数据中心供配电：牵一发而动全身

数据中心作为企业的信息中心枢纽，承载着关系企业核心信息的服务器。然而，电源作为数据中心的基础要素之一，断电或低质量供电都是造成数据中心服务器停机的一大主要因素。如何对数据中心电源系统进行设计和智能化管理，以确保数据中心服务器以及其它硬件持续运行，是众多数据中心管理者面临的重大问题。

另外随着数据中心规模的不断扩大，数据中心正在成为名副其实的耗能大户，众多企业都对其发出了“买得起、用不起”的感叹。如今电费支出已经成为数据中心一项相当大的运营支出，大多数企业面对近乎天文数字的电费和不断超编的预算束手无策。如何对数据中心的能耗做出最有效的能耗管理，如何着手减少碳足迹，如何构建一个绿色的数据中心呢？

维基百科CIO难忘的日子

供配电系统对于数据中心整体运维的重要性可谓是牵一发而动全身，维基百科的CIO肯定深有体会。2010年7月5日，据国外媒体报道，由于佛罗里达数据中心断电，导致维基百科当天出现全球范围宕机。

当用户访问维基百科或维基传媒旗下的其他网站时，便会看到一条故障提示信息：“抱歉！该网站出现技术故障。”维基百科上一次大范围宕机出现在2010年3月，当时由于欧洲数据中心过热，迫使维基传媒启用了美国佛罗里达的备用服务器。不幸的是，转换过程导致DNS解析错误，从而使得维基传媒旗下所有网站无法访问。

对于数据中心的供配电设计方案，西门子IT解决方案和服务集团数据中心解决方案部经理程应军建议，首先必须要对整个数据中心各种应用的整体情况有一个清晰的了解，然后再针对这些问题提出一个整体解决方案，只有这样，才能实现提高数据中心效能和降低电力损耗以及减少占地空间的整体目标。

对于供配电系统来说，在外电源满足的情况下，数据中心的设计要在预定的生命周期内满足数据中心各种应用的需求，并能做到随需而变。

在动力供配电系统方面，一套可持续发展、良好的计算机供配电系统是保证计算机设备、场地设备及辅助用电设备安全运行的先决条件。为保证计算机设备的供电质量，机房场地要求有独立配电系统，双源互投系统，加UPS组成供电系统等。对于很多大型服务器等设备，要达到一级负荷标准，还需要做到可靠的接地。通过电池配置，优化UPS系统可靠性，在外部电源失电的情况下，节能环保型的发电机采用自动或手动的启动功能，通过供电线路继续给负载提供源源不断、稳定的供电，以提高数据中心供电系统的高可用性。

关于数据中心供配电系统，西门子北京数据中心有不少可以借鉴的经验，它作为西门子在亚洲最大的数据中心，一期占地面积超过 490平米，拥有100个机柜和630台服务器，能够提供所有IT和语音服务。这个设施一流的数据中心是西门子地区性战略 IT枢纽，可为中国乃至整个亚洲的内外部客户提供IT外包服务。在此，数据中心、通信中心和供电中心同在一个屋檐下。

西门子数据中心机柜配电形式，采用母线到机柜，灵活分配，易于拆卸，扩容，不像传统的列头柜设置在机柜将来扩容和变更是非常困难的，很难调整，而用新的电源分配母线，是比较有利于将来提供不同的供应需求，具体优势如下：

母线到机柜可以提高机柜配电分配的灵活性、扩展性：同一母排上可根据不同机柜负载大小不同而灵活分配，（即类似网络带宽共享方式一样，功率负荷共享）；如需扩容、调整相（三相不平衡时），只需相应调整对应的插接箱，而无需对线路做任何调整；

还可提高可靠性、安全性：

母线槽好处：分接方便、过载能力强、能防止过载失火、散热性能好、防水设计、维护方便（免维护设计）

母线槽为密集型系统，是一种内部采用典型的三明治结构，是一种灵活可靠的配电系统，母线槽为密集型系统，设计合理、性能优越，具有稳定可靠、配电效能高、散热好、电压降低、耐机械冲击和安装简便等特点；

密集母线外壳采用优质的铝镁合金，同时外壳可作为100%接地导线，同时设计有双N排系统,故能很好地满足机房工程中200%中性线的要求。

产品原材料从国外进口，铜排镀铅锡或镀银，既降低接触电阻，密集母线也提高母排载流量。

符合相关标准，IEC 439-2《低压成套开关和控制设备》，GB 7251《低压成套开关设备》，JB/T 8511-1996《空气绝缘母线干线系统（母线槽）》

居高不下的电费账单，都耗在哪了？

俗话说，没有计量就没有标准。

面对日益复杂的数据中心设计架构、纷繁的信息处理要求和严苛的电力保障环境，您是否真的了解您的数据中心呢？面对每月居高不下的电费账单，您是否知道耗电大户在哪里？我们该如何智能有效的管理数据中心用电呢？

数据中心能源效率指标——该指标将评估一个数据中使用的能源中有多少用于生产，还有多少被浪费掉。其中绿色网格组织的电能利用率PUE (Power Usage Effectiveness) 影响较大，PUE=(数据中心的总用电量)/(IT设备的总用电量)。数据中心电能利用率的物理含义是在用户总输入电能中，到底有多少的电能是真正被馈送到IT设备上。数据中心机房的PUE值越大，则表示用于确保IT设备安全运行所配套的，由UPS供电系统、空调系统、输入/输出供配电系统以及照明系统等所组成的动力和环境保障基础设施所消耗的功耗越大，所以PUE值越小，越能体现机房的节能性。目前，国内绝大多数的数据中心PUE为3左右，欧美一些国家PUE平均值在2左右，而西门子北京数据中心PUE值则为 1.7左右，而且通过持续优化，还可能降至更低。

西门子IT解决方案和服务集团高级系统工程师韩建军给中国信息主管网记者介绍到，数据中心电源管理应该采用主动能源管理，这样可确保数据中心具备高效的电源并利用自然冷却、分区制冷等方式实现冷却。它涵盖整个数据中心的能源管理、优化的机架布局、理想的服务器机柜布置和环境控制。

西门子数据中心配电断路器具备其独特的监控功能，各级断路器具有监控功能，可实现整个电力系统的集中监控，任何断路器工作状态的异常都可以及时反应到监控系统，以便维护管理人员准确而快速发现并解决问题；实时测量并可计算数据中心的核心指标之一：PUE值；结合动力环境监控系统的数据库支持，可做包括PUE值在内历史数据分析。

西门子北京数据中心，每一个单元都能实现实时监控，小到每一个内存条，大到整个数据中心环境的湿度、温度，包括UPS的每一节电池都要做监控，这样就能对这些组件的实时工作状态了如指掌。举个例子，电池从某种意义上属于耗材，而且电池的处理是令人头疼的问题。如果能延长电池的使用寿命，就意味着在绿色节能方面做了环保的事情。西门子是怎么做的呢？韩建军向中国信息主管网记者介绍到：“我们每个季度都对电池做一个放电处理，因为只有做放电处理，才会延长电池的使用寿命。能够实现这个功能，很大程度是依赖于精细化可监控的管理。”

总之，数据中心的供配电系统是整个数据中心正常、可靠运行的关键部分，供配电系统一丝一毫不稳定都牵系着企业关键业务的正常运转，我们在做好供配电系统持续运行的前提下，也需要重点关注耗能的各个部分，层层把关，严防超标。