电信互联网数据中心(IDC)的能耗测评方法

1、.通信互联网数据中心(IDC)能耗评估方法核心提示：该标准分析了internet数据中心(以下简称数据中心)的能耗结构，定义了数据中心的能效指标，提出了数据中心能耗测量方法和能效数据发布要求。该标准主要规定了数据中心的直接消耗功率，不包括石油、水等其他能源或资源的消耗。该标准适用于数据中心能耗测量和能效计算，以确定数据中心能效状态、比较数据中心之间的能效，并作为衡量数据中心能效水平的标准。序言此标准是数据中心的一系列标准文件之一，其预期结构和名称如下：1) YD/T 2542-2013电信internet数据中心(IDC)总体技术要求2) YD/T 2441-2013互联网数据中心技术和分类标

2、准3) YD/T 2442-2013互联网数据中心资源占用、能效和排放技术要求及评估方法4) YD/T 2543-2013电信internet数据中心(IDC)的能耗评估方法5)电信internet数据中心(IDC)的运营和裴珉姬维护管理技术要求6)通信互联网数据中心(IDC)网络设备测试方法7)通信互联网数据中心(IDC)网络设备技术要求8)集装箱式通信互联网数据中心(IDC)总体技术要求9)基于云计算的互联网数据中心网络互连技术要求10)基于云计算的互联网数据中心安全指南(11)电信internet数据中心(IDC)虚拟资源管理技术体系结构请注意，本文档中的某些内容可能与专利有关。本文件的

3、发行机构不负责确认这些专利。该标准由中国通信标准化协会提出并返回。本标准草案单位：中国移动通信集团公司、产业信息部通信研究院、中国联合网络通信集团有限公司、中国通信集团公司、中兴通信股份有限公司、华为技术有限公司、百度在线网络技术(北京)有限公司、深圳腾讯计算机系统有限公司、中津数据系统有限公司、阿里巴巴本标准的主要起草者：唐和彬、李杰、房间秉义、金钟仁永顺、李明、董、高科技菊花、陈尚义、谭杰夫、连居、刘玉玲舒王、张静、方行、李殿、李殿通信互联网数据中心(IDC)能耗评估方法范围1该标准分析了internet数据中心(以下简称数据中心)的能耗结构，定义了数据中心的能效指标，提出了数据中心能耗测

4、量方法和能效数据发布要求。该标准主要规定了数据中心的直接消耗功率，不包括石油、水等其他能源或资源的消耗。该标准适用于数据中心能效状态、数据中心之间的能效比较、数据中心能效水平的数据中心能耗测量和能效计算。2缩写以下缩写适用于本文档：CLF冷负荷系数Cooling Load FactorHVDC HVDC High Voltage Direct CurrentIDC网际网路资料中心网际网路资料中心IT信息技术信息技术PLF馈电负荷系数Power Load FactorPPUE本地PUE Partial PUEPUE电源使用效率Power Usage EffectivenessRER可再生能源利用

5、率Renewable Energy RatioSAN存储区域网络存储区域网络UPS不间断电源Uninterrupted Power SupplyVPN虚拟专用网虚拟专用网3数据中心的能耗结构3.1概述数据中心通常由位置电网或专用发电设备供电，在采取变更、配电等措施后，为数据中心的电气设备供电。数据中心的能耗包括：-IT设备-冷冻设备；-供配电系统自行消耗；-其他消耗电力的数据中心设施。3.2 IT设备IT设备包括数据中心的计算、存储、网络等多种类型的设备，可以托管在数据中心中运行的应用程序系统，为用户提供信息处理和存储、通信等服务，同时支持数据中心的监控管理和运营裴珉姬管理。IT设备的特定类型

6、包括：-多种类型的服务器，例如机架式、刀片式(带框架)或塔式：-存储类：包括磁盘阵列、SAN交换机等存储设备，以及磁带库、虚拟磁带库等备份设备。-网络类：包括交换机、路由器和防火墙、VPN、负载平衡等所有类型的专用网络设备。-IT支持类：主要包括用于运行裴珉姬管理的KVM、监控管理等附属设备。3.3制冷设备数据中心冷却设备是为了确保运行IT设备所需的温度和湿度环境而构建的附属设备，主要包括以下类型的设备：-机房专用空调、线间冷却空调、湿度调节设备等机房使用的空调设备；-提供空调室外机、冷水机组、冷却塔、泵、水处理等制冷的设备；-如果使用新鲜空气系统，还包括送风、通风风扇、空气阀等。3.4供配电

