IDC数据中心布局与动力规划

1、IDC 数据中心布局与动力规划技术创新，变革未来新一代IDC 机房标准策建构HA99.999%高可靠系统(High Availability ,HA)美国电信产业协会订定 TIA-942标准(Telecommunications Industry Association ,TIA)绿色网格组织(The Green Grid)订定能源使用效PUE值 (Power Usage Effectiveness ,PUE)美国绿建筑协会 LEED认证标章(Leadership in Energy and Environmental Design , LEED)新一代IDC 机房电规划预测使用需求寿命考虑未

2、来使用容保新及可扩展性建置成本的评估预测使用需求寿命1015的可靠性考虑未来使用容，避免所需容估计足而导 致将来被迫中断电以增加容，倘估计过高 则会导致额外的初始装设成本以及高额的运转维 护费用保新及可扩展性，需要考虑系统的增设移动 时的并发情况及主系统设备空间的优先确保建置成本往往营运多以后才会回收，对于这类 资本密集型业来说，评估在获得收入之前承担 巨大的成本负荷是极其需要的Data Center消耗能源统计美国国家环境保护局(U.S. Environmental Protection Agency, EPA)未来IDC 机房使用容的推估建构 99.999% 高可靠525,600分钟/x

3、99.999% = 525,594可运转时间，相当于每可允许这 些系统的总停机时间可超过5.26分钟设计一个符合99.999%使用的高可靠系统通常会需要系统的每项功能 都有备援设计，也就是允许单点的故障(Single Failure) 运用朴结构配置N、N+1、N+2、2N的系统7 x 24运转使用设备对应，包含设备机器的长时间运转，定期保养时停 机运转(NON STOP)，采用信赖性高的机器过去机房灾害发生事件网络断线2%水灾2%10%硬件错误人为错误8%服务停顿1%软件错误5%其他2%电中断27%雨12%地震5%火灾6%台风6%电线走火3%员工蓄意破坏3%水管破1%炸弹攻击7%Source

4、 from : Contingency Planning Research, Inc 1999统计样本数：6000件电计划电系统架构A.单一馈线( N )B.双馈线( N+1 )C.双馈线双设备( 2N )市电设备市电A设备市电B市电A设备市电B设备电计划UPS系统架构A.单机B. Hot standby (1+1) , (1+2)T.P.CT.P.CUPSPDUT.P.CUPS APDU AUPS CT.P.CUPS BPDU B电计划UPS系统架构C.并联Pair Redundancy ( 1+1 )T.P.CUPS APDUT.P.CUPS B电计划UPS系统架构D.多机并联redund

5、ancy ( 2N+1 )T.P.CUPS AT.P.CUPS BPDUT.P.CUPS C电计划UPS系统架构D. UPS群组互联备源( 2 ( 2N+1 ) +1 )UPS Group I.Area I.UPS#3 UPS#2 UPS#1UPS Group II.UPS#6 UPS#5 UPS#4UPS Group III.UPS#9 UPS#8 UPS#7PDU#A1Area II.PDU#A1Area III.PDU#A1PDU#B1PDU#B1PDU#B1PDU#C1PDU#C1PDU#C1电计划PDU系统架构A.单机B.静态换开关(S.T.S)C.静态换开关(S.T.S)UPSPD

6、URACKUPS#AS.T.SPDUUPS#BPDU#AS.T.SRACKPDU#B电计划PDU系统架构C.双回系统( 2N )UPS#APDU#ARACKUPS#BPDU#B电计划紧急发电系统架构A.供应单馈线系统B.供应双馈线系统市电Switch发电机市电#A发电机Switch市电#B电计划典型UPS系统架构电计划典型UPS系统架构必须设有维护旁电源(Maintenance Bypass)外部旁电源(External Bypass)PDU (Power Distribution Unit)内含隔离变压器 K-Factor Transformer抑制谐波固定式全载负载测试器(Load Ban

7、k Testing)电计划谐波的解决方案谐波的产生-非线性负载在交电中需要消耗谐波 电。-电网由于存在阻抗，提供谐波电的同 时，压波形也产生失真。各种谐波抑制方案脉冲整器脉冲整器 相移式滤波器谐波滤波器主动式滤波器负载电谐波组成图电计划典型GENSET系统架构电计划并联负载转移系统PLTC (Parallel Load Transfer Control , PLTC)闭回换功能，设定换向角及同步向角换双向负载平顺转移，避免过大负载瞬间换产压控制发电机与市电并联定功(Base Load)输出控制发电机与台电并联除峰(Peak shaving)输出电系统及负载设备有第二次断电的需求时电计划PLTC

