生产集群
开发测试集群、综合管理集群
......
应用环境容灾迁移
......
X86服务器虚拟化资源池
高性能x86服务器
高性能x86服务器
备份区小型机 Unix小型机
SAN交换机
存储网络级联
SAN交换机
生产卷
生产存储A
存储虚拟化设备
存储虚拟化设备
生产卷
存储虚拟化资源池内的数据实时复制
副本卷
异构存储 B
存储虚拟化资源池
备份区存储
备份设备备份设备虚拟磁带库物理磁带库

数据中心机房供配电系统PPT课件

VFI
输出不随输入变化
SS
输出波形(静态特性)
在正常操作模式.
等级: VFI =输出/输入电压和频率相对
独立 VI = 输出电压独立 VFD =输出电压和频率随输入变
化而变化
1. 字符 = 正常或旁路操作
2. 字符 = 电池操作
等级: S = 正弦波（低扰动） X = 正弦波（高扰动） Y = 非正弦波
43
UPS的供电方式
集中供电方案负载比较集中，集中便于管理
分散供电方案负载比较分散，且各负载之间比较独立，对供电质量要求较高可靠性高
44
UPS的供电方式
两种方式的优缺点列表如下
供电方式电源管理布线要求
集中供电
容易
高
分散供电
不易
低
可靠性较低较高
成本低高
45
UPS的冗余供电方案
3
市电的传输过程
发电厂的发电机组输出额定电压为3.15～20kV
升压变电所升压至35～ 500kV
高压输电线区域变电所降压至6～
10kV 配电变电所降压至380V
4
市电电源主要问题
中断(power failure) 指市电中断并且持续至少两个周期到数小时的情况，主要由：线路上的断路器跳闸、市电供应中断、线路中断等引起。
输出配电柜

数据中心供配电系统架构(2023最新版)

数据中心供配电系统架构

本文档旨在介绍数据中心供配电系统的架构设计，详细说明系统各个组成部分及其功能。以下是文档的详细内容：

⒈引言

⑴文档背景

⑵引言目的

⒉供配电系统概述

⑴供配电系统的定义

⑵供配电系统的重要性

⑶供配电系统的功能

⒊前期规划与设计

⑴系统规划

⑵拓扑设计

⑶设备选择

⒋主配电系统

⑴主配电开关柜

⑵主配电柜划分

⑶主配电系统组成

⒌机房局部配电系统

⑴ UPS系统

⑵系统冗余设计

⑶机柜级别配电

⒍灯光与照明系统

⑴照明系统需求

⑵照明系统设计与布置

⒎空调与制冷系统

⑴空调系统需求

⑵空调系统设计与布局

⑶制冷系统

⒏电缆布线系统

⑴电缆布线规划

⑵电缆组织与标识

⒐安全与监控系统

⑴温湿度监控系统

⑵门禁系统

⑶摄像监控系统

⒑应急备份系统

⑴应急发电机组

⑵应急供电系统

1⒈系统维护与管理

1⑴维护计划

1⑵定期检查与维修

1⑶系统更新与升级

附件：

附件1：供配电系统拓扑图

附件2：柜架布局图

附件3：UPS系统参数表

法律名词及注释：

⒈供配电系统：指数据中心内部的供电和配电系统，包括主配电、局部配电、照明、空调等设备和系统。

⒉ UPS系统：不间断电源系统，用于在电网故障时提供瞬时无间断的电源供应。

⒊温湿度监控系统：用于监测机房内温度和湿度，并及时报警。

⒋门禁系统：用于控制机房出入口的进出权限。

⒌摄像监控系统：用于监控机房内部和周围环境的摄像系统。

全文结束，固定数字\

腾讯数据中心T-block技术视频演示

讯数据中心的技术发展，总共经历四个阶段：

第一代（2006－2009），基本是沿用了传统电信机房的解决方案（厂房改造，风冷，N＋1冗余），只在局部做了点优化，比如冷热通道隔离；

第二代（2007－2011），从天津开启数据中心的大而全模式，10万量级、大型离心冷水机组、10KV Switch Gear、变压器上楼、中压油机、UPS、STS、AHU、MAU、封闭热通道、预作用水消防、水侧Free cooling、Air side economizer；

