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行業背景
數據中心最主要的目標之一是確保業務連續性。數據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計，比如多路獨立高壓市電電源、大容量中壓柴油發電機組，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容錯能力。配電柜(也稱列頭柜)或母線槽承擔為數據中心服務器、存儲和網絡等IT設備提供穩定可靠的電源的末端配電環節，其運行穩定性也尤為重要。在這個環節，幾乎所有的數據中心都面臨著一些共性的挑戰，包括電源容量管理和配置、數據中心能源管理、環境管理、安全管理、計算能力需求擴張、資產和變更管理等等。
電源容量管理和配置：許多數據中心缺乏有計劃的增長擴容，工程師經常將新設備接入看似可用的回路，而對回路可用的負荷容量知之甚少。這可能會導致回路過負荷保險絲熔斷并導致停機并導致很大的經濟損失，服務中斷的損失是以秒來計算的。
能源管理：數據中心最主要的能效指標PUE的計算涉及到所有IT設備的耗能，而IT設備的耗能計量都集中在末端配電，所以在末端需要具備能源計量和管理。
環境管理：雖然IT設備耗能占能源成本的50%以上，但另有36%用于冷卻和循環空氣。數據中心通常會將機房溫度調到過冷以防止設備故障，但將機房溫度升高1攝氏度，最多可節省高達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。
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用功，對末端的電源插接點接觸以及溫升情況也需要關注。
計算能力需求：在可預見的未來，一個不變的趨勢是對更多計算能力的需求，這種快速擴張將導致數據中對的電力需求越來越大。
資產和變更管理：對于正在擴展的數據中心，手動跟蹤資產可能很繁瑣且成本很高。研究指出，庫存收集、庫存核對、查找錯放資產、手動存儲庫更新和更換錯放資產的過程每年花費的人力和資金成本巨大。
安科瑞電氣緊跟數據中心發展形式，推出AcrelEMS-IDC數據中心綜合能效管理解決方案，包含有電力監控、動環監控、消防監控、能耗統計分析、智能照明控制以及新能源監測幾個子系統。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、配電監控、智能母線監控以電氣火災、應急照明及疏散指示等多種子功能，能夠幫助用戶實時掌握數據中心的運行情況，保障數據中心可靠、安全、節約、有序、低碳的運行，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運維成本。
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應用場所
適用于運營商、銀行、新媒體、互聯網企業等數據中心。
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平臺組成
AcrelEMS-IDC數據中心綜合能效管理系統，為數據中心的能源管理提供全方位的監測和控制，主要分為電力監控、動環監控、消防監控、能源管理、照明控制、新能源監測幾個模塊。
1）電力監控
a實時監控變電站、變配電所開關柜、變壓器、應急電源以及主要用電設備運行狀況，采集微機保護測控裝置數據包括電氣參數、開關狀態、遠程遙控、事故報警及記錄等；
b監測各進線回路電能質量，包括電壓暫降、諧波畸變、閃變等數據波形記錄，進而判斷配電系統擾動方向，生成電能質量分析報告；
c對中高壓回路進行故障錄波、事件順序記錄等功能，協助分析故障原因并改進；
d對中壓開關柜母排設置弧光保護裝置，探測到故障性弧光快速跳閘并報警；
e監測0.4kV饋線電氣參數和開關狀態，自動抄表；
f對0.4kV進行電能質量治理，包括諧波治理和無功補償。
2）動環監控
a實時監測動力設備的供配電情況；
b監控配電室、機房等場所的環境情況，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。
3）電氣安全
a實時監測0.4kV饋線漏電電流，異常時報警；
b監測各電氣接點、母排溫度并實時預警；
c實時監測消防設備的電源狀態，發生異常時報警；
d實時監測建筑內防火門、安全門狀態，發生異常時及時報警；
e監測建筑內消防應急照明和疏散指示燈具工作狀態，在發生火災時提供疏散應急預案，燈具有異常時報警；
f對UPS電池間電池溫度、電流、電壓、內阻進行監測。
4）能源管理
a采集數據中心內建筑的能耗數據，包括電、水、氣、汽、壓縮空氣、冷熱量等，并進行折標煤計算和CO2排放趨勢統計；
b采集數據中心的暖通系統、給排水系統、動力系統、動環系統、照明系統能耗數據，包括制冷/制熱量、用水量、壓縮空氣和氧氣消耗量、照明系統用電量等；
c根據采集的數據實時計算出數據中心能效指標PUE和WUE。
5）智能照明
a對數據中心內照明進行集中管理，包括機房內、配電房和走廊燈公共區域照明；
b通過系統實現集中控制、定時控制、光照度感應控制、人體感應控制、區域控制等；
c對光照度有要求的特定區域實現調光控制。
6）新能源監測
