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行業(yè)背景
數(shù)據(jù)中心最主要的目標(biāo)之一是確保業(yè)務(wù)連續(xù)性。數(shù)據(jù)中心的供電上從高壓電源入口到末端配電采用了很多高可靠性的設(shè)計(jì)，比如多路獨(dú)立高壓市電電源、大容量中壓柴油發(fā)電機(jī)組，UPS的冗余配置等等，這往往意味著高昂的成本，都是為了提高供配電系統(tǒng)容錯(cuò)能力。配電柜(也稱列頭柜)或母線槽承擔(dān)為數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等IT設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電源的末端配電環(huán)節(jié)，其運(yùn)行穩(wěn)定性也尤為重要。在這個(gè)環(huán)節(jié)，幾乎所有的數(shù)據(jù)中心都面臨著一些共性的挑戰(zhàn)，包括電源容量管理和配置、數(shù)據(jù)中心能源管理、環(huán)境管理、安全管理、計(jì)算能力需求擴(kuò)張、資產(chǎn)和變更管理等等。
電源容量管理和配置：許多數(shù)據(jù)中心缺乏有計(jì)劃的增長(zhǎng)擴(kuò)容，工程師經(jīng)常將新設(shè)備接入看似可用的回路，而對(duì)回路可用的負(fù)荷容量知之甚少。這可能會(huì)導(dǎo)致回路過(guò)負(fù)荷保險(xiǎn)絲熔斷并導(dǎo)致停機(jī)并導(dǎo)致很大的經(jīng)濟(jì)損失，服務(wù)中斷的損失是以秒來(lái)計(jì)算的。
能源管理：數(shù)據(jù)中心最主要的能效指標(biāo)PUE的計(jì)算涉及到所有IT設(shè)備的耗能，而IT設(shè)備的耗能計(jì)量都集中在末端配電，所以在末端需要具備能源計(jì)量和管理。
環(huán)境管理：雖然IT設(shè)備耗能占能源成本的50%以上，但另有36%用于冷卻和循環(huán)空氣。數(shù)據(jù)中心通常會(huì)將機(jī)房溫度調(diào)到過(guò)冷以防止設(shè)備故障，但將機(jī)房溫度升高1攝氏度，最多可節(jié)省高達(dá)7%的冷卻耗能成本，所以需要在溫度控制和能耗之間找到平衡點(diǎn)。
安全管理：不管供配電前端在可靠性上做了多少冗余，如果忽視了末端的配電安全管理都是無(wú)用功，對(duì)末端的電源插接點(diǎn)接觸以及溫升情況也需要關(guān)注。
計(jì)算能力需求：在可預(yù)見的未來(lái)，一個(gè)不變的趨勢(shì)是對(duì)更多計(jì)算能力的需求，這種快速擴(kuò)張將導(dǎo)致數(shù)據(jù)中對(duì)的電力需求越來(lái)越大。
資產(chǎn)和變更管理：對(duì)于正在擴(kuò)展的數(shù)據(jù)中心，手動(dòng)跟蹤資產(chǎn)可能很繁瑣且成本很高。研究指出，庫(kù)存收集、庫(kù)存核對(duì)、查找錯(cuò)放資產(chǎn)、手動(dòng)存儲(chǔ)庫(kù)更新和更換錯(cuò)放資產(chǎn)的過(guò)程每年花費(fèi)的人力和資金成本巨大。
安科瑞電氣緊跟數(shù)據(jù)中心發(fā)展形式，推出AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心綜合能效管理解決方案，包含有電力監(jiān)控、動(dòng)環(huán)監(jiān)控、消防監(jiān)控、能耗統(tǒng)計(jì)分析、智能照明控制以及新能源監(jiān)測(cè)幾個(gè)子系統(tǒng)。集成了變配電監(jiān)測(cè)、電源備自投、電氣接點(diǎn)測(cè)溫、智能照明控制、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)及治理、蓄電池在線監(jiān)測(cè)、配電監(jiān)控、智能母線監(jiān)控以電氣火災(zāi)、應(yīng)急照明及疏散指示等多種子功能，能夠幫助用戶實(shí)時(shí)掌握數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行情況，保障數(shù)據(jù)中心可靠、安全、節(jié)約、有序、低碳的運(yùn)行，輔助運(yùn)維團(tuán)隊(duì)提升數(shù)據(jù)中心能效、資源利用率和可用性，提高運(yùn)維效率并降低運(yùn)維成本。
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應(yīng)用場(chǎng)所
適用于運(yùn)營(yíng)商、銀行、新媒體、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等數(shù)據(jù)中心。
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平臺(tái)組成
AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心綜合能效管理系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)中心的能源管理提供全方位的監(jiān)測(cè)和控制，主要分為電力監(jiān)控、動(dòng)環(huán)監(jiān)控、消防監(jiān)控、能源管理、照明控制、新能源監(jiān)測(cè)幾個(gè)模塊。
1）電力監(jiān)控
