IDC 數(shù)據(jù)中心機房布局及動力規(guī)劃

1、 IDC 數(shù)據(jù)中心布局與動力規(guī)劃新一代IDC 機房標準策建構HA99.999%高可靠系統(tǒng)(High Availability ,HA)美國電信產(chǎn)業(yè)協(xié)會訂定 TIA-942標準(TelecommunicationsIndustry Association ,TIA)綠色網(wǎng)格組織(The Green Grid)訂定能源使用效PUE值(Power Usage Effectiveness ,PUE)美國綠建筑協(xié)會 LEED認證標章(Leadership in Energy andEnvironmental Design , LEED)新一代IDC 機房電規(guī)劃預測使用需求壽命考慮未來使用容保新及可擴展性

2、建置成本的評估預測使用需求壽命1015的可靠性考慮未來使用容，避免所需容估計足而導致將來被迫中斷電以增加容，倘估計過高則會導致額外的初始裝設成本以及高額的運轉維護費用保新及可擴展性，需要考慮系統(tǒng)的增設移動時的并發(fā)情況及主系統(tǒng)設備空間的優(yōu)先確保建置成本往往營運多以后才會回收，對于這類資本密集型業(yè)來說，評估在獲得收入之前承擔巨大的成本負荷是極其需要的Data Center消耗能源統(tǒng)計美國國家環(huán)境保護局(U.S. Environmental Protection Agency, EPA)未來IDC 機房使用容的推估建構 99.999% 高可靠525,600分鐘分鐘/x 99.999% = 525,5

3、94可運轉時間，相當于每可運轉時間，相當于每可允許這可允許這些系統(tǒng)的總停機時間可超過5.26分鐘設計一個符合99.999%使用的高可靠系統(tǒng)通常會需要系統(tǒng)的每項功能都有備援設計，也就是允許單點的故障(Single Failure) 運用樸結構配置N、N+1、N+2、2N的系統(tǒng)7 x 24運轉使用設備對應，包含設備機器的長時間運轉，定期保養(yǎng)時運轉使用設備對應，包含設備機器的長時間運轉，定期保養(yǎng)時停停機運轉(NON STOP)，采用信賴性高的機器，采用信賴性高的機器過去機房災害發(fā)生事件網(wǎng)絡斷線2%人為錯誤水災 2%10%硬件錯誤8% 服務停頓1%軟件錯誤5%其他2%電中斷27%雨12%地震5% 火災

4、6%臺風6% 電線走火3%員工蓄意破壞3%水管破1%炸彈攻擊7%Source from : Contingency Planning Research, Inc 1999統(tǒng)計樣本數(shù)：6000件電計劃 電系統(tǒng)架構A.單一饋線( N )B.雙饋線( N+1 )C.雙饋線雙設備( 2N )市電設備市電A設備市電B市電A設備市電B設備電計劃 UPS系統(tǒng)架構A.單機B. Hot standby (1+1) , (1+2)T.P.CT.P.CUPSPDUT.P.CUPS APDU AUPS CT.P.CUPS BPDU B電計劃 UPS系統(tǒng)架構C.并聯(lián)Pair Redundancy ( 1+1 )T.P.

5、CUPS APDUT.P.CUPS B電計劃 UPS系統(tǒng)架構D.多機并聯(lián)redundancy ( 2N+1 )T.P.CUPS AT.P.CUPS BPDUT.P.CUPS C電計劃 UPS系統(tǒng)架構D. UPS群組互聯(lián)備源( 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電計劃

6、PDU系統(tǒng)架構A.單機B.靜態(tài)換開關(S.T.S)C.靜態(tài)換開關(S.T.S)UPSPDURACKUPS#AS.T.SPDUUPS#BPDU#AS.T.SRACKPDU#B電計劃 PDU系統(tǒng)架構C.雙回系統(tǒng)( 2N )UPS#APDU#ARACKUPS#BPDU#B電計劃 緊急發(fā)電系統(tǒng)架構A.供應單饋線系統(tǒng)B.供應雙饋線系統(tǒng)市電Switch發(fā)電機市電#A發(fā)電機Switch市電#B電計劃 典型UPS系統(tǒng)架構電計劃典型UPS系統(tǒng)架構必須設有 維護旁電源(Maintenance Bypass) 外部旁電源(External Bypass)PDU (Power Distribution Unit)內(nèi)含

