供電企業(yè)綠色機房建設(shè)與管理

李丹

摘 要：近年來，電力企業(yè)生產(chǎn)、營銷、辦公管理等各類應(yīng)用系統(tǒng)越來越依賴信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)中心機房的可靠性和安全性提出了更高要求。本文以鄂州供電公司信息通信分公司中心機房的建設(shè)與管理為例，從機房建設(shè)全壽命周期管理及對機房系統(tǒng)技術(shù)措施的改進，闡述電力中心機房實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、高可靠可用性及合理性的方法。

關(guān)鍵詞：供電企業(yè)；中心機房；綠色；建設(shè)管理

1 研究背景

1.1 現(xiàn)狀分析

綠色節(jié)能一直是數(shù)據(jù)中心比較關(guān)注的問題。鄂州供電公司面臨著老生產(chǎn)調(diào)度樓現(xiàn)有中心機房存在著機房面積不足、電源系統(tǒng)存在隱患、空調(diào)系統(tǒng)制冷效果不佳、機房能耗高以及布局不合理等問題。2016年底國網(wǎng)鄂州供電公司整體搬遷至新調(diào)度生產(chǎn)辦公大樓，信通分公司借此契機重新規(guī)劃建設(shè)了數(shù)據(jù)中心機房，將低碳經(jīng)濟、節(jié)能減排理念引入新機房的建設(shè)中，并充分考慮今后5-10年內(nèi)滿足信息化發(fā)展的需求，力求達到“技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用、節(jié)能環(huán)保”要求。

1.2 綠色機房理念

綠色節(jié)能機房建設(shè)并非單純建立一個信息通信設(shè)備物理運行空間，單靠機房設(shè)備自身的環(huán)保設(shè)計也非完整意義上的綠色節(jié)能機房，它是設(shè)備與機房配套設(shè)施有效融合的系統(tǒng)工程[1]。新機房按照《國家電網(wǎng)公司信息機房設(shè)備及建設(shè)規(guī)范》中A類信息機房的標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計，建設(shè)包括中心機房、電源室、光纖交換室、消防氣瓶間等功能區(qū)域。機房管理包括對機房環(huán)境、設(shè)備和系統(tǒng)狀態(tài)、運維人員的管理。涉及工程包括：裝修工程、電氣工程、空調(diào)新風(fēng)工程、消防工程和弱電工程。

美國綠色網(wǎng)格聯(lián)盟組織提出PUE（Power Usage Effectiveness）能效指標(biāo)和DCiE（Date Center Efficiency）能效指標(biāo)，其中PUE已成為國際公認(rèn)的數(shù)據(jù)中心電力使用效率的衡量指標(biāo)。PUE值越小越好，最小值趨近1。目前中國在網(wǎng)運行的大部分機房，其PUE值約在2-3之間。綠色機房設(shè)計中應(yīng)控制好預(yù)定的PUE目標(biāo)值。在能耗較高的方面，有針對性地開展節(jié)能工作，提高數(shù)據(jù)中心機房的電源使用效率，降低數(shù)據(jù)中心的PUE值。

2 綠色機房建設(shè)與管理

2.1 綠色機房管理

管理節(jié)能體現(xiàn)在中心機房建設(shè)的全過程中，要避免發(fā)展后瓶頸的顯現(xiàn)，統(tǒng)籌考慮建筑與裝修材料、配套基礎(chǔ)設(shè)施及運行模式。主要包括建設(shè)工程管理與運行使用管理。

2.1.1 建設(shè)工程管理

1） 機房選址。選擇適宜的機房位置。避免因選址不當(dāng)使得在電源、空調(diào)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與運行時消耗過多額外能源。也應(yīng)選擇電力供應(yīng)可靠，遠離粉塵、油煙、生產(chǎn)、強電磁場環(huán)境。

2） 設(shè)備材料選擇。設(shè)備選型嚴(yán)格執(zhí)行《電磁輻射防護管理程序》、《電磁輻射環(huán)境保護管理辦法》等國家規(guī)定。裝飾材料選擇以金屬材料（A級）及難燃材料（B1級）為主，以滿足機房區(qū)域內(nèi)防靜電，防輻射，防塵、防水、防雷、防火、防潮、防震和防噪聲的要求，并符合環(huán)保要求。

3） 流程管控。科學(xué)選定設(shè)計單位，對設(shè)計單位提交的方案圖紙等，要組織各方會審，就方案中的施工技術(shù)和工藝進行嚴(yán)格把關(guān)[2]。除了事前控制，也應(yīng)加強中心機房建設(shè)施工中的監(jiān)督管理，做好中間驗收和竣工驗收，確保節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)按要求完成。

2.1.2 運行使用管理

1）建全機房巡視管理制度。制定詳細(xì)的機房管理流程，加強對機房的物理巡視、狀態(tài)監(jiān)視、定期清理等，對機房的電源、空調(diào)、擠排水等系統(tǒng)定期巡視，及時進行缺陷的消缺工作。

2）節(jié)能化設(shè)備使用。設(shè)備運維管理中的許多細(xì)節(jié)，看似事小，其實節(jié)能作用卻不小。例如關(guān)閉閑置或非必要的冗余設(shè)備或系統(tǒng)；讓非時間緊要型存儲離線工作。

