1. 平臺概述 信息化水平已經成為衡量一個國家綜合國力的重要指標,隨著我國信息產業(yè)的高速發(fā)展, 數(shù)據(jù)中心作為重要信息基礎設施也進入到了建設熱潮期。同時我國正在加緊 5G、智慧城市、 大數(shù)據(jù)與云計算等新技術的應用。數(shù)據(jù)中心的作用和地位日益突出。 數(shù)據(jù)中心建設朝著規(guī)?;⒖茖W化、集中化、綠色化方向發(fā)展,各類數(shù)據(jù)中心正面臨著 成本、速度、整合、管理、安全、資源 共享及能量消耗、計算密度、自動化和業(yè)務連續(xù)性 等方面的一系列挑戰(zhàn)。如何認識數(shù)據(jù)中心的地位與作用,如何采用新技術、新理念來建設與 業(yè)務匹配的數(shù)據(jù)中心,如何從技術上保障數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定、安全、持續(xù)運行,成為信息系統(tǒng) 建設者關心的重要課題。
2. 平臺組成 安科瑞電氣緊跟數(shù)據(jù)中心發(fā)展形式,推出 AcrelEMS-IDC 數(shù)據(jù)中心綜合能效管理解決方 案,包含有電力監(jiān)控、動環(huán)監(jiān)控、消防監(jiān)控、能耗統(tǒng)計分析、智能照明控制以及新能源監(jiān)測 幾個子系統(tǒng)。集成了變配電監(jiān)測、電源備自投、電氣接點測溫、智能照明控制、電能質量監(jiān) 測及治理、蓄電池在線監(jiān)測、精密配電監(jiān)控、智能母線監(jiān)控以電氣火災、應急照明及疏散指 示等多種子功能,能夠幫助用戶實時掌握數(shù)據(jù)中心的運行情況,保障數(shù)據(jù)中心可靠、安全、 節(jié)約、有序、低碳的運行,輔助運維團隊提升數(shù)據(jù)中心能效、資源利用率和可用性,提高運 維效率并降低運維成本。
AcrelEMS 數(shù)據(jù)中心綜合能效管理系統(tǒng),為數(shù)據(jù)中心的能源管理提供的監(jiān)測和控 制,主要分為電力監(jiān)控、動環(huán)監(jiān)控、能耗統(tǒng)計分析(能源管理)、蓄電池監(jiān)控、精密配電監(jiān) 控、智能母線監(jiān)控、智能照明、消防相關的子系統(tǒng)。
3. 平臺拓撲圖
4. 平臺子系統(tǒng)
4.1 電力監(jiān)控解決方案 電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心中低壓配電系統(tǒng)、UPS、蓄電池組、ATS/STS、精密配電柜、 電源支路電流、PDU 機柜電源以及其它重要設備進行監(jiān)視、測量、記錄、報警等功能,實時 掌握供電系統(tǒng)運行狀況和可能存在的隱患,快速排除故障,提高數(shù)據(jù)中心供電可靠性。
4.2 動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)解決方案 通過數(shù)據(jù)中心動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)中心的門禁狀態(tài)、水浸狀態(tài),煙霧狀態(tài),視 頻狀態(tài),環(huán)境狀態(tài),高低壓配電狀態(tài),設備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測,并進行實時報警,保障 數(shù)據(jù)中心正常運行,避免運行環(huán)境的失控導致配電設備運行故障,保證維護人員安全,延長 設備使用壽命,減少配電室粗放式管理導致成本過高。同時實現(xiàn)動環(huán)監(jiān)控并對各用能耗能進 行能效分析,幫助用戶實現(xiàn)用能效率的優(yōu)化。
