數(shù)據(jù)中心電源成本占了整體成本50%以上的份額，節(jié)能是數(shù)據(jù)中心運行的一個重要工作，合適的節(jié)能舉措不但可以節(jié)約運營成本，也可以加強運維團隊對設(shè)備操作的熟練度。本文就以某云計算數(shù)據(jù)中心的節(jié)能經(jīng)驗進行闡述

云計算數(shù)據(jù)中心概述

某某云計算數(shù)據(jù)中心項目整體規(guī)模6000以上機柜，目前有1000機柜投入運行，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)達到TIER3+等級。

機房動力設(shè)備設(shè)計兩路20KV不同源市電，發(fā)電機采用4+1的冗余設(shè)計，末端設(shè)備為一路交流市電+一路高壓直流進行供電，高壓直流采用熱插拔式直接嵌入微模塊。

機房暖通設(shè)計采用閉合雙環(huán)路設(shè)計，這個設(shè)計本身就考慮到了節(jié)能以及備份，環(huán)路設(shè)計使得節(jié)約用水，保護環(huán)境，電機采用變頻技術(shù)設(shè)備，基礎(chǔ)設(shè)施全部采用4+1的設(shè)計。

暖通負載：云計算中心冷源設(shè)備分別為：400TR冷機2臺，800TR冷機2臺，冷凍泵45KW*3臺，75KW*2臺，放冷泵55KW*3臺，冷卻泵45KW*3臺，75KW*2臺，冷卻塔900KW*9臺。

IT負載：云計算中心共4個IDC機房。

動力變配電設(shè)備：云計算中心有2臺20500KVA（20/10）高壓變壓器，2臺2500KVA及6臺2000KVA（10/0.4）變壓器，其中20KV及0.4KV配電柜兩兩互備冗余；10KV柴油發(fā)電機共5臺（單臺功率為1800W），柴油發(fā)電機組與10KV配電柜主進處于機械連鎖狀態(tài)；IDC機房采用模塊機架式分布，一路交流市電+一路高壓直流進行供電，高壓直流采用4+1熱插拔式整流模塊（單臺功率為15KW），可滿足單機柜6.5KW設(shè)備上架。

生活用電：主要使用在各區(qū)域電力照明及辦公區(qū)域插板、空調(diào)等耗能。月耗電量約為*萬千瓦時。將生活用電及動力變配電損耗合稱為其他用電，與月耗電量約為*萬千瓦時。

供電時段區(qū)分及時段電能單價

峰值電價比谷值電價高70%，錯峰節(jié)能操作有很大空間。

設(shè)備運行現(xiàn)況

暖通設(shè)備

云計算中心冷源設(shè)備為常態(tài)運行模式，冷卻塔設(shè)置溫度控制溫度28~30℃。

現(xiàn)場設(shè)有蓄冷灌100m3*3臺，儲水溫度＜13℃，冷水源充足。

冷機設(shè)置供/回水溫度 12℃~18℃，實際回水溫度13℃左右。

其他設(shè)備（含動力損耗，生活用電）

各機房、各區(qū)域室內(nèi)照明處于正常使用狀態(tài)。

未帶載數(shù)據(jù)機房模塊，交流、高壓直流用電處于正常合閘狀態(tài)。

柴油發(fā)電機組加熱水套處于自啟狀態(tài)，水溫處于低限值時會自動進入加熱狀態(tài)。

現(xiàn)狀總結(jié)

根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備運行情況、設(shè)備性能進行系統(tǒng)分析，云計算中心存在很大的節(jié)能優(yōu)化空間。為減少安全生產(chǎn)運行成本，提高設(shè)備利用率，運維人員在保證安全生產(chǎn)的前提下，對現(xiàn)場設(shè)備進行規(guī)范化節(jié)能操作，逐步向低成本、高收益的生產(chǎn)理念靠攏。

節(jié)能優(yōu)化實施周期

節(jié)能減排會貫穿整個數(shù)據(jù)中心運行的周期，根據(jù)天氣的變異，負載的變化以及其他諸多因素，節(jié)能減排的舉措是會發(fā)生變化的。但是在一定時期內(nèi)，會相對固定。需要我們不斷去發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的可以挖掘的地方。

規(guī)劃試運行

暖通節(jié)能優(yōu)化方案制定

方案一：冷凍泵優(yōu)化實施方案

數(shù)據(jù)中心IDC機房只啟用部分數(shù)據(jù)機房。通過關(guān)閉未使用機房管路，達到減少管路長度實現(xiàn)減少水阻，增大水流量目的。然后再逐步減頻達到節(jié)能效果。

