什么是数据中心供配电系统，如何掌控？

安科瑞马香霞

杨成

（安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定）

关键词：数据中心；供配电系统；配电监控；能效管理；

1、前言

数据中心供配电系统是为机房内所有需要动力电源的设备提供稳定、可靠的动力电源支持的系统；是数据中心日常运维的重大支出之一，在数据中心，供配电系统相当于一个人的“心脏和血管”，负责把能量输送到系统的每一台设备。

2、数据中心供配电系统架构

说到数据中心供配电系统，就不得不谈系统架构，关于数据中心供配电系统架构，GB50174 - 2017《数据中心设计规范》在附录“电气”中规定：A级数据中心应满足容错要求，可采用2N系统，也可采用其他避免单点故障的系统配置。

A级数据中心供配电系统主要有3种架构：2N、DR、RR。

Ø 2N系统

由两个供配电单元组成，每个单元均能满足全部负载的用电需要，两个单元同时工作，互为备用。

正常运行时，每个单元向负载提供50 % 的电能，当一个单元故障停止运行时，另一个单元向负载提供100 % 的电能。

这种多电源系统冗余的供电方式，克服单电源系统存在的单点故障瓶颈，增加了供电系统可靠性。但是由于设备配置多、成本高，通常情况下效率比N+X系统低。

Ø DR系统

DR是Distribution Redundancy的简称，意思是分布冗余。

由N（N≥3）个配置相同的供配电单元组成，N个单元同时工作。将负载均分为N组，每个供配电单元为本组负载和相邻负载供电，形成“手拉手”供电方式。

正常运行情况下，每个供配电单元的负荷率为66%。当一个供配电系统发生故障，其对应负载由相邻供配电单元继续供电。

Ø RR系统

RR是Reserve Redundancy的简称，意思是后备冗余。

由多个供配电单元组成，其中一个单元作为其它运行单元的备用。当一个运行单元发生故障，通过电源切换装置，备用单元继续为负载供电。

3、数据中心供配电系统组成

这里我们说的“数据中心供配电系统”是从电源线路进用户起经过高/低压供配电设备到负载止的整个电路系统，将主要包括市电引入、变电站、高压配电设备——高压变配电系统、柴油发电机系统、自动转换开关系统、输入低压配电系统、不间断电源系统、列头柜/母线槽配电系统和机架配电系统。

Ø 高压变配电系统

主要是将市电通过该变压器转换成380V，供后级低压设备用电。常规情况下，数据中心主要采用市电配电，一般可靠性要求数据中心引入两路市电电源，每一路市电电源的供电容量，都需要完全满足数据中心的全部电力需求，两路电源负荷设备输入端自动切换，正常时同时供电运行。

Ø 柴油发电机系统

主要用作后备电源，一旦市电失电，迅速启动为后级低压设备提供备用电源。

Ø 自动转换开关系统

主要是自动完成市电与市电或市电与柴油发电机之间的备用切换。

Ø 输入低压配电系统

主要作用是电能分配，将前级的电能按照要求、标准与规范分配给各种类型的用电设备，如UPS、空调、照明设备等。

Ø 不间断电源系统

不间断电源UPS，是一种将蓄电池与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电（交流电）的系统设备。主要作用是电能净化、电能后备，为IT负载提供纯净、可靠的用电保护。在数据中心，UPS一般采用一用一备容错配置，且任何一路都可以带起整个核心负载。

Ø 列头柜/小母线系统

主要作用是将UPS输出电能的进行分配，将电能按照要求与标准分配给各种类型的IT设备。

Ø 机架配电系统

主要作用是机架内的电能分配，通常是采用PDU来实现机架内服务器等IT设备的电能分配。

4、安科瑞为数据中心供配电提供整体解决方案

安科瑞电气紧跟数据中心发展形式，推出数据中心AcrelEMS-IDC综合能效解决方案，集成了变配电监测、电源备自投、电气接点测温、智能照明控制、电能质量监测及治理、蓄电池在线监测、列头柜监控、智能母线监控以及消防监控等多种子系统功能，能够帮助用户实时掌握数据中心的运行情况，保障数据中心安全可靠的运行，辅助运维团队提升数据中心能效、资源利用率和可用性，提高运维效率并降低。

按照能源的流向、电压等级的变化，数据中心的供配电从市电引入后，需要经过用户变电站、中高压配电室、柴发室、低压配电室、电池室等场景、*后能源流向数据机房给IT设备进行供电。

在变配电过程中的各场景，安科瑞可以提供各类硬件产品。如AM系列微机保护装置、APView电能质量在线监测装置、APF&SVG电能质量治理装置、ANDPF精密配电列头柜、ARCM电气火灾监控系统、ASL系列智能照明控制等产品。

5、结语

数据中心建设正朝着规模化、科学化、集中化、绿色化方向发展，在此背景下安科瑞希望能够如何通过AcrelEMS-IDC综合能效管理系统帮助数据中心建设者管理者保障数据中心的稳定、安全、持续运行。