数据中心供配电系统节能技术

数据中心功率密度高且需要连续不间断地运行，电气能源消耗量巨大，因此，电气系统无论是系统架构，还是设备选型，都始终贯彻节能环保的设计理念。设备选型除满足可靠性外，也应从节能环保角度考虑，降低机房PUE值。

1、配电系统节能技术

    根据数据中心的送电距离、负荷容量及电源性质，合理地选择供电电压，合理地设计供配电系统，以减少电能损耗，具体措施如下;

（1）数据中心配电系统需要考虑长期运行的技术经济合理性，同时，也要考虑分期投入在线扩容的需要。对于分期建设有明确规划的数据中心，应按照扩容计划采用多台变压器方案，避免设备轻载运行而增大损耗。

（2）对于具有多电压等级的供配电系统，应在设计过程中尽量减少电压层次，避免多级变压带来额外损耗。

（3）数据中心采用多层布置时，变压器尽量设置在各个机房层，深入负荷中心，减少低压线路损耗。

（4）备用柴油发电机组应尽量设置在本建筑物内，如果条件不允许，也应尽量靠近负荷所在建筑物，以减少线路损耗。

2、电力变压器节能技术

    应采用低损耗节能干式变压器，接线组别D, yn11 。根据数据中心的负荷性质，变压器普遍为2N或N+1冗余情况，大部分数据中心变压器长时间在低负载情况下运行。变压器在低负载率工况运行下，空载损耗在总有功损耗中占比较高。

    非晶合金变压器相比较硅钢片变压器的空载损耗下降60%~80%，就是与目前常用的SCB13变压器对比，非晶合金变压器的空载损耗依然能达到60%以上。特别适用于数据中心变压器负载率较低的场合，但是非晶合金变压器存在初投资较高、线圈或铁心发生损坏后维修难度大、耗时长等缺点。

3、不间断电源系统节能技术

    数据中心UPS不间断电源系统，应采用效率高、低能耗的UPS产品。

    机房所有的IT设备和保障空调必须由UPS供电，大型数据中心的UPS装机总容量均已达到大容量或超大容量等级，所以效率高、低能耗的UPS可有效降低PUE 。

    一般情况下， UPS的效率会随着负载率的提高而提高，当负载率在70%~100%, 基本达到效率最高区间。数据中心UPS 由于其特殊性，如超前规划、冗余配置[2N或者2 (N+1) 或者N+1] 、设计余量等，大多数的数据中心UPS际负载率低(20%~40%) 。高频UPS模块化休眠技术是模块化的一项特殊技术，其可以提升系统的整体效率降低UPS自身损耗，UPS逻辑控制系统可以根据实际负载率调整功率模块的投入比例，使功率模块始终保持在高负载率下，降低UPS损耗。但是模块化UPS总投资较高，比塔式UPS至少高出30%~60% 。

4、配电线路节能技术

    降压变压器尽量靠近负荷中心，以缩短低压线路送电距离；导体截面可在适当的情况下予以增大，以降低线路损耗，但必须符合数据中心的经济合理性。

5、照明节能技术

    根据建筑布局和照明场所合理布置光源，并选择照明方式和光源类型，是降损节能的有有效方法。推广高效节能的电光源，以电子镇流器取代电感镇流器；应用电子调光器、延时开关、光控开关、声控开关、感应式开关取代跷板式开关，将大幅降低照明能耗和线损。

    绿色照明及控制技术是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明灯具。

    智能照明控制是以计算机技术、自动控制、网络通信、现场总线及嵌入软件等多种技术为基础的分布式控制管理系统，用以实现照明设备智能化集中管理和控制，具有联动控制、定时控制、远程控制、场景模式等功能，控制方式智能灵活。从而达到良好的节能效果，有效延长灯具的寿命，管理维护方便，改善工作环境和提高工作效率。因此，具有全部开启模式、分区域开启模式、值班照明模式、夜间照明等不同场景与模式等。

    机房智能照明控制系统，是根据机房内无人状态或局部有人状态等不同场景下的自动照明，以达到节约能源的目的。为现代化的机房照明提供了一套科学管理、节能减排、精简人员、节省运营成本和提高服务质量的完整的信息化建设及智能控制的系统解决方案。在数据中心机房设计中配置智能照明系统，既可独立操作，又可通过网络接入机房智能环境监控系统或者大楼BA系统等，实现现场或远程的各种场景的模式控制。

    智能照明的节能控制管理方法：根据实际应用要求和各照明区域的特点来编写照明管理程序;通过时间、日光照度、人体感应控制等手段，灵活设定各种应用模式和控制程序，包括就近控制(直接控制)、远程控制(中央集中控制)、定时控制、有人无人动态感应自动控制、联动控制、区域控制和场景控制。

    对于数据中心，可接入多种传感器并进行自动控制，人体移动传感器可实施人来自动开灯、人走自动关灯;照度传感器可根据室外光线的强弱，自动调整室内照明。也可根据上下班时间，自动调整公共场所的照明，使一些走廊、楼道、洗手间等区域的“长明灯”得到有效控制，从而节省能源。