安科瑞易允恒淺談電力企業數據中心列頭柜配電設計及監控產品選型
發布時間：2022-08-15瀏覽次數：1452返回列表
摘要：本文將從電力數據中心的末端供電可靠性出發，對幾種主要的數據中心機柜供電方案進行對比研究，分析其優缺點，以及應用場景，提出為電力數據中心的關鍵負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展方向對其可靠性、靈活性以及經濟性角度進行深入探討，為關鍵電力負載提供可靠性的用電保障。
關鍵詞：數據中心 末端配電 列頭柜
1.概述：
電力數據中心是電力企業通信、調度、信息、營銷、經營、綜合管理及分析決策等服務的公共信息平臺，是各業務應用系統的數據交換和共享平臺，是電力企業跨業務、跨流程高級應用的重要支持平臺。電力數據中心既包含信息系統應用服務，還包括綜合數據通信鏈路、綜合環境控制基礎設施，其中配電系統是支撐電力數據中心正常運行為關鍵的設施之一。
2.傳統列頭柜供電方式
傳統數據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 兩路主輸入開關及對應饋線開關，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 兩路主輸入開關及對應饋線開關，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 個列頭柜向末端設備提供A、B路電源，模式二分布在兩個列頭柜向末端設備提供A路或B路電源。按照國家標準A級機房供配電系統結構時，正常運行情況下，模式一和模式二均滿足容錯要求，即當 A、B 路任何一路出現故障時均不影響末端設備運行。從運維管理角度考慮，模式一中的一路出現故障時，因 A、B兩路供電均在一個列頭柜內，因此需停電維護，增加了運維的難度和可操作性。當列頭柜內配置較低時，存在任何一路故障時有可能對另外一路造成故障的風險。因此，從可靠性和可用性比較，模式二相對較高。
4.傳統列頭柜配置比較
列頭柜作為數據中心機房末端配電管理的核心設備，需滿足配電、監控、測量、保護、告警等作用。由于信息化設備進一步集中，數據中心對供電可靠性和可管理性要要求越來越高，同時，隨著電力電子技術的發展和計算機技術的融合，列頭柜高度智能化的技術也逐步成熟，從代簡單智能列頭柜逐步演進到高度智能第三代的技術。
4.1 列頭柜的發展大致分為三代，如下：
代：多數采用開關豎直安裝，在進線端加入數字電表或觸摸屏和通訊接口，只監控主路，未監控分路。
第二代：在第二代基礎上增加分路監控，實現電源監控和能源管理。
第三代：在第三代基礎上提高了智能化技術，集中開關模塊化、二次元件模塊化、調相、 監控與一體。
其中，代為傳統配電柜，第二代為目前數據中心常用配電柜，第三代為模塊化配電柜，從柜體集成、監控、 維護等方面進行比較。（如下圖）
從上表格中可以看出，相比傳統配電柜，從安全管理、運行管理角度看，配電柜可提供機房電源管理功能，將配電系統完全納入機房監控系統，監測內容除電氣系統主母線及支路所有電氣參數，為機房提供為管理及服務。同時，用戶可以及早發現安全隱患，采取相應改進措施改善機房供電情況，有效規避風險。
5.安科瑞推出的解決方案
5.1 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，輸入分路的開關狀態，具備電流、功率需用量分析和統計，實現電壓、電流、頻率、功率等參數的越限報警功能。
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狀態，具備電流、功率需用量分析和統計，實現電壓、電流、功率等參數的越限報警功能。
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狀態，具備電流、功率需用量分析和統計，實現電壓、電流、功率等參數的越限報警功能。
5.4產品型號
5.5 系統組網圖：
5.6 本地觸摸屏系統：
5.結語
可靠性、可維護性、經濟性、可擴展性和節能環保是電力數據建設和運維的幾大關鍵要素，供配電系統是數據中心基礎設施中的關鍵環節。隨著電網 IT 信息系統快速發展，數據中心末端配電應采用具備高可用性、高安全性和靈活性的配電結構進行支撐。
安科瑞電氣股份有限公司長期對數據中心行業進行內外部環境分析，對國家政策、行業未來發展趨勢進行行業熱點分析，預測未來的行業發展方向，同時完善自身行業的各種應用解決方案，分析不同客戶需求，滿足不同客戶的應用需求。
參考文獻
【1】王德文，劉揚.一種電力云數據中心的任務調度策略[J].電力系統自動化,2014
【2】安科瑞數據中心IDC配電監控解決方案.2020.11版.
【3】安科瑞企業微電網設計應用手冊.2020.06版.
【4】吳勁松，李光泰，李舒濤，王玉庭，張學昶 （中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司，）2018
作者簡介：
易允恒，男，本科 安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電
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