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数据中心配电系统设计

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-05-03 11:16

   

设计高效可靠的数据中心电气系统需要数据中心所有者和电气工程师的视觉观点。

该数据中心是当今世界上最受欢迎的技术开发领域之一。随着对物联网的需求持续增长,计算领域最大的市场竞争者正在迫使新的数兆瓦数据中心投入数十亿美元。业界数据中心建设的繁荣主要是由于云服务的数量不断增加,可以说服务器的容量受到很大压力(见下图1)。此外,当数据中心的运营对组织的经济或功能需求至关重要时,数据中心被视为公司的关键任务。在某些类型的任务关键型数据中心的运营操作中,即使几秒钟的停机也可能导致数百万美元的损失。

在本文中,我们尝试通过查看数据中心所有者和电气工程师的视觉角度来探索数据中心的设计。本文还讨论了数据中心的关键组件,并介绍了数据中心及其组件的相关规范和标准。

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对于许多数据中心而言,其服务器是其主要组件,这些服务器的运行显然会消耗电力资源。因此,任何有关构建数据中心的主题都应从确定数据中心的电力需求以及如何满足这些需求开始。

容量:在决定任何其他项目之前,数据中心所有者必须首先确定数据中心的容量(以兆瓦为单位)。在以前的计划中,通常使用每平方英尺瓦特。然而,今天更常见的是讨论每个机架的kW,其范围可以从5到60kW。每个机架的功率集中也可以驱动冷却系统的类型和容量,必须按容量进行规划。数据中心所有者还需要考虑未来的容量。

另一个重要决定是确定冗余级别。可靠性对于数据中心非常重要,停机成本也非常昂贵。但是,构建更可靠的数据中心的成本可能会显着增加。因此,数据中心所有者应确定可接受的风险级别。

辅助电源:确定数据中心的容量后,必须计算设备功率。设施电源包括数据中心的加热和冷却。近年来的重点是尽可能降低设施(非数据)功率,以提高效率并降低运营成本。为了解决数据中心设施的电力效率问题,业界创造了“电力使用效率(PUE)”这一术语。 PUE越接近均匀性,非生产设施的功率越小。

多年前,将设施和制冷负荷视为输送到数据中心的总功率的一半是正常的。这意味着如果数据中心的容量为10兆瓦,设施和制冷负荷也将为10兆瓦,导致PUE为2. PUE等于2被认为是平均效率,但这并不能使许多数据中心所有者满意。新技术的发展使PUE价值更接近统一。

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可靠性和层次结构:为了根据可靠性对数据中心进行分类,Uptime Institute创建了一个称为层次结构的标准(参见上面的表1)。数据中心分为四个级别。 Tier I数据中心没有冗余配电系统,其组件没有冗余容量。第二层数据中心与第一层数据中心的不同之处在于它具有冗余容量的组件。 Tier III数据中心具有双电源IT设备和多个到服务器的分配路径。 Tier IV数据中心具有Tier III数据中心的所有功能。此外,Tier IV数据中心具有容错能力,因为它们具有多个配电路径。 Tier IV数据中心的HVAC设备也是双电源设备,具有存储容量。