数据中心能耗检测及节能评估

CompanyLOGO数据中心能耗检测与节能评估2013年3月目录能耗测量成为当前数据中心节能降耗工作的重心1数据中心能耗模型2数据中心能耗指标3数据中心能耗内容与范围4对数据中心能耗测量的有关规定5数据中心能效测量6数据中心能耗状态评估7一、能耗测量——当前数据中心节能降耗工作的重心数据中心节能降耗工作存在的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 1、缺乏指导性的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 2、缺乏科学的能耗测量 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 3、缺乏节能规划、设计和节能技术改造的数字依据4、缺乏节能规划、设计和节能技术改造的评估和验收标准一、能耗测量——当前数据中心节能降耗工作的重心数据中心能耗检测和评估的意义一、科学的准确的了解当前的能耗状况数据中心的能耗状态；供电系统的能耗状态；制冷系统的能耗状态；机房物理结构、照明等能耗状态。二、节能评估：数据中心能耗规划设计节能评估；供电系统的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计和设备技术改造节能评估；制冷系统的方案设计和设备技术改造节能评估；机房物理结构、照明等方案设计和设备技术改造节能评估。三、节能技术应用指导数据中心节能规划设计；指导数据中心节能技术改造和节能设备的使用。一、能耗测量——当前数据中心节能降耗工作的重心制定“中国数据中心能耗检测指南及办法”的目的1、本标准的制定在于提出一种统一的标准的测量方法。2、对数据中心能耗状态做科学地符合实际情况的测量，对数据中心确定能耗指标、节能规划、节能设计、节能评估、节能改造和运营管理等工作提供可信的确切的数据依据。3、在内容上特别注意了以下三点：实用性：测量内容限制在数据中心基础设施，既考虑电网（包括发电机）电能，也包括太阳能、风能等再生能源为数据中心中提供的有效电能；可操作性：提出明确的需要测量的数据、测量方法、测量点、计算公式；通用性：适用于各种规模、环境、用途的信息系统和数据中心。一、能耗测量——当前数据中心节能降耗工作的重心制定“中国数据中心能耗检测指南及办法”的目的4、本标准还适用于：数据中心独立供电系统：指数据中心的能源供应是一个独立供电系统，与所在园区或建筑物的供配电系统是隔离的，含义：一是该系统只为数据中心供电；二是数据中心的所有设备只由该系统供电。数据中心非独立供电系统：指数据中心的能源供应不是一个独立的供电系统，与所在园区或建筑物的供电系统是不隔离的，含义：一是该系统可能还为所在园区或建筑物的其它设备供电；二是数据中心的个别设备可能由所在园区或建筑物的其它供电系统取得电的供应。二、数据中心能耗模型41612813152冷源、新风等主供电电网发电机转换开关总配电空调制冷系统非主供电电网UPS系统向数据中心之外的其它系统供电向数据中心之外的其它系统供电向数据中心之外的其它设备供电配电输入配电输出配电列头柜13567910114配电安全照明机架PDUIT系统标志(n)处的电缆传输功率为P(n)外部冷源输入数据中心内部供电数据中心外部供电三、数据中心能耗指标适用范围和节能指标本标准可用于对整个数据中心能耗状态的测量也适用于对子系统能耗状态的测量还适用于对新节能技术和节能设备的节能测量为此，本标准提出三个能耗指标：1、数据中心电能利用效率PUE（PowerUsageEffectiveness）：数据中心总耗能与IT设备耗能的比值；2、空调制冷负载系数CLF（CoolingLoadFactor）数据中心中空调制冷系统耗能与IT设备耗能的比值；3、UPS供配电负载系数PLF（PowerLoadFactor）数据中心中IT设备供配电系统耗能与IT设备耗能的比值四、数据中心能耗内容与范围数据中心能耗测量和统计范围①数据中心主机房：包括服务器机房、网络机房、存储机房等功能区域；②数据中心辅助区：包括电信进线间、测试机房、IT监控室、备件库、维修室等区域；③数据中心支持区：包括变配电室、发电机房、UPS室、电池室、空调机房、新风机房、动力站房、环境动力监控值班室、消防设施用房、消防和安防控制室等；④行政管理区：包括工作人员办公室、门厅、值班室、盥洗室、更衣间和用户工作办公室等。