全面掌控數據中心供配電系統

更新時間：2022-07-25

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艾優花

（安科瑞電氣股份有限公司江蘇無錫）

摘要：數據中心供配電系統是為機房內所有需要動力電源的設備提供穩定、可靠的動力電源支持的系統；是數據中心日常運維的重大支出之一，在數據中心，供配電系統相當于一個人的“心臟和血管”，負責把能量輸送到系統的每一臺設備。一旦供配電系統出現故障，會導致IT設備斷電宕機，產生經濟損失和社會影響。故數據中心運維人員和管理者對數據中心的供配電系統是否正常運行尤為關注。

關鍵詞：數據中心；供配電系統；配電監控；能效管理；

1數據中心供配電系統架構

說到數據中心供配電系統，就不得不談系統架構，關于數據中心供配電系統架構，GB50174 - 2017《數據中心設計規范》在附錄“電氣”中規定：數據中心應滿足容錯要求，可采用2N系統，也可采用其他避免單點故障的系統配置。

數據中心供配電系統主要有3種架構：2N、DR、RR。

1.1 2N系統

由兩個供配電單元組成，每個單元均能滿足全部負載的用電需要，兩個單元同時工作，互為備用。

正常運行時，每個單元向負載提供50 % 的電能，當一個單元故障停止運行時，另一個單元向負載提供100 % 的電能。

這種多電源系統冗余的供電方式，克服單電源系統存在的單點故障瓶頸，增加了供電系統可靠性。但是由于設備配置多、成本高，通常情況下效率比N+X系統低。

1.1 DR系統

DR是Distribution Redundancy的簡稱，意思是分布冗余。

由N（N≥3）個配置相同的供配電單元組成，N個單元同時工作。將負載均分為N組，每個供配電單元為本組負載和相鄰負載供電，形成“手拉手”供電方式。

正常運行情況下，每個供配電單元的負荷率為66%。當一個供配電系統發生故障，其對應負載由相鄰供配電單元繼續供電。

1.3 RR系統

RR是Reserve Redundancy的簡稱，意思是后備冗余。

由多個供配電單元組成，其中一個單元作為其它運行單元的備用。當一個運行單元發生故障，通過電源切換裝置，備用單元繼續為負載供電。

2數據中心供配電系統組成

這里我們說的“數據中心供配電系統”是從電源線路進用戶起經過高/低壓供配電設備到負載止的整個電路系統，將主要包括市電引入、變電站、高壓配電設備——高壓變配電系統、柴油發電機系統、自動轉換開關系統、輸入低壓配電系統、不間斷電源系統、列頭柜/母線槽配電系統和機架配電系統。

2.1高壓變配電系統

主要是將市電通過該變壓器轉換成380V，供后級低壓設備用電。常規情況下，數據中心主要采用市電配電，一般可靠性要求數據中心引入兩路市電電源，每一路市電電源的供電容量，都需要*數據中心的全部電力需求，兩路電源負荷設備輸入端自動切換，正常時同時供電運行。

2.2柴油發電機系統

主要用作后備電源，一旦市電失電，迅速啟動為后級低壓設備提供備用電源。

2.3自動轉換開關系統

主要是自動完成市電與市電或市電與柴油發電機之間的備用切換。

2.4輸入低壓配電系統

主要作用是電能分配，將前級的電能按照要求、標準與規范分配給各種類型的用電設備，如UPS、空調、照明設備等。

2.5不間斷電源系統

不間斷電源UPS，是一種將蓄電池與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電（交流電）的系統設備。主要作用是電能凈化、電能后備，為IT負載提供純凈、可靠的用電保護。在數據中心，UPS一般采用一用一備容錯配置，且任何一路都可以帶起整個核心負載。

2.6列頭柜/小母線系統

主要作用是將UPS輸出電能的進行分配，將電能按照要求與標準分配給各種類型的IT設備。

2.7機架配電系統

主要作用是機架內的電能分配，通常是采用PDU來實現機架內服務器等IT設備的電能分配。

3安科瑞為數據中心供配電提供整體解決方案

3.1方案組成

安科瑞電氣緊跟數據中心發展形式，推出數據中心AcrelEMS-IDC綜合能效解決方案，集成了變配電監測、電源備自投、電氣接點測溫、智能照明控制、電能質量監測及治理、蓄電池在線監測、列頭柜監控、智能母線監控以及消防監控等多種子系統功能，能夠幫助用戶實時掌握數據中心的運行情況，保障數據中心安全可靠的運行，輔助運維團隊提升數據中心能效、資源利用率和可用性，提高運維效率并降低。