淺談電力企業(yè)數據中心列頭柜配電設計及監控產(chǎn)品選型

更新時(shí)間：2022-09-19瀏覽：865次

摘要：本文將從電力數據中心的末端供電可靠性出發(fā)，對幾種主要的數據中心機柜供電方案進(jìn)行對比研究，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，以及應用場(chǎng)景，提出為電力數據中心的關(guān)鍵負載提供可靠性用電保障的參考方案。重點(diǎn)分析列頭柜幾種配置發(fā)展方向對其可靠性、靈活性以及經(jīng)濟性角度進(jìn)行深入探討，為關(guān)鍵電力負載提供可靠性的用電保障。

關(guān)鍵詞：數據中心末端配電列頭柜

1.概述：

電力數據中心是電力企業(yè)通信、調度、信息、營(yíng)銷(xiāo)、經(jīng)營(yíng)、綜合管理及分析決策等服務(wù)的公共信息平臺，是各業(yè)務(wù)應用系統的數據交換和共享平臺，是電力企業(yè)跨業(yè)務(wù)、跨流程高級應用的重要支持平臺。電力數據中心既包含信息系統應用服務(wù)，還包括綜合數據通信鏈路、綜合環(huán)境控制基礎設施，其中配電系統是支撐電力數據中心正常運行最為關(guān)鍵的設施之一。

2.傳統列頭柜供電方式

傳統數據中心機柜端配電采用配電列頭柜加電纜的配電方式，同時(shí)每個(gè)機柜配置兩條 PDU 插座，通過(guò)電纜從列頭柜取電。列頭柜與機柜之間的供電一般有兩種模式。

2.1 模式一：

每個(gè)列頭柜同時(shí)配置 A 和 B 兩路主輸入開(kāi)關(guān)及對應饋線(xiàn)開(kāi)關(guān)，每個(gè)機柜從1個(gè)列頭柜取電。

2.2 模式二：

每個(gè)列頭柜配置 A 或 B 兩路主輸入開(kāi)關(guān)及對應饋線(xiàn)開(kāi)關(guān)，每個(gè)機柜從 2 個(gè)列頭柜取電。

3.模式一與模式二對比

模式一采用 1 個(gè)列頭柜向末端設備提供A、B路電源，模式二分布在兩個(gè)列頭柜向末端設備提供A路或B路電源。按照國家標準機房供配電系統結構時(shí)，正常運行情況下，模式一和模式二均滿(mǎn)足容錯要求，即當 A、B 路任何一路出現故障時(shí)均不影響末端設備運行。從運維管理角度考慮，模式一中的一路出現故障時(shí)，因 A、B兩路供電均在一個(gè)列頭柜內，因此需停電維護，增加了運維的難度和可操作性。當列頭柜內配置較低時(shí)，存在任何一路故障時(shí)有可能對另外一路造成故障的風(fēng)險。因此，從可靠性和可用性比較，模式二相對較高。

4.傳統列頭柜配置比較

列頭柜作為數據中心機房末端配電管理的核心設備，需滿(mǎn)足配電、監控、測量、保護、告警等作用。由于信息化設備進(jìn)一步集中，數據中心對供電可靠性和可管理性要要求越來(lái)越高，同時(shí)，隨著(zhù)電力電子技術(shù)的發(fā)展和計算機技術(shù)的融合，列頭柜高度智能化的技術(shù)也逐步成熟，從第一代簡(jiǎn)單智能列頭柜逐步演進(jìn)到高度智能第三代的技術(shù)。

4.1 列頭柜的發(fā)展大致分為三代，如下：

第一代：多數采用開(kāi)關(guān)豎直安裝，在進(jìn)線(xiàn)端加入數字電表或觸摸屏和通訊接口，只監控主路，未監控分路。

第二代：在第二代基礎上增加分路監控，實(shí)現電源監控和能源管理。

第三代：在第三代基礎上提高了智能化技術(shù)，集中開(kāi)關(guān)模塊化、二次元件模塊化、調相、監控與一體。

其中，第一代為傳統配電柜，第二代為目前數據中心常用精密配電柜，第三代為模塊化精密配電柜，從柜體集成、監控、維護等方面進(jìn)行比較。（如下圖）

從上表格中可以看出，相比傳統配電柜，從安全管理、運行管理角度看，精密配電柜可提供機房電源管理功能，將配電系統*納入機房監控系統，監測內容除電氣系統主母線(xiàn)及支路所有電氣參數，為機房提供更為管理及服務(wù)。同時(shí)，用戶(hù)可以及早發(fā)現安全隱患，采取相應改進(jìn)措施改善機房供電情況，有效規避風(fēng)險。

5.安科瑞推出的解決方案

5.1 第一代配置:

遙測：輸入分路的三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、有功電度；

遙信：輸入分路的過(guò)壓/欠壓，缺相，過(guò)流，頻率過(guò)高/過(guò)低，輸入分路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，具備電流、功率需用量分析和統計，實(shí)現電壓、電流、頻率、功率等參數的越限報警功能。

5.2 第二代配置:

遙測：輸入分路的三相電壓、三相電流、有功功率、有功電度；

遙信：輸入分路的過(guò)壓/欠壓，缺相,過(guò)流，輸入分路和輸出分路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，具備電流、功率需用量分析和統計，實(shí)現電壓、電流、功率等參數的越限報警功能。

5.3 第三代配置:

遙測：輸入分路的三相電壓、三相電流、有功功率、有功電度；輸出分路的單相電壓、單相電流、有功功率、有功電度；

5.4產(chǎn)品型號

5.5 系統組網(wǎng)圖：

5.結語(yǔ)

可靠性、可維護性、經(jīng)濟性、可擴展性和節能環(huán)保是電力數據建設和運維的幾大關(guān)鍵要素，供配電系統更是數據中心基礎設施中的關(guān)鍵環(huán)節。隨著(zhù)電網(wǎng) IT 信息系統快速發(fā)展，數據中心末端配電應采用具備更高可用性、更高安全性和靈活性的配電結構進(jìn)行支撐。

安科瑞電氣股份有限公司長(cháng)期對數據中心行業(yè)進(jìn)行內外部環(huán)境分析，對國家政策、行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢進(jìn)行行業(yè)熱點(diǎn)分析，預測未來(lái)的行業(yè)發(fā)展方向，同時(shí)完善自身行業(yè)的各種應用解決方案，分析不同客戶(hù)需求，滿(mǎn)足不同客戶(hù)的應用需求。

參考文獻

【1】王德文，劉揚.一種電力云數據中心的任務(wù)調度策略[J].電力系統自動(dòng)化,2014

【2】安科瑞數據中心IDC配電監控解決方案.2020.11版.

【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計應用手冊.2020.06版.

【4】吳勁松，李光泰，李舒濤，王玉庭，張學(xué)昶（中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，）2018

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