試運行情況：關(guān)閉閥門后，管路震動較大，故本方案不宜采用。

實施結(jié)果：放棄此節(jié)能方案。

方案二：冷機出水溫度設(shè)置提升節(jié)能方案

冷機設(shè)置供/回水溫度12℃~18℃，實際回水溫度13℃左右，熱負荷只有1度溫差，所以通過提高冷機出水溫度可以達到節(jié)能效果。

試運行情況：本方案與使用蓄冷罐放冷存在沖突，不便于單獨執(zhí)行。

實施結(jié)果：融入綜合優(yōu)化方案2，選擇合理時間段進行此操作。

方案三：冷塔溫升控制方案

冷卻塔現(xiàn)供/回水溫度28℃~30℃以下，而冷卻塔供回水溫度32℃~37℃都屬于安全運行指標(biāo)，所以提高冷卻側(cè)供回水溫度可以在一定程度減少冷塔耗電量，從而實現(xiàn)節(jié)能效果。

試運行情況：實際節(jié)能數(shù)據(jù)未有效采集，且執(zhí)行中與使用蓄冷罐放冷存在沖突，不便于單獨執(zhí)行。

實施結(jié)果：融入綜合優(yōu)化方案2，冷塔設(shè)備使用時，實施此節(jié)能方案。

方案四：綜合優(yōu)化方案1

控制冷塔供回水32℃~37℃，冷機出水設(shè)置溫度提升1℃~3℃，其他設(shè)備對應(yīng)運行。

試運行情況：目前節(jié)能效果不明顯，放棄執(zhí)行。

實施結(jié)果：未執(zhí)行此操作。

方案五：綜合優(yōu)化方案2

控制冷塔供回水32℃~37℃，冷機出水設(shè)置溫度提升1℃，其他設(shè)備對應(yīng)運行，放冷模式晝放夜蓄。

試運行情況：實際運行中發(fā)現(xiàn)，操作時間控制不規(guī)范，操作方式不規(guī)范。蓄冷操作時冷機運行出現(xiàn)喘停情況。

實施結(jié)果：操作時間、操作規(guī)范等已優(yōu)化，執(zhí)行中

動力及生活用電優(yōu)化方案制定

生活用電優(yōu)化方案：關(guān)閉不需要照明設(shè)備，拆除部分多余燈管。

試運行情況：對各區(qū)域進行系統(tǒng)分析，巡視區(qū)域內(nèi)照明嚴格控制亮度，關(guān)閉部分照明開關(guān)，對于燈具集中控制的區(qū)域，拆除部分燈管，以求達到節(jié)能操作的目的。

實施結(jié)果：滿足室內(nèi)巡視需求，剩余燈具亮度需滿足維修時的室內(nèi)亮度需求，參觀機房未做節(jié)能處理。

動力系統(tǒng)優(yōu)化方案：

關(guān)閉1B、2B變壓器，減少變壓器損耗。

試運行情況：經(jīng)檢測，10KV配電機房濕度達70%，濕度較大在長時間停止運行????? 情況下，電纜室易受潮，影響三相絕緣。

實施結(jié)果：放棄此方案。

關(guān)閉未帶載模塊電源，定期為模塊蓄電池進行充電。

試運行情況：做好設(shè)備上下電記錄，時常關(guān)注模塊蓄電池電壓。

實施結(jié)果：持續(xù)運行中。

根據(jù)南通市氣候原因，關(guān)閉柴發(fā)機組加熱水套電源（在5月下旬至9月中旬）。

試運行情況：關(guān)注南通地區(qū)氣溫變化情況，注意室內(nèi)外溫度變化。

實施結(jié)果：持續(xù)運行中。

深度優(yōu)化 操作規(guī)范化

針對試運行中存在的問題點，進行合理性分析，對節(jié)能操作進行深度優(yōu)化，規(guī)范操作，提高實際節(jié)能效率?？刂圃O(shè)備運行時間，避免冷機喘振情況出現(xiàn)，并最終確定節(jié)能操作規(guī)范。

蓄放冷節(jié)能操作以電價分段計費為依據(jù)（峰值電價是谷值電價3.4倍），充分發(fā)揮錯峰優(yōu)勢，達到節(jié)能效果。所以必須對峰，谷用電量進行檢測，以確保節(jié)能操作有效性，峰值用電量越低節(jié)能效率越高。

根據(jù)各區(qū)域設(shè)備運行狀況，分析現(xiàn)場照明亮度，在不進行其他操作期間，現(xiàn)場照明僅需滿足巡檢需求即可；對于多開啟的照明設(shè)備，進行暫時拆除或關(guān)閉。

對于未帶載的動力生產(chǎn)設(shè)備，在保證安全生產(chǎn)的前提下，可先將其電源關(guān)閉；根據(jù)南通氣溫及蓄電池電壓等情況進行著重關(guān)注，及時開啟加熱設(shè)備及蓄電池充電。

持續(xù)節(jié)能運行 體現(xiàn)節(jié)能結(jié)果

節(jié)能操作前未進行能耗統(tǒng)計，節(jié)能操作實施階段正趕上光伏發(fā)電投入使用，對電量采集存在一定的生疏，未采集到設(shè)備實際能耗的有效值，故無法準(zhǔn)確對節(jié)能前后數(shù)值進行對比，只能通過設(shè)備常規(guī)運行期間相關(guān)數(shù)據(jù)進行計算對比。

