动力环境

低压系统进线开关极数的选择


项目背景:

某工业园数据中心1#高低压配电二期工程,低压系统按照1+1单母线分段方式建设,目前低压电源侧进线开关全部采用3P,系统架构图如下:


上图中K1K2K3K4均采用3P断路器。

项目价值:

通过本项目,明确TN接地方式下低压配电系统中进线断路器应选择四极。通过对比,发现采用四极开关将有效避免与现行冲突,采用四极开关有诸多优势,建议参考应用。


数据中心发电机组的选择标准

项目背景:

   为了更具市场竞争力,节省不必要的成本,发电机组行业主要的发动机制造商新发布了一个新的功率定义—— 数据中心持续功率 (DCC)

   根据 ISO 852812005标准 ,这和 PRP (Prime Power,主用功率)定义相符。换句话说 ,即 100%功率。但不同的是在这种情况下,DCC是需要持续供电的。

   在统计分析故障可能性,并考虑到现有设备的使用情况后,部分制造商认为:在有稳定电网的国家,应急机组实际投入运行的频次是很小的;而且真正投入使用时,也只需运行很短的一段时间。

   正因为如此,部分制造商可以允许发动机以更高的负载率运行。提供了数据中心持续功率DCC.

 

项目价值:

   DCC应用作为数据处理中心电源的一种可替代电源,它的特性使它能满足数据中心设施对可靠性和可用性的需求。

   本项目介绍了DCC功率与现在的备用功率或应急功率有何区别,以及该如何确定哪种发电机组最适数据中心项目。


10kV高压假负载在数据中心的应用

项目背景:

某数据中心一期建设数据中心两幢,共四层,一层为通信机房、电力电池室、高压配电房、变配电室、冷冻机房、空调配电室、消控室、进线室及气消瓶组间等其他辅助用房。二至四层为通信机房、电力电池室、变配电室、运营商接入室、瓶组间及辅助用房。每层建筑面积4386㎡,共17868㎡。一期建设动力中心楼一幢,共一层,建筑面积2860㎡,功能包含进风消声室、油机房、排风消音室、配电房、日用燃油间、报警阀间等。

考虑到油机供电路由较长、油机的匹配等,本项目采用高压柴油发电机组。高压发电机组的性能测试、供电调试及维护检测均需带负载测试.

 

项目价值:

  通过本次项目的实施,提出油机测试的带载问题,并给出了解决问题的具体方法及措施,为项目建设提供了有效的指导。


不间断电源与市电直供系统列头柜取电方式分享

根据“GB 50174《数据中心设计规范》3.2.2条:

 A 级数据中心满足下列要求时,电子信息设备的供电电源可采用不间断电源和市电电源相结合的供电方式。

1 设备或线路维护时,应保证电子信息设备正常运行;

2 市电直接供电的电源质量应满足电子信息设备正常运行的要求;

3 市电接入处的功率因数应符合当地供电部门的要求;

4 柴油发电机系统应能够承受容性负载的影响;

5 电子信息设备向电网注入的总电流谐波含量经滤波后不应超过10%。“

 

  可见随着我国电网电能质量的不断提高、低配有源补偿及滤波装置的使用、电源设备技术的不断发展等,未来数据中心将会越来越多的采用不间断电源+市电直供的系统供电模式。

 

项目经验:

在设计机房建设初期,不间断电源系统按1#2#市电两两建设,即成对建设,其交流输入屏输入容量按不间断电源系统容量2倍建设,输出开关预留足够列头柜所需的分路。后续带载列头柜均两两交叉取电。即某列IT设备两个列头柜,其不间断电源列头柜引自1#不间断电源输出屏,则其市电列头柜引自2#不间断电源的交流输入屏。采用此方案,在建设初期即保证了同一列设备两个列头柜引自不同市电,又使后续扩容头柜时简单明了,避免出现引电错误。系统成对配置,两两互为主备,必要时能准确找准取电位置,便于日常维护。


数据中心IT设备供电构架现状与发展趋势

随着数据中心规模和容量迅速增长, 能源消耗和运营成本问题日益突出。日益增长的能源消耗,绿色数据中心越来越受到人们的关注,为了提高供电系统的效率和可靠性,提出了可以替代这两种供电系统(特别是AC配电系统)的高压直流(HVDC)供电系统(也称为DC UPS)。数据中心供电整体是由高压、集中式、交流大UPS向低压、分布式、直流小UPS方向发展,由机房外集中式铅酸电池向IT机柜内分布式小()电池方向发展。

 

未来的发展:

整体来看,以市电直供的三种方案将会是未来主流发展趋势,集中到分散的转变是数据中心发展的趋势,数据中心供电整体是由高压、集中式、交流大UPS向低压、分布式、直流小UPS方向发展,由机房外集中式铅酸电池向IT机柜内分布式小()电池方向发展。传统的铅酸电池由于功率密度以及安全性等原因不适合直接和IT设备放在一起,但锂电池则由于其高功率密度以及高温特性好等原因,未来很有可能会以BBU等形态和IT设备就近摆放,甚至会放在IT设备内部。至于未来是否能成为主流,很大程度上取决于电池技术的进步和发展。


新型UPS供电系统在通信运营商自有数据中心应用研究

1、序言、引子:

  通信运营商自有数据中心业务种类较多,基本上采用分楼层/分机房进行业务单元布局。同时因数据中心建设规模均比较大,不间断电源系统(UPS)基本采用分散供电方式对某一机房或某一楼层供电。不同业务机房的用电需求不一致性导致现有UPS供电系统负载率参差不齐,固定资产投资利用率低且运行维护成本高。如何在常规条件下对供电系统进行合理配置,在确保供电系统安全可靠运行的前提下又具备扩容的灵活性,做到安全、绿色、节能与投资效益最优?


2、项目名称:

  新型UPS供电系统在通信运营商自有数据中心应用研究


3、项目背景:

  运营商数据(IDC)机房越来约普遍,新建机房数据业务占比越来越大,新建UPS系统集中度高, 如***省移动公司新建省级数据中心机房,前期启用机房较多,涉及不同核心业务。数据(IDC)机房需求如下:

***省移动公司省级数据中心机房规划需求

机房

设备列数

近期功耗(KW)

远期功耗(KW)

备注

二层信息系统部机房

14

336

1099

三层IDC机房1

8

402

670

三层IDC机房2

8

296

670

四层网管机房

8

268

670

四层BOSS机房

8

268

670

  根据大楼功能划分和各设备专业需求。短期内启用楼层、机房、所挂设备列较多,且大部分为省核心业务。结合需求、供电原则、维护割接因素,一般需配置较多台数 UPS主机。然而实际使用过程中,UPS系统启用后1~2年内负荷偏低,存在能耗浪费和资源闲置,可进行优化配置。


4、项目成果:

  在通信运营商自有数据中心采用新型UPS供电系统应用,对数据中心机房进行UPS系统复用。即前期负荷较低时,多套双总线负荷通过UPS输出柜复接共用1UPS系统容量,根据负荷增长情况逐步扩容。

                 图1 前期UPS系统示意图

                  图2 中期UPS系统扩容示意图

                   图3 最终期UPS系统示意图

  UPS主机扩容接入方便,重要负荷可整体割接调整,并可提高UPS系统带载率和投资利用率,减少系统损耗。


5、项目价值:

  考虑采用新型UPS供电系统复用后,将原计划建设的UPS主机中的8台延迟建设1年,通过配置UPS输出柜复用,避免后续割接重要负荷电源头柜。预期节能绩效如下:

通信运营商自有数据中心新型UPS供电系统节能绩效(81)

绩效类型

内容

开放式UPS系统

备注

UPS主机
节能绩效

UPS带载率

提高1倍


整机效率

1%

预计提升1%

1年节能(度)

42048

带载率按15%提升至30%计算
整机效率按提升1%计算

1年节约电费(元)

33638

按0.8元/度

UPS电池节能绩效

1年充放电试验耗电(KW.h)

4284

按1月1次预估

1年浮充耗电(度)

636

按一昼夜自放电率不大于1%估算

1年节约电费(元)

3936


建设投资绩效

8台400KVA总投资(万元)

640

含电池等

1年节约投资贷款利息(元)

304000

按1年贷款利率计算

设备折旧绩效

1年折旧费用

426667

按15年估算折旧费用

节能绩效合计(万元)

76.82

万元

  通信运营商自有数据中心新型UPS供电系统(注:双总线系统)前期共用UPS主机、分别配置UPS输出配电屏,根据实际需求增长扩容UPS主机;UPS主机扩容接入方便,负荷可整体割接,避免运营商重要核心业务电源头柜直接割接;可提高UPS系统带载率,减少系统损耗;提升企业资金的使用效率。


新一代数据中心技术-微模块数据中心

1、序言、引子:

