IDC能效管理系统课件

1、数据中心电能效管理系统 北京贝之瑞系统控制技术有限公司机房节能 “大智慧 ”第1页，共29页。2目 录 1、数据中心的用电能效 2、数据中心电能效管理系统功能 第2页，共29页。3数据中心能耗现状 据估计，全世界各个数据中心每年的用电量达 40,000,000,000kWh，电能成本约占总拥有成本的20%，而这些电能消耗中相当一部分是可以避免的。 对于数据中心运营者而言，减少能耗中的浪费不仅是一个重大的经济问题，而且是一个重要的公共政策问题。第3页，共29页。4数据中心电效率定义 对于数据中心来说，用电效率反映的是用于计算的那部分电能，即IT设备的用电量在数据中心总输入电能中所占的比例。第4页

2、，共29页。5数据中心电效率模型第5页，共29页。6数据中心电效率模型 理论上如果提供给数据中心的所有电能都会输送给IT负载，则数据中心的效率为 100%。但在实际情况下，有许多时候电能被IT负载以外的设备消耗了，因为需要为 IT 设备进行良好的遮罩、供电、冷却并加以防护，使之可以提供有效的计算能力。 消耗数据中心电能的非IT设备包括变压器、不间断电源 (UPS)、电源线、风扇、空调、泵、加湿器和照明设施。其中有些设备，例如 UPS 和变压器，与 IT 负载串联，而另一些设备(例如照明设施和风扇)则与 IT 负载并联，因为它们执行数据中心的其他支持功能。第6页，共29页。7典型数据中心电能流向

3、第7页，共29页。8提高数据中心电效率的途径 第8页，共29页。9提高数据中心电效率的途径改进机房物理基础设施设备的内部设计，减少其工作时的能耗。对机房内IT设备系统和各种辅助系统的负荷进行实时监测，在运行中更好的相互匹配，提高组件的工作效率。利用新技术、新产品，减少提供IT设备支持功能的辅助设备工作所需的电能。第9页，共29页。10目 录 1、数据中心的用电能效 2、数据中心电能效管理系统功能 第10页，共29页。11数据中心用电能效管理系统功能关键能效指标（PUE）监测子系统负荷监测与能效分析能耗成本分析电能质量监测数据中心电能效管理系统第11页，共29页。12关键能效指标（PUE）监测

4、PUE（Power Usage Effectiveness）是国际通用评价数据中心能源效率的重要指标，即数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比。 PUE是一个比率，越接近1表明能效水平越好，一般的数据中心PUE通常2，规划和管理较好的数据中心可以做到1.5PUE1。第12页，共29页。13PUE计算基础数据采集对数据中心子系统进行分类： （a）IT设备负载； （b）物理基础设施；2.如果一个子系统由于被非数据中心负载共用而不能直接测量其功率消耗，使用标准化方法来估计该类型子系统的功率；3.如果由于测量技术障碍而不能直接测量某一子系统的功率，使用标准化方法来估计该类型子系统的功率。第13

5、页，共29页。14PUE计算模型第14页，共29页。15数据中心子系统分类 对于数据中心的效率计算来说，关键是要清楚界定构成IT 负载的子系统，以及物理基础设施子系统。子系统设备IT服务器、存储设备、网络交换设备、KVM和监视器、灾难恢复IT设备等供电不间断电源（UPS）、自动转换开关（ATS）、静态转换开关（STS）、配电柜、预备能源系统等制冷冷水机组、冷冻水泵、冷却塔、水处理、冷凝泵、集中加湿器、风扇等其他照明、暖通空调、消防设备、个人办公设备等第15页，共29页。16PUE监测界面第16页，共29页。17数据中心能效指标监测目的 使用在线监测工具，对基于完整数据的能效指标进行实时监测，有

6、利于管理者全面掌握数据中心实际能源消耗情况和能源利用效率，为制定和权衡各项以提高能效为目的的技术方案提供可靠依据。 系统可监测的其他能效指标：数据中心基础设施效率（DCiE）数据中心碳排放量第17页，共29页。18子系统负荷监测与能效分析 通过对数据中心各子系统运行负荷和用能效率的分项监测、分析，发现各子系统运行中存在的耗能问题，有针对性的对各子系统进行运行调整和技术改进，降低数据中心电能消耗，提高整体能效。第18页，共29页。19子系统负荷监测与能效分析的必要性 设备实际效率铭牌效率 设备的额定效率并非运行中的实际效率，数据中心的实际效率损耗往往被低估； 一些设备（如：UPS和冷却设备）在不

7、同运行状态下，效率会显著降低。 负载对数据中心效率的影响 电源和冷却组件并非在接近满设计负载下工作 典型的 IT 负载通常显著低于系统设计容量。 电源和冷却设备散热的影响 电源和冷却设备产生的热量与 IT 设备本身产生的热量并没有不同，这给冷却系统带来了额外的负担，因此过度规划的电源和冷却系统，会进一步增加效率损耗。第19页，共29页。20子系统负载监测第20页，共29页。21UPS系统负载及效率监测第21页，共29页。22子系统能效分析建模流程 在提供降额、多样化和冗余系数的前提下，评估每个子系统的运行合理性和过度规划程度； 使用输入负载、每个子系统的基于过度规划的额定负载比例、空载损耗和比

8、例损耗，来确定其工作损耗； 确定由于需要冷却系统冷却数据中心的电源和冷却设备而产生的其他比例损耗； 将所有损耗总加； 计算出数据中心随IT负载的变化而变化的损耗和趋势分析图形、报表。第22页，共29页。23子系统负荷监测和效率分析的效果 管理人员可以通过系统在线监测和分析功能，了解到哪里的供电很充足可以提供充足的冷气，哪里的电能消耗已经是满载到达警戒值，哪里的供电和制冷容量还没有被充分利用，换句话说，通过系统掌握各子系统的运行状态和实时效率，发现效率被“搁置”的部分，采取措施加以利用。 第23页，共29页。24能耗成本分析 能源成本的比例、构成和趋势，也是数据中心重要能耗评价指标。第24页，共

9、29页。25能耗成本分析第25页，共29页。26电能质量监测 对于数据中心机房来说，服务器和相应的辅助设备非常多，构成了一个复杂的系统，在数据中心内部计算机、UPS边路很多，导致电能质量变差，目前大部分数据中心缺乏对各子系统的电能质量监测手段，只能是从整体上提高供电质量，但是对数据中心内部，往往没有办法了解是各部分的具体电能质量问题，哪里需要加强。 电能质量差会导致设备及供电线路温度的上升，还有线路温度的上升，影响机房的制冷和散热问题；干扰通信和计算机系统的正常工作，据统计通信网络中50%以上的数据丢失事故是电能质量问题引起的。第26页，共29页。27电能质量监测HRUn/HRIn、THDu、THDi和含有率（ 264次谐波分量）电压不平衡度电流不平衡度电压波