a實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站、變配電所開關(guān)柜、變壓器、應(yīng)急電源以及主要用電設(shè)備運(yùn)行狀況，采集微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置數(shù)據(jù)包括電氣參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)、遠(yuǎn)程遙控、事故報(bào)警及記錄等；
b監(jiān)測(cè)各進(jìn)線回路電能質(zhì)量，包括電壓暫降、諧波畸變、閃變等數(shù)據(jù)波形記錄，進(jìn)而判斷配電系統(tǒng)擾動(dòng)方向，生成電能質(zhì)量分析報(bào)告；
c對(duì)中高壓回路進(jìn)行故障錄波、事件順序記錄等功能，協(xié)助分析故障原因并改進(jìn)；
d對(duì)中壓開關(guān)柜母排設(shè)置弧光保護(hù)裝置，探測(cè)到故障性弧光快速跳閘并報(bào)警；
e監(jiān)測(cè)0.4kV饋線電氣參數(shù)和開關(guān)狀態(tài)，自動(dòng)抄表；
f對(duì)0.4kV進(jìn)行電能質(zhì)量治理，包括諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償。
2）動(dòng)環(huán)監(jiān)控
a實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)力設(shè)備的供配電情況；
b監(jiān)控配電室、機(jī)房等場(chǎng)所的環(huán)境情況，包含有溫濕度、水浸、煙感、有害氣體等；
c接入視頻攝像頭、門禁系統(tǒng)。
3）電氣安全
a實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)0.4kV饋線漏電電流，異常時(shí)報(bào)警；
b監(jiān)測(cè)各電氣接點(diǎn)、母排溫度并實(shí)時(shí)預(yù)警；
c實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)消防設(shè)備的電源狀態(tài)，發(fā)生異常時(shí)報(bào)警；
d實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑內(nèi)防火門、安全門狀態(tài)，發(fā)生異常時(shí)及時(shí)報(bào)警；
e監(jiān)測(cè)建筑內(nèi)消防應(yīng)急照明和疏散指示燈具工作狀態(tài)，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)提供疏散應(yīng)急預(yù)案，燈具有異常時(shí)報(bào)警；
f對(duì)UPS電池間電池溫度、電流、電壓、內(nèi)阻進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
4）能源管理
a采集數(shù)據(jù)中心內(nèi)建筑的能耗數(shù)據(jù)，包括電、水、氣、汽、壓縮空氣、冷熱量等，并進(jìn)行折標(biāo)煤計(jì)算和CO2排放趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)；
b采集數(shù)據(jù)中心的暖通系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、動(dòng)環(huán)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)，包括制冷/制熱量、用水量、壓縮空氣和氧氣消耗量、照明系統(tǒng)用電量等；
c根據(jù)采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算出數(shù)據(jù)中心能效指標(biāo)PUE和WUE。
5）智能照明
a對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)照明進(jìn)行集中管理，包括機(jī)房?jī)?nèi)、配電房和走廊燈公共區(qū)域照明；
b通過(guò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中控制、定時(shí)控制、光照度感應(yīng)控制、人體感應(yīng)控制、區(qū)域控制等；
c對(duì)光照度有要求的特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)調(diào)光控制。
6）新能源監(jiān)測(cè)
a接入數(shù)據(jù)中心的分布式光伏電站發(fā)電數(shù)據(jù)，采集光伏逆變器、并網(wǎng)柜數(shù)據(jù)，并進(jìn)行日、月、年、累計(jì)收益分析和減排分析；
b對(duì)光伏系統(tǒng)異常及時(shí)預(yù)警；
c接入儲(chǔ)能系統(tǒng)和BMS數(shù)據(jù)，根據(jù)負(fù)荷曲線制定儲(chǔ)能充放電使用策略；
d對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)電動(dòng)汽車和汽車充電樁進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和充電交易管理。
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組網(wǎng)方案