  微模块数据中心是将传统机房的机架,空调,消防,布线,配电,监控,照明等系统集成为一体化的产品,充分发挥了模块化设计的优势,可以实现系统的快速、灵活部署,这不仅可以大幅降低建设成本,而且能够大幅缩短数据中心的建设周期。为数据中心客户日益注重的高可靠性和节能等要求,提供了可行解决方案。


2、项目名称:

  新一代数据中心技术-微模块数据中心


3、项目的背景:

  数据中心作为信息产业发展的基础,在成为运营商的重要收入来源的同时,也面临着二大挑战:一、技术与市场:全球服务器和存储量平均每年增长40-70%;数据中心50%IT设备,平均每2-3年升级或更新;新的应用应在60-80天完成实施和部署。二、成本与费用:全球数据中心的电力消耗在过去10年增长了5倍;冷却系统的电力消耗,占数据中心总耗电量的37%以上,是数据中心的主要营运成本;服务器的总使用成本超过采购成本的3倍,甚至更多。

传统的数据中心建设存在高能耗,运营成本较高及建设周期过长等缺点,已不能满足当前数据业务的迫切需求。目前,国际上已经开始大量采用高密度、低功耗、低成本、新一代数据中心技术,但国内应用案例较少,尚处于起步阶段。


4、项目成果:

  项目成果——某运营商数据中心生产配套扩容工程。

  该数据中心通信机房,采用微模块建设方案。微模块的建设内容包含:综合柜、240V整流柜、高密铅酸电池柜、交直流配电柜,配电线缆、走线架(含光纤线槽)、防静电地板、列间空调(制冷单元)、冷或热通道密闭结构、标准化底座、顶置交换机支架、冷冻水分配单元、动环监控系统等。


5、项目价值:

  微模块技术价值已经在商业领域、互联网、政府及公共事业、医疗、教育、科研、金融等等行业开始得到很好体现。针对传统数据中心机房面临的挑战,微模块数据中心关键技术突破在于:

  技术1:列间空调替代了传统机房空调,匹配了机房高密度、节能需求。

                                           图1 传统空调送风与列间空调送风的对比

  微模块的列间空调采用的近端制冷方法,能够降低数据中心PUE0.1以上。优势在于:a、匹配任意功率密度,机房无热点;b、送风距离短,风机功耗低(PUE值减少0.05以上);c、高送回风温度,除湿/加湿几率小,效率高,利于自然冷却(PUE值减少0.05以上);d、按需动态送风,冷气利用率高,部分负荷下仍高效运行;e、空调与机柜外观一致,f、布局简单、整齐、可灵活调整。但是在采用冷冻水系统时,水进机房,防水非常重要;机柜功耗<3kW时,初期投资高。

  技术2:高效电源替代工频UPS,满足IDC高效、柔性部署要求

                                         图2 高频UPS与模块化UPSHVDC的对比

  模块化UPSHVDC特性相似、尺寸相当,可相互替代部署,优势在于:a、整机效率能够达到96%b、运维简单——热插拔;c、按需配置——模块化;d、高效运行——智能休眠;e、部署简单——尺寸兼容。

  技术3:微模块化的数据中心,易规划,易部署。

                                                        图3 微模块结构图

  微模块这种可工厂预制、产品化和现场积木式拼装的特性,解决了IDC难部署、你难管理以及现场质量难控制等问题。

  上述的微模块技术优势与项目实践相结合,突显了它的价值:

1、建筑与IT规划解耦——简化设计,标准化厂房即可;

2、降低投资风险——分期投资,分段建设;

3、预制化、去工程化——大幅减少现场工程内容,快速部署;

4、弹性支持服务器侧的变化——匹配不同密度、不同等级机柜要求;

5、调和IDCIT生命周期的差异——整体上架,整体退役;

6、数据中心运营模式的变化——物业管理+机房专业管理;

7、TCO降低——成本压力(CAPEX)下降6%,运营压力(OPEX)下降10%

8、降低机房建设交付周期——工厂生产、基础设施建设并行;


某电信运营商IDC机房电源及机房配套项目

1、序言、引子

  随着移动互联网、物联网、云计算的大力发展,数据中心作为信息的重要载体,规模越来越大,消耗的电能也越来越来多。数据中心用电负荷的几何级数增长,远远超过供电容量的增长,用电问题已成为制约数据业务发展的瓶颈。如何突破传统的技术,建设“绿色、环保、节能、高效”的绿色数据中心已成为当前热点问题。


2、项目名称

  某电信运营商IDC机房电源及机房配套项目


3、项目的背景

  为加快某电信运营商IDC业务发展,及时满足本年度的IDC业务需求,启动某电信运营商IDC机房电源及机房配套项目。为实现“绿色、环保、节能、高效”的数据中心,本项目突破传统的技术,应用模块化UPS、冷通道封闭、在机柜空位放置机架挡板(盲板)、BIM等新技术。


4、项目成果

  在本项目主要技术研究和应用成果如下:

  1、使用模块化UPS系统,占地面积小、效率高,绿色节能。模块化UPS冗余度性好、可靠性高;模块化UPS可以在线热插拔和热更换,故系统维护、维修以及扩容升级均可以在线进行,不影响系统正常工作,保证了供电的连续性;高频模块化UPS的输入功率因数都在0.95以上,对电网而言几乎是线性负载,基本不破坏市电电网电压的正弦波形,谐波含量小于5%。

  2、使用冷通道封闭技术,解决热岛问题,冷热空气隔离,绿色节能。随着服务器设备的功耗不断提高,机柜所需的散热能力将需要大大的加强。合理地使用冷通道方案,大大提升了数据中心的散热能力,更充分有效地使用机柜和机房空间。

  3、在机柜空位放置机架挡板(盲板),绿色节能。由于设备分批建设,为避免冷气通过机柜空位进入机房热环境中,在机柜空位放置机架挡板(盲板),节能效果明显。

  4、应用BIM技术,指导设计、提高工程质量和效率,工程成本降低。BIM充分体现工程完工后机房的真实面貌,从而能解决在建筑设计、建造、运维、乃至开发整个环节中出现的各种问题;BIM实现虚拟施工。在计算机上执行建造过程,虚拟模型可在实际建造之前对工程项目的功能及可建造性等潜在问题进行预测,包括施工方法实验、施工过程模拟及施工方案优化等。


5、项目价值:

  使用高效电源设备、冷通道封闭技术及在机柜空位放置机架挡板(盲板)等技术可减少数据中心用电负荷,降低运维成本;在工程设计阶段应用BIM技术,可指导设计、施工,实现设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等,虚拟施工可优化施工方案,缩短建设工期,降低建设成本。



飞轮UPS在国内数据中心的适用性探讨

1、序言、引子:

  伴随云时代的来临,大数据吸引了越来越多的关注。如何建设高效、节能的数据中心成为运营商关注的焦点。供电节能是数据中心节能的重要组成部分,飞轮UPS以其可靠性高、体积小、能耗低、无污染等优势得到了广泛关注。


2、项目名称:

  飞轮UPS在国内数据中心的适用性探讨


3、项目的背景:

  目前国内数据中心主要采用传统蓄电池UPS对设备进行不间断供电。由于传统蓄电池UPS存在故障率高、占地面积大、维护成本高、维护周期长等问题,成为数据中心供电短板,于是人们把目光投向了高效节能的免蓄电池飞轮UPS。飞轮UPS是一种机械储能装置,当充电时电动机通过变频调速逐步提高飞轮转子的转速,将电能转化为飞轮的动能储存起来;当放电时,则通过发电机向外输出电能,使飞轮转速逐步下降。


4、项目成果:

  针对国内数据中心供电现状,提出了混合式UPS供电方案,即飞轮UPS和传统蓄电池UPS混合使用,共有两个方案。

  方案1:飞轮UPS与传统UPS组成串联混合式UPS供电系统,飞轮UPS作为主UPS,为关键负载供电,并配置发电机起动增强模块,确保发电机正常起动;传统UPS串接在飞轮UPS的静态旁路上,作为冗余来提高系统的可靠性。

  方案2:飞轮UPS与传统UPS组成2N并联混合式UPS供电系统,同时为关键负载供电,提高了系统供电可靠性。

  混合式UPS供电方案,既具备飞轮UPS的高效节能优势,同时又具备传统蓄电池UPS较长的后备时长,即使发电机组未能在15秒钟内成功带载,数据中心的设备仍可以由传统蓄电池UPS提供不间断供电。


5、项目价值:

  数据中心供电系统选用可靠性高、体积小、能耗低、无污染的飞轮UPS,可以降低数据中心能耗、节省数据中心供电系统的占地面积和维护成本,促进数据中心的节能减排。飞轮UPS在国内数据中心的适用性探讨研究,为后续数据中心供电方案的研究提供参考。

                                          图飞轮UPS工作原理和拓扑结构


                                  图飞轮UPS与传统UPS串联混合方案


                                    图飞轮UPS与传统UPS并联混合方案

 


