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淺談電力企業(yè)數(shù)據(jù)中心列頭柜配電設(shè)計及監(jiān)控產(chǎn)品選型

更新時間:2022-09-26      點擊次數(shù):497

李婧婧

安科瑞電氣股份有限公司 
 
摘要:本文將從電力數(shù)據(jù)中心的末端供電可靠性出發(fā),對幾種主要的數(shù)據(jù)中心機柜供電方案進(jìn)行對比研究,分析其優(yōu)缺點,以及應(yīng)用場景,提出為電力數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵負(fù)載提供可靠性用電保障的參考方案。重點分析列頭柜幾種配置發(fā)展方向?qū)ζ淇煽啃?、靈活性以及經(jīng)濟(jì)性角度進(jìn)行深入探討,為關(guān)鍵電力負(fù)載提供可靠性的用電保障。
 
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)中心 末端配電 列頭柜 
 
1.概述:
       電力數(shù)據(jù)中心是電力企業(yè)通信、調(diào)度、信息、營銷、經(jīng)營、綜合管理及分析決策等服務(wù)的公共信息平臺,是各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和共享平臺,是電力企業(yè)跨業(yè)務(wù)、跨流程高級應(yīng)用的重要支持平臺。電力數(shù)據(jù)中心既包含信息系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù),還包括綜合數(shù)據(jù)通信鏈路、綜合環(huán)境控制基礎(chǔ)設(shè)施,其中配電系統(tǒng)是支撐電力數(shù)據(jù)中心正常運行最為關(guān)鍵的設(shè)施之一。
2.傳統(tǒng)列頭柜供電方式
       傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機柜端配電采用配電列頭柜加電纜的配電方式,同時每個機柜配置兩條 PDU 插座,通過電纜從列頭柜取電。列頭柜與機柜之間的供電一般有兩種模式。
2.1 模式一:
       每個列頭柜同時配置 A 和 B 兩路主輸入開關(guān)及對應(yīng)饋線開關(guān),每個機柜從1個列頭柜取電。
2.2 模式二:
       每個列頭柜配置 A 或 B 兩路主輸入開關(guān)及對應(yīng)饋線開關(guān),每個機柜從 2 個列頭柜取電。
 
3.模式一與模式二對比
       模式一采用 1 個列頭柜向末端設(shè)備提供A、B路電源,模式二分布在兩個列頭柜向末端設(shè)備提供A路或B路電源。按照國家標(biāo)準(zhǔn)機房供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時,正常運行情況下,模式一和模式二均滿足容錯要求,即當(dāng) A、B 路任何一路出現(xiàn)故障時均不影響末端設(shè)備運行。從運維管理角度考慮,模式一中的一路出現(xiàn)故障時,因 A、B兩路供電均在一個列頭柜內(nèi),因此需停電維護(hù),增加了運維的難度和可操作性。當(dāng)列頭柜內(nèi)配置較低時,存在任何一路故障時有可能對另外一路造成故障的風(fēng)險。因此,從可靠性和可用性比較,模式二相對較高。
4.傳統(tǒng)列頭柜配置比較
       列頭柜作為數(shù)據(jù)中心機房末端配電管理的核心設(shè)備,需滿足配電、監(jiān)控、測量、保護(hù)、告警等作用。由于信息化設(shè)備進(jìn)一步集中,數(shù)據(jù)中心對供電可靠性和可管理性要要求越來越高,同時,隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和計算機技術(shù)的融合,列頭柜高度智能化的技術(shù)也逐步成熟,從第一代簡單智能列頭柜逐步演進(jìn)到高度智能第三代的技術(shù)。 
4.1 列頭柜的發(fā)展大致分為三代,如下: 
        第一代:多數(shù)采用開關(guān)豎直安裝,在進(jìn)線端加入數(shù)字電表或觸摸屏和通訊接口,只監(jiān)控主路,未監(jiān)控分路。 
        第二代:在第二代基礎(chǔ)上增加分路監(jiān)控,實現(xiàn)電源監(jiān)控和能源管理。 
        第三代:在第三代基礎(chǔ)上提高了智能化技術(shù),集中開關(guān)模塊化、二次元件模塊化、調(diào)相、 監(jiān)控與一體。
        其中,第一代為傳統(tǒng)配電柜,第二代為目前數(shù)據(jù)中心常用精密配電柜,第三代為模塊化精密配電柜,從柜體集成、監(jiān)控、 維護(hù)等方面進(jìn)行比較。(如下圖)
       從上表格中可以看出,相比傳統(tǒng)配電柜,從安全管理、運行管理角度看,精密配電柜可提供機房電源管理功能,將配電系統(tǒng)*納入機房監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)測內(nèi)容除電氣系統(tǒng)主母線及支路所有電氣參數(shù),為機房提供更為管理及服務(wù)。同時,用戶可以及早發(fā)現(xiàn)安全隱患,采取相應(yīng)改進(jìn)措施改善機房供電情況,有效規(guī)避風(fēng)險。
5.安科瑞推出的解決方案
5.1 第一代配置:
遙測:輸入分路的三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、有功電度;
遙信:輸入分路的過壓/欠壓,缺相,過流,頻率過高/過低,輸入分路的開關(guān)狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計,實現(xiàn)電壓、電流、頻率、功率等參數(shù)的越限報警功能。
5.2 第二代配置:
遙測:輸入分路的三相電壓、三相電流、有功功率、有功電度;
遙信:輸入分路的過壓/欠壓,缺相,過流,輸入分路和輸出分路的開關(guān)狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計,實現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的越限報警功能。
 
5.3 第三代配置:
遙測:輸入分路的三相電壓、三相電流、有功功率、有功電度;輸出分路的單相電壓、單相電流、有功功率、有功電度;
遙信:輸入分路的過壓/欠壓,缺相,過流,輸入分路和輸出分路的開關(guān)狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計,實現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的越限報警功能。
5.4產(chǎn)品型號
 
5.5 系統(tǒng)組網(wǎng)圖:
 
5.結(jié)語
       可靠性、可維護(hù)性、經(jīng)濟(jì)性、可擴展性和節(jié)能環(huán)保是電力數(shù)據(jù)建設(shè)和運維的幾大關(guān)鍵要素,供配電系統(tǒng)更是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著電網(wǎng) IT 信息系統(tǒng)快速發(fā)展,數(shù)據(jù)中心末端配電應(yīng)采用具備更高可用性、更高安全性和靈活性的配電結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐。
       安科瑞電氣股份有限公司長期對數(shù)據(jù)中心行業(yè)進(jìn)行內(nèi)外部環(huán)境分析,對國家政策、行業(yè)未來發(fā)展趨勢進(jìn)行行業(yè)熱點分析,預(yù)測未來的行業(yè)發(fā)展方向,同時完善自身行業(yè)的各種應(yīng)用解決方案,分析不同客戶需求,滿足不同客戶的應(yīng)用需求。
 
參考文獻(xiàn)
【1】王德文,劉揚.一種電力云數(shù)據(jù)中心的任務(wù)調(diào)度策略[J].電力系統(tǒng)自動化,2014
【2】安科瑞數(shù)據(jù)中心IDC配電監(jiān)控解決方案.2020.11版.
【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計應(yīng)用手冊.2020.06版.
【4】吳勁松,李光泰,李舒濤,王玉庭,張學(xué)昶 (中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計研究院有限公司,)2018
作者簡介
       李婧婧,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事數(shù)據(jù)中心相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)及應(yīng)用。
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