数据中心运维节能工作的基本原则

数据中心耗能巨大,在数据中心运维节能工作中哪怕微小的节能比例,对于整个社会而言都是很大的节约,笔者认为此工作的展开应遵循如下主要原则:1.运维节能需遵循相关的法律、法规、标准和政策性文件;2.运维节能需充分利用自身条件;3.运维节能需与运维安全相平衡;4.运维节能需与设备冗余相平衡;5.运维节能需注重资源的平衡利用;6.运维节能不可因局部破坏整体;7.运维节能改造、变更需与业务时间窗口相匹配;8.运维节能技术选择宜经过相关验证或有相关案例;9.运维节能需注重点滴积累;10.运维节能需处处留意、注意细节;11.运维节能工作需考虑综合用能;12.运维节能投入需与回报相匹配。

　2021年4月8日上海市经济和信息化委员会为贯彻落实《关于全面推进上海城市数字化转型的意见》、《上海市推进新型基础设施建设行动方案(2020-2022年)》要求,进一步促进上海市数据中心合理布局和统筹建设,在规划与选址、建筑与配套、规模与功能、安全、节能、报建主体、论证、评估与监测以及边缘数据中心等方面规范数据中心建设发布了《上海市数据中心建设导则(2021版)》,其中规定新建大型数据中心单项目规模应不低于3000个标准机架,平均设计功率不低于6kW,机架设计总功率不小于18MW,综合PUE严格控制不超过1.3;新建边缘数据中心单项目规模应控制在100个机架内,PUE不应高于1.5,平均机架设计功率不应低于6kW。同时综合考虑若干技术对数据中心自身及城市整体能效提升的作用,鼓励技术的有效应用，对若干技术赋予了调节因子。在基准PUE指标基础上计算综合PUE指标，并以综合PUE指标作为导则对各数据中心的约束条件。

在确保供配电、制冷连续性和稳定性的前提下进行节能,并使相关数据符合国家标准以及与业务侧达成的SLA条款。如:《数据中心设计规范》(GB50174-2017)中规定数据中心冷通道温度应保持在18～27℃,冷通道的温度提高有助于压缩机降低压缩比,减少其电力损耗,是节能的重要措施,但是如冷通道控制温度设定在27℃,减少了温度自适应的幅度,将给温度控制提出严苛的要求,同时压缩了故障处理的应急时间,此时就需综合考虑空调系统的自控能力与蓄冷能力,如自控足够优秀、蓄冷时长足够覆盖应急处理时长最终保证制冷的连续性,则可以设置;否则需适度降低冷通道设定温度,如26℃。

　　再如:不间断电源系统蓄电池最小后备时间按7分钟(柴发作为后备电源时)设计将比后备时间按15分钟(柴发作为后备电源时)设计时,电池容量将大大降低,随着电池容量的减少将降低日常运行中电池充放电、测试、维护放电时电能的损耗,达到节能的效果。但是此设计压缩了市电断电故障应急处理的时间,此时需综合评估柴发启机、并机、送电(即:不间断电源进线电力恢复)的全流程操作时长、运维人员技能水平、系统自动化程度、电池生命周期内容量衰减等因素是否满足连续供电要求,是否存在柴发启机或并机故障的可能,此故障发生后手动操作总时长是否会超出7分钟(或电池生命周期内衰减后时长)。如不超过7分钟,能确保供电的连续性,则可以按7分钟设计;否则需相应的延长电池后备时间。

数据中心在运维过程中需考虑综合用能。如:某数据中心园区包含办公楼、研发楼、宿舍楼等公共设施,在冬季需要进行采暖。传统供热方式为通过连接市政供热管网或自建燃气锅炉房供暖,数据中心因有大量低品位热量需要散失到大气中,采用水源热泵技术从数据中心冷却用水中提取热量,为公共设施供暖,从而减少了市政供暖公司或燃气

　　锅炉房的耗能,可以实现节能减排的目的。再如:提高数据中心风电、光电、水电等绿色电力的使用比例,减少火电用量,也实现了二氧化碳的减排目标。