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行业背景
数据中心最主要的目标之一是确保业务连续性。数据中心的供电上从高压电源入口到末端配电采用了很多高可靠性的设计，比如多路独立高压市电电源、大容量中压柴油发电机组，UPS的冗余配置等等，这往往意味着高昂的成本，都是为了提高供配电系统容错能力。配电柜(也称列头柜)或母线槽承担为数据中心服务器、存储和网络等IT设备提供稳定可靠的电源的末端配电环节，其运行稳定性也尤为重要。在这个环节，几乎所有的数据中心都面临着一些共性的挑战，包括电源容量管理和配置、数据中心能源管理、环境管理、安全管理、计算能力需求扩张、资产和变更管理等等。
电源容量管理和配置：许多数据中心缺乏有计划的增长扩容，工程师经常将新设备接入看似可用的回路，而对回路可用的负荷容量知之甚少。这可能会导致回路过负荷保险丝熔断并导致停机并导致很大的经济损失，服务中断的损失是以秒来计算的。
能源管理：数据中心最主要的能效指标PUE的计算涉及到所有IT设备的耗能，而IT设备的耗能计量都集中在末端配电，所以在末端需要具备能源计量和管理。
环境管理：虽然IT设备耗能占能源成本的50%以上，但另有36%用于冷却和循环空气。数据中心通常会将机房温度调到过冷以防止设备故障，但将机房温度升高1摄氏度，最多可节省高达7%的冷却耗能成本，所以需要在温度控制和能耗之间找到平衡点。
安全管理：不管供配电前端在可靠性上做了多少冗余，如果忽视了末端的配电安全管理都是无用功，对末端的电源插接点接触以及温升情况也需要关注。
计算能力需求：在可预见的未来，一个不变的趋势是对更多计算能力的需求，这种快速扩张将导致数据中对的电力需求越来越大。
资产和变更管理：对于正在扩展的数据中心，手动跟踪资产可能很繁琐且成本很高。研究指出，库存收集、库存核对、查找错放资产、手动存储库更新和更换错放资产的过程每年花费的人力和资金成本巨大。
安科瑞电气紧跟数据中心发展形式，推出AcrelEMS-IDC数据中心综合能效管理解决方案，包含有电力监控、动环监控、消防监控、能耗统计分析、智能照明控制以及新能源监测几个子系统。集成了变配电监测、电源备自投、电气接点测温、智能照明控制、电能质量监测及治理、蓄电池在线监测、配电监控、智能母线监控以电气火灾、应急照明及疏散指示等多种子功能，能够帮助用户实时掌握数据中心的运行情况，保障数据中心可靠、安全、节约、有序、低碳的运行，辅助运维团队提升数据中心能效、资源利用率和可用性，提高运维效率并降低运维成本。
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应用场所
适用于运营商、银行、新媒体、互联网企业等数据中心。
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平台组成
AcrelEMS-IDC数据中心综合能效管理系统，为数据中心的能源管理提供全方位的监测和控制，主要分为电力监控、动环监控、消防监控、能源管理、照明控制、新能源监测几个模块。
1）电力监控
a实时监控变电站、变配电所开关柜、变压器、应急电源以及主要用电设备运行状况，采集微机保护测控装置数据包括电气参数、开关状态、远程遥控、事故报警及记录等；
b监测各进线回路电能质量，包括电压暂降、谐波畸变、闪变等数据波形记录，进而判断配电系统扰动方向，生成电能质量分析报告；
c对中高压回路进行故障录波、事件顺序记录等功能，协助分析故障原因并改进；
d对中压开关柜母排设置弧光保护装置，探测到故障性弧光快速跳闸并报警；
e监测0.4kV馈线电气参数和开关状态，自动抄表；
f对0.4kV进行电能质量治理，包括谐波治理和无功补偿。
2）动环监控
a实时监测动力设备的供配电情况；
b监控配电室、机房等场所的环境情况，包含有温湿度、水浸、烟感、有害气体等；
c接入视频摄像头、门禁系统。
3）电气安全
a实时监测0.4kV馈线漏电电流，异常时报警；
b监测各电气接点、母排温度并实时预警；
c实时监测消防设备的电源状态，发生异常时报警；
d实时监测建筑内防火门、安全门状态，发生异常时及时报警；
e监测建筑内消防应急照明和疏散指示灯具工作状态，在发生火灾时提供疏散应急预案，灯具有异常时报警；
f对UPS电池间电池温度、电流、电压、内阻进行监测。
4）能源管理
a采集数据中心内建筑的能耗数据，包括电、水、气、汽、压缩空气、冷热量等，并进行折标煤计算和CO2排放趋势统计；
b采集数据中心的暖通系统、给排水系统、动力系统、动环系统、照明系统能耗数据，包括制冷/制热量、用水量、压缩空气和氧气消耗量、照明系统用电量等；
c根据采集的数据实时计算出数据中心能效指标PUE和WUE。
5）智能照明
a对数据中心内照明进行集中管理，包括机房内、配电房和走廊灯公共区域照明；
b通过系统实现集中控制、定时控制、光照度感应控制、人体感应控制、区域控制等；
c对光照度有要求的特定区域实现调光控制。
6）新能源监测
a接入数据中心的分布式光伏电站发电数据，采集光伏逆变器、并网柜数据，并进行日、月、年、累计收益分析和减排分析；
b对光伏系统异常及时预警；