8、系统动作程序图电计划2N电系统范电计划接地系统RACK接地高架地板接地TRAY接地配电盘接地通讯接地接地铜排=订定能源使用效PUE值能源使用效评定指标PUE (Power Usage Effectiveness) 定义数据中心总耗能(Total Facility Power)PUE =IT设备总耗能(IT Equipment Power)数据中心基础架构效DCE (Data Center Efficiency) 定义1DCE =PUEIT设备总耗能(IT Equipment Power)数据中心总耗能(Total Facility Power)订定能源使用效PUE值PUE =却负荷CLF(Co

9、oling Load Factor)+电负荷PLF(Power Load Factor)+1Cooling 45%IT Load 35%+Power 20 %IT Load 35%+IT Load 35%IT Load 35%订定能源使用效PUE值PUE曲线图前一代数据中心范围Cooling 45%目前数据中心范围新一代数据中心指标范围PowerIT Load20 %35%数据中心负荷分布图如何提升能源使用效PUE值？使用高效的设备(High Efficiency Equipment)变压器(Transformer)变器(Converter)UPS (Uninterruptible Power

10、 Supply)PDU (Power Distribution Unit)照明(Lighting)减少系统转换次数，避免过多交换层产生总体效下 多运用模块堆栈的设计，提高使用及增加输出效用总线(Bus Way)方式配电，可减少线损失及需求弹性化 负载订制化改变为标准化如何提升能源使用效PUE值？数据中心电容用的典型曲线图如何提升能源使用效PUE值？多运用模块堆栈的设计，提高使用及增加输出效如何提升能源使用效PUE值？用总线(Bus Way)方式取代传统配电，可减少线损失及需求弹性化新一代IDC机房空间规划数据中心的系统运转有极高安全性及信赖性要求，一瞬间或短时间的停 止都是允许的。虽是如此，但

11、是对新一代IDC机房的营运目标是唯 一的思考方向。下一个要面临日益成长的耗能问题系统过热问题整体的用问题整体的绿色节能问题新一代IDC机房空间规划数据中心以面积规模划分为-数据中心规模面积(Square Meter)面积(Square Ping)小型数据中心20060中型数据中心200 - 50060 - 150中大型数据中心500 - 2,000150 - 600大型数据中心2,000 - 10,000600 - 3,000超大型数据中心10,0003,000新一代IDC机房空间规划数据中心选择建置地点核心要件远离洪水、土石危害区域1,000M远离强振源1,000M远离飞机场8,000M远离

12、加油站、加气站及爆炸危险物体2,000M远离高磁场效应场所1,000M新一代IDC机房空间规划建构数据中心的重点设计要件建筑物耐震强7级以上 楼地板活载重2,000KG/M2 楼地板高6M 以上外墙耐火4小时以上 内墙耐火2小时以上机房区可开窗调制解调器房高架地板载重1,000KG/M2以上 调制解调器房高架高70cm 以上具有抗震、防震架构MechanicalserswPonsCommunicatioterisindmA新一代IDC机房空间规划空间用途需求- 调制解调器房高密用机房中密用机房低密用机房 管中心Data Centers人员办公室门禁安全控管室网络管中心(NOC)测试室储藏室及装

13、卸间新一代IDC机房空间规划网络管中心NOC室新一代IDC机房空间规划空间用途需求- 空调机械冰水主机室及帮浦水泵室却水塔及储备水塔 空调管道间进排风管道间电中心变电站发电机房及储油室电配电室UPS室及电池室配电管道间新一代IDC机房空间规划空间用途需求-通讯、电信入口电信室水平电信室电信管道间新一代IDC机房空间规划电室规划A.电室集中电室电室#AB.电室集中，但C.电室完全分离 隔成两室电室#A电室#B电室#B新一代IDC机房空间规划UPS室规划A. UPS + Battery室集中UPS室主机室B. UPS室，分隔主机C. 2N UPS室完全分离 及电池两室主机室#A电池室#A电池室主机

14、室#B电池室#B新一代IDC机房空间规划管道间规划电、电信、空调，管道间区隔电管道#A电信管道#A空调管道#A空调管道#B电信管道#B电管道#B新一代IDC机房空间规划调制解调器房却方式 CRAC、 CRAU新一代IDC机房空间规划调制解调器房却方式 InRow RC新一代IDC机房空间规划调制解调器房却方式 HACS新一代IDC机房空间规划调制解调器房却方式 Overhead新一代IDC机房空间规划调制解调器房热通道的规划空调管道A新一代IDC机房空间规划调制解调器房规划范电信管道A配电室空调房电池室 UPS室电管道A电管道B空调管道B电信管道B新一代IDC机房空间规划变电站规划范新一代IDC机房空间规划发电机房规划范却水塔发电机室储油室蓄水池新一代IDC机房空间规划防灾1.结构被动式防火安全第一条防线：机房内墙使用至少二小 时防火结构。 第二条防线：防火结构由结构地板至结构天花板。 第三条防线：天花板、地板及闸门(NFPA101 & UL)2.结构被动式防火贯穿或开口安全第一条防线：维持计算机区防火区划的 防火隔热性第二条防线：抑制火灾延烧(防