低压电力模块在某互联网数据中心建设中的设计应用

1、项目名称

  低压电力模块在某互联网数据中心建设中的设计应用


2、项目背景

  模块化数据中心的建设,具备模块化、快速安装等优势。根据功能,整体分为多个模块,每个模块具有独立的功能、统一的输入输出接口,不同区域的模块可以互相备份,通过相关模块的排列组合形成一个完整的数据中心。在某互联网数据中心建设中,将变压器,低压柜等组成的低压电力模块,落地实施。


3、项目成果及创新点

  根据低压电气图纸,设备供应商在工厂预制化整合生产,形成集成化配电产品,运输到施工现场安装。


  钢结构底座,采用由热轧型钢、薄壁型钢、冷弯空心型钢或焊接型材等构件通过连接组合而成的钢结构,底座表面铺NAFC板和表面贴PVC防静电贴面板。底座上安装有工作地排和保护地排。

                 纯钢结构底座


                 铺平贴面板后示意图


                 低压电力模块整体模型图

 

4、项目价值

  1.本次创新的价值在于快速部署,工厂整体质量把控,提供设备的可靠性,加快数据中心配电设计和实施部署速度。

  2.电力模块从就位到现场安装、上电测试时间仅需3天,同时质量和性能和预期一致。

  3、已交付的低压电力模块如下图所示



BIM在(IDC)数据机房工艺设计中的应用

1、序言、引子

现阶段建设行业现行法律、法规、标准、规范对BIM的支持和适应刚刚被提到议事日程,各类BIM软件本地化程度也有限,因此,目前很多设计单位对于BIM模式的理解不尽相同。

2、项目名称

BIM-机电设计、出图、交付新模式的应用与探索

3、项目的背景

BIM涉及整个建筑工程全生命周期各环节的完整实践过程,但它不局限于整个实践过程贯穿后才能实现其价值,在设计阶段,BIM可视化、参数化等技术改变了传统的设计模式,提高了设计质量和效率。解决BIM设计、出图、交付问题,将实现BIM技术这一美好概念在设计企业的落地。

4、项目成果

BIM模式下的出图交付模式是以模型为主并关联生成二维视图的交付体系,它可以更有效地发挥作用。我们将定制本地化的族库、符合二维制图标准的二维构件族、定制本地化的设计样板,制定机电BIM设计、出图、交付标准。

5、项目价值

通信行业BIM标准是推动通信行业BIM技术落地、快速推广的重要手段,也是必由之路。我院应在建立企业级的BIM标准的基础,编制和实施通信行业BIM标准,积极推进通信设计行业BIM产业链和通信建设行业信息化,提升公司的设计附加值和公司BIM品牌知名度。


数据中心园区动力中心建设模式探讨

1、序言、引子:

近年来,大型数据中心园区不断涌现,用电容量越来越大,电源保障非常重要,其中发电机配置尤为关键。在供电环境日益改善的今天,很多数据中心采用双电源供电,配置的发电机投入保障供电的几率极低。特别是大型数据中心园区发电机建设在实现供电可靠性的前提下,如何进行优化配置,降低建设和运营成本显得尤为重要。

2、项目名称

数据中心园区动力中心建设模式探讨

3、项目的背景

大型数据中心园区,单体建筑多,总体用电量大,作为应急备用电源的发电机组容量需求大。低压发电机组配置占主流,也有不少大型的数据中心,由于建筑物体量大,而采用高压发电机组的配置。

但目前大多数数据中心无论采用何种电压形式的发电机组,配置容量基本都是以保障负荷的需求容量来进行配置,需求多少即配置多少。

以工程配置情况来,A级数据中心应急柴油发电机组配置为N+X冗余(X=1~N)BC级数据中心为N。柴油发电机占总投资比例较高,平均约达到12%。随着市电供电可靠性相比往年的提高,以及很多数据中心采用双电源供电,配置的柴油发电机投入保障供电的几率极低。大型数据中心园区按照现有规范配置发电机的标准就显得过冗余,造成建设成本偏高。

4、项目成果

项目提出大型数据中心园区集中设置动力中心,结合电网供电可靠性,安全准则、业务保障措施及发电机应用现状探索发电机组电压型式、切换方式,控制策略,复用方式、容量设计以及燃油的供给、机组的维护等问题。集中动力中心的模式已在国内某大型信息园区进行应用。

5、项目价值

    大型数据中心园区设置动力中心,为提高发电机组使用率,解决发电机共享使用,减少冗余设备,提供了解决途径。此课题为大型数据中心园区发电机建设模式提供新的案例,为推行优化配置积累经验,同时对降低数据中心建设和运营成本具有积极意义。

数据中心10KV发电机组与10KV市电切换方式研究

1、序言、引子:

随着云计算、大数据时代的来临,数据中心单体机楼用电负荷达到两万、三万KVA,其应急电源大量采用10KV发电机组。作为新生事物,10KV发电机组与10KV市电之间的切换方式是一个值得研究的课题。

2、项目名称

数据中心10KV发电机组与10KV市电切换方式研究

3、项目的背景

当前10KV发电机组和10KV市电之间的切换主要执行器件是10KV断路器,切换逻辑控制器件主要是PLC,切换逻辑严密性还有改进空间,因此一般还需要人工控制作为补充,同时切换执行器件安全性还可以提高。目前数据中心的发展趋势是10KV电源全自动切换,因此改进切换执行器件和优化控制逻辑是很有必要的。

4、项目成果

本项目给出了合理、正确的10KV发电机组与10KV市电切换系统设计方案、器件选型指导,并给出了合理、正确的切换控制逻辑,可以用于指导后续的数据中心10KV配电系统的设计。

5、项目价值

通过本课题提供的改进型切换方式,能够在10KV配电系统实现全自动的油机市电切换系统,通过技术措施保证切换的安全性。通过油机控制系统的配合,可以实现停电油机启动、切入10KV系统供电、市电恢复切回市电且油机停机等全部自动化实现,大幅度减少运维人员的劳动强度,缩短10KV供电系统的断电时间,在此基础上还可以考虑缩短不间断电源系统的后备时间,降低建设和运维投资。

数据中心服务器交流直供对供电系统影响及解决方案

1、序言、引子:

为了降低数据中心的PUE值和提高供电效率,国内数据中心服务器电源开始采用一路不间断电源(或一路高压直流)和一路交流直供的供电方式。采用市电直供后,使服务器直接面对电网波动的影响,另一方面服务器电源产生的谐波将直接反馈至电网,影响在线运行的其它设备。

2、 项目名称

数据中心服务器交流直供对供电系统影响及解决方案

3、项目的背景:

数据中心的服务器采用交流直供方式,在国内2013年才在数据中心中进行应用,针对交流直供的应用效果和存在的问题目前国内还没有相关研究。为了降低数据中心的PUE值和提高单位能耗产出比,交流直供方式是必然的选择,如何让交流直供方式安全的应用也将是数据中心技术应用的新方向。

4、项目成果:

本课题从现有服务器不同负载率下运行的电能特性数据采集和对比分析; UPS供电和交流直供对比分析探讨交流直供的意义;分析交流直供对整个供电系统影响的理论分析和实测供电系统电能特性数据进行论证;根据交流直供对供电系统影响的实测数据情况进行针对性解决措施应用。

5、项目方法

本案例通过实测服务器不同负载率时的电压和电流波形分析服务器直供的电能特性;通过抽样统计工具对某信息产业园的供电系统进行科学分析;提供解决方案进行试验检测效果来确定方案的可行性。

6、项目创新点

根据实测当台服务器实际运行时和整套低压配电系统带载运行时的相关电能数据,验证本案例的理论基础正确性和解决方案的可行性。

7、项目价值

在总市电引入容量一定的情况下,PUE值越小,那么能给产生经济效益的IT设备的用电容量越大。供电容量越大,可以满足更多的IT设备供电,经济效益就越好。

10万台服务器(功耗为400W/台)业务规划的数据中心为例,分别以PUE值为1.8PUE值为1.25二种基础设施设计方案最对比。该数据中心每年在用电量上就可以节省了63072万度-43800万度=19272万千瓦时,总用电量节省比例达到19272万千瓦时/43800万千瓦时=44%。工业用电电费参考杭州全时段平均电价每度(千瓦时)电为0.877元估算,预计可减少电费开支0.877×19272万千瓦时=16901.54万元。

在数据中心的基础设计建设中,外市电引入、高压配电系统设备配置,变压器总容量配置、低压配电系统设备配置和柴油发电机组总容量配置上也降低20%以上。


数据中心冷却塔防雷接地综合防护研究

1、序言、引子:

安全可靠地运行永远是数据中心设计的追求,供电系统和制冷系统是保障数据中心安全运行的二个最重要环节。冷却塔作为制冷系统中作为与环境进行热量交换的环节且基本安装室外最高点,其对雷害防护要求应引起充分重视!

