Solutions de gestion de la consommation d'énergie dans les centres de données

1. Présentation du centre de données

Un centre de données est une infrastructure regroupant serveurs, périphériques de stockage, équipements réseau, systèmes d'alimentation sans coupure (UPS) et systèmes de climatisation de précision. Il sert de plateforme de services pour le traitement, le stockage, la transmission, l'échange et la gestion centralisés des données. D'un point de vue physique, un centre de données se compose principalement de trois éléments : les équipements informatiques, les systèmes de distribution électrique et les systèmes de climatisation. Les équipements informatiques, tels que les serveurs (pour le traitement des données), les périphériques de stockage (pour le stockage des données) et les équipements réseau (pour la communication), constituent le cœur fonctionnel du centre de données. Le système de distribution électrique garantit une alimentation électrique stable en effectuant la conversion CC-CA et en fournissant une électricité fiable et de haute qualité aux équipements informatiques. Le système de climatisation maintient des niveaux de température et d'humidité optimaux pour assurer le bon fonctionnement des équipements informatiques.

2. 3 Éléments clés d'une donnée réussie Centers

2.1 fiabilité de l'alimentation électrique L'alimentation électrique est une exigence fondamentale pour les centres de données. Des mécanismes complets de gestion des pannes sont indispensables pour garantir un fonctionnement fiable et stable. La priorité absolue des systèmes d'alimentation des centres de données est de fournir de l'énergie de manière sûre et fiable aux équipements informatiques, faisant de la sécurité du système de distribution électrique l'objectif principal de l'infrastructure électrique. Outre les alimentations à double circuit indépendantes couramment utilisées dans les systèmes de distribution standard, les centres de données sont équipés de groupes électrogènes diesel de secours et de systèmes d'alimentation sans coupure (UPS) haute capacité. De plus, les mécanismes de gestion des pannes des systèmes de distribution électrique des centres de données prennent en charge des scénarios tels que les pannes de source d'alimentation, les défauts de barres omnibus, les déclenchements de disjoncteurs et les dysfonctionnements des appareillages de commutation afin de maximiser la fiabilité de l'alimentation électrique des équipements en conditions anormales.

2.2Complexité des systèmes de distribution d'énergieLe système de distribution électrique des centres de données est plus complexe que celui des bâtiments classiques. Comparé à ce dernier, il présente une structure plus élaborée et impose des exigences plus strictes en matière de gestion de la distribution. Cette complexité se manifeste dans les configurations d'entrée d'énergie et les stratégies de contrôle. La distribution électrique des bâtiments classiques utilise généralement une alimentation double circuit avec commutation automatique de secours. À l'inverse, les systèmes de distribution électrique des centres de données utilisent non seulement des alimentations double circuit indépendantes, mais sont également équipés de groupes électrogènes diesel capables de prendre en charge la pleine capacité des équipements. En cas de panne de courant, l'alimentation continue des équipements du centre de données est assurée par un ajustement dynamique des stratégies d'alimentation. De plus, comme les systèmes de distribution électrique des centres de données sont connectés aux charges électriques via des systèmes d'alimentation sans coupure (UPS), la gestion se limite au système de distribution, ce qui rend difficile la surveillance des conditions côté charge. Cette limitation entrave la gestion fine des équipements informatiques et nécessite la mise en place d'une hiérarchie de gestion de l'alimentation dédiée aux serveurs.

2.3Consommation d'énergie à haute densité et à grande échelle. Selon les prévisions de Goldman Sachs Research, la demande mondiale d'électricité des centres de données augmentera de 50 % d'ici 2027, sous l'effet de la forte croissance de l'intelligence artificielle (IA). IDC anticipe que la consommation mondiale d'électricité des centres de données plus que doublera entre 2023 et 2028, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 19,5 % sur cinq ans, pour atteindre 857 térawattheures (TWh) en 2028. Les centres de données sont d'importants consommateurs d'électricité, certaines installations consommant désormais plusieurs mégawatts. Les serveurs évoluent vers des conceptions haute densité, la consommation d'une seule baie passant de quelques kilowatts à plus de 20 kW. L'énorme demande en traitement de l'information a entraîné la construction massive de centres de données, comme en témoignent les centres de données Internet (IDC) de grande envergure construits par les entreprises de télécommunications, ainsi que les déploiements importants de centres de données dans des secteurs tels que la finance, l'énergie et les entreprises.

3. Solutions de gestion de l'alimentation pour centres de données

Plusieurs entreprises proposent des solutions de gestion de l'alimentation pour les centres de données, telles que ABB, Schneider Electric, Siemens, Delta Electronics, Eaton, et Pilote, Pilot propose une gamme de solutions matérielles, logicielles et de services pour aider les centres de données à optimiser leur efficacité énergétique, réduire leurs coûts et améliorer leurs performances globales. S'appuyant sur les caractéristiques de consommation énergétique des centres de données, Pilot a développé une solution complète de système de distribution d'énergie. Cette solution assure la surveillance et la gestion intégrales des systèmes de distribution d'énergie, lesquels sont divisés en trois sous-systèmes : système de contrôle automatique de l'alimentation, système de distribution d'énergie de précision et système d'alimentation des serveurs (armoires d'alimentation de précision).