数据中心总能耗①IT设备耗能②数据中心基础设施耗能包括变配电、供配电系统、UPS系统、空调制冷系统、消防、安防、环境动力监控、机房照明等数据中心基础设施设备的耗能。四、数据中心能耗内容与范围IT设备包括：由计算机、通信设备、处理设备、控制设备及其相关的配套设施构成，按照一定的应用目的和规则，对信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的人机系统称为电子信息系统。输入能源包括：输入能源有三部分：①主供电电网②发电机③非主供电电网（由个别设备引入）。太阳能、风能等再生能源，最终都以输入到数据中心的电能表示。供配电电系统包括：供电系统由高压配电、变压器、配电柜、线缆传输、UPS系统、空调制冷系统配电、安全、照明配电、列头柜、机架PDU等环节组成。四、数据中心能耗内容与范围UPS系统UPS系统包括输入配电、输出配电、UPS主机（单机、冗余并机）、电池、并机柜等。空调制冷系统空调制冷系统包括以下类型设备：①机房内使用的空调设备，包括机房专用空调机、湿度调节设备等；②提供冷源的设备，包括风冷室外机、冷水机组、冷却塔、干冷器、水泵、电动阀门、水处理设备等；③新风系统，包括新风预处理机和送风系统等。其它设施其它消耗电能的基础设施设备包括照明设备、安防设备、消防灭火设备、传感器以及数据中心的管理系统等。四、数据中心能耗内容与范围UPS系统UPS系统包括输入配电、输出配电、UPS主机（单机、冗余并机）、电池、并机柜等。空调制冷系统空调制冷系统包括以下类型设备：①机房内使用的空调设备，包括机房专用空调机、湿度调节设备等；②提供冷源的设备，包括风冷室外机、冷水机组、冷却塔、干冷器、水泵、电动阀门、水处理设备等；③新风系统，包括新风预处理机和送风系统等。其它消耗发电机系统损耗功率发电机输入功率包括市电掉电时发电机的供电功率和发电机常年的维护用电功率，可按年平均为数据中心供电时间的耗电和维护供电折算到主输入电网，在市电容量足够可用性很高，发电机使用时间很短和维护耗电很小的情况下，发电机系统损耗功率可忽略不计。五、对数据中心能耗测量的有关规定测量周期和频率能耗指标的数值受各种因素的影响，会随季节、节假日和每天忙闲时段的改变发生变化，因此为全面准确了解数据中心的能效，应采用固定测量仪表，对数据中心能耗进行持续、长期的测量和记录。测量的周期和频率如下：(a)每年测量4次，分别在春季、夏季、秋季；(b)每个时段测量时间不少于3天；(c)每天测量不少于2次，分别在数据中心业务忙时和闲时进行测量；(d)每次测量不少于1小时，取稳定数值或3次测量的平均值。每次测量时，要注意对各点和各环节测量的同时性。测量仪表和工具周期性测量时，都要使用同一型号和规格的仪表和工具，有变化时应对新的仪表和工具进行比对校准，仪器应每年（或定期）由国家认可的单位进行校准。五、对数据中心能耗测量的有关规定其它规定和假设为了简化测量步骤和难度，以下设备和环节的运行效率数据认为是可以规定和认定的，并在计算公式中可以采用。1.所有测量数值都用有功功率表示；2.在配置有能效监控系统的数据中心，应充分利用监控系统的能耗数据；3.市电输入变压器（高压变低压）的效率典型值为98.5%；4.市电输入到UPS输入端的各级配电和线缆传输的效率典型值为99%；5.市电输入到空调制冷输入端的各级配电和线缆传输的效率典型值为99%；6.市电输入到其它用电输入端的各级配电和线缆传输的效率典型值为99%；7.UPS输出到IT设备机架之间的各级配电和线缆传输的效率典型值为99%；8.非主供电网到空调制冷设备输入配电之间的变压器损耗典型值为98.5%。各级配电和线缆传输的效率典型值为99%。