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一、行業(yè)背景
數據中心是現代社會中的基礎設施之一，它們承載著各種關鍵業(yè)務和應用程序，如云計算、大數據、人工智能等。然而，數據中心的能源消耗卻非常高，據估計全球數據中心的能源消耗占到了全球總能源消耗的2%左右。為了應對這一問題，數據中心需要采取綜合能效管理措施，以降低能源消耗、提高資源利用率、降低運營成本。安科瑞數據中心綜合能效管理解決方案就是為此而生，它結合了物理設備管理、環(huán)境監(jiān)測、能源管理、智能優(yōu)化等多種技術手段，幫助數據中心實現可靠、可持續(xù)的運營。
二、用戶需求
1）提高能源利用效率：
數據中心是高能耗場所，對能源的有效利用有著較高要求。用戶希望通過該解決方案實時監(jiān)測數據中心的能源消耗情況，找出能源浪費的問題，并采取相應措施來提高能源利用效率，降低能源消耗，以減少運營成本。
2）確保電力供應的穩(wěn)定和可靠：
數據中心對電力供應的穩(wěn)定性和可靠性要求高。用戶希望通過電力監(jiān)控和UPS電池監(jiān)測功能，實時監(jiān)測電力參數和UPS電池狀態(tài)，及時發(fā)現電力故障和UPS電池問題，并進行相應處理，以確保數據中心的持續(xù)穩(wěn)定供電，避免服務中斷和數據丟失。
3）保障電能質量：
電能質量對數據中心設備的運行穩(wěn)定性和壽命有著直接影響。用戶希望通過電能質量監(jiān)測與治理功能，及時發(fā)現和解決電力質量問題，如電壓波動、電流諧波等，確保數據中心設備的正常運行和電力質量的穩(wěn)定。
4）提高環(huán)境安全性：
數據中心環(huán)境安全對設備和數據的保護至關重要。用戶希望通過環(huán)境監(jiān)測功能實時監(jiān)測數據中心的溫度、濕度和水浸等參數，及時發(fā)現環(huán)境異常和潛在的水浸事件，預警并采取措施防范安全風險。
5）智能遠程管理：
數據中心往往分布在不同地點，用戶需要一種智能遠程管理方式。該解決方案提供遠程監(jiān)控和訪問功能，允許用戶通過手機、平板電腦或計算機等設備遠程查看數據中心的運行狀態(tài)，進行數據分析和故障處理，提高管理的便捷性和靈活性。
6）數據分析與優(yōu)化：
用戶希望通過電力監(jiān)控、電能質量監(jiān)測、UPS電池監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測等數據的記錄和分析，進行能效評估和優(yōu)化，找到能源消耗的瓶頸，制定合理的能效改進計劃，不斷提高數據中心的能源效率和綜合能效性能。
三、項目介紹
該數據中心項目是位于內蒙古，是一個大型的云計算和數據存儲基地。該項目總投資約20億元人民幣，占地面積約50萬平方米，總建筑面積約15萬平方米。該項目建設分為兩期，一期已于2021年投入使用，二期正在加緊建設中。
該數據中心項目擁有節(jié)能的物理設備、智能化的環(huán)境監(jiān)測和能源管理系統(tǒng)，以及靈活可擴展的業(yè)務處理平臺。該項目的建設旨在為政府、企業(yè)和個人用戶提供安全、可靠的數據處理和存儲服務，推動當地數字經濟的發(fā)展和轉型升級。同時，該項目還將為當地經濟發(fā)展帶來新的機遇和動力，促進當地信息化建設和產業(yè)升級。
四、實施方案
4.1 應用方案
安科瑞依托對數據中心配電系統(tǒng)和能源管理多年的深刻理解，為數據中心能源管理建設推出了AcrelEMS-IDC數據中心綜合能效管理系統(tǒng)解決方案，能夠輔助數據中心管理人員進行能源供應系統(tǒng)及設備的運行管理工作，幫助數據中心管理層實時掌握數據中心的能耗情況，為數據中心能源信息化建設和節(jié)能管理提供了較好的技術平臺和數據支撐。
AcrelEMS-IDC數據中心綜合能效管理系統(tǒng)為數據中心能源管理提供監(jiān)測及控制，主要包括電力監(jiān)控、電能質量監(jiān)測和治理、能耗分析、蓄電池在線監(jiān)測管理等功能，旨在實現數據中心的智能化管理，提高能源利用效率，確保電力供應的穩(wěn)定和可靠性，保障電能質量和環(huán)境安全性，以及實現遠程智能管理和數據分析優(yōu)化，從而降低運營成本，提高數據中心的綜合能效性能，并推動數據中心的可持續(xù)發(fā)展。