3.1 Système de contrôle automatique de l'alimentation

Ce système assure principalement la commande de commutation de la source d'alimentation en fonction des différentes exigences de conception et des scénarios opérationnels, afin de garantir une alimentation électrique stable et fiable pour les centres de données. La stabilité et la fiabilité du système sont ses objectifs principaux. Pour atteindre une fiabilité élevée, Pilot a mis en œuvre une série d'améliorations matérielles et logicielles s'appuyant sur une vaste expérience d'ingénierie de terrain.

Mesures matérielles :

1. Environnements d'installation optimisés ;
2. Amélioration de la qualité de l'alimentation et mise à la terre fiable du système ;
3. Traitement sans erreur des signaux d'entrée/sortie via des circuits matériels ;
4. Protection des circuits d'entrée/sortie par la conception matérielle.

Mesures logicielles :

1. Logique de verrouillage pour éviter les erreurs de fonctionnement ;
2. Filtrage par minuterie des faux signaux d'entrée et des interférences ;
3. Suivi en temps réel du fonctionnement des appareils de terrain pour garantir la sécurité des équipements ;
4. Logique de verrouillage pour améliorer les capacités de diagnostic des pannes ;
5. Fonction de sauvegarde en cas de coupure de courant pour préserver l'intégrité des données.

3.2  Système de surveillance de la distribution d'énergie de précision

Pilot a été pionnier dans le développement du système de gestion de la distribution d'énergie moyenne et basse tension. Ce système intègre la consultation de données en temps réel et historiques, l'impression de rapports, la télécommande, les alertes de défaut, la consultation et l'impression d'un historique unifié des défauts, la localisation et la résolution des pannes, ainsi que d'autres fonctions. Il utilise la communication par bus RS485 pour la transmission des données de terrain, ce qui améliore considérablement la résistance aux interférences et garantit la fiabilité et la stabilité du système.

Caractéristiques principales :

1. Surveillance en temps réel des réseaux de distribution d'énergie à l'aide de dispositifs tels que SPM32,PMAC770H, etSystèmes EMS.
2. Les dispositifs de surveillance de l'alimentation électrique aux points d'extrémité sont utilisés dans les systèmes de distribution moyenne/basse tension pour fournir : des mesures en temps réel et un comptage de l'énergie ; une analyse de la qualité de l'énergie, une analyse de la demande et une protection contre les surtensions ; une surveillance des écarts, un enregistrement de la séquence d'événements (SOE) et une communication par bus ; une configuration flexible avec des modules d'extension pour des fonctions avancées telles que la communication, la signalisation à distance, la télémétrie, la commande à distance, le réglage à distance et l'analyse de la qualité de l'énergie.

3.3 Système de surveillance de précision des armoires électriques

Ce système utilisePMAC206 etPMAC207 Gamme de produits permettant une gestion optimisée des équipements informatiques au niveau du serveur.

Fonctions clés :

1. Surveillance de la charge : détecte les conditions de charge des périphériques informatiques dans les baies de terminaux et ajuste les charges de manière dynamique lors de l’ajout de nouveaux équipements.
2. Intégration élevée : un seul appareil remplace des dizaines d'instruments traditionnels.
3. Évolutivité : Surveille 2 lignes d'entrée et jusqu'à 54 canaux de paramètres électriques.
4. Suivi de l'état des commutateurs : Surveille l'état ouvert/fermé des commutateurs de distribution.
5. Interface conviviale : Permet des opérations intuitives via des interfaces homme-machine (IHM).
6. Conception robuste : Boîtier métallique offrant des performances anti-interférences élevées.

4. FAQ

Q1 : Qu'est-ce qu'un centre de données ?

UN:Un centre de données est une installation qui regroupe des serveurs, des périphériques de stockage, des équipements réseau, des systèmes d'alimentation sans coupure (UPS) et des systèmes de climatisation de précision. Il sert de plateforme de services pour le traitement, le stockage, la transmission, l'échange et la gestion centralisés des données.

Q2 : Quelles sont les principales caractéristiques des centres de données actuels ?

UN: Fiabilité de l'alimentation électrique, complexité des systèmes de distribution d'énergie, consommation d'énergie à haute densité et à grande échelle.

Q3 : Quelle est la solution pour un système de distribution électrique de centre de données ?

UN:Il assure la surveillance et la gestion complètes des systèmes de distribution électrique des centres de données. Afin de répondre aux exigences spécifiques de la distribution électrique des centres de données, le système est divisé en trois sous-systèmes : le système de contrôle automatique de l’alimentation, le système de distribution électrique de précision et le système d’alimentation des serveurs (armoires électriques de précision).

Q4 : Quelles sont les fonctions d'un système de surveillance de la distribution d'énergie de précision ?

UN: Le système Ce système intègre la consultation de données en temps réel et historiques, l'impression de rapports, la commande à distance, les alertes de panne, la consultation et l'impression d'un historique unifié des pannes, le diagnostic et la résolution des pannes, ainsi que d'autres fonctions. Il utilise la communication par bus RS485 pour la transmission des données de terrain, ce qui améliore considérablement la résistance aux interférences et garantit la fiabilité et la stabilité du système.