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数据中心机房供电需求有哪些?供配电系统如何布置?

有了这些信息,就可以更明确该如何管理服务器在机架中的放置情况,甚至可以管理资源池中虚拟服务器的流量。其中一个目的是避免出现过热,并保证最佳的热负荷分布(不是绝对的平均分布,应该给有些系统减少动力供给,而其他系统处于较高工作负荷状态。)另一个目的是使每个机架的待机功率/最大功率每天保持基本稳定,这一信息可以减少制作生产量计划时的一些臆断。

可扩展的高级功能:您数据中心基本的DCIM软件应通过在机柜级捕获数据来提供电源监控和管理,环境监控和访问控制。其应该自动测量,捕获和存储数据,监视和报警阈值,趋势功率和环境条件,简化对用户访问权限的管理,并记录每次访问尝试。还应该能够扩展,以提供更强大的资产管理,电力链和连通性的映射和变化,以及工作流程管理。

(七)供配电设备的安装和线路敷设

有了这些信息,数据中心就可逐步建立能源分配系统并对自身情况进行报告。有专家指出,如果配以电力线数据连接技术,就有可能在当前流量范围内获取可靠的信息,这就使得动力网络也成为了信息网络。

对于进行机柜级部署的数据中心站点而言:如果您企业所采用的系统集成商将设备加载到您的机柜中,然后将集成机柜部署到您的数据中心现场,则机柜需要规定的滚动负载和运输负载,并且需要对脚轮进行额定以支持这些负载。这些值可能不同于典型的静态负载,这是机柜连接到建筑结构时的负载。

UPS
电源主机、配电柜与蓄电池组是否需要分隔,按照数据中心等级的要求决定,另外还需要考虑到UPS属于大型设备,重量比较大,噪声大,需要摆放在一个承重比较好,并且不影响办公和休息环境的地方。配电柜位置的选择,主要考虑功能上的需求,配电柜应在满足功能分区的基础上,尽可能靠近供电负载。发电机房宜设置在地面一层,当发电机房设置于地下层时,应特别注意进、出风通道能否满足要求,应注意发电机组储油装置(日用油箱、储油罐)的消防要求。
变配电所、发电机房、UPS
电源机房均应留有足够的面积,可与设备机房同步发展,应对设备机房面积扩展或设备机房功率密度上升引起的供电需求。于非专门设计用于数据中心的建筑,应注意其是否满足设备安装和线路敷设的要求,包括楼面荷载、净高、抗震等级、耐火等级等方面。

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除了满足上述所有技术产品要求和建议的主要功能之外,若您数据中心的解决方案提供商能够提供以下服务,也会增加其产品的价值。

主机带负载,备机空载或带非重要负载,备机接入主机的BYPASS(旁路)输入端。这种方式布置比较灵活,不需要两台UPS同品牌,而且不要增加额外辅助电路,不增加购置成本。如果UPS主机发生了故障,那么UPS备机必须接替全部负载,这也就意味着设计时必须计算好UPS主机故障时,UPS备机所需承担的总负载。此方式的缺陷在于UPS备机得具有阶跃性负载承载能力,无法对电源系统进行扩容,两台容
量不同的UPS相联,只能按最小的UPS容量输出。

另外,很多直流电系统现在都足够灵活,可以报告输入的电流和输出的电流都用于何处。最大的变化是,UPS可以读取或发出数据中心动力单元的信息,或者追溯建筑中的主电路的信息。有了一台服务器或者机座,动力供给就可以报告进入机座或机柜的每个子系统的电能是多少,这时CPU、存储器和NIC都被作为子系统而分开考虑。

八、简化单一的来源

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IT管理者也可以轻松获得其他形式的信息,这些信息通常无法从动力网络中得到。如通过主配电板的能量有多少被有效利用?通过UPS的呢?通过地下接口的呢?或者通过这一电源插座的?当前有多少能量被消耗,一天中,一月中,一年中,耗电量以及耗电设备是如何变化的?