2、项目名称

数据中心冷却塔防雷接地防护设计

3、项目的背景

随着物联网和云计算技术的发展,政企客户和运营商进行了一系列大型数据中心的建设。为了满足数据中心IT设备的制冷要求,数据中心制冷系统基本采用冷却水制冷系统或冷冻水制冷系统。与大自然进行热量交换的冷却塔成为制冷系统中不可缺少组成部分,如何确保冷却塔及其控制设备安全运行关系到整个数据中心空调制冷系统能否安全运行。

4、项目成果

根据避雷针相关保护范围设计要求为千岛湖数据中心和上海某数据中心屋顶冷却塔的不同情况提供不同解决方案,以满足安全生产的要求。

5、项目创新点

根据设备防雷综合防护的要求,对设备、供电设备、控制设备、相关线缆通过石川图进行雷害引入途径分析;在雷害引入途径分析的基础进行防雷措施。

6、项目价值

在制冷系统故障不能工作的情况下,普通4.5KW机柜的IT机房在5-10分钟内就会因环境温度升高致使服务器无法正常工作。因此由于冷却塔无法正常工作致使数据中心IT机柜无法正常工作带来自有业务损失、租赁业务经济赔偿损失和公司牌品形象损失无法估量。


数据中心冷却塔系统设计应注意防雷接地保护措施

1、 序言、引子:
  随着物联网和云计算技术的发展,政企客户和运营商进行了一系列大型数据中心的建设。为了满足数据中心IT设备的制冷要求,数据中心空调系统基本采用冷却水空调系统或冷冻水空调系统。与大自然进行热量交换的冷却塔成为空调系统中不可缺少组成部分,如何确保冷却塔及其控制设备安全运行关系到整个数据中心空调制冷系统能否安全运行。

2、 项目名称:
  数据中心冷却塔系统设计应注意防雷接地保护措施


3、 项目的背景:
  合适的机房环境条件是数据中心正常运营不能或缺的前提条件。作为机房环境解决者—空调系统就需要确保各个子系统的均正常工作。冷却塔的运行存在较高的噪音(基本上在70dB以上),为了降低运行噪音给周围用来带来的影响冷却塔基本设置在建筑物的屋顶,从而冷却塔成为了建筑物最突出的金属构件。在建筑物防雷接地设计中基本上不考虑冷却塔的防雷措施,冷却塔及其控制器和相应泵的供电线路遭受直击雷或感应雷的概率大大提高。上海市某数据中心发生过冷却塔控制器遭受雷击损害导致空调系统无法正常工作。因此在数据中心规划设计中应对冷却塔的防雷接地措施引起重视。


4、 项目成果:
  目前冷却塔防雷措施存在未考虑防雷措施或防雷措施不完善的情况,具体见下:
  A、冷却塔设置屋面不在避雷针或避雷带防护范围内且冷却塔自身未考虑防雷措施。

 

 

  B、冷却塔设置屋面不在避雷针或避雷带防护范围内,自身考虑防雷措施但防护措施不完善。

 

  冷却塔防雷措施应包括防直击雷和防感应雷等二方面内容的综合防护措施。
  A、防直击雷措施
  防直击雷措施应在冷却塔自身设置避雷针(建议采用4根或6根,具体可根据冷却塔尺寸和避雷针高度确定)或避雷带做防护直击雷侵害的措施,用“滚球法”计算进行验算,确保冷却塔在保护范围内。避雷针或避雷带应与冷却塔本身通过绝缘固定接入建筑物屋顶的避雷带或避雷网上。
  B、防感应雷措施
  冷却塔及其安装固定在冷却塔上的泵、风机等辅助设备均应考虑与冷却塔外壳进行等电位连接;冷却塔内部不同金属组件应做可靠电气连接。冷却塔外壳用40*4mm热镀锌扁钢与屋顶预留的保护接地端子做可靠连接,应避免与建筑物屋顶避雷带或防雷引下线做连接。


5、 项目创新点:
  冷却塔设置屋顶导致遭受雷击损坏是一种概率事件,但是对于数据中心安全运营来说应避免存在故障点隐患。本项目应为首次提及数据中心冷却塔的安全运行问题并提供了解决方案,避免了安全隐患。在建筑土建设计和施工、冷却塔技术要求和生产工艺中提前考虑,避免后续再进行整改。


6、 项目价值:
  数据中心内服务器机柜基本上以千为数量级,服务器数量以万为数量级。如果因冷却塔防雷措施不到位致使空调系统不能正常工作从而导致服务器因环境温度过高而瘫痪,其造成的经济损失和社会影响无法估计。完善的冷却塔防雷接地措施,是数据中心安全运行的有效保障手段之一。

  


某省公司标杆性数据中心机房

1、 序言、引子:
  本数据中心机房建设设计工程,以功能实用、适度超前、管理规范、维护便捷为总体目标,解决办公楼改造机房固有存在的承重低、层高低等建筑弊端,力求达到国家A类机房建设标准,满足今后10年及以上的使用需求。
  
2、 项目名称:
  某省公司标杆性数据中心机房

3、 项目的背景:
  某省公司随着技术业务发展的需要,急需新建数据中心机房,用于老机房设备搬迁及新设备系统的扩容。由于地处市中心,无法新建机房大楼,考虑将原有办公楼改造作为新机房使用。一方面受结构承重、层高等大楼土建条件限制,机房建设存在较大隐患及诸多难点。另一方面,该机房将作为省公司标杆性机房,为其他兄弟省公司及下属地市公司树立标杆,机房建设要求安全、先进、特色、美观。

4、 项目成果:
  本项目的设计综合遵循规范性、整体性、安全性、实用性、先进性、经济性、可管理性、可扩展性、可参观性等原则。采用诸多先进技术手段,完美达到客户需求,受到一致好评。
 

 


  
5、 项目方法:
  采用综合管线、立体交叉设计,解决层高不足带来的管线布局设计困难等隐患。采用BIM三维立体建模、CFD空调模拟等,真实立体地为客户展现机房建成后的效果,受到客户赞许。

6、 项目创新点:
  参观通道、投射玻璃屏幕、监控一体化、智能照明等设计,满足客户对标杆机房可参观性的需求。

7、 项目价值:
  该案可成为办公楼改机房使用的典型案例,可引荐诸多方法用于解决层高、承重、电量不足等难题。该案亦可成为标杆性机房,其采用的先进技术手段,为机房整体增添现代化气息。
  


世纪互联北京大兴星光数据中心二期机房设计

 1、序言、引子:

    伴随云计算的飞速发展,政企网行业IDC建设步伐不断加快,政企通过租赁或自建的方式从数据中心获取高效、专业的IT资源及增值服务;而数据中心基础配套资源往往占用很大空间,势必造成数据中心资源的浪费,如何合理规划基础配套资源,对建设数据中心尤为重要。

 

2、项目名称:

    世纪互联网公司数据中心二期工程

 

3、项目的背景:

    某互联网公司数据中心以租赁方式建设数据中心,由于客户要出租服务器机柜以获取收益,要求能够全局考虑布局,能够使机柜的布局达到最大化;本项目主要从客户利益最大化出发,在资源紧张的情况下,建设室外立体钢架平台放置油机和采用小母线供电方式尽可能多的安装机柜。

 

4、项目成果:

    本项目在室外放置全部油机有限的条件下,在室外新建立体化钢架平台,共建设两层,放置4台箱式柴油发电机组,解决室外油机放置问题;同时机房内机柜配电取消传统的列头柜,在机柜上面建设小母线,机柜改为由小母线供电,从而整个项目机架数量多出了102个。

 

5、项目价值:

    本项目将配套资源利用率达到最大化,尽可能的使机柜的布局最多,将IDC的收益最大化;在室外构建钢架平台,放置室外箱式油机,解决机房空间问题,为以后在基础资源紧张的情况下,合理布局提供更多的经验。


华数青山湖云数据科技有限公司临安数据中心机房设计项目

1、 序言、引子:
  某IDC机房设计项目,客户从建设立项到预计投产时间极其紧迫,并且需求不明确,要求在建设过程中逐步明确需求,但是必须按时完成建设工作,这种项目,设计工作怎么做?