a接入數據中心的分布式光伏電站發電數據，采集光伏逆變器、并網柜數據，并進行日、月、年、累計收益分析和減排分析；
b對光伏系統異常及時預警；
c接入儲能系統和BMS數據，根據負荷曲線制定儲能充放電使用策略；
d對數據中心內電動汽車和汽車充電樁進行狀態監測和充電交易管理。
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組網方案
安科瑞AcrelEMS-IDC數據中心綜合能效管理解決方案，按照能源的流向、電壓等級的變化，數據中心的電源從供電局引入后，需要經過變電站、中高壓配電室、柴發室、低壓配電室、電池室，最后能源流向數據機房給IT設備進行供電。
上述的每一個供配電環節都需要采用相應的設備和裝置對其電氣參數進行監控和保護，以確保數據中心供配電的穩定安全可靠。
如上圖所示組網拓撲，設備層的監控裝置如微機保護、電能質量監測和治理裝置、電力儀表、列頭柜等通過其自身的通訊接口與傳輸層網關連接，監控的電氣數據經網關采集后傳輸給監控平臺。通過PC、PAD或者手機運維人員和管理者可以實時的了解當前數據中心的運行狀態。
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系統介紹
1）系統主頁
展示當前數據中心總能耗，動力能耗，空調能耗，及其他能耗并且計算出當前數據中心實時PUE值，通過儀表盤形式直觀展示。
2）變電站綜自
對數據中心變電站實時監控，并在一次圖顯示配電系統當前遙測、遙信數據和狀態。
3）分布式光伏
對逆變器運行和電站進行監測，對電站發電進行統計和分析。
4）電力監控
電力監控云平臺針對供配電系統的特點，對35KV及以下供配電實施一體化的實時監控，對電網的安全運行提供現代化手段，可實現無人值守。
5）變壓器監測
監測各變壓器各項參數，包括負載率、頻率、功率因數、三相不平衡度等，并且顯示歷時曲線圖，數據實時變化。幫助用戶直觀監測各變壓器運行狀態。
6）電能質量監測
電能質量在線監測，可以監測電流和電壓諧波畸變率、電壓暫升暫降暫中斷等暫態事件記錄、ITIC容忍曲線等。
7）電氣安全
電氣接點溫度實時監測，斷路器觸頭、觸臂、母排和線纜連接等位置安裝無線測溫傳感器監測接點溫度，便于提前發現溫度異常導致的事故。
8）UPS監測
系統采集UPS輸入、輸出端和旁路三相電壓、電流、有功功率、功率因數頻率，同時監測UPS溫度、蓄電池電壓、當前負載下的剩余時間等數據。
9）蓄電池監測
展示單體電池電壓、內阻和溫度，預測電池帶載時剩余時間，每節電池數據均可以設置異常報警，及時發現蓄電池異常。
10）列頭柜監測
系統可以展示配電柜內進線和饋線回路電氣參數，包括電流電壓功率電能以及開關狀態，并可以對數據進行報警設置和分級，數據取自配電柜測量模塊。
11）母線槽監測
系統可以展示智能小母線的始端箱和插接箱電氣參數，包括電流電壓、開關狀態、插接點溫度，并對數據進行報警設置和分級。
12）能源分布
通過平面圖顯示數據中心能源分布，設備分布情況，并顯示設備能耗數據，點擊平面圖上設備可以進入具體設備監控界面。
13）能耗分析
顯示電能消耗日/月/年報表，并可對具體回路選擇曲線圖、餅圖進行展示。對數據中心用電數據進行同比、環比分析比較，查看用電趨勢。
14）能效監測
能效看板實時顯示當前數據中心PUE值以及歷史PUE曲線。并且顯示各分項用能的用能情況及用能排行。監測各變壓器運行及負載情況，給出本月變壓器輸出電能排行。
15）環境監測
監測數據中心溫濕度、開關門、水浸、煙霧、噪聲、氣體濃度狀態等參數。曲線圖直觀明了，同時支持歷史數據查詢。
16）空調監測
系統可監測空調的回風溫濕度，出回水溫度，并可以設定空調的溫濕度，達到更好的控制效果。
17）智能照明
用戶可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現靈活多樣的智能化控制，特別適合于各類智能小區、醫院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明系統。
18）消防監控
智慧消防管理云平臺是在智慧安全用的基礎上，增加了火報系統，智慧煙感和智慧消防用水等設備和系統。實現火災預防、火情報警和聯動控制等功能。
19）故障報警
報警事件分為四級，通過列表顯示各類報警事件數量，通過柱狀圖顯示逐日報警數量，提供報警總數以及增長趨勢。
20）運維管理
運維管理功能，可針對數據中心各主要設備進行巡檢派工，消缺，搶修等維護工作。
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平臺部署硬件選型
電力監控、電能質量、配電室環境監控系統
蓄電池在線監測
精密配電
智能母線監測
充電樁管理平臺
智能照明系統
電氣火災監控系統
消防設備電源監控系統
消防應急照明和疏散指示系統
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隨著對算力的需求增長，數據中心也將加速發展。為了保障數據中心穩定可靠運行，除了在電源和前端變配電系統上下功夫外，數據中心的末端配電系統數字化管理更為重要。安科瑞AcrelEMS-IDC數據中心能效管理系統配合安科瑞配電柜系統、智能母線槽系統為數據中心的末端配電提供負荷監測、能效管理、安全預警和設備運維管理，為數據中心連續穩定運行提供保駕護航。