电源插座的切换:电源管理的另一个重要方面是能够将电源循环到悬挂的IT设备。这是由能够循环供电到每个单独插座的PDU提供的。这些PDU还允许插座由机架PDU管理员控制。除非专门分配给电力设备以仔细管理电力和利用率,否则电源插座可以被关闭。

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随着IT技术的发展,信息就是力量,关于一个资源池,你了解的越多,你越能更好地控制它。因此,为了进行资源管理以及工作量规划,最大量的掌握相关信息是必要的。

对于服务器机柜而言:在服务器机柜中使用PDU安装支架和环形电缆管理器,??以支持一侧的PDU和另一侧的网络跳线。

(一)数据中心电力需求:

比如,能量供给是数据中心需要慎重管理的方面,服务器应该插入机架上的哪个电源插座(PDU)?应该将这一电源插座插入哪个地下接口?对大多数数据中心,这最终是由电子数据表和应用于动力机柜和电源插座的标签来管理的。

远程的温度和湿度监控:需要监控进口和出口的温度和进口的湿度,以确保符合ASHRAE推荐的范围,设备规格或数据中心现场规范要求。

PDU电源分配器和普通电源排插相比,其优点主要表现在设计安排更合理、品质和标准更严格、安全无故障工作时间长、各类漏电、过电过载保护更优秀、插拔动作频繁而不易损坏、热升温小、安装更灵活方便,适合对用电要求很严格的行业客户使用。也从根本上杜绝了普通电源排插的因接触不良、负荷小而造成的频繁断电、烧毁、火灾等安全隐患。

数据中心的管理一般是通过监控数据中心的信息网络来实现的,而专家指出,充分了解资源池内的各种信息,可以更好的实现数据中心管理。除了那些监控设备传递出的各种各样的数据之外,一个电源插座、一条线缆、甚至一个UPS也可以传递数据中心各种设备的有关信息。

具备高静态额定负载的强大设计:理想情况下,当连接到建筑结构时,您数据中心的机柜应能够容纳重量至少为3000磅(1500千克)的设备。信誉良好的供应商将使用行业内的一项通用标准(如UL
2416,UL安全音频/视频标准,ICT设备机柜,机柜和机架系统)借助第三方的实验室来对其机柜进行负载测试,其中包括承载超过其重量容量四倍的测试。

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一款简单而强大的DCIM软件,可以帮助您在一个屏幕上显示机房和机柜中所有活动的趋势,带来简化的white
space管理概念。故而企业在采购DCIM软件时,务必要注重简单、实用、和易于部署。

(2)可靠性要求——供配电系统的可靠性要求相应提高。 •
供配电系统可靠性:99.00%-99.90%-99.99%—99.999%——更高;

除了数据流之外,就连机柜电源插座都可以传递信息:一个在Category-5和机架数据开关之间有连接线的机柜电源插座可以提供这些信息:例如一个XLM
stream,一定间隔或者一定需求的情况下,每个配电机架需要多少电。它也可以报告要消耗多少电能,以使数据中心管理软件监视协议数据单元的运行情况(如果效率开始降低),同时进行报告。

根据ASHRAE
2015热指南,所有类别的IT设备应保持在64.4-80.6°F(18-27°C)的温度范围内,相对湿度在40-60%的范围内。另外,入口和出口温度之间的差值应该在35°F(20°C)以内,并且在任何15分钟的时间内不得超过9°F(5°C)。

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一款设备机柜的根本目的是用于垂直堆叠设备。当在为你企业选择机柜的大小时,即意味着需要让一个被指派了特定规模大小的占地空间存储安置一定数量的设备。这会涉及到两大主要考虑因素:机柜占地面积和机柜的承载能力。

按负荷电流计算的结果是蓄电池组的总容量,然后再选择单组蓄电池的容量和组数。按负荷功率计算的结果是选定容量规格的蓄电池组数。两种计算方法的结果可互相校验。
对于单电源输入设备,即使已采用双单元冗余UPS
电源系统,也宜将其连接在其中一个单元上。对于双单元冗余UPS电源系统,可将其每个单元中的部分容量视为并联冗余性质。对于需要双回路供电的单电源输入设备,宜在其输入端设置静态转换开关STS。静态转换开关STS
的性能应能满足其要求,一般转换时间小于5~10ms。
当负荷设备对零-地电压要求较高时,可在机房配电柜设置隔离变压器。有时候,为保证UPS故障旁路后输出高质量电源,往往在UPS旁路输出端设置隔离变压器。

高环境温度额定值:对于密度高于10
kW的高密度机柜,选择具有最高环境温度的机架PDU是至关重要的。当今市场上性能良好PDU具有高达149°F(65°C)的温度额定值。

(3)、双总线冗余供电方式

六、访问控制和保护

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门穿孔和内部气流管理:选择门穿孔率至少为78%的机柜,以实现最大的前后气流流通。此外,请指定机柜的气流管理附件,以优化前后气流。这些设备包括密封设备安装导轨与设备顶部,底部和侧面之间空间的挡板,以阻止设备周围的空气流入,并封闭设备之间的任何未使用的机架安装空间。