2、 项目名称:
  青山湖云数据科技有限公司临安数据中心机房设计项目


3、 项目的背景:
  青山湖云数据科技有限公司因业务发展需要,要求在半年之内建成大约1500个5KW机柜的云数据中心投产。该机房用于出租给某著名互联网企业,因此建设单位对机房建设的具体需求需要与其客户逐步沟通明确。考虑工期因素,必须一边建设一边细化明确需求。在需求不明确的情况下来展开设计工作,对设计团队提出了挑战。


4、 项目成果:
  经过设计团队的不懈努力,团队成功完成了该项目的设计工作,该云数据中心按计划建成,并投产运营。数据中心外景照片如下:

5、 项目方法:
  为了应对需求随着建设逐步明确的情况,设计工作采用了多种方案规划综合比较、找出兼容多种需求的总体规划方案、施工图随需求逐步调整的设计方法,通过这种方法避免了需求变更带来的规划大修改问题。

  
6、 项目价值:
  成功完成了该项目的设计工作,验证了兼容多种需求的总体规划方案可行性。对于需要赶工期,且需求不明确或需求逐步明确的IDC设计项目,有了一个可参考的设计方法。设计团队积累了应对类似情况的设计经验。
  


基于基站机房用电计量能耗管理系统的研究

近几年来,随着节能减排的开展,运营商为了提高节能减排工作的精确化管理水平,完善统计监测的电子化支撑手段,实现能耗数据的实时准确计量、监测、分析和评估等能力,加快建设能耗监测管理系统的建设工作。


项目的背景

近几年来,随着各大运营商3G\4G网络的大力发展,基站的数量大、分布广、安装位置分散且复杂,而大部分基站依靠手工抄表方式采集和统计,其时效性、准确性及后期数据操作性难以保障,难以对不同节能措施的节能效果进行评价。因此,研究并建设能适应大规模基站系统需要的能耗管理系统,对于节能减排的建设和用电的精细化管理具有积极的意义。


项目成果



通过分散计量装置采集原始电力能耗数据,依托原有动力环境监控系统的传输通道或新建有线、无线传输通道,汇集各类电力能耗数据,根据不同类型机房、不同业务、不同设备的能耗情况,构建电力能耗基础数据库;通过人工录入或相关系统读取方式统计水、油、气等其他能耗数据;在分析能耗特征和现状的基础上,结合业务发展和区域特征,形成各类能耗统计报表和能耗评估模型,指导节能减排工作的开展。


项目价值

对于运营商来说,以目前的基站依靠手工抄表方式,需要投入大量的人力、财力、物力。基站能耗管理系统,自动读取用电数据并加以分析,即节约了大量的人力等资源,又提供了用电管理水平,同时又实现了基站的节能减排。

某省有线三网融合枢纽中心数据中心机房建设项目投标方案

项目建设围绕“高可靠、模块化、易维护、利节能”的原则,将某省有线数据中心项目建设成为一个高可靠安全性、系统模块化,易于扩容,便于维护,绿色节能的TIA 942的T3+标准数据中心。


项目的背景

数据中心位于某市麒麟科技创新园(生态科技城)3号地块内,占地面积176亩,其中数据中心为地上4层、地下一层建筑物,建筑面积约44962平方米,一期面积25000平方米,设置省前端机房、传输机房、运营支撑机房、内容中心机房,数据公司机房、客服中心机房、南京分公司机房7大类机房。


项目成果





项目价值

某省有线三网融合数据中心机房建设项目为全国有线目前最大的数据中心。我公司的投标的方案以其创新性、绿色节能、模块化等特点在由江苏院、上海院、广东院、华信院、北京电信规划研究院等参加投标的单位的方案中脱颖而出。该项目的中标不仅展示了我公司的数据中心项目组的技术实力,也为我公司开拓有线业务后续项目奠定了良好的基础。

中国电信陕西分公司智慧云服务基地一期工艺设计方案

项目建设围绕“高可靠、模块化、易维护、好节能”的原则,将陕西电信“智慧云服务基地”建设成为一个高可靠安全性、系统模块化,易于扩容,便于维护,绿色节能的数据中心。


项目的背景

一期工程包括:园区征地144亩,一期主要建设1~3号楼。本设计主要针对IDC机楼(1号和2号),IDC机楼概况为地下1层,地上4层,建筑面积40985㎡,其中地下室建筑面积8635㎡,地上建筑面积32350㎡,单栋IDC机房地上建筑面积16175㎡,钢筋混凝土框架结构。


项目成果




项目价值
满足大型数据中心建设需求,项目具有模块化、创新性、绿色节能等特点,项目采用一次规划,分布实施的原则的方式进行建设,保证工程完整性、系统性和后续各项工程良好承接。

基于CFD软件的数据中心气流组织数值模拟

数据中心空调设计主要目标是有效保障室内工作区温度和相对湿度达到设计温度,以满足数据设备的要求。按照经验设计的空调气流组织方案能否很好的保障效果,需要通过有力的手段来进行预测和评估。随着数据中心单机柜功耗上升,传统的设计方法不能很好指导设计,借助CFD手段能够快速全面的预测各种工况下室内关注区域形成的各参数分布情况,辅助设计并业主看到最终设计方案的保障效果。

项目的背景
某项目招标文件中业主方明确要求投标必须应答机房高密区制冷效果的设计和可支持的单柜功率。常规的计算分析无法解决这个问题。为了更直观有效的解决该问题,在该项目中采用了CFD软件对数据中心空调系统数值模拟,综合展示数据中心空调运行时温度、气流分布及可支持的单柜功率。


项目成果

4.1数据机房温度场


通过以上各情况CFD 模拟计算,可以得到改善机房环境、优化气流组织、实现节能方面的措施。采用冷通道封闭的措施对机房空调制冷效果更好。


4.2 空调室外机温度场

(1)空调室外机温度分布:


通过以上各情况CFD 模拟计算,可以得到采用隔板措施进行冷热通道隔离时,使得空间内的温度更稳定,更有利于冷凝器的运行。


项目创新点

与传统的计算分析的方法相比,采用CFD模拟软件是以图形、动画以及具体数字相结合的形式来表达实际结果,更具说服力。
·CFD模拟通过计算机建模实施简单快捷,不必投入大量资金。
·通过改变模拟工程参数条件或机柜功率可以得到各种工况下室内制冷效果以及温度分布情况,得到空调能够支持的最大单柜功率。
·利用模拟对冷热通道封闭以及不封闭两种状态下机房内部温度分布进行对比,更直观的对比两种方式的优异性。
·CFD模拟得到的结果更加精确,细节展现更加清晰,由整体到局部都展示给业主方,能够清晰展现局部热点。


项目价值

采用CFD模拟软件对实际工程进行模拟具有快速、简便、可信度高、经济节能的特点。最大限度辅助配合数据中心空调设计。
快速:建模周期短,节省大量时间。
简便:建模过程简单方便。
可信度高:软件模拟接近实际情况下的温度气流分布,具有很高的可靠性。
经济节能:通过软件模拟,在工程建成之前就可以分析在各种工况下机房内部的温度分布情况,以及在各种外部气象参数条件下的机房内可支持的单柜功率。

集中动力中心在数据中心园区的应用

集中设置动力中心能够较好地解决传统低压发电机组设置存在的问题。但由于在数据中心建设中缺乏集中动力中心设置和应用多组10kV发电机组并机应用的经验,以往没有形成经验性的成果,应用案例较少。
如何根据不同用户需求确定不同供电保障程度,分等级向用户供电,探究园区发电机组复用的可行性,形成大型园区应急后备电源的建设新模式具有十分重要的意义。


项目的背景

近年来,运营商开始兴建大型数据中心园区,机房单位面积的用电负荷急剧上升,用电容量越来越大,出现了负荷需求几万甚至几十万kVA的用电量。作为应急备用电源的发电机组容量需求越来越大,单址内备用发电机组配置数量也越来越多。如何提高发电机利用率,降低建设投资,成为运营商关注的问题。


项目成果

中国内蒙古云计算信息园是目前亚洲最大的云计算数据中心园区。园区1.2期工程将设置1个动力中心,规划设置28台发电机组,为8个数据中心机楼(18000m2)供电。


贵州信息园位于贵安新区电子信息产业园内,一期用地200 亩,2层数据中心8栋、1栋动力中心,规划设置24台发电机组,为8栋数据中心供电。


项目创新点
大型园区设置集中动力中心,与各机房群供电距离拉长,采用高压发电机组成为必然的选择。高压机组适合整个供电系统的分散化,适合数据园区的分散供电。高压机组的输出电压与供电系统电压一致,可直接接入供电系统。通过动力中心发电机组复用,实现园区多个机楼发电机组的共享使用。


项目价值

从大型数据中心园区现状出发,结合电网供电安全准则、可靠性指标、故障类型分析,侧重于10kV高压发电机组配置与故障场景的对应关系,探究集中动力中心复用的模式。
提出10kV高压发电机组相关配置、并机控制、负荷控制投切、市电油机切换模式、接地等方面内容。
在满足可靠性基础上,通过复用减少了大型数据中心发电机组配置数量,降低数据中心建设和运营成本。

某运营商国际公司2013年美洲区域IDC建设项目

根据Gartner预测,全球IDC市场将保持稳定增长,2016年全球IDC市场将达到1169亿美元,5年平均增长率5%左右,是数据业务收入增长点之一。

项目的背景
随着在北美建立分支机构的中资企业越来越多,这些中资企业在北美的分支机构大都选择美国加利福尼亚州,某运营商国际公司已经在加州北部区域建立圣何塞IDC,并在加州南部区域建立洛杉矶IDC,整体业务发展良好,为更好的满足此类中资企业服务器托管、机房空间占用、链路带宽租赁等IDC业务需求,本项目计划对洛杉矶IDC进行扩容。

