现代数据中心对数据中心系统最重要的要求是该系统必须连续运行,这一要求决定了供配电系统必须具备的功能、衡量性能优劣的标准和技术发展的趋势。随着数据中心向大型化、模块化方向发展,2N 或 2(N+1)供电系统在中、大型数据中心得到了普遍应用,其通常也被称为双总线或双母线供电系统,如果开展IDC业务,需要了解数据中心节能。
目前,数据中心系统一般采取如下配置。交流输入配置两种不同类型的电源,即引自不同变电所的两路市电电源和备用柴油发电机。在两路市电电源发生故障时,柴油发电机有 10~15s 的启动时间,转换开关也有百毫秒级的转换时间;柴油发电机投入使用前,在后级 UPS 的支撑下,不会对关键负载设备产生影响。
UPS 是完全独立的双总线系统,两个系统中的所有设备包括输入转换开关都是相互隔离和冗余的。UPS 输出
配电也是冗余的,通过两条相互隔离和冗余的线路向双输入负载供电。机房照明、安全、空调制冷及其他设备的供电也实现了冗余容错功能。
正常工作时,两套母线系统会各自带 50% 的负载。双总线系统真正实现了在线维护、在线扩容、在线升级,提供了更大的配电灵活性,满足了 IT 设备的双电源输入要求,解决了供电系统中的单点故障,做到了点对点的冗余,增强了整个系统的安全可靠性,提高了输出电源供电系统的容错能力。
当前部分数据中心系统中存在的问题表现在系统规划设计、供电方案的选择、设备的正确使用等方面。
过度规划和生命周期成本问题。不少数据中心供配电系统规划实施采用「一次到位」的方式,导致过度规划和设备利用率低。有的数据中心运行 4~5 年后负载量才增加到设计容量的 80% 左右,而供电设备的实际负载量只达到设计容量的 30% 左右。
能耗过高。伴随着数据中心系统的快速发展,数据中心耗电问题日益突出。一个上规模的数据中心 3 年的电能费用,大约相当于该数据中心的建设费用,由此可见数据中心耗电量之大。
PUE 高。据不完全统计,我国已建成的数据中心中约 90% 的设计 PUE 低于 2.0(平均 PUE 为 1.73)。大型及以上规模的数据中心设计 PUE 平均为 1.48,中小型数据中心设计 PUE 平均为 1.80。然而,仍然有 50% 以上的数据中心设计 PUE 没有达到 1.5 的规划要求。同时,数量庞大的早期电子信息机房即老旧的数据中心节能改造任务还相当艰巨。