数据中心机房布局与动力规划

电力计划
PLTC系统动作程序图
2N电力系统范例
电力计划
百度文库 接地系统
RACK接地 高架地板接地
TRAY接地
电力计划
配电盘接地 通讯接地 接地铜排
订定能源使用效率PUE值
能源使用效率评定指标PUE (Power Usage Effectiveness)
– 定义
PUE =
数据中心总耗能(Total Facility Power) IT设备总耗能(IT Equipment Power)
Area I. PDU#A1 PDU#B1 PDU#C1
Area II. PDU#A1 PDU#B1 PDU#C1
Area III. PDU#A1 PDU#B1 PDU#C1
电力计划
PDU系统架构
A.单机
B.静态切换开关(S.T.S)
UPS
UPS#A
UPS#B
C.静态切换开关(S.T.S)
PDU#A
电力计划
并联负载转移系统PLTC (Parallel Load Transfer Control , PLTC)
– 闭回路切换功能，设定切换向角及同步向角切换 – 双向负载平顺转移，避免过大负载瞬间切换产压降 – 控制发电机与市电并联定功(Base Load)输出 – 控制发电机与台电并联除峰(Peak shaving)输出 – 电力系统及负载设备有第二次不断电的需求时
UPS A
UPS B
UPS C
PDU
电力计划
UPS系统架构
D. UPS群组互联备源( 2 ( 2N+1 ) +1 )
UPS Group I. UPS#3 UPS#2 UPS#1
UPS Group II. UPS#6 UPS#5 UPS#4
UPS Group III. UPS#9 UPS#8 UPS#7
PDU#B
PDU
S.T.S
S.T.S
RACK
PDU
RACK
电力计划
PDU系统架构
C.双回路系统( 2N )
UPS#A
UPS#B
PDU#A
PDU#B
RACK
电力计划
紧急发电系统架构
A.供应单馈线系统
市电
发电机
B.供应双馈线系统
市电#A
发电机
市电#B
Switch
Switch
电力计划
典型UPS系统架构
过去机房灾害发生事件
网络断线 2%
硬件错误 人为错误 8% 水灾 2%
服务停顿 1%
软件错误 5%
10%
其他 2%
电力中断 27%
雷雨 12%
地震 5% 火灾
6%
台风 6% 电线走火
3%
水管破裂 1%
炸弹攻击
7%
员工蓄意破坏 3%
Source from : Contingency Planning Research, Inc 1999
电力计划
谐波的解决方案
1.谐波的产生
--非线性负载在交流电路中需要消耗谐波 电流。
--电网由于存在阻抗，提供谐波电流的同 时，压波形也产生失真。
2.各种谐波抑制方案 6脉冲整流器 12脉冲整流器 相移式滤波器 LC谐波滤波器 THM主动式滤波器
负载电流谐波组成图
电力计划
典型GENSET系统架构
设计一个符合99.999%使用率的高可靠度系统通常会需要系统的每项功能 都有备援设计，也就是不允许单点的故障(Single Failure) – 运用拓朴结构配置N、N+1、N+2、2N的系统
7 x 24运转使用设备对应，包含设备机器的长时间运转，定期保养时不停 机运转(NON STOP)，采用信赖性高的机器
UPS
UPS A
T.P.C UPS B
PDU
PDU A
PDU B
电力计划
UPS系统架构
C.并联Pair Redundancy ( 1+1 )
T.P.C
T.P.C
UPS A
UPS B
PDU
电力计划
UPS系统架构
D.多机并联redundancy ( 2N+1 )
T.P.C
T.P.C
T.P.C
电力计划
典型UPS系统架构必须设有
– 维护旁路电源(Maintenance Bypass) – 外部旁路电源(External Bypass)
PDU (Power Distribution Unit)内含隔离变压器 K-Factor Transformer抑制谐波
固定式全载负载测试器(Load Bank Testing)
数据中心基础架构效率DCE (Data Center Efficiency)
(Power Usage Effectiveness ,PUE) 美国绿建筑协会 LEED认证标章(Leadership in Energy and
Environmental Design , LEED)
新一代IDC 机房电力规划
预测使用需求寿命 考虑未来使用容量 保留更新及可扩展性
建置成本的评估
预测使用需求寿命10~15年的可靠性 考虑未来使用容量，避免所需容量估计不足而导
致将来被迫中断电力以增加容量，倘若估计过高 则会导致额外的初始装设成本以及高额的运转维 护费用 保留更新及可扩展性，需要考虑系统的增设移动 时的并发情况及主系统设备空间的优先确保 建置成本往往营运多年以后才会回收，对于这类 资本密集型行业来说，评估在获得收入之前承担 巨大的成本负荷是极其需要的
Data Center消耗能源统计
美国国家环境保护局 (U.S. Environmental Protection Agency, EPA)
未来IDC 机房使用容量的推估
建构 99.999% 高可靠度
525,600分钟/年x 99.999% = 525,594可运转时间，相当于每年可允许这 些系统的总停机时间不可超过5.26分钟
统计样本数：6000件
电力计划
电力系统架构
A.单一馈线( N ) B.双馈线( N+1 )
C.双馈线双设备( 2N )
市电
市电A
市电B
市电A
市电B
设备
设备
设备
设备
电力计划
UPS系统架构
A.单机
T.P.C
B. Hot standby (1+1) , (1+2)
T.P.C
T.P.C
UPS C
IDC 数据中心布局与动力规划
新一代IDC 机房标准策略
建构HA99.999%高可靠度系统(High Availability ,HA) 美国电信产业协会订定 TIA-942标准(Telecommunications
Industry Association ,TIA) 绿色网格组织(The Green Grid)订定能源使用效率PUE值