项目成果
完成美国洛杉矶IDC机房96个服务器机柜扩容,提供电气系统、机房配套、电源、空调系统等解决方案。


项目方法
结合国际公司及美洲分部相关市场前端的业务预测,完成项目建设方案,满足2014年底 Hostspace、联邦在线、淘宝CDN等国际化企业高端客户入驻需求,并结合相应投资要素进行经济评价。

项目创新点
本项目设计遵循美国当地标准规范,项目实施分工界面、机柜设计、电源制式等方面均跟国内有较大不同,IDC机房为租赁,空调电源均为机房供应商负责解决,采用开放式机柜Rack和封闭式机柜Cabinet,交流110V电源制式。

项目价值
本项目的实施有助于丰富某运营商国际公司宽带网内容源,增加宽带用户粘度,提升企业的市场竞争力,并为企业创造更高的利润,同时将增加企业品牌的影响力。

大型通信枢纽楼的规划与设计

大型通信枢纽楼的配套设计并不是单一的根据需求进行建设,而需要有一个远期的规划,对大楼后期的建设有着指导性的意义。不仅需要对今后通信发展具有前瞻性,而且需要考虑配套设计的安全、投资、绿色与节能,达到可持续发展的要求。

项目的背景
作为某省最大的通信枢纽楼,经过几年的发展,原有配套工艺规划已经不能满足通信机房的发展,需对现网配套进行优化梳理,并重新对机房进行近远期规划。

项目成果
优化通信枢纽的配电系统,合理使用电力资源,提高供电安全性;
通信枢纽楼各机房的近远期进行规划,对后期机房设备装机、工艺扩容均起到了良好的指导作用;
采用绿色节能设备,减少配电损耗,实现节能减排。

项目方法
(1)根据大楼功能定位及通信的发展,对大楼整体及各楼层负荷进行近远期预测;
(2)对动力机房进行近远期规划,采用绿色节能设备,提高供电可靠性;
(3)合理的机房工艺设计,提供机房整体美观整洁。

项目价值
采用绿色节能设备,实现节能减排
对后期大楼发展提供指导性意见

非晶合金节能型变压器的节能效果研究

作为某移动重点核心机房,在设计时为保证机房设备的高效、节能,对于机房的动力远期能力预计及机房布局规划都要有前瞻性。

项目的背景
某移动机房作为该地区重要核心机房,通信业务发展迅速,动力配套建设需求量大,安全要求高。

项目成果
本项目机房电源设备建成后,经过三年多的实际运行,机房供电安全可靠性高。使机房增加了1600KVA的供电能力,及相应的制冷保障能力。提供了300架左右的机柜安装能力。

项目方法
本项目中对机房的近期、远期需求都进行了预测,同时对机房的电源设备近、远期设备均进行了设备规划,对后期机房设备装机、工艺扩容均起到了良好的指导作用;本项目采用了新型非晶合金节能型变压器,空载损耗为传统10型变压器的30%,非常适合通信机房变压器1+1备份系统。

项目创新点

本项目在某移动核心机房内首次采用了新型非晶合金节能型变压器。

项目价值
本项目的建成,对运营商通信业务的发展提供良好的供电保障,使机房运行安全可靠,保障通信为社会和经济建设服务,有良好的社会效益。根据测算,1600KVA新型非晶合金节能变压器的应用,每年可节省电费约2~3万元,具有可观的经济效益。

XXX电信未来科技城IDC机房建设项目电源设备安装工程

随着信息技术的发展与数据业务的迅速扩大,各大运营商加大了对IDC数据中心建设的投入。IDC机房面临高密度设备需求与电力供应不足的矛盾,从供电需求角度看,IDC的使用者追求更高的可靠性,更低的建设成本、运行成本及更全的适应性。

项目的背景
昌平未来科技城IDC机房位于创新园南区,电源设备安装工程为IDC业务发展提供可靠的电源保障,保证通信设备的正常运行。机房电源设备建设,采用传统UPS电源系统和分布式DPS电源系统相结合的方式。分布式DPS供备电模式,影响范围仅到单个机架,缩小整体负载供电风险。

项目成果
机房的空间利用最大化,设备布线充分利用有效层高,避开空调风管、消防、电气等各种管道,将通信和动力线缆分层设置,空间立体交叉。

DPS电源双路独立性:A路和B路在主电路上要求完全隔离,相互不产生影响。任何一路的短路、损坏不影响另外一路。A路和B路有独立的维护旁路开关。


项目创新点
部分服务器机柜采用分布式建设模式,以每个机架为供电单元,将电源直接放置在服务器机柜内,后备蓄电池组采用锂电池集成在设备内部,无需单独建设电力室。
DPS分布式设备故障仅影响一架负载,将供电风险影响范围缩小至机架,减少故障时产生的单位故障时间,为整体负载提供稳定可靠的供电保障。

项目价值
高安全性: DPS供备电模式,影响范围仅为单个机架,安全性较高;
节电能力:DPS采用后备式工作方式,仅进行一次逆变,相比UPS系统,减少了系统自损功耗,节约电能;
减排能力:DPS系统对温度要求不高,工作温度范围较宽,自身散热较少,减少了空调的配置数量,减少了空调耗电;
高效环保:磷酸铁锂电池相对于传统的铅酸蓄电池转换效率高,自放电率低,体积小,重量轻,无污染;
减少空载:DPS系统安装方便,建设周期较短,可进行分批建设;根据用户服务器进场时间分批开启设备,减少系统空载时间。

绿色数据中心建设探讨-高频UPS交流直供的应用研究

如何建设安全、绿色的数据中心对于运营商来说有着十分重要的意义!制冷系统和UPS系统是绿色数据中心建设二大最主要因数,本课题从UPS系统方面进行相关节能措施研究。



项目背景

随着云计算技术的发展,政企和通信运营商的数据中心数量和规模也显著增加。而数据中心机房的设备绝大部分采用UPS供电方式。UPS系统是影响数据中心绿色节能的第二大因素,占数据中心能源消耗的10%以上。因此如何在保证供电系统安全性的前提下,提高UPS供电系统的效率有着十分重要的意义。


项目成果

高频UPS交流直供输出供电质量低于传统UPS输出,但是可以满足IT负载电源的要求。

9种市电问题

IT负载电源的要求

传统UPS输出

高频UPS交流直供输出

评价

市电停电

10ms

0s

<2ms(通常STS指标为<5ms)

OK

持续欠、过压

100~240V-50%~+10%)

±1~5%(稳态,暂态)

±5/10/15%可设定

OK

电压下陷、上涌

100~240V-50%~+10%) 

±1~5%(稳态,暂态)

±5/10/15%可设定,转换到±1~5%(稳态,暂态)

OK

电压浪涌与瞬变

1200V

采用浪涌抑制器处理

采用浪涌抑制器处理

OK

电源干扰

100~800us1000V

滤波与高频变换处理

滤波处理

OK

频率变化

47~63HZ

50±1,2,3HZ可设置

50±1,2,3HZ可设置

OK

电压谐波失真

-----

3~5%

<2%

OK

高频UPS交流直供输出供电质量低于传统UPS输出,但是可以满足IT负载电源的要求。

设备类型

负载率

备注

30%

100%

6脉冲UPS 

88%

92%

电流谐波>10%

12脉冲UPSw 11次) 

89%

92%

电流谐波<5%

IGBT整流UPS

91%

94%

电流谐波<3%

HVDC

91%

94%

 

DPS 

99%

99%

 分布式电源、容量较小

UPS ECO运行模式

97%

97%

 

UPS ESS运行模式

99%

99%

 


项目方法

针对IT负载电源的相关要求进行比较分析论证高频UPS交流直供的可行性。通过UPSECO运行模式、ESS运行模式(交流直供)和双变换运行模式下抗电网浪涌、节能、切换时间等方面效果的仿真测试,论证课题应用的安全性。

 



项目价值

100KW负荷为例,12脉冲UPS(含11次滤波)40%负载率时工作效率一般为90%,ESS模式工作效率为99%(不受负载率影响)。电费单价按1/度估算,100KW负载运行一年节省用费>100KW÷90%100KW÷99%)×24h×365×1=88485元。 

数据中心的通信设备负载基本上为几千~几万KW不等,采用ESS模式(高频交流直供)一年节省的运营成本可达几百万甚至千万。因此其高频交流直供的经济价值很高。如果考虑UPS工作效率提高带来的空调配置和用电量的下降,其经济价值将更高。


分布式能源在数据中心的应用

分布式能源系统是用户现场或靠近用户现场的小型输出电和热(冷)能的系统,其输入以气体燃料为主,可再生能源为辅,利用一切可以利用的资源实现以直接满足数据中心电和制冷需求的能源梯级利用