系統(tǒng)功能 1)展示當前數(shù)據(jù)中心總能耗,IT 能耗,空調能耗,及其他能耗并且計算出當前數(shù)據(jù)中心實 時 PUE 值,通過儀表盤形式直觀展示。 2)選擇查看數(shù)據(jù)中心的中低壓配電系統(tǒng)主接線圖,并在一次圖顯示配電系統(tǒng)當前遙測、遙 信數(shù)據(jù)和狀態(tài)。實時監(jiān)測各配電柜的電壓、電流等電力參數(shù),變電站的溫濕度、煙感、水浸、門 禁等環(huán)境情況。 3)電氣接點溫度實時監(jiān)測,斷路器觸頭、觸臂、母排和線纜連接等位置安裝無線測溫傳感 器監(jiān)測接點溫度,便于提前發(fā)現(xiàn)溫度異常導致的事故。 4)監(jiān)測各變壓器各項參數(shù),包括負載率、頻率、功率因數(shù)、三相不平衡度等,并且顯示歷 時曲線圖,數(shù)據(jù)實時變化。幫助用戶直 5)電能質量在線監(jiān)測,可以監(jiān)測電流和電壓諧波畸變率、電壓暫升暫降暫中斷等暫態(tài)事件 記錄、ITIC 容忍曲線等 6)系統(tǒng)采集 UPS 輸入、輸出端和旁路三相電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)頻率,同時監(jiān) 測 UPS 溫度、蓄電池電壓、當前負載下的剩余時間等數(shù)據(jù)。 7)展示單體電池電壓、內阻和溫度,預測電池帶載時剩余時間,每節(jié)電池數(shù)據(jù)均可以設置異常報警,及時發(fā)現(xiàn)蓄電池異常。 8)展示精密配電柜內進線和饋線回路電氣參數(shù),包括電流電壓功率電能以及開關狀態(tài),并 可以對數(shù)據(jù)進行報警設置和分級,數(shù)據(jù)取自精密配電柜測量模塊。 9)展示智能小母線的始端箱和插接箱電氣參數(shù),包括電流電壓、開關狀態(tài)、插接點溫度, 并對數(shù)據(jù)進行報警設置和分級。 10)通過平面圖顯示數(shù)據(jù)中心能源分布,設備分布情況,并顯示設備能耗數(shù)據(jù),點擊平面圖 上設備可以進入具體設備監(jiān)控界面。 11)實時顯示當前數(shù)據(jù)中心 PUE 值以及歷史 PUE 曲線。并且顯示各分項用能的用能情況及 用能排行。監(jiān)測各變壓器運行及負載情況,給出本月變壓器輸出電能排行。 12)顯示電能消耗日/月/年報表,并可對具體回路選擇曲線圖、餅圖進行展示。對數(shù)據(jù)中心 用電數(shù)據(jù)進行同比、環(huán)比分析比較,查看用電趨勢。 13)監(jiān)測精密空調的回風溫濕度,出回水溫度,并可以設定精密空調的溫濕度,達到更好的 控制效果。 14)監(jiān)測數(shù)據(jù)中心溫濕度、開關門、水浸、煙霧、噪聲、氣體濃度狀態(tài)等參數(shù)。曲線圖直觀 明了,同時支持歷史數(shù)據(jù)查詢 15)通過列表顯示各類報警事件數(shù)量,通過柱狀圖顯示逐日報警數(shù)量,提供報警總數(shù)以及增 長趨勢。16)維管理功能,可針對數(shù)據(jù)中心各主要設備進行巡檢派工,消缺,搶修等維護工作。
4.3 能耗統(tǒng)計分析(能源管理)解決方案 建立高效的能耗監(jiān)測管理系統(tǒng),對建筑各類耗能設備能耗數(shù)據(jù)進行實時測量,對采集數(shù) 據(jù)進行統(tǒng)計和分析。能夠合理的確定各區(qū)域建筑能耗經濟指標及績效考核指標,發(fā)現(xiàn)能源使 用規(guī)律和能源浪費情況,提高人員主動節(jié)能的意識。 ① 搭建數(shù)據(jù)中心智慧能源管理系統(tǒng)的基本框架,對各個用能環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測; ② 排碳數(shù)據(jù)化:通過系統(tǒng)可實現(xiàn)建筑單位內人均能耗分析(包括水、電、能量),實現(xiàn)低 碳辦公數(shù)據(jù)化; ③ 區(qū)域能效比:實現(xiàn)建筑單位內區(qū)域能耗對比,方便能耗考核; ④ 同期能效比:實現(xiàn)同年、同期、同一區(qū)域能耗對比,方便節(jié)能數(shù)據(jù)分析; ⑤ 能耗評估管理:按照能源消耗定額標準約束值、標準值、引導值進行分析單位面積能耗 和人均能耗指標;⑥ 能耗競爭排名:各個功能區(qū)能耗對比,實現(xiàn)能耗排名,增強工作人員的節(jié)能意識; ⑦ 對能耗的使用數(shù)據(jù)進行綜合的分析、統(tǒng)計、打印和查詢等功能,并根據(jù)能耗監(jiān)測管理系 統(tǒng)的需要可選擇不同樣式報表的打印。