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數(shù)據(jù)中心的負載不是一成不變的。在建成后的數(shù)據(jù)中心生命周期內(nèi)，IT設(shè)備幾乎一直處于一種不斷變化的狀態(tài)。 IT 更新至少每3年一次循環(huán)，到時候會添加新的、功能更強大或效率更高的設(shè)備，或者替換初始規(guī)劃列表上的設(shè)備。 想要更合理的規(guī)劃數(shù)據(jù)中心，盡可能節(jié)省電力設(shè)施方面的損耗，應(yīng)該讓 IT 組織對將來變化和升級的范圍和時間做出切實的評估，這樣可以正確規(guī)劃最初確定的功率需求。對于電源和配電系統(tǒng)的“下游”元件，可以根據(jù)目前和未來的負載情 況進行擴展或調(diào)整(請登陸www.參閱 APC 第 37 號白皮書“避免數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)機房基礎(chǔ)設(shè)施因過度規(guī)劃造成的資金浪費”)。 用戶必須充分估算為 NCPI 組件供電的電力線路的容量以承擔已知初始負載和未來負載，或者可以在不造成停機這一嚴重影響IT 客戶的期望可用性的前提下增加功率容量。在估算出未來負載量后，將其加到上面算出的基本負載信息上，這樣就可以得到以 KW 表示的電源關(guān)鍵負載量。 UPS負載 假設(shè)需求評估中的可用性確定工作得出需要 UPS 電源的結(jié)論，那么總負載功率必須考慮 UPS 系統(tǒng)的效率損耗因數(shù)以及電池充電所需的額外功率。 UPS 效率隨產(chǎn)品型號不同而異，而且受 UPS 負載的影響很大。UPS 很少能夠達到其廣告中所宣稱的效率。實際上，典型安裝中的 UPS 效率約為 88%，該值相當準確。 電池充電也需要消耗大量電力，但不會連續(xù)消耗。在電池已充滿電的正常操作狀態(tài)下，可忽略電池充電負載。 但是，當電池已部分或完全放電后，電池充電功率可占額定 UPS 負載的 20%。盡管這樣的負載極少出現(xiàn)，但 在估算發(fā)電機和線路入口容量時必須包含該負載。 照明設(shè)施負載 照明設(shè)施負載包括建筑物數(shù)據(jù)中心部分的全部照明設(shè)施，是數(shù)據(jù)中心地板面積的函數(shù)。此類型負載有一個很好的經(jīng)驗公式，每平方英尺 2 瓦或者每平方米 21.5 瓦。 制冷負載 有關(guān)數(shù)據(jù)中心環(huán)境中熱負載的詳細論述，請登陸www.參閱 APC 第 25 號白皮書“計算數(shù)據(jù)中心的總制冷量”。使用該白皮書提供的表格可以計算要冷卻 IT 設(shè)備所產(chǎn)生熱量必需的制冷量。設(shè)計者還可以使用該表格創(chuàng)建支持已規(guī)劃關(guān)鍵負載所需的制冷量。 估算電源系統(tǒng)的容量 上述方法中，我們已經(jīng)確定了兩個重要數(shù)字，它們可用來估算為數(shù)據(jù)中心環(huán)境供電的電力系統(tǒng)容量：總關(guān)鍵負載和總制冷負載。 一般而言，電源供給必須足以支持這兩個負載之和，另外加上數(shù)據(jù)中心的相關(guān)照明設(shè)施負載。 數(shù)據(jù)中心內(nèi)負載的穩(wěn)態(tài)功耗決定了用于計算電力成本的功耗。但是，為數(shù)據(jù)中心供電的電力線路和發(fā)電機電源不能按穩(wěn)定狀態(tài)值估算。這些電源必須按負 載峰值功耗估算，再加上標準或工程慣例所規(guī)定的降額系數(shù)或裕度。實際上，這會導(dǎo)致電力線路和發(fā)電機的設(shè)計容量大大高于期望值，詳情介紹，請登陸 www.下載完整版APC 第三號白皮書“計算數(shù)據(jù)中心的總功率需求”。 最終電源容量計算 按照上述過程以千瓦為單位估算出總電源容量后，就可以進行兩項關(guān)鍵計算：首先是估算為數(shù)據(jù)中心供電所需 的電力線路的容量，其次是估算為達到預(yù)期可用性所需的所有備用發(fā)電機的容量。 確定電力線路的容量 電力線路可按照以下方式計算： 1. 以千瓦為單位獲得所需的總電力容量，并乘以 125% 以滿足美國國家電氣標準和類似規(guī)范組織的要求。 2. 確定供電公司提供的線路入口三相交流電電壓。通常在美國是 480 伏交流電，在世界上其他大部分 國家/地區(qū)是 230 伏交流電。 3. 使用下面的公式確定為數(shù)據(jù)中心供電的電力線路容量，以安培為單位： 電流(安培)=(功率 (kW) x1000)/(電壓(伏特)x 1.73) 這為數(shù)據(jù)中心提供了支持關(guān)鍵負載、制冷和建筑功能所需的電力線路容量。圖 1 通過比較額定(峰值)功率和穩(wěn)定狀態(tài)功率的電力線路需求，強調(diào)了這二者間的重要區(qū)別。必須注意，這僅僅是估計值，而最終線路容量的確定在很大程度上取決于 準確的現(xiàn)場詳細信息。強烈建議您聘請有資質(zhì)的專業(yè)咨詢工程師核實初始估算數(shù)據(jù)并設(shè)計最終數(shù)據(jù)中心電力供給。您也可以登陸www.下載完整 版APC 第三號白皮書參閱數(shù)據(jù)中心需求估算數(shù)據(jù)表，了解更多評估方法。 圖 1 – 典型 100 kW 關(guān)鍵負載的額定與穩(wěn)態(tài)電力線路功率。