项目背景

数据机房大多采用标准化配置,电力供应以市电为主,严重依赖电网,但是电网有脆弱的一面,国内外大面积的故障断电时有发生,数据中心的用能安全性、可靠性受到电网的制约。另外数据机房面临运行成本急剧增长,机房功耗密度的快速增长导致制冷和供电费用快速增长。


项目成果

研究分布式能源系统余热利用关键技术及系统集成。研究成果在某数据中心分布式能源站项目中得到充分应用,由于实现了能源的梯级利用,与传统供能系统相比大大降低机房的运行成本。为推动分布式能源系统在数据机房应用,降低能源消耗和实现节能减排提供重要依据,为分布式能源的规划建设提供参考依据和示范。



项目价值

1.在负荷中心就近实现能源供应;

2.通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用;

3.能效高,综合能源利用效率在70%以上;

4. 绿色环保,利用天然气作为燃料大幅降低温室气体和其他污染物的排放。


移动IDC机房综合配套一期建设项目

IDC业务进入中国移动全业务运营后,如何更好更快的开展IDC业务,在当前市场竞争环境下起到尤为关键的作用。本项目为某省首次IDC机房建设工程,希望通过该项目,对IDC的动力、空调配套建设总结相关经验。



项目背景

本项目需求迫切,且无选址余地,IDC机房只能设置在传统本地网机房内,配套系统不能满足IDC大功耗需求。本次IDC机房将主要面向政企客户和个人客户,包括政府机关单位客户、大中型和小型行业客户、互联网内容提供商SP\CP等等。为满足IDC业务的用电及制冷需求,本工程需要扩容电源系统和空调系统。


项目成果

本期IDC机房面积1000平方米,机架、空调和电源共用一个大空间,机房与电力电池室比例约为2:1。根据机房情况,为保证电源、空调和负载的最大匹配,机房规划数机架264个,远期可配置17台风冷空调在机房两侧双向送风,电力室远期可配置4套400KVA(1+1)UPS系统。每机架功耗按4KW设计。


项目价值

本项目在传统业务枢纽楼内新建IDC机房,空调只能采用普通风冷型恒温恒湿空调,且电力室面积、承重、机房层高等诸多环境限制,通过合理的规划、科学的设计建模计算以及细节上的设计创新,将机房配套利用率最大化,尽可能的保证IDC机架的安装数量,将IDC业务的收益最大化。

通过本项目,对IDC机房配套的建设有了更多的认识和经验,对于今后新建大型IDC数据中心有很好的指导作用。


项目方法

本项目通过科学的建模分析和计算来确定机房的装机能力:在特定的机房开间、进深尺寸以及特定的电力电池室面积比例下,风冷空调的不同布局模式,能提供的最大制冷量,从而确定机架的排列间距。在层高受限的条件下,合理的送风设计,使得机房内具有良好气流组织,将空调效率最大化。



项目创新点

半封闭式机架:底板前部设置一独立进风口,进风口为可调挡板。机架进深为1.2米,保证了机架内安装完服务器后,机架内部前方还有足够空间作为冷通道,冷空气从地板下方先进入机架前方的冷通道,再进入机架内后方各层的服务器,冷空气经热交换后,向后排出,冷热通道没有短路现象,气流组织较理想。


高功率密度绿色数据中心(15KW/机架)的工艺规划

如何实现数据中心的绿色建设、运营,同时在保证设备安全运行的前提下提高网络机柜利用率擦是当前数据中心规划和建设的重点研究方向。华数淳安珍珠半岛-数据中心机楼项目针对该二项内容进行了创新应用。最大特点是节能减排,在满足一定水温、水量和水质的情况下,利用可再生能源(利用千岛湖12度自然水源)作为通信机房空调系统的冷源,实行全年免费制冷,同时为了不影响湖水生物环境,项目选择了将水循环后用作市政绿化和景观水源;同时借鉴国外先进的理念,结合千岛湖自然水资源,在传统机房布局的基础上,创新应用暖通新技术和工艺,实现数据中心单机柜功率10-15KW的规划要求。



项目背景

华通云科技公司为了满足业务发展需求,决定进行华数淳安珍珠半岛-数据中心机楼项目建设。华通云科技公司机房工艺规划要求: 

1、整个机房规划满足3000个机架要求,总用电容量控制在30000KVA以内。 

2、采用创新暖通新技术和工艺,按传统机房布局实现单机柜功率10-15KW的布置要求。

3、充分考虑利用千岛湖12度自然水源进行免费制冷。


项目成果

最大特点是节能减排,在满足一定水温、水量和水质的情况下,利用可再生能源(利用千岛湖12度自然水源)作为通信机房空调系统的冷源,实现全年免费制冷,同时为了不影响湖水生物环境,项目选择了将水循环后用作市政绿化和景观水源。创新暖通新技术和工艺,实现数据中心单机柜功率10-15KW的规划要求。


项目创新点

A、暖通新技术和工艺采用二层空气垂直流动设计,利用热/冷通道设计和热通道隔离方式。具体气流方式参考机房气流剖面示意图。



由于钢结构建设成本比较高,结合本项目机房为新建而非改造,考虑采用框架混凝土方式,上层楼板预留冷通道楼板洞口。





B、利用千岛湖12度自然水源进行免费制冷 

本系统最大特点是节能减排,在满足一定水温、水量和水质的情况下,利用可再生能源(利用千岛湖12度自然水源)作为通信机房空调系统的冷源,进行全年免费制冷,同时为了不影响湖水生物环境,项目选择了将水循环后用作市政绿化和景观水源。

原理:取千岛湖水下40m左右水源作为冷冻水,水温约为12℃左右,通过水泵进入蓄水池中,再经过过滤装置直接进入机房空调末端,然后再排入市政绿化管网。结合千岛湖水的枯水期与满水期水温变化情况,设计的供回水温度为14℃-19℃。 

C、空调系统蓄水方式的创新 

为了保证外来水源无法提供情况下,空调可以运行更长时间。数据中心采用地面大容量的蓄水罐方式;本项目考虑机房分三期规划使用和千岛湖取水泵分期投产的情况,在地下设置2个蓄水池,蓄水池总容量为3000 m3 ,实现蓄水池进水主备容灾和蓄水池蓄水量按需配置。同时设置地下蓄水池减少了地面上空间需求并提高水的保温效果。


项目价值

二层空气垂直流动暖通设计创新方案,首次在国内数据中心应用。本项目工艺规划

是借鉴国外先进理念基础上,根据华数淳安珍珠半岛-数据中心机楼的自然特点和项目要求,进行了技术创新。同时利用千岛湖12度自然水源进行全年的免费制冷,大大降低了数据中心的PUE值,实现了降低运行成本的目的,



某市运营商新建IDC机房工程

优质的IDC服务除了具备高速、丰富的网络资源外,更重要的是提供稳定、可靠、的供电系统和高品质的机房环境,高水平专业化技术支撑。



项目背景

项目的实施接应杭州市“天堂硅谷”、“电子商务之都”等战略的要求,满足杭州电信对IDC机房的迫切需求,使公司在2008年~2009年期间具备相应的基础资源,能更好的为政府、企业、广大的ICP/ISP提供空间租用业务以及为市场提供接入服务保持IDC业务持续快速增长。


项目成果

某运营商新建IDC机房工程以电信集团AA级IDC机房进行规划和配置,总建筑面积为6490平方米,共可安装服务器机架946个。工程设计涵盖整个机房的装修、消防、暖通、供配电、设备、配套等全专业,工程总投资9846.93万元人民币。

机房工程关注节能减排,结合设备技术指标,精心选型,绿色设计;机房的空间最大化的利用,综合利用率达到90%以上。在设备布线上,充分利用有效层高,避开消防电气各种管道,将通信和动力线缆分层设置,空间立体交叉。创新应用T接头封闭母排和50V直流电源等新技术;UPS并联冗余独立双路供电模式很好地解决电源单点隐患,提高系统整体可靠性。


项目价值

项目的建成将在很大程度上满足了杭州电信对IDC机房的迫切需求,提升对用户的服务水平,实现对潜在用户的主动营销,从而提升企业形象,提高企业的影响力和竞争力,推动杭州电信IDC业务的发展,从而促进企业经济效益的提升。



中国电信杭州分公司东冠IDC机房新建工程

随着互联网的发展, IDC业务需求不断产生,由于IDC机房具备高能耗、高可靠性等特殊要求,传统意义上的通信机房已不能满足IDC设备进驻的需求。IDC机房的综合规划和设计已成为一个崭新的领域。

 

项目背景
随着互联网数据业务的爆发性增长,杭州电信分公司大力打造大型IDC数据中心。
根据入驻杭州东冠IDC机房的阿里云、淘宝、腾讯等大型高端客户的需求,杭州电信分公司势必要将东冠IDC机房建成具有高可靠性的优质IDC机房,在业界赢得良好的口碑,并为自身发展打下坚实的基础。