暖通系統(tǒng)節(jié)能效果體現(xiàn)

通過一段時間的數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計，經(jīng)計算，效果如下圖所示。

動力和照明系統(tǒng)節(jié)能效果

在正式進行照明用電及動力設(shè)備損耗節(jié)能操作，當(dāng)月的用電量明顯下降。隨著設(shè)備用電量會隨著氣溫的升高而增加，在我們做節(jié)能操作期間，基本相同的氣候下，隨著末端設(shè)備的上架上電，總用電量呈降低或不變趨勢。

節(jié)能經(jīng)驗分享

暖通節(jié)能

暖通節(jié)能從規(guī)劃至節(jié)能操作持續(xù)運行中，遇到并解決很多問題，針對節(jié)能過程中所遇到的問題進行分析、總結(jié)并規(guī)劃合理的節(jié)能措施，從而制定嚴格的操作流程；此操作流程經(jīng)實施后，每月數(shù)據(jù)對比都能展現(xiàn)較為明顯的節(jié)能效果。現(xiàn)將操作重點及后期節(jié)能建議進行分享：

供電時段區(qū)分：供電時段（尖、峰、平、谷）分地區(qū)不同而不同，執(zhí)行錯峰節(jié)能操作，務(wù)必與當(dāng)?shù)毓╇姽具M行溝通，確定當(dāng)?shù)毓╇妼嶋H峰，平，谷時段，以免出現(xiàn)誤差。

電量監(jiān)測：首先需要了解現(xiàn)場供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，然后進行電量監(jiān)測。通過對電量監(jiān)測實現(xiàn)節(jié)能效果可視化，從而有效掌控節(jié)能減排實施結(jié)果。（如有歷史數(shù)據(jù)對比，節(jié)能減排電量監(jiān)測將更據(jù)說服力）。

數(shù)據(jù)采集：節(jié)能前未對現(xiàn)場一年數(shù)據(jù)進行采集備份，而冷機群控系同也不具備數(shù)據(jù)保存功能，導(dǎo)致節(jié)能前后無參考數(shù)據(jù)對比?，F(xiàn)場只能在節(jié)能操作同時，臨時采集相應(yīng)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)對比，對比精確度不足，故節(jié)能前期數(shù)據(jù)采集備份較為重要。

冷機喘振點測試：此云計算中心前期未對冷機喘振點進行測試，實際運行時由于設(shè)置溫度偏低，熱負荷較小，導(dǎo)致冷機出現(xiàn)喘停現(xiàn)象。所以在條件允許情況下務(wù)必完成冷機喘振點測試，為后期數(shù)據(jù)中心設(shè)備安全運行提供保障。

生產(chǎn)照明節(jié)能

堅持執(zhí)行“人走燈滅”制度：根據(jù)各區(qū)域設(shè)備運行狀況，配給適合光照度，在人員巡視、設(shè)備維護、設(shè)備檢修等狀態(tài)下，可暫時增加本區(qū)域光照度，但在人離開此區(qū)域時，需將多余照明設(shè)備關(guān)閉，堅持“人走燈滅”，體升節(jié)能減排意識。

動力系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能

減少設(shè)備內(nèi)部損耗：作為云計算中心，部分單位是一次性將所有設(shè)備建設(shè)完成，可此種做法有利也有弊。利的是一次性完工，減少二次人力、物力、財力投入，而弊端是不能近期完成末端設(shè)備的上架上電，導(dǎo)致部分設(shè)備處于空載運行狀態(tài)，浪費電力資源；故在此情況下，需考慮將未帶載變配電設(shè)備暫不投入使用，但需嚴格控制室內(nèi)溫濕度變化，保障設(shè)備相間絕緣。（在濕度低于60%時，將所有變配電設(shè)備開啟1次/月，為變配電設(shè)備線圈、鐵芯、電纜室等除濕；在濕度高于60%時，設(shè)備不可長時間停用，否則，影響設(shè)備相間絕緣）。

柴發(fā)機組加熱系統(tǒng)：根據(jù)各區(qū)域天氣變化來進行調(diào)節(jié)，保證設(shè)備水溫始終高于環(huán)境溫度為宜。南通地區(qū)，在5月中下旬—9月中下旬，可將柴發(fā)機組加熱水套加熱器進行關(guān)閉。

總結(jié)

在同樣的工作崗位，有節(jié)能減排意識的值班人員比無節(jié)能意識的值班人員，可節(jié)能10%的用電量。由此可看出：在運維行業(yè)中，具有節(jié)能減排意識的人對一個數(shù)據(jù)中心的作用有多么的重要。綜上所述，本云計算中心結(jié)合現(xiàn)場運行狀況，采取制冷錯峰、減少各區(qū)域照明亮度、關(guān)閉未帶載動力設(shè)備等措施進行節(jié)能減排優(yōu)化。