面對全面的需求變化，如何對數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)進行最優(yōu)設(shè)計和智能化安全管理，是眾多數(shù)據(jù)中心用戶面臨的重大問題。

 

日前，維諦技術(shù)(Vertiv，NYSE：VRT)在第二期“V-LoGeek維極百課”2020線上研討會上，中國區(qū) C&I解決方案部總監(jiān) 黃坤振，結(jié)合Facebook“呂勒奧2號”數(shù)據(jù)中心、微軟數(shù)據(jù)中心、Amazon數(shù)據(jù)中心、騰訊T-Block、巴拿馬電源系統(tǒng)等數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的創(chuàng)新實踐，全面闡述了數(shù)據(jù)中心供配電的發(fā)展趨勢及新的需求。

 

 

互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)作為數(shù)據(jù)中心建設(shè)的主力，對新技術(shù)更為敏感，對業(yè)務(wù)創(chuàng)新要求很高，在數(shù)據(jù)中心供配電建設(shè)上扮演著創(chuàng)新型的角色。事實上，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在數(shù)據(jù)中心建設(shè)上的很多前沿理念和實踐，在行業(yè)內(nèi)也得到了廣泛應(yīng)用。

 

預制化實現(xiàn)系統(tǒng)的快速部署

 

基于全球領(lǐng)先互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的創(chuàng)新實踐來看，“預制化”正成為數(shù)據(jù)中心供配電發(fā)展的主要趨勢之一。

 

預制化供配電系統(tǒng)和預制化數(shù)據(jù)中心理念相同，是一種全新的不同于傳統(tǒng)供配電建設(shè)的方式，設(shè)備在場外進行預制和模塊裝運，并且在現(xiàn)場進行組裝。

 

預制化供配電系統(tǒng)進行定制，以適宜于特定項目的地理位置、氣候、技術(shù)規(guī)范、IT應(yīng)用及商業(yè)目標，同時利用模組化設(shè)計實現(xiàn)高效性和經(jīng)濟性。

 

預制化供配電系統(tǒng)的最大特點之一，就是部署速度快。

 

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)周期需要1～2年的時間，其中有相當長的一部分時間是用在機電安裝等方面。而預制化的供配電系統(tǒng)，可以在工廠進行系統(tǒng)的預制化生產(chǎn)，能夠節(jié)省大約60%左右的機電部署時間，這在很大程度上能夠大大提升數(shù)據(jù)中心整體的部署速度。

 

可以說，部署速度快是預制化供配電建設(shè)模式贏得大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)青睞的重要原因之一，充分滿足了其快速擴展的數(shù)據(jù)中心需求和業(yè)務(wù)需求。

 

同時，預制化供配電系統(tǒng)的領(lǐng)先之處還體現(xiàn)在高靈活性及性能提升上。

 

預制化供配電系統(tǒng)是針對特定場景而采用的定制化設(shè)計，基本不存在固有的缺陷，并且在性能上能夠滿足整個系統(tǒng)的可用性需求。

 

比如，相對于傳統(tǒng)供配電建設(shè)方式，預制化供配電系統(tǒng)實現(xiàn)了適度的高密度、高集成，其系統(tǒng)損耗也相應(yīng)降低，而效率則有有效提升。

 

預制化供配電系統(tǒng)可以從功率、類型、電源等幾個維度進行分類。

 

從功率角度來看，預制化供配電系統(tǒng)的容量范圍在100 kVA～2500 kVA，而容量之所以控制在2500 kVA以內(nèi)，主要是受限于民用變壓器本身容量的限制。

 

從類型來看，預制化供配電系統(tǒng)包括中低壓一體化、低壓一體化兩種模式，目前在行業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，更多的是采用低壓一體化的預制式解決方案。

 

從電源類型方面來看，預制化供配電系統(tǒng)主要采用UPS系統(tǒng)及240V高壓直流系統(tǒng)，其中在行業(yè)數(shù)據(jù)中心， 400 kVA～800 kVA顆粒度的UPS是最主要的應(yīng)用。

 

 

對于數(shù)據(jù)中心用戶來講，預制化供配電建設(shè)模式是一種全新的理念和方案，因此在設(shè)計及應(yīng)用原則上，也需要從廠商等多角度進行考慮。重點考察廠商的核心工程能力、項目管理與維護服務(wù)能力，同時預制化供配電系統(tǒng)的成本也必須優(yōu)于傳統(tǒng)供配電系統(tǒng)建設(shè)綜合成本。

 

模組化的高效耦合決定可用性

 

“模組化”也是數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)發(fā)展的一個主要趨勢。

 

預制化供配電系統(tǒng)可以實現(xiàn)與工程現(xiàn)場的完全解耦，但是預制化供配電系統(tǒng)是由多個獨立功能的電氣模組耦合而成的系統(tǒng)，而模組之間耦合的有機性、合理性就顯得至關(guān)重要。所以，電氣模組的耦合也必須符合一定的原則，才能保證預制化供配電系統(tǒng)的快速部署。

 

預制化供配電系統(tǒng)模組往往包含中壓系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、隔離變壓器系統(tǒng)、諧波抑制系統(tǒng)、UPS輸入和輸出配電系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)或高壓直流系統(tǒng)，乃至末端的精密配電系統(tǒng)，以及自動一體化監(jiān)控與管理系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)等等。

 

這些系統(tǒng)作為獨立單元在進行耦合的時候，模組之間的高效、耦合的合理性就決定了整個預制化供配電系統(tǒng)的可用性。

 