為能耗運營管理部門提供可靠的依據(jù); ⑧ 能耗數(shù)據(jù)采集,隨時查詢,并根據(jù)采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,監(jiān)測異常能源用量,對能源 智能儀表故障進行報警,提高系統(tǒng)信息化、自動化水平。
4.4 蓄電池監(jiān)測系統(tǒng) 安科瑞公司 ABAT 系列鉛酸蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)是在線電池監(jiān)測產品,可以提前對失效 的鉛酸蓄電池進行預警及電池均衡,符合 ANSI/TIA-942 標準要求。 該系統(tǒng)具有監(jiān)測電池的電壓、內阻與內部溫度功能,安裝、維護與接入非常方便。系統(tǒng) 主要由 ABAT-S 模塊、ABAT-C 模塊及 ABAT-M 采集器組成,可通過采集器查詢告警與實時數(shù) 據(jù)、設置參數(shù)等,可選配監(jiān)測平臺實現(xiàn)網絡化集中管理。
4.5 精密配電管理系統(tǒng)解決方案 系統(tǒng)可以展示精密配電柜內進線和饋線回路電氣參數(shù),包括電流電壓功率電能以及開關 狀態(tài),并可以對數(shù)據(jù)進行報警設置和分級,數(shù)據(jù)取自精密配電柜測量模塊。
4. 4.6 智能小母線監(jiān)控解決方案 數(shù)據(jù)中心 IT 服務器配電傳統(tǒng)采用精密配電柜,占用空間較大,配電線纜多,新增設備 不便,為了節(jié)省面積,智能小母線方案由于不占用機房面積、可按需靈活插拔,受到很多數(shù) 據(jù)中心的青睞,被越來越多的應用。 安科瑞智能母線監(jiān)控產品分為交流和直流母線監(jiān)控兩類,包括始端箱監(jiān)測模塊、插接箱 監(jiān)測模塊以及觸摸屏,另外還可以搭配母線槽連接器紅外測溫模塊用于監(jiān)測母線槽的運行溫 度,確保母線槽配電安全。通過標準網線手拉手簡單組網,可以實現(xiàn)任意插接箱檢修或更換 時不影響其他在線運行的插接箱的數(shù)據(jù)上傳通訊。
4.7 智能照明控制系統(tǒng)解決方案
數(shù)據(jù)中心人流較少,面積大,機房多,合理使用照明控制系統(tǒng),通過感應控制做到人來 燈亮,人走燈滅或保持地強度照明,盡量解決照明用電。 系統(tǒng)在配電箱內的模塊主要有總線電源、開關驅動器、IP 網關、耦合器、干接點輸入 模塊等。這些模塊使用 35mm 標準導軌安裝。 安裝在控制現(xiàn)場的模塊主要有光照度傳感器、紅外傳感器和智能面板。有人經過可以 設定紅外感應控制亮燈,人離開后在設定的時間內熄燈,智能面板等手動控制設備,可實現(xiàn) 自動控制、現(xiàn)場控制和值班室遠程控制相結合。
4.8 電氣安全 電氣接點溫度實時監(jiān)測,斷路器觸頭、觸臂、母排和線纜連接等位置安裝無線測溫傳感 器監(jiān)測接點溫度,便于提前發(fā)現(xiàn)溫度異常導致的事故。 4.8.1 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)解決方案 電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)是用于接收剩余電流式電氣火災監(jiān)控探測器等現(xiàn)場設備信號,以實現(xiàn) 對被保護電氣線路的報警、監(jiān)視、控制、管理的運行于計算機的工業(yè)級硬件/軟件系統(tǒng)。對 分散在建筑內的探測器進行遙測、遙調、遙控、遙信,方便實現(xiàn)監(jiān)控與管理。