7、系统数据中心供配电系统用于提供符合设备用途的电压和电流，并确保电源的安全性和可靠性。供配电系统通常由变压器、配电柜、发电机、UPS、HVDC、电池、机柜配电装置等设备组成。3.5其他设施数据中心功耗的其他基础设施，包括照明设备、安全设备、灭火、防水、传感器和相关数据中心建筑的管理系统。4数据中心能效指标数据中心能效指标是对数据中心能效的测量，主要作用如下：-确定有助于测量数据中心运营期间功耗的量化标准：-为比较徐璐其他数据中心之间的能效提供了依据。-作为改善数据中心设计、流程和管理的重要基础，并提供节能和减排改进效果评估的比较数据。综合考虑数据中心能效指标的可测量性、可比较性和可优化性，该标准

8、将选择四种类型的能效指标作为数据中心能效评估的基本指标：PUE、本地PUE、冷却/电源负荷系数和可再生能源利用率。4.1电源使用效率(PUE)电源使用效率是衡量国内外数据中心普遍接受和采用的数据中心基础架构能效的综合指标，计算方法如下：PUE=PTotal/PIT其中，PTotal是数据中心的总功耗，PIT是数据中心IT设备的功耗。数据中心认为，只有IT设备的功耗才是有效输出的“有意义”功耗。PUE的实际含义是计算提供给数据中心的总功率中实际应用于IT设备的功率量。根据定义，PUE值的范围从1.0到无限，数据中心房间的PUE值越大，在数据中心支持基础架构(例如冷却和电源供应)中消耗的电力就越多

9、。PUE简单、易于操作，并且可以单独测量数据中心的总功耗和IT设备的功耗，从而立即计算整个数据中心的PUE值。4.1.1数据中心总功耗数据中心的总功耗是保持数据中心正常运行的所有功耗，包括上述IT设备、冷却设备、电源和配电系统及其他设施的功耗。如果具有数据中心的建筑全部用于办公室等其他用途，则在办公室等场所消耗的电力不包括在数据中心的总功耗中。4.1.2 IT设备功耗IT设备的功耗是各种IT设备的功耗之和，如3.2中所述。4.2本地PUE缩写为PPUE的本地Partial PUE(PUE)是数据中心PUE概念的扩展，用于评估和分析数据中心本地区域或设备的能效。使用pPUE指标进行数据中心能效评

10、估时，首先在数据中心对古濑车站(也称为分区)进行不同的划分。多层数据中心建筑中的计算机房或容器数据中心的容器模块可以作为一个分区使用。如图1所示，将数据中心分区0、分区1、如果分区为m 1分区(例如，zonam)，则zoneii中的本地PUE为：PPUEi=(PNi PITi)/PITi其中i=1，2，m和PITi是I分区中IT设备的功耗，PNi是I分区中郑智薰IT设备的功耗。本地PUE用于反映数据中心中某些设备或区域的能效，可以大于或小于整个PUE。要提高整个数据中心的能效，通常首先提高pPUE值较大的部分设备或区域的能效。本地PUE适用于基于容器或其他模块化单元构建的大型数据中心(包括多个

11、建筑物和房间)的本地能效评估。4.3冷却/供电荷载系数聚合负载适配器(CLF)是数据中心IT设备的功耗和冷却设备的功耗百分比，即CLF=PCooling/PIT其中PCooling是制冷设备的功耗。功率负载因子(PLF)定义为数据中心的电源和配电系统功耗与IT设备功耗之比PLF=PPower/PIT其中PPower是电源和配电系统的功耗。CLF和PLF可以看作是PUE的补充和深化，通过分别计算这两个指标，可以进一步分析冷却系统和电源和配电系统的能效。如果忽略照明、安全性等其他小功率，则存在以下近似公式：pcoling p power pit p totalpco将其除以IT设备的功耗即可改变P

