数据中心供配电设计简析(建筑电气2021年12期)
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【摘要】结合相关技术规范及实际工程案例，分析某数据中心新旧配电方案的利弊，为新型模块化机房的设计提供参考。
【关键词】数据中心；供配电系统；UPS；HVDC；精密列头柜配电；双母线供电；方案对比；节能
文本预览
R
BUILDING
2021年第12 期 ELECTRICITY
数据中心供配电设计简析
盖琪彦（中铁十二局集团有限公司勘测设计分公司，太原市 030024）
Brief Analysis of Power Supply and Distribution Design of Data Center
GAI Qiyan（
Reconnaissance and Design Branch of China Railway 12th Bureau
， ， ， ）
Group Co. Ltd. Taiyuan 030024 China
Abstract： 电或低质量的供电都可能造成服务器宕机从而造成损
Combined with relevant technical
， 失。如何优化设计提高数据中心供电的安全可靠性，
specifications and practical engineering cases this
以确保电子信息系统不间断稳定运行，成为数据中心
paper analyzes the advantages and disadvantages of new
，
and old power distribution schemes in a data center 设计者面临的重要课题。对比传统供配电方案，是否
so as to provide reference for the design of new 有更安全经济、运行更稳定的供电方案是设计者在意
modular computer room. 的问题。笔者谨以目前了解到的技术，结合某数据中
Key words： ；
data center power supply and
心实际工程项目作简单分析，目的在于同更多的设计
； ； ；
distribution system UPS HVDC precise array
； ； 者研究进步。
cabinet power distribution double‑bus power supply
；
scheme comparison energy saving
1 项目概况
摘 要：结合相关技术规范及实际工程案例，分
析某数据中心新旧配电方案的利弊，为新型模块化机
某数据中心总建筑面积为 ，其中数
2
1 906.24 m
房的设计提供参考。
据中心总建筑面积为 ，包括 数据机房、
2
210.6 m 1F
关键词：数据中心；供配电系统； ； ；
通信机房。功能区域包括主机房（机房、通信机
UPS HVDC 1F
精密列头柜配电；双母线供电；方案对比；节能
房）、管理区（办公室、互联网设备间等）和辅助用
中图分类号： 文献标识码：
房。如果数据机房的电子信息系统运行中断，将造成
TU852 A
： －
doi 10.3969/j. issn.1003 8493.2021.12.009 较大的损失。根据规范 《数据中心
GB 50174-2017
设计规范》，确定该数据中心为 级数据中心。
B
0 引言 2 供配电系统设计
伴随科技的发展， 、智慧家、大数据、物联 2. 1 变配电系统
5G+
网等高新技术与现代工业结合，已成为大时代背景下 数据中心配电系统一般分为三级配电，一级配电
发展的基石。各行业对网络数据量的需求呈几何式增 包含市电、高压配电柜、柴油发电机、变压器、低压
长，而数据中心作为传递、加速、展示、计算、存储 配电柜；二级配电包含 输入柜、 、 输出
UPS UPS UPS
数据信息的基础设施，也在不断发展与进步。数据中 柜、 、照明；三级配电包含精密列头柜、
HVDC PDU
心的数量、规模、功率密度不断增加，建设等级不断 （电源分配单元）、 （电源模块）等。
PSU
提高，而配电系统作为数据中心重中之重的环节，断 一级配电即为高压配电系统，本工程数据中心按
作者信息
盖琪彦，男，中铁十二局集团有限公司勘测设计分公司，工程师。
42
Dec.2021 Vol.40 No.12
http：//www. jzdq. net. cn
872数 据 中 心
照 级机房设计，电子通信设备、机房工位为一级 （ ）的反比。
B data center infrastructure efficiency
负荷，精密空调设备为二级负荷，其他为三级负荷。 数据中心所有设备能耗 设备能耗，
PUE = / IT
级数据中心在由双重高压电源供电的情况下可不设 是一个比值，基准是 ，越接近 表明能效水平
B PUE 2 1
置柴油发电机系统，但考虑机房特殊性质，该数据中 越好，代表一个数据中心的绿色化程度越高。
心在采用两路 双重电源供电的情况下，另增设 年 月工业和信息化部办公厅发布的《关
10kV 2017 8
台自备柴油发电机组。由于数据中心对柴油发电机 于组织申报 年度国家新型工业化产业示范基地
2 2017
组的输出频率、电压和波形有严格要求，根据 的通知》（以下简称《通知》）中明确规定大型数据
GB
《数据中心设计规范》选用 级柴油 中心 必须小于 ，对于运行未满一年的数据
50174- 2017 G3 PUE 1.5
发电机组，选用 型干式变压器。 中心，在设计上 必须小于等于 ，中小型数
Dyn11 PUE 1.5
二、三级配电系统为低压配电系统，对于机房、 据中心 必须小于等于 。
PUE 1.7
通信机房等重要负荷采用放射式供电；对于办公室等 通过大量数据分析得出高压直流（
High‑voltage
一般负荷采用放射式与树干式结合的供电方式。 ， ）供配电系统、交直流一体供
direct current HVDC
本工程变电所有功计算负荷为 ，设 台 配电系统、 的工作效率较高，能提高数
1578kW 2 UPS+HVDC
干式变压器，变压器负载率不超过 。 据中心节能指标。
2000kVA 75%