4.8.2 消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)能夠對消防設備的電源進行實時監(jiān)控,通過檢測消防設備電源的 電壓、電流、開關狀態(tài)等有關設備電源信息,從而判斷電源設備是否有斷路、短路、過壓、 欠壓、錯相以及過流(過載)等故障信息并實時報警、記錄的監(jiān)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)具有可靠性、 實時性并具有數(shù)字化、智能化、網絡化、自動化和連續(xù)監(jiān)控的特性。實時反映出被監(jiān)控設備 電源的狀況,并集中顯示,從而可以有效避免在火災發(fā)生時,消防設備由于電源故障而無法 正常工作的危急情況,保障消防聯(lián)動系統(tǒng)的可靠性。 4.8.3 防火門監(jiān)控系統(tǒng)解決方案 數(shù)據(jù)中心防火門數(shù)量比較多,由于部分區(qū)域經常有人走動,常開常閉防火門數(shù)量都不少, 防火門監(jiān)控系統(tǒng)的作用就是監(jiān)測防火門開閉狀態(tài),在發(fā)生火災后自動關閉常開防火門,防止 煙霧擴散。防火門監(jiān)控系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的監(jiān)控模塊相互連接起來,用于 監(jiān)測和控制防火門狀態(tài),當防火門發(fā)生異常位置信號時,防火門監(jiān)控器能發(fā)出故障報警信號, 指示故障報警部位并保存故障報警信息。發(fā)生火災時,關閉事故區(qū)域所有常開防火門,防止 煙霧向安全區(qū)域擴散。
4.8.4 消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)解決方案 數(shù)據(jù)中心消防比較復雜,一旦發(fā)生火災,疏散指示系統(tǒng)非常重要。消防應急照明和指示 系統(tǒng)可以和火災報警系統(tǒng)聯(lián)動,提供應急照明和疏散路徑指示,指引人群快速找到疏散出口, 并可以一鍵選擇疏散應急預案,提升人員逃生概率。
4.9 充電樁系統(tǒng)解決方案 數(shù)據(jù)中心停車場有電動汽車和電動自行車,均需要提供充電樁。充電樁管理系統(tǒng)通過物聯(lián)網技術對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,解決物業(yè)、 用電管理部門的充電樁使用、監(jiān)控問題。電動自行車充電可采用投幣、掃碼充電方式,電動 汽車支持 IC 卡和掃碼充電方式。遠程充電樁系統(tǒng)可實時遠程完成啟動充電、強制停止、單 價設置等控制指令,用戶可通過 APP、微信、支付寶小程序掃描二維碼,進行支付后,系統(tǒng) 發(fā)起充電請求,控制二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。同時對各類故障如充電 機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警;能夠遠程 控制,提供財務報表和數(shù)據(jù)分析等功能。
4.10 電能質量治理解決方案 數(shù)據(jù)中心常用設備為不間斷電源系統(tǒng) UPS、LED 照明、IT 服務器等,易產生諧波電流和 三相負載不平衡問題,電能質量監(jiān)測和治理裝置可根據(jù)負載運行情況進行實時的檢測、分析 并跟蹤治理,為不同負載類型的電能質量問題提供合適的設計解決方案,以達到改善供電質 量和確保電力系統(tǒng)安全經濟運行的目的。
5. 平臺部署硬件選型
5.1 電力監(jiān)控、電能質量、配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)