数据中心的供配电及其智能监控系统分析

杨晶

摘要：供配电数据中心承担着大量的数据信息处理工作，为了确保供电的连续性，需要对数据中心供配电系统进行全新的优化与设计，并且通过智能监控系统来保证数据中心的安全环境。

关键词：供配电;系统设计;数据中心;智能监控

一、供配电系统的设计

在数据中心供配电系统设计的过程中，最重要的环节是根据用户的重要性和业主对数据中心可靠性安全性的实际需求进行分析，明确数据中心的机房等级，根据不同等级来判断供配电系统。

（一）设计原则

从目前来看，在国内供配电系统设计的过程中，必须要严格按照电子信息系统机房的使用性质，管理要求以及具体的作用进行判断，划分不同的等级，并且制定对性的供配电设计要求。

（二）负荷密度

由于数据中心自身的服务器数量非常多，而且服务器耗电负荷也各不相同，再加上必须要维持数据中心环境的空调系统，这样就造成数据中心的用电负荷密度非常高。随着高密度服务器的大量出现，负荷密度甚至会达到10Kw/m2或者更高，而且会以3-5年为一个发展周期的速度不断增长。在供配电系统设计时如果只按照服务器自身的负荷密度进行计算，则很容易导致供配电系统设计与实际要求不相符，为此必须要根据数据中心能量使用效率进行分析，明确数据中心的总耗能通过利用数据中心能量使用效率和数据中心总能耗之间的关系进行对比，有效判断单位容量服务器所需要消耗的总电量，结合现有的数据处理技术和已建成的数据中心能量使用效率进行判断，增强供配电系统设计的整体效果。

（三）数据中心供配电系统设计方案

在明确数据中心机房等级以及具体的用电容量之后，就可以进行供配电系统的容量分配，在供配电系统设计之前要判断市电电源，根据当地电力系统的实际情况以及机房等级和机房的用电容量来进行分析。对大型的数据中心来说，如果用电量超过几万千瓦时，必须要与当地的电力公司进行有效的沟通和协调，通过制定特殊的方案来保证数据中心供配电系统的设计合理性。系统设计师主要的供电电源应该以两路10Kv电源供电为主。

通过引自不同的上级变电站来保证互为备用，当一路电源发生故障时，则可以立即启用备用电源，避免数据中心造成停电事故。数据中心应急电源可以通过柴油发电机组以及不间断电源装置UPS等进行设置，根据供配电系统设计规范的要求，必须保证一级负荷中，特别是重要负荷供电的连续性，利用柴油发电机组经双电源转换开关能够有效的为大型数据处理中心提供备用电源。根据供配电系统设计规范的要求，能够允许供电时间为毫秒级的供电，可以利用蓄电池静止型不间断供电装置。保障大型计算机网络设备，允许断电级别为毫秒级。

二、数据中心智能监控系统的设计

在智能配电监控系统设计的过程中，通过利用计算机综合监控系统，能够更加开放自由灵活的对通信结构和监控系统进行设计。由于变电站所有的监视测量以及报警功能，都必须依靠计算机综合监控系统才能够实现，在监控系统中可以设置为两层结构第一层结构以现场综合测量装置为主，安装在高低压开关柜之中，并且进行信号采集，而第二层为上位监控站，通过对BBC和现场测量装置数据信息进行集中处理，并且实现变电站的人机操控，能够对变电站内所有的设备进行监视。

在数据中心智能监控系统设计的过程中，必备的配置包括控制计算机打印机监测软件以及监控站等不同的硬件设施。控制计算机必须要与监控设备相配合，对设备和元件的监测通讯进行管理构成变电站的人机交互界面，方便操作人员可以从界面上直观的判断接收各种数据。而监测软件可以通过对变电站进行自动化的操控。由于客户机服务器结构可以使用户在控制室内更加直接的获得实时信息，并且进行快速交互，从简单的监视实现复杂的系统管理，提高变电站图形化运转的效率，增强数据采集的功能和质量。

监测软件必须具备数据采集、数据管理、和数据加工的功能要具有强大的中文图形化工具数字文本的格式转换也能够方便操作，通过实时提供配电系统中所有设备的运行数据，帮助操作人员能够直接从计算机改变设定数值，提高监控效果。监控软件还具备报表的功能，包括以一定的速率采集系统运行的数据信息，并且进行存储，无论何时何地都能够从数据文件中获取相关的数据文档，并且创建历史数据在系统中，每一个被控制设备的运行状态都能够被自动记录。监控站也是基于计算机的人机交互界面，通过安装丰富的系统软件和组件能够保证动态操作，更加的灵活，监控站不仅能够针对供电系统的运行状态进行监控，而且还可以保护继电器的整定值，模拟定值，由于监控站的权限比较高，所以必须要根据用户级别设置不同的操作权限。操作员能够利用键盘或鼠标来选择运设备的运行模式，尤其是在监控画面上选定设备之后，就能够根据指定的操作合成。或者分解，最后确定执行命令，从而实现远程的电气设备控制，而工程师则能够针对数据库进行存档，保证根据流程图进行维护的维修工程师可以根据系统故障进行快速的维护。在数据中心供配电以及监控系统设计运行的过程中，必须要保证高压变压器或者发电机发生故障时，都能够实现多次自动投切，保证数据中心能够实现连续供电。

通过在数据中心的出入口、主干道以及活动区安装360°超高清摄像头，将实时拍摄到的画面传输给监控中心，运用系统软件、云台控制功能对数据中心的重点区域进行全方位实时的监控，也能够及时查找或调用视频资料，对小区内部人员、车辆及公共场所的实际情况进行实时的监控，保证整个数据中心内部动态信息安全。

在智能数据中心视频监控系统设计的过程中，如果发现数据中心内部存在异常情况，则可以即时通过电话短信等方式发出警报，对可疑行为和可疑人员进行自动截图，为后续的判断提供重要的參考依据。

结论

本文通过对数据中心的供电系统以及智能监控系统设计进行全面的分析，明确了数据中心供电系统安全可靠运行的重要性，并为更好地提升了数据中心安全运行的效果、保障数据中心运行可靠性提出了意见。

参考文献

[1]徐磊.利用蒙特卡洛法分析数据中心典型供配电架构的系统可用性[J].电器与能效管理技术，2018（17）：54-57.

[2]胡传振，陈凤，简灿色，李加彬.数据中心供配电设计要素与典型架构浅析[J].电信快报，2018（09）：33-38.