第三代TMDC（2011－2016），产品化思维逐渐显现，数据中心被看做一个可拆卸、可拼装的微模块，并以它为载体，把配电单元、空调单元、IT单元以及监控单元拼装起来，成为一个小数据中心，成为一个产品。

到了第四代T－block技术，它已经能将IT、电力、空调等产品化，结合腾讯数据中心最佳模型及建设方法论“诺曼底模型”，按照搭积木的方式，实现全数据中心的模块化配置及快速建设，且建设的数据中心能耗更低。

数据中心的供电架构

随着信息技术的迅速发展，数据中心作为数字化转型的基础设施之一，承担着越来越多的任务和功能。而供电架构作为数据中心运行的

关键要素之一，对其可靠性和效率至关重要。本文将探讨数据中心供

电架构的设计原则和常见的供电架构类型。

一、供电架构设计原则

在设计数据中心的供电架构时，需要遵循以下原则：

1. 必须保证持续供电：数据中心的运行对稳定可靠的电力供应有极

高的要求，任何电力中断都可能导致数据中心的瘫痪，给企业带来严

重的损失。因此，供电架构必须能够保证持续供电，包括备用电源的

应用和冗余设计的引入。

2. 高效节能：数据中心的供电需求通常很大，对能源的消耗也很高。为了降低能源成本和减少对环境的影响，供电架构应设计为高效节能

的模式，如利用可再生能源、采用节能设备等。

3. 可扩展性：随着业务的发展，数据中心的规模和负载可能会持续

增加。供电架构应具备良好的可扩展性，能够方便地进行扩容和升级，以满足未来的需求。

二、常见的供电架构类型

基于上述设计原则，以下是几种常见的数据中心供电架构类型：

1. 单路供电架构：这是最基本的供电架构类型，所有设备都连接到

同一电源。虽然简单，但一旦电源出现故障，整个数据中心将会瘫痪，可靠性很低，一般用于一些规模较小的数据中心。

2. N+1供电架构：该架构引入了冗余设计，即在正常运行时，有一

个备用电源供应系统。当主电源发生故障时，备用电源会立即接管，

保证持续供电。这种架构相对于单路供电架构来说，可靠性更高，是

一些中小型数据中心常用的配置。

3. 2N供电架构：该架构具备了双重冗余设计，即两个独立的供电

数据中心供配电体系结构

冷却效率低下问题
• 总结词: 数据中心的冷却效率问题主要表现在传统的风冷、水冷等方式无法满足高密度、高功率设备的散热需求。
• 详细描述 • 高密度设备散热: 随着技术的发展，数据中心的服务器等设备密度越来越高，传统的风冷、水冷方式无法有
效散发热量。 • 维护困难: 传统的冷却系统需要定期维护，清洗冷凝器等部件，这增加了运营成本和风险。 • 解决方案 • 采用液冷技术: 通过使用液冷技术，可以更有效地将设备的热量导出，提高冷却效率。 • 使用热管等技术: 热管等新型散热技术可以更有效地将设备的热量导出，提高冷却效率。
详细描述
智能化管理是数据中心供配电体系的未来发展方向。通过引入智能化的能源管理系统，能够实现对数据中心能效的实时监控、分析和优化，提高数据中心的能源利用效率和管理水平，同时增强数据中心的可靠性和稳定性。
绿色数据中心的建设
总结词
降低碳排放和水耗
详细描述
随着全球气候变化的加剧，绿色数据中心已成为行业发展的必然趋势。在未来的数据中心建设中，将更加注重节能减排、绿色水和资源的高效利用，以实现数据中心的可持续
不间断的值守，确保供配电系统的稳定运行。
巡检与监控
定期对供配电设备进行巡检，实时监控设备运行状态，及时发现并处理异常情况。
应急预案
制定供配电系统故障应急预案，定期进行演练，确保在突发情况下能够迅速响应并恢复供电。

