模塊化在發電企業信息機房建設中的應用研究

郝 毅

（華能太原東山燃機熱電有限責任公司，太原 030043）

模塊化在發電企業信息機房建設中的應用研究

郝 毅

（華能太原東山燃機熱電有限責任公司，太原 030043）

隨著大數據時代的到來，發電企業日常生產經營越來越依靠信息系統安全穩定運行，而信息機房是信息系統著陸的硬件平臺。模塊化是新興的信息機房建設理念，具有可靠性高、靈活性強、建設周期短、綠色節能等特點。本文將引出模塊化機房的概念，總結模塊化機房的特點，討論模塊化在發電企業信息機房建設中的應用。

發電企業；信息機房；模塊化

1　發電企業信息機房建設的現狀及存在的問題

目前電力企業信息機房建設大多只注重安全性、可靠性，而對信息機房的規范性、設備靈活性、節能環保、整體效率、日常運維等方面未進行統籌規劃。

1.1機房制冷系統能耗大、效果不佳

目前，電力企業信息機房空調系統從節能角度考量采用下送風方式較多，采用下送風方式制冷，處于機柜中下方的設備制冷效果較好，而上部設備制冷效果不佳，設備制冷長時間依靠自身會增加設備故障率。

1.2設備和環境監測系統不完善，機房運維難度大、成本大

目前，大部分電力企業信息機房環境與設備狀態需要人工檢查，機房環境及設備狀態、供配電情況、水浸及消防的實時狀態及設備的緊急故障，很難第一時間發現和處理，信息系統硬件安全存在隱患。

1.3機房各系統兼容性差

目前，電力企業信息機房各系統在建設工程中不僅要考慮自己實用性的問題還要與其他系統進行兼容。這就會影響整體機房效率與美觀性，也會增加機房設備維修與更新的成本與難度。

1.4機房搬遷擴容難度大

電力企業尤其在基建階段對信息系統需求變化較大，信息設備會隨時增加，信息機房場地經常變化，傳統的機房硬件設備需要增加或機房搬遷時很難復用，會導致擴容困難和重復建設。

2　模塊化機房概念

2.1模塊化機房的概念

模塊化機房是指每個模塊具有獨立的功能、統一的輸入輸出接口，不同區域的模塊可互相備份，通過相關模塊的排列組合形成一個完整的機房。

2.2模塊化機房的特點

機房整體能耗低，綠色節能。模塊化機房硬件設備可由統一的管理系統整體控制能耗，行間制冷系統及冷熱通道、密閉機柜系統大大提高了空調系統效率。模塊化UPS系統可實現動態擴容，提高使用效率。

模塊化產品標準化，復用性好。模塊化機房采用標準化的建設思路，能夠根據實際需求和實施空間的大小隨時調整，保證機房安全可靠運行以及后期便捷擴容。

模塊化機房建設快速，適應性強。模塊化機房標準化設備部件可大大減少甚至取消設計，實現機房的快速建設。模塊化設備部件發生故障的模塊很容易購置配件更換，可熱插拔的特性可實現回廠返修，提高故障修復質量。

運維便捷可實現“無人值守”。模塊化機房內設置有一套全面、準確的機房監控報警系統，可實現數據收集、數據處理、設備監控等功能，可實現設備智能控制，實現“無人值守”。

3　模塊化機房在電力企業機房建設中應用實例

3.1背景介紹

華能太原東山燃機熱電有限責任公司日常生產和管理過程中運用多種業務系統，信息機房安全穩定運行意義重大。公司信息機房位于廠內檢修樓二層，面積62ｍ2，存放公司生產管理業務系統服務器、網絡設備、安全設備、綜合布線系統等設備。

3.2機柜系統

信息機房共設置18面機柜，含服務器機柜、配電柜、綜合布線柜、空調、UPS柜。機柜尺寸統一，機柜符合19英寸標準，采用前后風道通透式機柜，前后門通風率高于70%，保證了機柜系統的散熱效果。

3.3機房接地系統

該機房交流供電系統采用三相五線制供電方式。從配電柜開始，到信息機房設備電源入口端，電力供電系統自身采取了分級協調的防護措施。機房內將分開的設備用等電位導體連接起來，并最后與等電位連接母排相連，消除了防雷空間內各金屬部件及各系統相互間的電位差。