7、隔離變壓器內(nèi)含隔離變壓器K-Factor Transformer抑制諧波抑制諧波固定式全載負載測試器(Load Bank Testing)電計劃 諧波的解決方案1.諧波的產(chǎn)生諧波的產(chǎn)生-非線性負載在交非線性負載在交電電中需要消耗諧波中需要消耗諧波電。-電網(wǎng)由于存在阻抗，提供諧波電電網(wǎng)由于存在阻抗，提供諧波電的同的同時，壓波形也產(chǎn)生失真。2.各種諧波抑制方案各種諧波抑制方案6脈沖整器12脈沖整器相移式濾波器LC諧波濾波器THM主動式濾波器負載電諧波組成圖電計劃 典型GENSET系統(tǒng)架構電計劃并聯(lián)負載轉移系統(tǒng)PLTC (Parallel Load Transfer Control , PLTC)

8、閉回換功能，設定換向角及同步向角換 雙向負載平順轉移，避免過大負載瞬間換產(chǎn)壓 控制發(fā)電機與市電并聯(lián)定功(Base Load)輸出輸出 控制發(fā)電機與臺電并聯(lián)除峰(Peak shaving)輸出輸出 電系統(tǒng)及負載設備有第二次斷電的需求時電計劃 PLTC系統(tǒng)動作程序圖電計劃 2N電系統(tǒng)范電計劃接地系統(tǒng)RACK接地接地高架地板接地TRAY接地接地配電盤接地通訊接地接地銅排=訂定能源使用效PUE值能源使用效評定指標PUE (Power Usage Effectiveness) 定義數(shù)據(jù)中心總耗能(Total Facility Power)PUE =IT設備總耗能設備總耗能(IT Equipment Po

9、wer)數(shù)據(jù)中心基礎架構效DCE (Data Center Efficiency) 定義1DCE =PUEIT設備總耗能設備總耗能(IT Equipment Power)數(shù)據(jù)中心總耗能(Total Facility Power)訂定能源使用效PUE值PUE =卻負荷CLF(Cooling Load Factor)+電負荷PLF(Power Load Factor)+1Cooling 45%IT Load35%+Power20 %IT Load35%+IT Load35%IT Load35%訂定能源使用效PUE值 PUE曲線圖前一代數(shù)據(jù)中心范圍Cooling 45%目前數(shù)據(jù)中心范圍Power20

10、 %IT Load35%新一代數(shù)據(jù)中心指標范圍數(shù)據(jù)中心負荷分布圖如何提升能源使用效PUE值？使用高效的設備(High Efficiency Equipment) 變壓器(Transformer) 變器(Converter) UPS (Uninterruptible Power Supply) PDU (Power Distribution Unit) 照明(Lighting)減少系統(tǒng)轉換次數(shù)，避免過多交換層產(chǎn)生總體效下多運用模塊堆棧的設計，提高使用及增加輸出效用總線(Bus Way)方式配電，可減少線方式配電，可減少線損失及需求彈性化損失及需求彈性化負載訂制化改變?yōu)闃藴驶绾翁嵘茉词褂眯U

11、E值？ 數(shù)據(jù)中心電容用的典型曲線圖如何提升能源使用效PUE值？ 多運用模塊堆棧的設計，提高使用及增加輸出效如何提升能源使用效PUE值？ 用總線(Bus Way)方式取代傳統(tǒng)配電，可減少線損失及需求彈性化新一代IDC機房空間規(guī)劃數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)運轉有極高安全性及信賴性要求，一瞬間或短時間的停止都是允許的。雖是如此，但是對新一代IDC機房的營運目標是唯一的思考方向。 下一個要面臨日益成長的 耗能問題 系統(tǒng)過熱問題 整體的用問題 整體的綠色節(jié)能問題新一代IDC機房空間規(guī)劃 數(shù)據(jù)中心以面積規(guī)模劃分為-數(shù)據(jù)中心規(guī)模小型數(shù)據(jù)中心中型數(shù)據(jù)中心中大型數(shù)據(jù)中心大型數(shù)據(jù)中心超大型數(shù)據(jù)中心面積(Square Mete