腾讯数据中心配电架构创新

1\引言

随着互联网的迅猛发展，腾讯数据中心的规模和能耗也在不断增加。数据中心的配电系统对于数据中心的稳定和可靠运行至关重要。为了满足持续增长的能源需求，以及提高能源利用效率，腾讯数据中心团队不断进行配电架构的创新。

2\能源分析

数据中心能源消耗主要由服务器、网络设备和冷却系统引起。通过对数据中心能源消耗情况进行分析，我们可以了解到能源的分布和使用情况，为优化配电架构提供基础。

2\1 服务器能源消耗

服务器是数据中心最重要的设备之一，其能源消耗占据了整个数据中心能源消耗的大部分。通过监控服务器的能耗状态和负载情况，可以为优化配电架构提供数据支持。

2\2 网络设备能源消耗

网络设备包括交换机、路由器等，在数据中心中发挥着关键的作用。对网络设备的能源消耗进行监控和分析，可以发现存在的问题，并提出相应的解决方案。

2\3 冷却系统能源消耗

数据中心的冷却系统对于保持数据中心的温度和湿度稳定至关重要。然而，冷却系统的能耗也是较高的。通过对冷却系统能源消耗情况的分析，可以为优化配电架构提供依据。

3\配电架构创新

为了提高腾讯数据中心的能源利用效率和稳定性，我们进行了配电架构的创新，并取得了一些成果。

3\1 高效配电系统设计

在设计配电系统时，我们注重高效能源利用和能耗均衡。通过合理的配电系统设计，可以避免能源浪费和系统不稳定的问题。

3\2 智能监控与管理

我们引入了智能监控和管理系统，实时监测配电设备的状态和能耗情况。通过智能化的管理系统，可以及时发现问题并进行调整，确保数据中心的可靠运行。

数据中心整体架构图

分布式缓存
分布式离线计算
知识库模型管理
电子档案
分布式日志
分布式实时计算
报表展示工具
分布式消息队列
流计算
大数据展示工具
生物特征识别与核验
注册与身份认证
分布式数据访问
机器学习
地理信息
数据挖掘工具
非结构化存储
大数据管理开发平台
业务协同平台
......
云基础设施
基
IAAS
础
设
施
层
IDC
负载均衡
药械采购配送一体化管理
公共服务平台
弹性虚拟机
弹性虚拟机
弹性虚拟机
分布式服务集群
分布式
分布式
分布式
消息集群
日志集群
......集群
服
务
总
线
数据库与存储
分布式缓存集群
分布式数据访问集群
非结构化存储集群
日志数据
行为数据
医疗保障内部统一门户
基础信息系统
异地业务经办管理
信用评价管理
医疗服务项目收费价格管理
智慧IT
数据中心整体架构图
技术创新，变革未来
应用支撑层
安全管理
云服务 PAAS
云服务 DAAS
业务支撑服务组件

腾讯数据中心配电架构创新

1·背景

在现代社会中，数据中心作为支撑各行各业信息化发展的重要基础设施，扮演着至关重要的角色。为了满足数据中心的高效运行需求，腾讯公司一直致力于将其配电架构不断创新。本文将详细介绍腾讯数据中心配电架构创新的相关内容。

2·高压配电系统

2·1 高压变电站

腾讯数据中心的高压配电系统采用了高压变电站作为电力的入口。该变电站配备了多台变压器，能够将高压输电线路的电能转换为适宜数据中心使用的中压电能。

2·2 中压配电设备

腾讯数据中心的中压配电设备起到了将来自高压变电站的中压电能转换为低压电能的作用。中压配电设备采用了先进的断路器和隔离开关等设备，确保供电的稳定性和可靠性。

3·低压配电系统

3·1 低压配电设备

腾讯数据中心的低压配电设备包括低压断路器、开关电源、稳压器等，用于将来自中压配电设备的电能转换为具体的供电电源。低压配电设备具备高度的可调性和可靠性，能够满足数据中心不同设备的功率需求。