安科瑞AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心綜合能效管理解決方案，按照能源的流向、電壓等級(jí)的變化，數(shù)據(jù)中心的電源從供電局引入后，需要經(jīng)過(guò)變電站、中高壓配電室、柴發(fā)室、低壓配電室、電池室，最后能源流向數(shù)據(jù)機(jī)房給IT設(shè)備進(jìn)行供電。
上述的每一個(gè)供配電環(huán)節(jié)都需要采用相應(yīng)的設(shè)備和裝置對(duì)其電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)，以確保數(shù)據(jù)中心供配電的穩(wěn)定安全可靠。
如上圖所示組網(wǎng)拓?fù)洌O(shè)備層的監(jiān)控裝置如微機(jī)保護(hù)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和治理裝置、電力儀表、列頭柜等通過(guò)其自身的通訊接口與傳輸層網(wǎng)關(guān)連接，監(jiān)控的電氣數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)關(guān)采集后傳輸給監(jiān)控平臺(tái)。通過(guò)PC、PAD或者手機(jī)運(yùn)維人員和管理者可以實(shí)時(shí)的了解當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行狀態(tài)。
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系統(tǒng)介紹
1）系統(tǒng)主頁(yè)
展示當(dāng)前數(shù)據(jù)中心總能耗，動(dòng)力能耗，空調(diào)能耗，及其他能耗并且計(jì)算出當(dāng)前數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)PUE值，通過(guò)儀表盤形式直觀展示。
2）變電站綜自
對(duì)數(shù)據(jù)中心變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在一次圖顯示配電系統(tǒng)當(dāng)前遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)和狀態(tài)。
3）分布式光伏
對(duì)逆變器運(yùn)行和電站進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)電站發(fā)電進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。
4）電力監(jiān)控
電力監(jiān)控云平臺(tái)針對(duì)供配電系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)35KV及以下供配電實(shí)施一體化的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供現(xiàn)代化手段，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。
5）變壓器監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)各變壓器各項(xiàng)參數(shù)，包括負(fù)載率、頻率、功率因數(shù)、三相不平衡度等，并且顯示歷時(shí)曲線圖，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化。幫助用戶直觀監(jiān)測(cè)各變壓器運(yùn)行狀態(tài)。
6）電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)
電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)，可以監(jiān)測(cè)電流和電壓諧波畸變率、電壓暫升暫降暫中斷等暫態(tài)事件記錄、ITIC容忍曲線等。
7）電氣安全
電氣接點(diǎn)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，斷路器觸頭、觸臂、母排和線纜連接等位置安裝無(wú)線測(cè)溫傳感器監(jiān)測(cè)接點(diǎn)溫度，便于提前發(fā)現(xiàn)溫度異常導(dǎo)致的事故。
8）UPS監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)采集UPS輸入、輸出端和旁路三相電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)頻率，同時(shí)監(jiān)測(cè)UPS溫度、蓄電池電壓、當(dāng)前負(fù)載下的剩余時(shí)間等數(shù)據(jù)。
9）蓄電池監(jiān)測(cè)
展示單體電池電壓、內(nèi)阻和溫度，預(yù)測(cè)電池帶載時(shí)剩余時(shí)間，每節(jié)電池?cái)?shù)據(jù)均可以設(shè)置異常報(bào)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池異常。
10）列頭柜監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)可以展示配電柜內(nèi)進(jìn)線和饋線回路電氣參數(shù)，包括電流電壓功率電能以及開關(guān)狀態(tài)，并可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警設(shè)置和分級(jí)，數(shù)據(jù)取自配電柜測(cè)量模塊。