多個獨立系統(tǒng)進行有機耦合的最終目的，是實現(xiàn)整個供配電系統(tǒng)的快速、標準和正確的交付，而供配電模組化設(shè)計一般遵循兩個最基礎(chǔ)的原則：

 

一致原則，涉及連接和造型兩個維度。

 

其中，連接的一致性包括一次側(cè)連接和二次側(cè)連接，一次側(cè)更多是電力主回路的連接，二次側(cè)主要是二次回路監(jiān)控管理的連接。

 

相比于傳統(tǒng)的連接方式，一次側(cè)采用銅排連接，不僅不會受制于現(xiàn)場工況的限制，而且可以做到無外部橋架，更能提高部署速度，同時銅排連接散熱效果更好，可靠性也由此得到更大提升。

 

二次側(cè)連接采用標準化、透明化的接口界面，能夠?qū)⒏鱾€獨立的電氣單元模組快速接入，保證連接的快速性。

 

此外，造型的一致性，能夠?qū)崿F(xiàn)整體系統(tǒng)的合理布局，減少外部拼接，簡潔美觀，體現(xiàn)工業(yè)之美。

 

簡約原則，重點在于簡約優(yōu)化，可用為先。

 

預制化供配電系統(tǒng)在將全套設(shè)備融為一體的過程中，更多的需要采用簡約、優(yōu)化的原則。

 

維諦技術(shù)(Vertiv)最新推出的Vertiv APT預制式供配電模組就全面采用了簡約、優(yōu)化的設(shè)計理念，涉及電氣鏈路優(yōu)化， 接地、防雷簡化， 3極、4極斷路器合理性設(shè)計 ，智能一體化管理等多個方面。

 

重要的是，采用簡約設(shè)計原則的前提是以不犧牲可靠性為前提，在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)整體供配電系統(tǒng)的簡約化設(shè)計，保證系統(tǒng)的可用性。

 

智能化讓系統(tǒng)運行更安全高效

 

數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)發(fā)展的另一個趨勢是“智能化”。

 

供配電系統(tǒng)有效地保障了數(shù)據(jù)中心的可靠運行，而智能化的作用就是保障供配電系統(tǒng)的安全。用一句話來概括，智能化就是數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的靈魂，保障整體供配電系統(tǒng)的運營安全和高效可用。

 

維諦技術(shù)(Vertiv)在供配電系統(tǒng)智能化上的設(shè)計上重點關(guān)注專業(yè)、安全、高效。

 

供配電系統(tǒng)的智能化，是電力系統(tǒng)和監(jiān)控管理的一個專業(yè)領(lǐng)域，需要專注于供配電系統(tǒng)自身的智能化運營管理。

 

數(shù)據(jù)中心供配電的專業(yè)管理體現(xiàn)在多個方面，包括設(shè)備的運行狀態(tài)、系統(tǒng)的仿真測試、整體運行的動態(tài)分析和問題處理，以及對供配電系統(tǒng)發(fā)展趨勢和運營趨勢的預測，這些都需要專業(yè)的理解和實踐，才能對數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)擁有深層次的智能化解讀。

 

安全永遠是數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)最核心的內(nèi)容。維諦技術(shù)(Vertiv)將數(shù)據(jù)中心供配電全鏈路的安全定義為一個事件，并分為三個階段進行全面有效的分析。

 

比如，APT預制式供配電模組在投入運行的初始階段，即對前期的設(shè)計方案進行有效的驗證，設(shè)置斷路器脫扣曲線數(shù)據(jù)和算法工具，分析鏈路上下級間的選擇性脫扣設(shè)置合理性，并進行風險預警。

 

在運行階段，加強運行風險的防范，設(shè)置多個關(guān)鍵測溫節(jié)點 ，實時監(jiān)測銅排和節(jié)點溫度變化，提前預知長期運行中的各種風險。

 

此外，在供配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，如何有效檢測故障、分析故障，從而有效排除故障，是供配電系統(tǒng)智能化的重要體現(xiàn)，需要安全管理系統(tǒng)能對故障進行智能化的深層次判斷，進而優(yōu)化整個供配電系統(tǒng)，避免故障的再次發(fā)生。

 

對此，APT預制式供配電模組可實時抓取鏈路各節(jié)點電壓電流波形，并具備故障觸發(fā)錄波功能，進而實現(xiàn)故障的有效分析和解決

 

供配電系統(tǒng)智能化的高效率體現(xiàn)在多個方面，鏈路的呈現(xiàn)，故障定位和快速排查，全方位、多維度運營，管理報表自動生成等等，都是供配電系統(tǒng)智能和高效原則的體現(xiàn)。

 

現(xiàn)在很多數(shù)據(jù)中心用戶都希望供配電系統(tǒng)的運營管理能夠提供豐富的數(shù)據(jù)，以及高效的運維管理模式，方便運維管理人員對供配電系統(tǒng)安全和能效進行綜合有效的評估。

 

綜合而言，預制化、模組化、智能化已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢。

 

針對這種全新的應(yīng)用趨勢，維諦技術(shù)(Vertiv)在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)上的創(chuàng)新也從未止步，最新推出的APT預制式供配電模組，不僅在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，而且在電力、工業(yè)、半導體、交通等行業(yè)領(lǐng)域也擁有成功實踐，產(chǎn)品在快速部署、安全高效、智能化管理方面的核心價值也得到了充分體現(xiàn)。