设置 台常用功率为 （ ）柴油发 数据中心 供配电系统示意图如图 所示。
2 1600kW 2000kVA HVDC 2
电机组作为数据中心备用电源，低压配电系统采用 考虑实际服务器同时存在交直流服务器，还可以
BUILDING
2021年第12 期 ELECTRICITY
数据中心供配电设计简析
盖琪彦（中铁十二局集团有限公司勘测设计分公司，太原市 030024）
Brief Analysis of Power Supply and Distribution Design of Data Center
GAI Qiyan（
Reconnaissance and Design Branch of China Railway 12th Bureau
， ， ， ）
Group Co. Ltd. Taiyuan 030024 China
Abstract： 电或低质量的供电都可能造成服务器宕机从而造成损
Combined with relevant technical
， 失。如何优化设计提高数据中心供电的安全可靠性，
specifications and practical engineering cases this
以确保电子信息系统不间断稳定运行，成为数据中心
paper analyzes the advantages and disadvantages of new
，
and old power distribution schemes in a data center 设计者面临的重要课题。对比传统供配电方案，是否
so as to provide reference for the design of new 有更安全经济、运行更稳定的供电方案是设计者在意
modular computer room. 的问题。笔者谨以目前了解到的技术，结合某数据中
Key words： ；
data center power supply and
心实际工程项目作简单分析，目的在于同更多的设计
； ； ；
distribution system UPS HVDC precise array
； ； 者研究进步。
cabinet power distribution double‑bus power supply
；
scheme comparison energy saving
1 项目概况
摘 要：结合相关技术规范及实际工程案例，分
析某数据中心新旧配电方案的利弊，为新型模块化机
某数据中心总建筑面积为 ，其中数
2
1 906.24 m
房的设计提供参考。
据中心总建筑面积为 ，包括 数据机房、
2
210.6 m 1F
关键词：数据中心；供配电系统； ； ；
通信机房。功能区域包括主机房（机房、通信机
UPS HVDC 1F
精密列头柜配电；双母线供电；方案对比；节能
房）、管理区（办公室、互联网设备间等）和辅助用
中图分类号： 文献标识码：
房。如果数据机房的电子信息系统运行中断，将造成
TU852 A
： －
doi 10.3969/j. issn.1003 8493.2021.12.009 较大的损失。根据规范 《数据中心
GB 50174-2017
设计规范》，确定该数据中心为 级数据中心。
B
0 引言 2 供配电系统设计
伴随科技的发展， 、智慧家、大数据、物联 2. 1 变配电系统
5G+
网等高新技术与现代工业结合，已成为大时代背景下 数据中心配电系统一般分为三级配电，一级配电
发展的基石。各行业对网络数据量的需求呈几何式增 包含市电、高压配电柜、柴油发电机、变压器、低压
长，而数据中心作为传递、加速、展示、计算、存储 配电柜；二级配电包含 输入柜、 、 输出
UPS UPS UPS
数据信息的基础设施，也在不断发展与进步。数据中 柜、 、照明；三级配电包含精密列头柜、
HVDC PDU
心的数量、规模、功率密度不断增加，建设等级不断 （电源分配单元）、 （电源模块）等。
PSU
提高，而配电系统作为数据中心重中之重的环节，断 一级配电即为高压配电系统，本工程数据中心按
作者信息
盖琪彦，男，中铁十二局集团有限公司勘测设计分公司，工程师。
42
Dec.2021 Vol.40 No.12
http：//www. jzdq. net. cn
872数 据 中 心
照 级机房设计，电子通信设备、机房工位为一级 （ ）的反比。
B data center infrastructure efficiency
负荷，精密空调设备为二级负荷，其他为三级负荷。 数据中心所有设备能耗 设备能耗，
PUE = / IT
级数据中心在由双重高压电源供电的情况下可不设 是一个比值，基准是 ，越接近 表明能效水平
B PUE 2 1
置柴油发电机系统，但考虑机房特殊性质，该数据中 越好，代表一个数据中心的绿色化程度越高。
心在采用两路 双重电源供电的情况下，另增设 年 月工业和信息化部办公厅发布的《关
10kV 2017 8
台自备柴油发电机组。由于数据中心对柴油发电机 于组织申报 年度国家新型工业化产业示范基地
2 2017
组的输出频率、电压和波形有严格要求，根据 的通知》（以下简称《通知》）中明确规定大型数据
GB
《数据中心设计规范》选用 级柴油 中心 必须小于 ，对于运行未满一年的数据
50174- 2017 G3 PUE 1.5
发电机组，选用 型干式变压器。 中心，在设计上 必须小于等于 ，中小型数
Dyn11 PUE 1.5
二、三级配电系统为低压配电系统，对于机房、 据中心 必须小于等于 。
PUE 1.7
通信机房等重要负荷采用放射式供电；对于办公室等 通过大量数据分析得出高压直流（
High‑voltage
一般负荷采用放射式与树干式结合的供电方式。 ， ）供配电系统、交直流一体供
direct current HVDC
本工程变电所有功计算负荷为 ，设 台 配电系统、 的工作效率较高，能提高数
1578kW 2 UPS+HVDC
干式变压器，变压器负载率不超过 。 据中心节能指标。
2000kVA 75%
设置 台常用功率为 （ ）柴油发 数据中心 供配电系统示意图如图 所示。
2 1600kW 2000kVA HVDC 2
电机组作为数据中心备用电源，低压配电系统采用 考虑实际服务器同时存在交直流服务器，还可以
