Energiatarbimise haldamise lahendused andmekeskustes

1. Andmekeskuse ülevaade

Andmekeskus on rajatis, mis koondab servereid, salvestusseadmeid, võrguseadmeid, UPS-süsteeme ja täppiskliimaseadmeid. See toimib teenindusplatvormina andmeteabe tsentraliseeritud töötlemiseks, salvestamiseks, edastamiseks, vahetamiseks ja haldamiseks. Füüsilisest vaatenurgast koosneb andmekeskus peamiselt kolmest komponendist: IT-seadmed, elektrijaotussüsteemid ja kliimaseadmed. IT-seadmed, näiteks serverid (andmetöötluseks), salvestusseadmed (andmete salvestamiseks) ja võrguseadmed (suhtluseks), moodustavad andmekeskuse põhilise funktsionaalse komponendi. Elektrijaotussüsteem tagab stabiilse elektrivarustuse, teostades alalisvoolu-vahelduvvoolu muundamise ja tarnides IT-seadmetele usaldusväärset ja kvaliteetset elektrit. Kliimaseade hoiab normaalset temperatuuri ja niiskustaset, et tagada IT-seadmete nõuetekohane töö.

2. 3 Edukate andmete põhikomponendidSeenterid

2.1 Toiteallika töökindlus on andmekeskuste põhinõue. Usaldusväärse ja stabiilse töö tagamiseks on vajalikud ulatuslikud rikketeavitusmehhanismid. Andmekeskuse elektrisüsteemide peamine prioriteet on IT-seadmete ohutu ja usaldusväärne energiavarustus, mistõttu on elektrijaotussüsteemi turvalisus elektriinfrastruktuuri peamine eesmärk. Lisaks standardsetes jaotussüsteemides tavaliselt kasutatavatele kaheahelalistele sõltumatutele toiteallikatele on andmekeskused varustatud varu-diiselgeneraatorite ja suure võimsusega UPS-süsteemidega. Lisaks käsitlevad andmekeskuse elektrijaotussüsteemide rikketeavitusmehhanismid selliseid stsenaariume nagu toiteallika rikkeid, siini rikkeid, kaitselülitite rakendumisi ja jaotusseadmete rikkeid, et maksimeerida seadmete elektrivarustuse usaldusväärsust ebanormaalsetes tingimustes.

2.2Elektrijaotussüsteemide keerukusAndmekeskuste elektrijaotussüsteem on keerukam kui tavalistes hoonetes. Võrreldes tavaliste hoonete elektrijaotussüsteemidega on andmekeskuste elektrijaotussüsteemidel keerukam struktuur ja need esitavad jaotuse haldamisele rangemad nõuded. See keerukus ilmneb toite sisendkonfiguratsioonides ja juhtimisstrateegiates. Tavaline hoonete elektrijaotus kasutab tavaliselt kaheahelalist primaar-varutoiteallikat automaatse varulülitusstrateegiaga. Seevastu andmekeskuste elektrijaotussüsteemid ei kasuta mitte ainult kaheahelalisi sõltumatuid toiteallikaid, vaid on varustatud ka diiselgeneraatoritega, mis suudavad toetada seadmete täiskoormust. Erinevate elektrikatkestuste ajal tagatakse andmekeskuse seadmete pidev elektrivarustus dünaamiliselt kohandatavate toitestrateegiate abil. Lisaks, kuna andmekeskuse elektrijaotussüsteemid on elektrikoormustega ühendatud UPS-süsteemide kaudu, haldavad nad ainult jaotussüsteemi poolt, mis raskendab koormuspoolsete tingimuste jälgimist. See piirang takistab IT-seadmete detailset haldamist, mistõttu on vaja lisada IT-serveriseadmetele spetsiaalne toitehalduse hierarhia.

2.3Suure tihedusega ja ulatuslik energiatarve. Goldman Sachsi uurimiskeskus prognoosib, et andmekeskuste ülemaailmne energiavajadus suureneb 2027. aastaks 50%, mida põhjustab tehisintellekti järele kasvav nõudlus. IDC eeldab, et andmekeskuste elektritarbimine enam kui kahekordistub aastatel 2023–2028, viieaastase aastase kasvumääraga 19,5% ja ulatudes 2028. aastal 857 teravatt-tunnini (TWh). Andmekeskused on märkimisväärsed elektritarbijad, kusjuures üksikud rajatised töötavad nüüd megavatise skaala energiatarbimise tasemel. Serveriseadmete puhul on trendiks suure tihedusega konstruktsioonid, kusjuures ühe kapi energiatarve tõuseb esialgsest mõnest kilovatist üle 20 kW. Tohutu nõudlus infotöötluse järele on ajendanud ulatuslikku andmekeskuste ehitamist, mida näitavad telekommunikatsiooniettevõtete ehitatud suured interneti andmekeskused (IDC-d), samuti ulatuslik andmekeskuste juurutamine sellistes tööstusharudes nagu finants-, energeetika- ja ettevõtlussektor.

3. Andmekeskuse energiahalduslahendused

Andmekeskuste energiahalduslahendusi pakuvad mitmed ettevõtted, näiteks ABB, Schneider Electric, Siemens, Delta Electronics, Eaton ja ... Piloot, pakkudes mitmesuguseid lahendusi, sealhulgas riist- ja tarkvara ning teenuseid, et aidata andmekeskustel optimeerida energiatõhusust, vähendada kulusid ja parandada üldist jõudlust. Andmekeskuste energiatarbimise omaduste põhjal on Pilot tutvustanud terviklikku andmekeskuse elektrijaotussüsteemi lahendust. See pakub andmekeskuse elektrijaotussüsteemide täielikku jälgimist ja haldamist, mis on jagatud kolmeks alamsüsteemiks: automaatne toite juhtimissüsteem, täppis-toitejaotussüsteem ja serveri (täppis-toitekapi) toitesüsteem.