12、r)200200 - 500500 - 2,0002,000 - 10,00010,000面積(Square Ping)6060 - 150150 - 600600 - 3,0003,000新一代IDC機房空間規(guī)劃數(shù)據(jù)中心選擇建置地點核心要件遠離洪水、土石危害區(qū)域1,000M遠離強振源1,000M遠離飛機場8,000M遠離加油站、加氣站及爆炸危險物體2,000M 遠離高磁場效應場所1,000M新一代IDC機房空間規(guī)劃建構數(shù)據(jù)中心的重點設計要件建筑物耐震強7級以上樓地板活載重2,000KG/M2樓地板高6M 以上外墻耐火4小時以上內(nèi)墻耐火2小時以上機房區(qū)可開窗調(diào)制解調(diào)器房高架地板載重1,000K

13、G/M2以上調(diào)制解調(diào)器房高架高70cm 以上 具有抗震、防震架構MechanicalsserwPonsCommunicatiorteisindmA新一代IDC機房空間規(guī)劃空間用途需求- 調(diào)制解調(diào)器房 高密用機房 中密用機房 低密用機房 管中心人員辦公室門禁安全控管室網(wǎng)絡管中心(NOC)DataCenters 測試室儲藏室及裝卸間新一代IDC機房空間規(guī)劃 網(wǎng)絡管中心NOC室新一代IDC機房空間規(guī)劃空間用途需求- 空調(diào)機械冰水主機室及幫浦水泵室卻水塔及儲備水塔空調(diào)管道間進排風管道間 電中心 變電站發(fā)電機房及儲油室電配電室UPS室及電池室室及電池室配電管道間新一代IDC機房空間規(guī)劃空間用途需求- 通

14、訊、電信 入口電信室 水平電信室 電信管道間新一代IDC機房空間規(guī)劃 電室規(guī)劃A.電電室集中室集中電室B.電電室集中室集中，但隔成兩室電室#AC.電室完全分離電室#A電室#B電室#B新一代IDC機房空間規(guī)劃 UPS室規(guī)劃A. UPS + Battery室集中室集中UPS室室B. UPS室室，分隔主機及電池兩室主機室C. 2N UPS室完全分離主機室#A電池室#A電池室主機室#B電池室#B新一代IDC機房空間規(guī)劃 管道間規(guī)劃電、電信、空調(diào)，管道間區(qū)隔電管道#A電信管道#A空調(diào)管道#A空調(diào)管道#B電信管道#B電管道#B新一代IDC機房空間規(guī)劃 調(diào)制解調(diào)器房卻方式 CRAC、CRAU新一代IDC機房

15、空間規(guī)劃 調(diào)制解調(diào)器房卻方式 InRow RC新一代IDC機房空間規(guī)劃 調(diào)制解調(diào)器房卻方式 HACS新一代IDC機房空間規(guī)劃 調(diào)制解調(diào)器房卻方式 Overhead新一代IDC機房空間規(guī)劃 調(diào)制解調(diào)器房熱通道的規(guī)劃空調(diào)管道A新一代IDC機房空間規(guī)劃 調(diào)制解調(diào)器房規(guī)劃范電信管道A配電室空調(diào)房電池室 UPS室室電管道A電管道B空調(diào)管道B電信管道B新一代IDC機房空間規(guī)劃 變電站規(guī)劃范新一代IDC機房空間規(guī)劃 發(fā)電機房規(guī)劃范卻水塔發(fā)電機室儲油室蓄水池新一代IDC機房空間規(guī)劃 防災1.結構被動式防火安全第一條防線：機房內(nèi)墻使用至少二小 時防火結構。第二條防線：防火結構由結構地板至結構天花板。第三條防線：天花板、地板及閘門(NFPA101 & UL)2.結構被動式防火貫穿或開口安全第一條防線：維持計算機區(qū)防火區(qū)劃的防火隔熱性第二條防線：抑制火