3.4供配電系統

模塊化機房的供配電系統包括配電柜（ATS柜、UPS配電、空調配電、IT配電），UPS，蓄電池及PDU等設備。

機房內線路敷設強弱電分離，電氣施工選用優質阻燃聚氯乙烯絕緣電纜，配電線路安裝有過流、過載保護。

3.4.1一體化配電柜

信息機房配電柜根據電壓及負載，采用統一架構的不帶機架式UPS一體化配電柜，外觀與機房整體保持一致。配電柜將機柜配電、空調配電、UPS配電、配電監控集成在一個配電柜內，前端有輸入可選開關，電源制式為380 V/400 V/415 V。

3.4.2UPS及電池

該機房供電系統中，通過UPS為設備提供可靠的電源，機房UPS容量為120 kVA。采用模塊化UPS，可根據不同的負載容量配置不同的配電模塊數量。模塊化UPS通過模塊冗余的方式可靠的實現N+1冗余，提高系統的可靠性。當2路輸入電源均出現故障時，UPS自動切換到蓄電池組供電，為設備提供可靠的電源。UPS配置手動維修旁路，可避免由于誤操作引起電氣事故。

3.5制冷系統

該機房制冷系統采用兩臺35 kW華為風冷行式恒溫恒濕空調。工作在380 V 3 ph 50 Hz/60 Hz電源制式下，滿足T1、T3工況。機柜制冷單元將房間氣流細分為各機架局部控制，對高溫區域進行精確制冷；機柜背對背布置將機架、配電系統和制冷系統集成為一個獨立的封閉空間，以隔離和冷卻發熱量密集的IT設備，形成機柜內制冷循環，提高制冷散熱效率。

3.6監控系統

機房環境及動力設備監控系統對機房設備（如供配電系統、UPS電源、防雷器、空調、消防系統、門禁系統等）的運行狀態、溫度、濕度、潔凈度、供電的電壓、電流、頻率、配電系統的開關狀態、測漏系統等進行實時監控并記錄歷史數據，實現對機房遙測、遙信、遙控、遙調的管理功能，為機房高效的管理和安全運營提供有力的保證。

機房監控系統支持視圖和報表展現，機房管理員可方便查看機房設備實時狀態，可實現提供機房報表統計與設計。

監控系統可通過短信方式推送機房管理的業務信息，有助于提高安全預警效率，降低潛在危險和損失。

3.7消防系統

3.7.1報警系統

機房設置天窗控制器及天窗控制裝置，感煙探測器、感溫探測器。當模塊內任一個煙、溫感探測器檢測到煙霧或溫度超標時，將送出告警信號給天窗控制器，天窗控制器將自動打開，保證滅火氣體進入密封冷通道內。同時聲光告警器工作，發出聲光報警。

3.7.2氣體滅火系統

機房集成氣體滅火控制器的柜式七氟丙烷滅火系統。機房內發生火災，產生大量煙霧和高溫。機房控制器發送火災信號，控制器便打開滅火劑存儲閥門，向防護區內施放滅火劑，在機房出入口處設置緊急啟停按鈕、聲光報警器和放氣指示燈。

4　模塊化在電力企業機房建設應用的建議

4.1需要模塊化機房產品的標準化和系列化

在模塊化機房具體實施過程中，我們發現需進一步完善模塊化機房的標準，形成更多的系列產品。生產廠商根據用戶不同的需求、不同的建筑環境下，為客戶提供模塊化方案，將生產過程更多的留在廠內，現場只進行簡單的拼裝，減少設備故障率，提高交付速度。

4.2將基礎裝飾裝修融合于模塊化建設之中

在模塊化機房實施過程中，基礎裝飾裝修部分還需由用戶先行開展。電力企業基建工期緊張，如果模塊化廠家能夠將機房空間裝飾裝修與模塊化設備進行統籌設計，整體施工，這將大大縮短機房建設時間，提高效率。

4.3集成行業專業設備，開發出領先的模塊化產品

機房設備統一化、標準化利于機房管理和后期運維，但是在實際使用模塊化機房過程中，我們發現部分設備的性能和質量還有待提高。這就要求模塊化機房廠家開發出集成各專業領先設備的模塊化機房產品。

主要參考文獻

［1］陳月琴，鮑寧遠.模塊化數據中心機房的實現方式［J］.電信工程技術與標準化，2010（1）.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.24.072

TP308

A

1673-0194（2015）24-0093-02

2015-11-09