電力線路額定值幾乎是穩(wěn)定狀態(tài)關(guān)鍵負載值的 4 倍 發(fā)電機備用電力系統(tǒng)的容量 確定了電力線路的容量后，就可以考慮估算相應(yīng)備用發(fā)電機的容量，以便在市電故障時能夠提供備用電源從而 提高數(shù)據(jù)中心的可用性。典型發(fā)電機安裝如下面圖 2 所示： 圖 2 – 典型發(fā)電機系統(tǒng)
首先要注意上圖中假設(shè)數(shù)據(jù)中心是唯一的負載，而且該負載受到備用電源的完全保護。“市電”供給可能只是標準商業(yè)電力配電系統(tǒng)的一部分，所以該圖只是更大電力系統(tǒng)的一個子集。該子集是為關(guān)鍵 IT 負載供電的數(shù)據(jù)中心部分。 有些負載需要通過轉(zhuǎn)換開關(guān)附加到發(fā)電機上，必須考慮這些負載的電力特性。例如，機械負載需要高啟動電流，而且還會產(chǎn)生諧波電流，這會影響發(fā)電機 提供所需電力容量的能力。如果 UPS 沒有在高輸入功率因數(shù)下運行，其本身可能會導(dǎo)致這樣的問題，而且如果它將超前功率因數(shù)施加到發(fā)電機上，還可能導(dǎo)致發(fā)電機出故障。 某些 UPS 拓撲結(jié)構(gòu)(如 delta 轉(zhuǎn)換)對于發(fā)電機供電的系統(tǒng)是十分理想的，而且不會產(chǎn)生使用輸入過濾電容的傳統(tǒng)雙轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的不良運行特性。在選擇 UPS 時，僅是拓撲結(jié)構(gòu)選擇就會對所需的發(fā)電機容量產(chǎn)生重大影響，通常系數(shù)為 3(典型雙轉(zhuǎn)換 UPS 的發(fā)電機會是 Delta 轉(zhuǎn)換 UPS 發(fā)電機的 1.75 倍到 3 倍)。與電力線路功率相同，通過比較額定(峰值)功率和穩(wěn)定狀態(tài)功率的發(fā)電機需求，圖 3 強調(diào)了這二者間的重要區(qū)別。 在選擇發(fā)電機時，為了方便，一般根據(jù)發(fā)電機的額定功率 (kW) 進行選擇，但要注意發(fā)電機在設(shè)計中是以小于1 的功率因數(shù)(通常為 0.8)來運行負載。這意味著電流和電壓的相位會稍微有些不同，發(fā)電機必須能夠承受 這個差異。一個 1000 kW 的發(fā)電機，設(shè)計在運行負載功率因數(shù)為 0.8，那么其額定功率為 1200 kVA。不要將發(fā)電機的 kVA 額定值和實際功率容量相混淆，后者總是以 kW 來計算的。有關(guān)功率因數(shù)的詳細信息，請登陸www.參閱完整版 APC 第 15 號白皮書“瓦特和伏安：極易混淆的概念”。 圖 3– 典型 100 KW 關(guān)鍵負載的額定與穩(wěn)態(tài)發(fā)電機功率。電力線路的額定值是 穩(wěn)定狀態(tài)關(guān)鍵負載值的 4 倍以上
對支持和冷卻數(shù)據(jù)中心中的關(guān)鍵負載所需的電源功率進行評估，這在滿足最終用戶可用性預(yù)期的設(shè)備開發(fā)過程中十分重要。通過使用上述過程，可以做出 功率需求的合理估算。這有助于指定網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵物理基礎(chǔ)設(shè)施組件的容量，以達到需求評估所確定的可用性。在做出了初步估算之后，就可以在有競爭力的 NCPI 系統(tǒng)供應(yīng)商或咨詢工程師(如果數(shù)據(jù)中心的規(guī)模足夠大)的協(xié)助下開始概念設(shè)計和詳細設(shè)計。根據(jù)上述功率需求評估過程確定的容量和可用性配置，隨后就可以進行 成本估算了。 您可以虛擬化您的機架、機柜行或者整個機房，而不必再擔心供電和熱量問題了，點擊下面連接即刻免費下載《適用于高效率、高密度數(shù)據(jù)中心的改進型架構(gòu)》白皮書并有機會贏得指紋U盤 |
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來自： 大千 > 《數(shù)據(jù)中心》