项目成果
杭州东冠IDC机房以电信集团AA级IDC机房进行规划和配置,总建筑面积为19318.6平方米,共可安装服务器机架2560个。工程设计涵盖整个机房的装修、消防、暖通、供配电、设备、配套等全专业,工程总投资27536万元人民币。
规划设计中,采用了UPS并联冗余独立双路供电模式,高压直流供电等系统设计,将节能减排和高可靠性设计思路切实融入到建设方案中。

项目价值
项目的建成在很大程度上满足了杭州电信分公司对IDC机房的迫切需求,使公司具备相应的基础资源,便于保持IDC业务持续快速增长。

 

成功案例

·中国移动广西公司2010年IDC扩容工程
·中国移动通信集团广东有限公司“十二五”IDC专题规划
·中国移动通信集团浙江有限公司杭州三墩IDC机房三期建设项目


闭式冷却水系统在大容量通信机房的应用研究

闭式冷却水空调系统通过系统设置和设备的合理选型配置,有效解决了通信机房安全与节能的矛盾,为安全性要求较高的通信机房节能降耗提供了最有力的技术支持和设计依据。

 

项目背景
随着通信机房设备功耗的不断增加,传统的单元式风冷空调运行出现的制冷量衰减、夏季高压告警、噪音扰民现象越来越严重。集中式冷却水空调系统,主机选用闭式冷却塔,冬季部分开启冷却塔或自然冷却,末端与壳管冷凝器铜管连接,水管不进机房,出力稳定,有效解决了高压告警和噪音扰民现象,保证通信机房全年稳定运行。

项目成果
本课题通过对大容量通信机房采用单元式风冷型空调系统,集中式冷却水型空调系统、集中式冷冻水型空调系统的EUCA值的比较分析,明确各空调系统的优势和风险;同时分析了开式冷却塔和闭式冷却塔优劣;工程实施过程以理论计算为依据,设备选型、系统配套充分考虑运行可靠,通过集中控制技术,有效保证节能效果,为闭式冷却水空调系统在大容量通信机房的应用奠定基础。

项目价值
冷却水空调系统安装灵活;壳管冷凝器可随通信设备的安装同步扩容;空调系统主机为闭式冷却塔,水管不进机房,消除了安全隐患;闭式冷却塔主机可在大楼或裙房屋面设置,节省建筑空间;空调系统采用闭式冷却塔集中供冷,冬季可以部分开启冷却塔或自然冷却,保证机房节能运行;另外,由于冷却塔集中散热,解决了高压告警、制冷量衰减等现象。该系统适合在夏热冬冷、夏热冬暖地区、总制冷量大于2000KW规模的通信机房推广运用。

项目方法
空调冷却水系统采用双管制变流量系统,每个大楼分设两套冷却塔单元,每层通信机房同时设置两套供、回水管路,解决水系统双管路设置问题,保证机房安全、节能运行。闭式冷却塔按照终期需求、模块化配置,空调室内主机、水泵根据通信机房初、远期规模合理配置,通过系统综合节能控制,保证通信机房初、远期节能运行。

项目创新点
1、过渡季节和冬季可根据需求自动开启冷却塔或干运行,运行节能。                     
2、解决了水系统双管路设置和在线维护问题,保证机房安全运行。
3、设备配套和系统设置充分考虑初、远期系统切换,满足通信机房不断扩容需求。

 

成功案例

·中国移动通信集团贵州有限公司省10年核心机房空调工程
·中国移动广西公司2010年生产局房空调优化工程
·中国移动通信集团安徽有限公司黄山分公司通信综合楼空调工程


新型接地方式、接地材料在基站中应用及探讨

针对现有接地系统施工过程中存在的问题和新型接地材料在工程应用中存在的问题进行分析,并进行新型接地方式、接地材料在移动基站接地系统建设的应用探讨


项目背景
移动基站接地系统由于受地质条件和施工条件等因素限制,在日常工程实施管理工程中存在施工工艺不符合要求、接地材料选用不合理等问题。《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》中“在大地土壤电阻率较高的地区,地网的接地电阻难以满足需求时,可设置辐射形接地体、使用液态降阻剂或专用接地棒”。未对使用场景和使用方式进行说明。因此本项目考虑针对现有接地系统施工过程中存在的问题和新型接地材料在工程应用中存在的问题进行分析,并进行新型接地方式、接地材料在移动基站接地系统的应用探讨

项目成果
(1)确定新基站接地方式的应用。
(2)明确了新型接地材料的应用价值

项目方法
(1)分析不同接地材料的工作原理和存在的应用问题
(2)确定不同接地材料的应用范围

项目创新
统一比较分析了不同接地材料的,解决市场上不同接地材料宣传上的一些误区,明确基站接地系统建设原则和施工工艺要求

项目价值
避免了基站接地系统建设中为达到工频接地地阻值要求或地网等半径要求造成基站接地系统建设上的材料和占地面积的浪费;
避免新型接地材料盲目使用造成环境污染或投资浪费。

 

成功案例

·中国电信集团公司天津网络资产分公司北辰顺义道等30个基站新增直流配电箱工程
·中国电信集团公司天津网络资产分公司2011年基站电源系统改造工程
·中国电信集团公司天津网络资产分公司红桥金摇篮等22个基站更换蓄电池工程


高压直流供电系统解决方案

项目背景
数据设备普遍采用交流UPS供电方式,其一直是通信电源维护的难点。如何安全可靠的供电是业界一直努力的方向。高压直流代替交流UPS 供电是不错的解决途径之一。

项目成果
(1)技术价值:可靠性、节约能耗、输入参数的优化、零地电压干扰、割接改造等。
(2)建设及设计要求:系统建设容量、系统建设模式、系统短路电流计算、保护器件的选择、电源接线标准等

项目方法
(1)高压直流电压选取的依据,对发展方向进行跟踪。
(2)剖析服务器电源电路原理,论证240V高压直流对IT设备的适用性。

项目创新
强烈关注系统安全性,通过交直流对人体的电击效应、间接接触的防护、系统过流保护手段的差异比较,提出相应的安全防护措施。

项目价值
提高供电系统的可靠性和可维护性,降低能耗,达到节能减排的目的。

 

成功案例

·中国电信股份有限公司宁波分公司2011年慈溪高压直流系统建设项目
·中国电信股份有限公司杭州分公司东冠IDC机房11年UPS等电源系统扩容工程
·杭州中恒电气股份有限公司高压直流电源系统(HVDC)产业化项目建设方案


非晶合金节能变压器在通信机房的应用研究

随着云计算、物联网的发展,数据中心用电量日益增大,通信机房的建设也要求采用节能产品,对于非晶合金变压器在通信机房的适用性,需要在运行稳定性、可靠性、经济性、负载特性、效率特性等各方面作综合分析。

 

项目背景
随着节能降耗政策的不断深入,国家鼓励发展节能、低噪音、智能化的变压器。传统变压器面临着技术升级、更新换代的需求,未来将逐步被节能、环保变压器所取代。近年来,非晶合金变压器的应用越来越广泛,其显著特点是空载损耗很低,符合国家电网节能降耗的要求,是目前节能效果最为先进,使用成本也较为经济的变压器产品。

项目成果
非晶合金变压器的技术较为成熟,其运行稳定性和可靠性均能满足通信机房的要求。其高效负载率运行的范围区间更广,只要很小的负载率就能达到高效运行范围,尤其适用于通信机房的负载特性。当前期负载率较低时(一般负载总容量低于单台变压器容量的40%),宜采用冷备的工作模式,当负载率增大时,宜采用热备的工作模式。

项目价值
以1600KVA容量变压器为例,采用2台变压器形成1+1热备冗余工作模式,平均年负载率按单台36%考虑。当采用SCB10及SCBH15两种变压器时,其单台变压器年运行费差额为:
       =14624.5元
一般来说,变压器的正常寿命按20年考虑,则:
可节省电能约:365612.5KWH
节省电费:292490元
减少排放二氧化碳:364吨
可见,非晶合金变压器的节能效果显著,具有良好的经济效益和社会效益。

 

非晶合金变压器空载损耗实验结果

项目方法
通过对非晶合金变压器的材料特性、负载特性、使用特性、经济效益等方面的分析,总结出非晶合金变压器在通信机房的适用性,并结合全国通信行业第一台在网运行的非晶合金变压器运行经验、测试参数,对非晶合金变压器在通信机房的使用提出合理的应用建议。

 

成功案例

·中国移动通信集团广东有限公司东莞分公司综合楼(含附属楼)高低压配电系统改造项目
·中国电信集团公司山东省分公司省分枢纽楼高低压配电改造扩容工程
·中国电信股份有限公司嘉兴分公司清河一级干线枢纽楼变压器低压配电扩容项目


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