面對(duì)全面的需求變化，如何對(duì)數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì)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(wèn)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(huì)上，中國(guó)區(qū) C&I解決方案部總監(jiān) 黃坤振，結(jié)合Facebook“呂勒奧2號(hào)”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(shí)踐，全面闡述了數(shù)據(jù)中心供配電的發(fā)展趨勢(shì)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(duì)新技術(shù)更為敏感，對(duì)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(shí)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(shí)踐，在行業(yè)內(nèi)也得到了廣泛應(yīng)用。

 

預(yù)制化實(shí)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(shí)踐來(lái)看，“預(yù)制化”正成為數(shù)據(jù)中心供配電發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。

 

預(yù)制化供配電系統(tǒng)和預(yù)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(chǎng)外進(jìn)行預(yù)制和模塊裝運(yùn)，并且在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。

 

預(yù)制化供配電系統(tǒng)進(jìn)行定制，以適宜于特定項(xiàng)目的地理位置、氣候、技術(shù)規(guī)范、IT應(yīng)用及商業(yè)目標(biāo)，同時(shí)利用模組化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高效性和經(jīng)濟(jì)性。

 

預(yù)制化供配電系統(tǒng)的最大特點(diǎn)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(shí)間，其中有相當(dāng)長(zhǎng)的一部分時(shí)間是用在機(jī)電安裝等方面。而預(yù)制化的供配電系統(tǒng)，可以在工廠進(jìn)行系統(tǒng)的預(yù)制化生產(chǎn)，能夠節(jié)省大約60%左右的機(jī)電部署時(shí)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(shuō)，部署速度快是預(yù)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(kuò)展的數(shù)據(jù)中心需求和業(yè)務(wù)需求。

 

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

 

比如，相對(duì)于傳統(tǒng)供配電建設(shè)方式，預(yù)制化供配電系統(tǒng)實(shí)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(yù)制化供配電系統(tǒng)可以從功率、類型、電源等幾個(gè)維度進(jìn)行分類。

 

從功率角度來(lái)看，預(yù)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(lái)看，預(yù)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(yù)制式解決方案。

 

從電源類型方面來(lái)看，預(yù)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(duì)于數(shù)據(jù)中心用戶來(lái)講，預(yù)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(jì)及應(yīng)用原則上，也需要從廠商等多角度進(jìn)行考慮。重點(diǎn)考察廠商的核心工程能力、項(xiàng)目管理與維護(hù)服務(wù)能力，同時(shí)預(yù)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(gè)主要趨勢(shì)。

 

預(yù)制化供配電系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)與工程現(xiàn)場(chǎng)的完全解耦，但是預(yù)制化供配電系統(tǒng)是由多個(gè)獨(dú)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(jī)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(yù)制化供配電系統(tǒng)的快速部署。

 

預(yù)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(dòng)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(dú)立單元在進(jìn)行耦合的時(shí)候，模組之間的高效、耦合的合理性就決定了整個(gè)預(yù)制化供配電系統(tǒng)的可用性。

 

多個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)耦合的最終目的，是實(shí)現(xiàn)整個(gè)供配電系統(tǒng)的快速、標(biāo)準(zhǔn)和正確的交付，而供配電模組化設(shè)計(jì)一般遵循兩個(gè)最基礎(chǔ)的原則：

 

一致原則，涉及連接和造型兩個(gè)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(huì)受制于現(xiàn)場(chǎng)工況的限制，而且可以做到無(wú)外部橋架，更能提高部署速度，同時(shí)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(biāo)準(zhǔn)化、透明化的接口界面，能夠?qū)⒏鱾€(gè)獨(dú)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(jiǎn)潔美觀，體現(xiàn)工業(yè)之美。

 

簡(jiǎn)約原則，重點(diǎn)在于簡(jiǎn)約優(yōu)化，可用為先。

 

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

 

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

 

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

 

智能化讓系統(tǒng)運(yùn)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(gè)趨勢(shì)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(yùn)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(lái)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(yùn)營(yíng)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(jì)上重點(diǎn)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(gè)專業(yè)領(lǐng)域，需要專注于供配電系統(tǒng)自身的智能化運(yùn)營(yíng)管理。

 

數(shù)據(jù)中心供配電的專業(yè)管理體現(xiàn)在多個(gè)方面，包括設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)的仿真測(cè)試、整體運(yùn)行的動(dòng)態(tài)分析和問(wèn)題處理，以及對(duì)供配電系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)和運(yùn)營(yíng)趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，這些都需要專業(yè)的理解和實(shí)踐，才能對(duì)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(yuǎn)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(gè)事件，并分為三個(gè)階段進(jìn)行全面有效的分析。

 

比如，APT預(yù)制式供配電模組在投入運(yùn)行的初始階段，即對(duì)前期的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有效的驗(yàn)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(jí)間的選擇性脫扣設(shè)置合理性，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

 

在運(yùn)行階段，加強(qiáng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的防范，設(shè)置多個(gè)關(guān)鍵測(cè)溫節(jié)點(diǎn) ，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)銅排和節(jié)點(diǎn)溫度變化，提前預(yù)知長(zhǎng)期運(yùn)行中的各種風(fēng)險(xiǎn)。

 

此外，在供配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下，如何有效檢測(cè)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(duì)故障進(jìn)行智能化的深層次判斷，進(jìn)而優(yōu)化整個(gè)供配電系統(tǒng)，避免故障的再次發(fā)生。

 

對(duì)此，APT預(yù)制式供配電模組可實(shí)時(shí)抓取鏈路各節(jié)點(diǎn)電壓電流波形，并具備故障觸發(fā)錄波功能，進(jìn)而實(shí)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(gè)方面，鏈路的呈現(xiàn)，故障定位和快速排查，全方位、多維度運(yùn)營(yíng)，管理報(bào)表自動(dòng)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(yùn)營(yíng)管理能夠提供豐富的數(shù)據(jù)，以及高效的運(yùn)維管理模式，方便運(yùn)維管理人員對(duì)供配電系統(tǒng)安全和能效進(jìn)行綜合有效的評(píng)估。

 

綜合而言，預(yù)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(shì)。

 

針對(duì)這種全新的應(yīng)用趨勢(shì)，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(yù)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(dǎo)體、交通等行業(yè)領(lǐng)域也擁有成功實(shí)踐，產(chǎn)品在快速部署、安全高效、智能化管理方面的核心價(jià)值也得到了充分體現(xiàn)。