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浅谈电力企业数据中心列头柜配电设计及监控产品选型

点击次数:330 发布时间:2022-09-19

摘要:本文将从电力数据中心的末端供电可靠性出发,对几种主要的数据中心机柜供电方案进行对比研究,分析其优缺点,以及应用场景,提出为电力数据中心的关键负载提供可靠性用电保障的参考方案。重点分析列头柜几种配置发展方向对其可靠性、灵活性以及经济性角度进行深入探讨,为关键电力负载提供可靠性的用电保障。

 

关键词:数据中心 末端配电 列头柜 

 

1.概述:
       电力数据中心是电力企业通信、调度、信息、营销、经营、综合管理及分析决策等服务的公共信息平台,是各业务应用系统的数据交换和共享平台,是电力企业跨业务、跨流程高级应用的重要支持平台。电力数据中心既包含信息系统应用服务,还包括综合数据通信链路、综合环境控制基础设施,其中配电系统是支撑电力数据中心正常运行最为关键的设施之一。
2.传统列头柜供电方式
       传统数据中心机柜端配电采用配电列头柜加电缆的配电方式,同时每个机柜配置两条 PDU 插座,通过电缆从列头柜取电。列头柜与机柜之间的供电一般有两种模式。
2.1 模式一:

       每个列头柜同时配置 A 和 B 两路主输入开关及对应馈线开关,每个机柜从1个列头柜取电。


2.2 模式二:
       每个列头柜配置 A 或 B 两路主输入开关及对应馈线开关,每个机柜从 2 个列头柜取电。
 
3.模式一与模式二对比
       模式一采用 1 个列头柜向末端设备提供A、B路电源,模式二分布在两个列头柜向末端设备提供A路或B路电源。按照国家标准级机房供配电系统结构时,正常运行情况下,模式一和模式二均满足容错要求,即当 A、B 路任何一路出现故障时均不影响末端设备运行。从运维管理角度考虑,模式一中的一路出现故障时,因 A、B两路供电均在一个列头柜内,因此需停电维护,增加了运维的难度和可操作性。当列头柜内配置较低时,存在任何一路故障时有可能对另外一路造成故障的风险。因此,从可靠性和可用性比较,模式二相对较高。
4.传统列头柜配置比较
       列头柜作为数据中心机房末端配电管理的核心设备,需满足配电、监控、测量、保护、告警等作用。由于信息化设备进一步集中,数据中心对供电可靠性和可管理性要要求越来越高,同时,随着电力电子技术的发展和计算机技术的融合,列头柜高度智能化的技术也逐步成熟,从第一代简单智能列头柜逐步演进到高度智能第三代的技术。 
4.1 列头柜的发展大致分为三代,如下: 
        第一代:多数采用开关竖直安装,在进线端加入数字电表或触摸屏和通讯接口,只监控主路,未监控分路。 
        第二代:在第二代基础上增加分路监控,实现电源监控和能源管理。 
        第三代:在第三代基础上提高了智能化技术,集中开关模块化、二次元件模块化、调相、 监控与一体。
        其中,第一代为传统配电柜,第二代为目前数据中心常用精密配电柜,第三代为模块化精密配电柜,从柜体集成、监控、 维护等方面进行比较。(如下图)
       从上表格中可以看出,相比传统配电柜,从安全管理、运行管理角度看,精密配电柜可提供机房电源管理功能,将配电系统*纳入机房监控系统,监测内容除电气系统主母线及支路所有电气参数,为机房提供更为管理及服务。同时,用户可以及早发现安全隐患,采取相应改进措施改善机房供电情况,有效规避风险。
5.安科瑞推出的解决方案
5.1 第一代配置:
遥测:输入分路的三相电压、三相电流、频率、有功功率、有功电度;
遥信:输入分路的过压/欠压,缺相,过流,频率过高/过低,输入分路的开关状态,具备电流、功率需用量分析和统计,实现电压、电流、频率、功率等参数的越限报警功能。
5.2 第二代配置:
遥测:输入分路的三相电压、三相电流、有功功率、有功电度;
遥信:输入分路的过压/欠压,缺相,过流,输入分路和输出分路的开关状态,具备电流、功率需用量分析和统计,实现电压、电流、功率等参数的越限报警功能。
 
5.3 第三代配置:
遥测:输入分路的三相电压、三相电流、有功功率、有功电度;输出分路的单相电压、单相电流、有功功率、有功电度;
遥信:输入分路的过压/欠压,缺相,过流,输入分路和输出分路的开关状态,具备电流、功率需用量分析和统计,实现电压、电流、功率等参数的越限报警功能。
5.4产品型号

 

5.5 系统组网图:
 
5.结语
       可靠性、可维护性、经济性、可扩展性和节能环保是电力数据建设和运维的几大关键要素,供配电系统更是数据中心基础设施中的关键环节。随着电网 IT 信息系统快速发展,数据中心末端配电应采用具备更高可用性、更高安全性和灵活性的配电结构进行支撑。
       安科瑞电气股份有限公司长期对数据中心行业进行内外部环境分析,对国家政策、行业未来发展趋势进行行业热点分析,预测未来的行业发展方向,同时完善自身行业的各种应用解决方案,分析不同客户需求,满足不同客户的应用需求。
 
参考文献
【1】王德文,刘扬.一种电力云数据中心的任务调度策略[J].电力系统自动化,2014
【2】安科瑞数据中心IDC配电监控解决方案.2020.11版.
【3】安科瑞企业微电网设计应用手册.2020.06版.
【4】吴劲松,李光泰,李舒涛,王玉庭,张学昶 (中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司,)2018


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