六、数据中心能效测量第一、数据中心独立供电系统（解释）能效测量项目测量值备注引用公式输入总功率PTotal=P⑴在变压器初级测量(5a)PTotal=P⑶/0.985在变压器次级测量(5b)IT设备功率PIT=P⑿在机架前端测量(4a)PIT=0.99P⑽在UPS输出端测量(4b)电能利用效率PUE=PTotal/PIT(1)其它消耗发电机系统损耗功率发电机输入功率包括市电掉电时发电机的供电功率和发电机常年的维护用电功率，可按年平均为数据中心供电时间的耗电和维护供电折算到主输入电网，在市电容量足够可用性很高，发电机使用时间很短和维护耗电很小的情况下，发电机系统损耗功率可忽略不计。第二、共用供电系统（解释）的数据中心的能效测量首先对系统实际使用的总输入功率进行计算。数据中心用电电功率P⑷，它从变压器初级⑴处输入的电功率为：P⑷/0.985×0.99=P⑷/0.975。与其它系统有关的功率是P⒀、P⒃。P⒃是变压器输出经总配电盘向数据中心其它系统和设备供电的功率，应在总输入功率中减去，减去的量值为：P⒃/0.985×0.99=P⒃/0.975。P⒀是空调制冷系统可能用到建筑物集中供冷（例如冷冻水）耗能，这部分冷源的设备可能是由数据中心主电网之外的电源供给的，可按下面三种方法之一折算成P⒀/0.975：①与共用冷源有关的各部分制冷功率；②与共用冷源有关的各部分制冷面积；③与共用冷源有关的各部分分摊的电费。项目测量值备注引用公式输入总功率PTotal=［P⑷+P⒀–P⒃］/0.975在总配电前处测量(6)IT设备功率PIT=P⑿在机架前端测量(4a)PIT=0.99P⑽在UPS输出端测量(4b)电能利用效率PUE=PTotal/PIT(1)六、数据中心能效测量第三、小型数据中心能效测量小型数据中心通常具有明显的共用供电系统的数据中心的能效”的特点，但是该数据中心的总配电是由建筑物的总配电柜引来的，因此P(16)不在小型数据中心的配电中，该数据中心通常不用该大楼的冷冻水系统。项目测量值备注引用公式输入总功率PTotal=P⑷/0.975在机房总配电输入端测量(7)IT设备功率PIT=P⑿在机架前端测量(4a)PIT=0.99P⑽在UPS输出端测量(4b)电能利用效率PUE=PTotal/PIT(1)六、数据中心能效测量第四、数据中心局部能效测量在一个大型数据中心中，为了验证新节能技术和节能设备的运行效果，而需要对数据中心局部的PUE值进行测量评估，特别是集装箱或其它模块化单元构建的模块化数据中心，或者由多个建筑和机房构成的较大型数据中心的局部能效测量。这些系统的配电同样具有明显的“共用供电系统的数据中心”的特点。六、数据中心能效测量第五、UPS设备实际运行效率%100910PPUPS109PPPUPS六、数据中心能效测量第六、供配电（UPS系统除外）的供电系统总损耗IT供电系统（除UPS系统外）其它设备包括：输入变压器、输入总配电、UPS输入输出配电、列头柜及机架配电、转换开关、所有的传输线缆、附加有源滤波器等。为IT设备供电的变配电系统总损耗用Pd表示。P(5)/0.975=Pd+PUPS+PIT代入式（8），得：ITUPSdPPPP975.05%100975.05PPITTotal%10011%100%100975.05ITUPSITdITUPSdITITTotalPPPPPPPPPP七、数据中心能效状态评估评估内容应包括：⑴对数据中心规划、选址、可用性指标、节能设计等作出综合性分析评估⑵对供电系统方案设计、供电设备效率等做出分析评估和改进意见⑶对空调制冷方案、设备效率、机房气流组织状态等做出分析评估和改进意见七、数据中心能效状态评估能效数据发布要求在公布能效指标数值时，应包括以下相关信息：1.数据中心所在的地理位置，至少精确到具体的城市；2.能效测试的方法和具体时间段、频率、室内外温湿度等；3.主机房设计平均机架功率密度、最大机架功率密度，最小机架功率密度；4.数据中心规模，以总电容量计算（KW）；5.数据中心实际使用率（IT设备功率占总设计IT功率的比例）；6.数据中心建筑形式（单体机房、混用或者模块化、集装箱式等）；7.数据中心用途，政府、事业或企业单位、互联网应用、客户设备托管等；8.数据中心供电和制冷方式，例如供电冗余方案、UPS类型、风冷/水冷式空调、自然冷源（说明年使用时长）；9.是否采用了间接测量和估算方法，估算时的测量点、热负荷比例和估算方法等。CompanyLOGO2013年3月