12、UE-clf PLF 1 ITM 34.4可再生能源的使用可再生能源(Renewable Energy)是自然界可循环再生的能源，主要包括太阳能、风能、水力、生物质能、地热能源和海洋能源等。可再生能源对环境无害或有害，资源分布广泛，适合当地开发和利用。与可再生能源相比，是煤、石油、天然气等化石燃料和原子能。可再生能源利用(Renewable Energy Ratio，RER)在数据中心使用可再生能源，以促进可再生能源(例如太阳能、风能、水力等)、碳排放或几乎没有碳排放的能源使用。RER的定义如下：RER=PR/PTotal其中PR为可再生能源供电。该指标可用于对采用可再生能源的数据中心进行评估

13、。5数据中心能耗测量方法5.1概述能耗是数据中心及其子系统功耗的测量方法，包括测量点选择、测量参数和测试设备要求，以便计算数据中心能效。5.2能源消耗测量点5.2.1 PUE指标测量点要计算PUE，数据中心的供电和配电系统图应如下所示测量数据中心的总功耗和IT设备功耗：1)数据中心的总功耗在正常情况下，数据中心的功率由主电源提供，测量点必须采取主电源输入变压器，即图2中的M1点。主电源故障时柴油发电机产生的功率(图2中的M2点)是对数据中心总功耗的测量。对于多用途计算机房建筑，需要从数据中心的总功耗中减去M4点测量的办公室等其他功率。2) IT设备的功耗严格地说，IT设备的功耗需要测量和聚合每

14、个IT设备输入功率中的功耗，但是由于IT设备数量众多，因此此方法可以显着增加测量工作量和成本。因此，在实际运行中，每个UPS输出或热头机柜功率分配输入中测量的测量值可以累加起来用作IT设备功率。所有电源的测量点均为图2中的M3点。确定测量点后，PUE根据定义计算如下：PUE=(P1 P2-P4)/P3其中P1是在M1点测量的电量。5.2.2 pPUE指标测量点本地PUE的具体测量与分区的定义有关，该区域在图3所示的区域Zone 1的电源和配电系统图中，在M1点测量该区域的总功耗，在M2点测量每个电源IT设备的功耗，然后进行汇总。根据定义，Zone1区域的本地PUE为：PPUE=P1/P2其中P

15、1是在M1点测量的电量。5.2.3 CLF/PLF指标测量点计算CLF和PLF指示器需要根据PUE测量点增加冷却设备功耗、照明等其他设备功耗的测量点(图4中的M5、M6点)。根据定义，CLF和PLF的方程式分别为：CLF=P5/P3PLF=(P1 P2 -P3- P4-P5- P6)/P3其中P1是在M1点测量的电量。其中PUE的测量和计算方法见5.2.1。5.2.4 RER指标测量点如图5所示，要计算RER指标，必须分别测量提供给数据中心的功率量，以计算数据中心总功耗中可再生能源功率的比率。可再生能源电源可以来自诸如首都和电力等自身供应，例如在数据中心安装太阳能或风力发电机的情况下。假设在城

16、市电力中可再生能源占r%，根据定义，RER的计算公式如下：RER=(P1*r% P3)/(P1 P2 P3)其中P1是在M1点测量的电量。5.2.5间接测量和估算能源消耗实际测量中，可能无法直接测量所需的部分功耗，必须通过一定的方法间接测量和估计。可以间接测量和估算制冷设备及供配电系统能耗的方法如下：1)制冷设备能耗间接测量和估算使用水冷空调的数据中心通常与建筑所在的办公室现场等共享冷水机组，为了测量数据中心制冷使用的电力，数据中心和其他负荷之间的热负荷比率(根据水流、水温设置等)进行测量或估计，然后将冷水机组的部分功率按比例分配给数据中心。如果计算局部PUE的区域具有其他区域和孔刘冷却系统，也必须使用此方法间接测量和估算。2)供配电系统能耗间接测量与估算在测量供配电系统能耗的过程中，如果指定的测量点难以安装测试设备，则根据相关设备的能效因素间接进行估算。例如，如果PUE测量无法直接测量数据中心变压器之前数据中心的总体能耗，则可以根据变压器之后的测量值进行计算。此外，如果需要从整个数据中心电力中扣除办公室等电力，则必须通过按比例分摊