11）母線槽監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)可以展示智能小母線的始端箱和插接箱電氣參數(shù)，包括電流電壓、開關(guān)狀態(tài)、插接點(diǎn)溫度，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警設(shè)置和分級(jí)。
12）能源分布
通過(guò)平面圖顯示數(shù)據(jù)中心能源分布，設(shè)備分布情況，并顯示設(shè)備能耗數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊平面圖上設(shè)備可以進(jìn)入具體設(shè)備監(jiān)控界面。
13）能耗分析
顯示電能消耗日/月/年報(bào)表，并可對(duì)具體回路選擇曲線圖、餅圖進(jìn)行展示。對(duì)數(shù)據(jù)中心用電數(shù)據(jù)進(jìn)行同比、環(huán)比分析比較，查看用電趨勢(shì)。
14）能效監(jiān)測(cè)
能效看板實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)中心PUE值以及歷史PUE曲線。并且顯示各分項(xiàng)用能的用能情況及用能排行。監(jiān)測(cè)各變壓器運(yùn)行及負(fù)載情況，給出本月變壓器輸出電能排行。
15）環(huán)境監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心溫濕度、開關(guān)門、水浸、煙霧、噪聲、氣體濃度狀態(tài)等參數(shù)。曲線圖直觀明了，同時(shí)支持歷史數(shù)據(jù)查詢。
16）空調(diào)監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)空調(diào)的回風(fēng)溫濕度，出回水溫度，并可以設(shè)定空調(diào)的溫濕度，達(dá)到更好的控制效果。
17）智能照明
用戶可通過(guò)控制面板、人體感應(yīng)、照度感應(yīng)、微波感應(yīng)、上位機(jī)系統(tǒng)、觸摸屏、手機(jī)、平板端等多種控制終端實(shí)現(xiàn)靈活多樣的智能化控制，特別適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機(jī)場(chǎng)、隧道、車站等大型公建項(xiàng)目的照明系統(tǒng)。
18）消防監(jiān)控
智慧消防管理云平臺(tái)是在智慧安全用的基礎(chǔ)上，增加了火報(bào)系統(tǒng)，智慧煙感和智慧消防用水等設(shè)備和系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)火災(zāi)預(yù)防、火情報(bào)警和聯(lián)動(dòng)控制等功能。
19）故障報(bào)警
報(bào)警事件分為四級(jí)，通過(guò)列表顯示各類報(bào)警事件數(shù)量，通過(guò)柱狀圖顯示逐日?qǐng)?bào)警數(shù)量，提供報(bào)警總數(shù)以及增長(zhǎng)趨勢(shì)。
20）運(yùn)維管理
運(yùn)維管理功能，可針對(duì)數(shù)據(jù)中心各主要設(shè)備進(jìn)行巡檢派工，消缺，搶修等維護(hù)工作。
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平臺(tái)部署硬件選型
電力監(jiān)控、電能質(zhì)量、配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
蓄電池在線監(jiān)測(cè)
精密配電
智能母線監(jiān)測(cè)
充電樁管理平臺(tái)
智能照明系統(tǒng)
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)
消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)
消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)
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隨著對(duì)算力的需求增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心也將加速發(fā)展。為了保障數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定可靠運(yùn)行，除了在電源和前端變配電系統(tǒng)上下功夫外，數(shù)據(jù)中心的末端配電系統(tǒng)數(shù)字化管理更為重要。安科瑞AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心能效管理系統(tǒng)配合安科瑞配電柜系統(tǒng)、智能母線槽系統(tǒng)為數(shù)據(jù)中心的末端配電提供負(fù)荷監(jiān)測(cè)、能效管理、安全預(yù)警和設(shè)備運(yùn)維管理，為數(shù)據(jù)中心連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行提供保駕護(hù)航。