3.1 Automaatne võimsuse juhtimissüsteem

See süsteem rakendab peamiselt toiteallika lülitusjuhtimist erinevate projekteerimisnõuete ja tööstsenaariumide korral, et tagada andmekeskuste stabiilne ja usaldusväärne toiteallikas. Süsteemi stabiilsus ja töökindlus on selle põhieesmärgid. Kõrge töökindluse saavutamiseks on Pilot rakendanud mitmeid riist- ja tarkvara täiustusi, mis põhinevad ulatuslikul insenerikogemusel:

Riistvara meetmed:

1. Optimeeritud paigalduskeskkonnad;
2. Parem elektrienergia kvaliteet ja usaldusväärne süsteemi maandus;
3. Sisend-/väljundsignaalide veakindel töötlemine riistvaralülituste kaudu;
4. Sisend-/väljundahelate kaitse riistvaralise disaini abil.

Tarkvara meetmed:

1. Blokeeringuloogika väärtoimingute vältimiseks;
2. Taimeril põhinev valede sisendsignaalide ja häirete filtreerimine;
3. Väliseadmete tööaja jälgimine reaalajas seadmete ohutuse tagamiseks;
4. Lukustusloogika rikete diagnoosimise võimaluste parandamiseks;
5. Voolukatkestuse mälufunktsioon andmete terviklikkuse kaitsmiseks.

3.2  Täppisjaotuse jälgimissüsteem

Pilot on olnud teerajajaks keskmise/madalpinge elektrijaotusvõrgu juhtimissüsteemi arendamisel. See süsteem integreerib reaalajas/ajalooliste andmete päringute, aruannete printimise, kaugjuhtimise, rikketeated, ühtse rikkeandmete päringute/printimise, rikete isoleerimise/taastamise ja muud funktsioonid. See kasutab andmeedastuseks RS485 siiniühendust, parandades oluliselt häiretevastast võimekust ning tagades süsteemi töökindluse ja stabiilsuse.

Peamised omadused:

1. Elektrijaotussüsteemide reaalajas jälgimine selliste seadmete abil nagu SPM32,PMAC770H, jaEMS-süsteemid.
2. Lõpp-punkti võimsuse jälgimise seadmeid kasutatakse keskmise/madalpinge jaotussüsteemides järgmiste toimingute tegemiseks: reaalajas mõõtmised ja energia mõõtmine; võimsuse kvaliteedi analüüs, nõudluse analüüs ja läviväärtuste kaitse; kõrvalekallete jälgimine, sündmuste jada (SOE) salvestamine ja siinikommunikatsioon; paindlik konfiguratsioon laiendusmoodulitega täiustatud funktsioonide jaoks, nagu side, kaugsignaalimine, telemeetria, kaugjuhtimine, kaugreguleerimine ja võimsuse kvaliteedi analüüs.

3.3 Täppisvoolukilbi jälgimissüsteem

See süsteem kasutabPMAC206 jaPMAC207 seeria tooted IT-seadmete täiustatud haldamise saavutamiseks serveri tasandil.

Põhifunktsioonid:

1. Koormuse jälgimine: Tuvastab IT-seadmete koormustingimusi lõpp-punkti kappides ja reguleerib koormusi dünaamiliselt uute seadmete lisamisel.
2. Kõrge integratsioon: Üks seade asendab kümneid traditsioonilisi instrumente.
3. Skaleeritavus: Jälgib kahte sissetulevat liini ja kuni 54 elektriliste parameetrite kanalit.
4. Lüliti oleku jälgimine: Jälgib jaotuslülitite avatud/suletud olekut.
5. Kasutajasõbralik liides: Võimaldab intuitiivset kasutamist inimese ja masina liidese (HMI) kaudu.
6. Vastupidav disain: metallkorpus kõrge häiretevastase kaitsega.

4. KKK

K1: Mis on andmekeskus?

V:Andmekeskus on rajatis, mis koondab servereid, salvestusseadmeid, võrguseadmeid, UPS-süsteeme ja täppiskliimaseadmeid. See toimib teenindusplatvormina andmeteabe tsentraliseeritud töötlemiseks, salvestamiseks, edastamiseks, vahetamiseks ja haldamiseks.

K2: Millised on tänapäeva andmekeskuste põhijooned?

V: Toiteallika töökindlus, elektrijaotussüsteemide keerukus, suur tihedus ja ulatuslik energiatarbimine.

K3: Milline on andmekeskuse energiajaotussüsteemi lahendus?

V:See pakub andmekeskuse elektrijaotussüsteemide täielikku jälgimist ja haldamist. Andmekeskuse elektrijaotuse ainulaadsete nõuete kohaselt on süsteem jagatud kolmeks alamsüsteemiks: automaatne toite juhtimissüsteem, täppis-toitejaotussüsteem ja serveri (täppis-toitekapi) toitesüsteem.

K4: Millised on täppisjaotuse jälgimissüsteemi funktsioonid?

V: Süsteem Integreerib reaalajas/ajalooliste andmete päringu, aruannete printimise, kaugjuhtimise, rikkehoiatused, ühtse rikkeandmete päringu/printimise, rikete isoleerimise/taastamise ja muud funktsioonid. See kasutab andmeedastuseks RS485 siiniühendust, parandades oluliselt häiretevastast võimekust ning tagades süsteemi töökindluse ja stabiilsuse.