4.1.1電力監(jiān)控
a. 實時監(jiān)控變電站、變配電所開關柜、變壓器、應急電源以及主要用電設備運行狀況，采集微機保護測控裝置數據包括電氣參數、開關狀態(tài)、遠程遙控、事故報警及記錄等；
b. 監(jiān)測各進線回路電能質量，包括電壓暫降、諧波畸變、閃變等數據波形記錄，進而判斷配電系統(tǒng)擾動方向，生成電能質量分析報告；
c. 對中高壓回路進行故障錄波、事件順序記錄等功能，協助分析故障原因并改進；
d. 對中壓開關柜母排設置弧光保護裝置，探測到故障性弧光快速跳閘并報警；
e. 監(jiān)測0.4kV饋線電氣參數和開關狀態(tài)，開關柜內電纜接頭、斷路器觸頭、低壓大電流等設備的溫度監(jiān)測；
f. 對0.4kV進行電能質量治理，包括諧波治理和無功補償。
4.1.2電能質量監(jiān)測與治理
a. 對數據中心配電系統(tǒng)的電能質量在線實時監(jiān)測，對于配電系統(tǒng)內發(fā)生的電壓暫升、驟降、短時中斷可以及時捕捉和處理。科學地對配電系統(tǒng)的電壓、電流進行分析，更及時、準確、靈敏地反映出當前電能質量情況，減少因電網波動造成的損失；
b. 對數據中心配電系統(tǒng)的電能質量進行諧波治理，減少諧波的危害和影響；
c. 對數據中心配電系統(tǒng)的電能質量進行無功補償，提高整體的電能利用效率。
4.1.3 UPS電池監(jiān)測
a. 監(jiān)測蓄電池組的電壓，以確保電池組的電壓處于正常范圍內。通過實時監(jiān)測電池電壓，可以及時發(fā)現電池組電壓異常或衰減，以便采取適當的措施；
b. 監(jiān)測蓄電池組的溫度，以確保電池組的溫度穩(wěn)定且在安全范圍內。過高的溫度可能會影響電池壽命和性能，因此通過監(jiān)測電池溫度可以及時發(fā)現并解決潛在問題；
c. 監(jiān)測蓄電池組的容量，以了解電池組的剩余容量和衰減情況。通過實時監(jiān)測電池容量，可以預測電池壽命和性能，以及確定是否需要進行電池維護或更換；電池內阻監(jiān)測：監(jiān)測蓄電池組的內阻，以評估電池組的狀態(tài)和性能。內阻是電池衰減和性能下降的重要指標，通過監(jiān)測電池內阻可以及早發(fā)現電池故障或劣化情況；
d. 監(jiān)測蓄電池組的充放電電流，以了解電池組的充放電狀態(tài)和性能。通過監(jiān)測電池的充放電電流，可以評估電池組的運行狀態(tài)，確保充電和放電過程的安全和穩(wěn)定；
4.1.4 環(huán)境監(jiān)測
a. 實時監(jiān)測數據中心機房內的溫度變化，通過溫度傳感器獲取環(huán)境溫度數據。提供溫度曲線和歷史數據，幫助數據中心管理員了解機房溫度的變化趨勢和周期性變化。
b. 實時監(jiān)測數據中心機房內的濕度變化，通過濕度傳感器獲取環(huán)境濕度數據。提供濕度曲線和歷史數據，幫助數據中心管理員了解機房濕度的變化趨勢和濕度波動情況。
c. 安裝水浸傳感器，實時監(jiān)測機房內是否有水浸事件發(fā)生。在水浸事件發(fā)生時，系統(tǒng)會立即發(fā)出警報通知相關人員，以便及時采取措施避免設備損壞和安全風險。
d. 配備實時報警功能，一旦溫度、濕度或水浸等環(huán)境參數超出預設范圍，系統(tǒng)會自動發(fā)出警報通知數據中心管理員。
e. 記錄環(huán)境數據，并提供歷史數據的存儲和分析功能。管理員可以查看歷史溫濕度變化趨勢圖，對機房環(huán)境的穩(wěn)定性和變化進行分析，以便優(yōu)化環(huán)境管理策略。
4.2 功能模塊
五、平臺界面
六、現場圖片
七、結語
在當今數字化時代，數據中心已成為各行業(yè)的重要基礎設施，而數據中心的能源消耗也日益成為人們關注的焦點。如何降低數據中心的能源消耗、提高資源利用率、降低運營成本，成為了數據中心管理者需要解決的重要問題。
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