c接入储能系统和BMS数据，根据负荷曲线制定储能充放电使用策略；
d对数据中心内电动汽车和汽车充电桩进行状态监测和充电交易管理。
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组网方案
安科瑞AcrelEMS-IDC数据中心综合能效管理解决方案，按照能源的流向、电压等级的变化，数据中心的电源从供电局引入后，需要经过变电站、中高压配电室、柴发室、低压配电室、电池室，最后能源流向数据机房给IT设备进行供电。
上述的每一个供配电环节都需要采用相应的设备和装置对其电气参数进行监控和保护，以确保数据中心供配电的稳定安全可靠。
如上图所示组网拓扑，设备层的监控装置如微机保护、电能质量监测和治理装置、电力仪表、列头柜等通过其自身的通讯接口与传输层网关连接，监控的电气数据经网关采集后传输给监控平台。通过PC、PAD或者手机运维人员和管理者可以实时的了解当前数据中心的运行状态。
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系统介绍
1）系统主页
展示当前数据中心总能耗，动力能耗，空调能耗，及其他能耗并且计算出当前数据中心实时PUE值，通过仪表盘形式直观展示。
2）变电站综自
对数据中心变电站实时监控，并在一次图显示配电系统当前遥测、遥信数据和状态。
3）分布式光伏
对逆变器运行和电站进行监测，对电站发电进行统计和分析。
4）电力监控
电力监控云平台针对供配电系统的特点，对35KV及以下供配电实施一体化的实时监控，对电网的安全运行提供现代化手段，可实现无人值守。
5）变压器监测
监测各变压器各项参数，包括负载率、频率、功率因数、三相不平衡度等，并且显示历时曲线图，数据实时变化。帮助用户直观监测各变压器运行状态。
6）电能质量监测
电能质量在线监测，可以监测电流和电压谐波畸变率、电压暂升暂降暂中断等暂态事件记录、ITIC容忍曲线等。
7）电气安全
电气接点温度实时监测，断路器触头、触臂、母排和线缆连接等位置安装无线测温传感器监测接点温度，便于提前发现温度异常导致的事故。
8）UPS监测
系统采集UPS输入、输出端和旁路三相电压、电流、有功功率、功率因数频率，同时监测UPS温度、蓄电池电压、当前负载下的剩余时间等数据。
9）蓄电池监测
展示单体电池电压、内阻和温度，预测电池带载时剩余时间，每节电池数据均可以设置异常报警，及时发现蓄电池异常。
10）列头柜监测
系统可以展示配电柜内进线和馈线回路电气参数，包括电流电压功率电能以及开关状态，并可以对数据进行报警设置和分级，数据取自配电柜测量模块。
11）母线槽监测
系统可以展示智能小母线的始端箱和插接箱电气参数，包括电流电压、开关状态、插接点温度，并对数据进行报警设置和分级。
12）能源分布
通过平面图显示数据中心能源分布，设备分布情况，并显示设备能耗数据，点击平面图上设备可以进入具体设备监控界面。
13）能耗分析
显示电能消耗日/月/年报表，并可对具体回路选择曲线图、饼图进行展示。对数据中心用电数据进行同比、环比分析比较，查看用电趋势。
14）能效监测
能效看板实时显示当前数据中心PUE值以及历史PUE曲线。并且显示各分项用能的用能情况及用能排行。监测各变压器运行及负载情况，给出本月变压器输出电能排行。
15）环境监测
监测数据中心温湿度、开关门、水浸、烟雾、噪声、气体浓度状态等参数。曲线图直观明了，同时支持历史数据查询。
16）空调监测
系统可监测空调的回风温湿度，出回水温度，并可以设定空调的温湿度，达到更好的控制效果。
17）智能照明
用户可通过控制面板、人体感应、照度感应、微波感应、上位机系统、触摸屏、手机、平板端等多种控制终端实现灵活多样的智能化控制，特别适合于各类智能小区、医院、学校、酒店，以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明系统。
18）消防监控
智慧消防管理云平台是在智慧安全用的基础上，增加了火报系统，智慧烟感和智慧消防用水等设备和系统。实现火灾预防、火情报警和联动控制等功能。
19）故障报警
报警事件分为四级，通过列表显示各类报警事件数量，通过柱状图显示逐日报警数量，提供报警总数以及增长趋势。
20）运维管理
运维管理功能，可针对数据中心各主要设备进行巡检派工，消缺，抢修等维护工作。
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平台部署硬件选型
电力监控、电能质量、配电室环境监控系统
蓄电池在线监测
精密配电
智能母线监测
充电桩管理平台
智能照明系统
电气火灾监控系统
消防设备电源监控系统
消防应急照明和疏散指示系统
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随着对算力的需求增长，数据中心也将加速发展。为了保障数据中心稳定可靠运行，除了在电源和前端变配电系统上下功夫外，数据中心的末端配电系统数字化管理更为重要。安科瑞AcrelEMS-IDC数据中心能效管理系统配合安科瑞配电柜系统、智能母线槽系统为数据中心的末端配电提供负荷监测、能效管理、安全预警和设备运维管理，为数据中心连续稳定运行提供保驾护航。