3）完善機房資料臺帳。班組內(nèi)部分工完善現(xiàn)機房資源明細(xì)整理，對機房重要基礎(chǔ)設(shè)施如UPS電源、蓄電池、精密空調(diào)、消防系統(tǒng)等建立完整的故障維修檔案，及時更新可將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于站端資源維護，以傳感技術(shù)獲得設(shè)備資源信息，保證站端物聯(lián)資源的快速、有效、準(zhǔn)確更新，強化資源調(diào)度管理[3]。

2.2 綠色機房系統(tǒng)建設(shè)

由某專業(yè)平臺提供的一般參考數(shù)據(jù)看，中心機房目前的能源耗費主要由四項指標(biāo)，即由設(shè)備（44%）、制冷系統(tǒng)（42%）、電源系統(tǒng)（12%）和照明及其它（2%）組成[4]。從降低PUE的觀點來看，機房節(jié)能應(yīng)重點關(guān)注機房配套設(shè)置中的耗能大戶：空調(diào)與送風(fēng)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)。其次，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行的提前下，也應(yīng)考慮盡力減少服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等的能耗以降低PUE值。

1）空調(diào)與送風(fēng)系統(tǒng)

精密空調(diào)的典型送風(fēng)方式包括下送風(fēng)上回風(fēng)和上送風(fēng)下回風(fēng)。下送風(fēng)上回風(fēng)的方式有幾方面明顯的優(yōu)勢：（1）下送風(fēng)將強、弱電線纜在機架上方分層鋪設(shè)，地板下不走線，僅作通風(fēng)用途，既保障了機房防火的安全，又保障了冷風(fēng)遠程傳送的順暢；（2）上送風(fēng)下回風(fēng)的氣流組織不適用于高發(fā)熱量IDC；（3）下送風(fēng)上回風(fēng)的方式制冷效率更高。鄂州舊機房使用的是舒適性上送風(fēng)空調(diào)，機房氣流組織不合理，空調(diào)制冷效果不佳，存在局部熱點問題，目前新機房中使用下送風(fēng)風(fēng)冷式精密空調(diào)，將機房冷風(fēng)凈壓倉的冷風(fēng)直接送入機柜。

2）UPS電源

常見的供電方案分為集中供電方案和模塊化UPS方案。后者有X個功率模塊，當(dāng)市電2路斷電時，UPS運行在正常模式下，給用戶提供高質(zhì)量電源；當(dāng)市電1斷電時，電池供電模式，為用戶提供高質(zhì)量電源。模塊化UPS特點主要包括：可擴容、平均故障修復(fù)時間（MTTR）短、可經(jīng)濟實現(xiàn)“N+X”冗余并機。通常使用雙路由雙輸入模塊化UPS供電系統(tǒng)。

3）系統(tǒng)改造升級

淘汰更新老舊設(shè)備是實踐綠色節(jié)能的必要途徑。也許有人覺得采購新設(shè)備，造成了不必要的成本投入。實際升級設(shè)備的成本實際上遠遠低于老化設(shè)備帶來的能源消耗成本。新設(shè)備和新技術(shù)看似增加了投資成本，但其成本投入往往比維持現(xiàn)有老舊設(shè)施更加廉價。

4）改善機房綜合布線系統(tǒng)

目前傳統(tǒng)的用電纜連接設(shè)備的方式弊端日益突出。機房內(nèi)配線架數(shù)量急劇增加，電纜密布，走線槽不堪重負(fù)，機房空間嚴(yán)重不足。在機房中大量使用光纖的“電改光”法可以大量減少配線，節(jié)省空間，降低能耗，且便于維護。此外，布線材料應(yīng)符合《在電氣、電子設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令》的環(huán)保性要求。

5）動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

及時監(jiān)控機房的環(huán)境、設(shè)備及安全狀況是綠色機房安全可靠的重要保障。動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)對中心機房的門禁、安防、供配電、空調(diào)、新風(fēng)、溫濕度等子系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)控管理，節(jié)約人力財力，提高運維效率。通過智能采集設(shè)備將各種告警信息傳至現(xiàn)場管理層分析處理，通過以太網(wǎng)組網(wǎng)被客戶端接收，并以3D狀態(tài)立體展現(xiàn)機房全景和動環(huán)數(shù)據(jù)。

3 結(jié)語

從機房設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計到機房配套系統(tǒng)管理的方方面面，通過改進都有很大的空間來幫助機房提高效能。實現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心在起初看來可能費錢費力，但長期來卻更具成本效益。本文主要從加強機房環(huán)保設(shè)計，提高機房建設(shè)和運行管理水平，闡述了綠色機房建設(shè)管理方法。

參考文獻：

[1] 陳偉民.供電企業(yè)信息機房綠色節(jié)能方法的研究[J].ELECTRIC POWER IT，2013，11（6）：86～89.

[2] 許春彩，梁后健，孫方楠，論供電企業(yè)信息通信中心機房管理策略[J].電力訊息，2017.07：175～176.

[3] 劉媛，楊杉，張泉等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在機房監(jiān)測和資產(chǎn)管理中的應(yīng)用[J].湖北電力，2016，40（8）：43-47.

[4] 洪 汛.供電企業(yè)信息通信運維快速響應(yīng)中心的建設(shè)[J].中國管理信息化，2013，06：68～69.