3·2 电缆系统

低压配电系统采用了先进的电缆系统，包括电缆线路、电缆桥架等组成的网络结构。这些电缆系统能够承担大功率电能传输，同时具备较低的功率损耗和电磁干扰。

4·配电监控系统

为了保证数据中心配电系统的安全稳定运行，腾讯公司采用了先进的配电监控系统。该系统能够实时监测各个配电设备的运行状态，并及时发出报警信号，以便技术人员进行处理。配电监控系统还具备远程监控和远程操作的功能，方便运维人员对配电系统进行管理和维护。

5·法律名词及注释

5·1 高压变电站：指能够将输电线路的高压电能转换为适宜使用的中压电能的设施。

数据中心的供电架构

数据中心是企业和组织咨询，处理和存储数据的重要设施。数据中心的运行非常耗能，其中，供电系统是其中最为重要的一部分。该文将会简述数据中心的供电架构。

数据中心的供电架构主要可分为四个部分：到达数据中心的电力，配电系统， UPS

和发电机。

1. 到达数据中心的电力

数据中心通常需要大量电力，供电网络必须能够保持稳定、可靠和高效的供电。因此，数据中心通常采取工业级或特殊设计的环网系统，通过不同的电压等级将电力传送到数据

中心的配电系统。

2. 配电系统

在数据中心内部，配电系统负责将电力传输到各个设备和区域。配电系统涉及低压直

流（DC）电源和高压交流（AC）电源，以及电源管理系统。

（1）直流供电

许多数据中心采用 DC 供电架构，将 208V AC 转换成 380V DC ，然后将电力传输到

每个设备和服务器。直流供电可显着降低系统能耗，减少热量损失，降低 DC 需求并提

供更好的电源稳定性。

对于采用 415V/240V 的标准排列的数据中心，通常采取 2N 或 N+1 配备的同步集中UPS，以保证供电系统的冗余和容错能力。

（3）电源管理系统

电源管理系统（PDU）是一个关键的子系统，它确定了如何分配和控制电源，以确保所有设备都能得到充足的电源电压。PDU 还可实现部分负载卸载，以最大限度地减少能源浪

费和影响。

3. UPS

UPS 是不可或缺的设备，用于解决电力失效的问题。采用不带 UPS 的数据中心会出

现数据丢失和硬件故障情况。UPS 是用于存储电量并在停电或电力中断时可以运行设备的

电池。

数据中心供配电系统架构

1、引言

本文档旨在详细描述数据中心供配电系统的架构，主要包括供电原理、电源设备、配电系统、安全措施等方面的内容。

2、供电原理

2.1 主电源

主电源是数据中心供电系统的重要组成部分，一般采用市电作为主要供电源，通过变压器进行转换，提供所需的电压和电流。

2.2 备用电源

备用电源主要用于应对主电源故障或突发电力中断的情况，常见备用电源包括发电机组和蓄电池组。

3、电源设备

3.1 变压器

变压器用于将市电的电压和电流转换为适合数据中心使用的电压和电流。常见的变压器类型有油浸式变压器和干式变压器。

3.2 电池组

电池组主要用于备用电源，通过提供直流电源供应给关键设备，以保障数据中心在市电中断时的可靠性运行。

3.3 发电机组

发电机组是数据中心备用电源的另一种形式，当主电源中断时，发电机组能够迅速启动，并提供稳定的电力供给。

4、配电系统

4.1 主配电柜

主配电柜是数据中心供配电系统的核心设备，负责将电源分配

给不同的电器设备，并实现对电路的综合控制和保护。

4.2 变配电柜

变配电柜主要用于中小规模的数据中心，负责向各个设备提供

不同电压和电流的电力供应。

4.3 电缆与插座

电缆与插座是配电系统中连接各个设备的关键组成部分，需要

具备高导电性和良好的耐高温性能。

5、安全措施

5.1 避雷器

避雷器用于保护数据中心设备免受雷击的影响，将过电压引至

地面，避免损坏和数据丢失。

5.2 短路保护装置

短路保护装置主要用于对电路短路时的保护，及时切断电路，

避免过流损坏设备或引发火灾。

5.3 温度控制系统