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符合监管法规的审计追踪:最重要的是,选择一个电子访问控制解决方案,为您数据中心提供每次访问尝试的记录,并轻松地将信息集成到PDU接口或DCIM软件中,以便于报告。

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趋势数据图表:通过轻松查看趋势和事件,您可以快速识别问题所在的区域,并优化站点容量,利用率和安全性。

数据中心一般采用柴油发电机组作为自备应急电源,对于大型、高等级数据中心也可以选择可靠性高、输出电源品质好、带非线性负载能力强、体积小、重量轻的大功率燃气轮机发电机组。一般可靠性要求的数据中心宜配置一路自备应急电源,供电容量应能满足全部一、二级负荷的需求,包括UPS
电源系统、机房空调、机房照明、蓄电池充电及建筑设备中的一、二级负荷。

七、优化与DCIM软件的系统集成

(二)数据中心机房供配电系统需求分析

与机柜和PDU接口的无缝集成:理想情况下,电子门禁解决方案应该与智能PDU完全集成整合,因此不需要单独的供电和联网。一个显示了机柜访问和配电信息的单一Web界面大大简化了white
space的管理。

(1) 按负荷电流计算;

二、电缆管理/路径的组织

(六)UPS供配电系统设计

当前的计算和网络趋势或将导致更多的设备被配置或安置在远程站点中。优化高密度和远程站点需要一种新的方法,以便在white
space中进行适配和监控。

随着数据中心的要求也不断提高,信息设备功能越来越强,功率密度越来越高。数据中心设备机柜用电负荷由以前的2kVA/台,提高到3kVA/台、4kVA/台,甚至更高。机房单位面积的平均用电负荷也由1kVA每平方,提高到1.5kVA每平方、2kVA每平方,甚至更高,数据中心用电负荷的统计应分为两个层次,即:UPS
供电系统负荷(输出)和市电供电系统负荷。

对于诸如金融和医疗保健等需要借助高度安全性敏感的数据信息进行交易的行业企业而言,必须遵守严格的监管和合规法规,例如医疗保健行业的医疗健康保险携带和责任法案(HIPAA),支付卡行业的数据安全标准(PCI
DSS)和联邦机构必须遵守的联邦信息安全管理法案(FISMA)。
这些规定要求相关的企业组织机构必须限制对授权个人的信息设备的物理访问。

(五)自备应急电源系统设计

在white
space(尤其是机柜内部)中进行电源管理对于确保所有IT应用程序的可用性以及将数据中心的整体能耗降至最低是至关重要的。此外,通过高效的电源管理,您数据中心还可以通过在机架级和设备级的管理和监视电源,来提高运营效率。

(四)市电动力配电系统设计

通过将数据中心的机柜与硬件和软件集成整合到一款单一的平台中,数据中心管理人员们可以真正了解到数据中心内的不同动态,从而作出明智的决策。此外,来自同一制造商的IT基础架构、硬件和软件的充分的集成整合消除了来自不同供应商的不同产品配对所带来的挑战和困惑。

双总线供电方式是采用两条总线对后端设备进行供电,每条总线上具有相同的一套UPS供电方式,消除可能出现在UPS输出端与最终用户负载端之间的“单点瓶颈”故障隐患,以提高输出电源供电系统的“容错”功能。此供电方式能够在线维护,在线扩容,在线升级,改善了重要总线的可用性,满足了双电源用电设备的需求,真正实现了7×24×365运行的目标。但是双总线冗余供电方式相当于搭建了两套前述供电方式的回路,需要增加2倍以上的成本。同
时,为满足单电源设备的供电需求,可在输出端安装STS,来保证供电输出的可靠性。

独立的电源和网络缆线通路:电源和网络缆线通路是添加到机柜的附件。使用单独的附件来支持电源和网络缆线通路。把它们安置在机柜里,使得它们在物理上是分开的。

电源分配单元(PDU),顾名思义PDU应具备电源的分配或附加管理的功能。电源的分配是指电流及电压和接口的分配,电源管理是指开关控制(包括远程控制)、电路中的各种参数监视、线路切换、承载的限制、电源插口匹配安装、线缆的整理、空间的管理及电涌防护和极性检测。由于数据中心的几乎所有的IT设备都已经或者将要放置在标准机柜内,所以,PDU作为机柜的必备附件也越来越受到相关各方的重视。

造成停机中断的最常见的原因之一是由于机柜内温度或湿度超标导致的硬件故障。相比之下,正如美国采暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE)所推荐的行业最佳实践方案一样,在white
space内维持适当的温度水平是非常重要的,因为它们与数据中心内部整体能耗密切相关。

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