模塊化在發(fā)電企業(yè)信息機(jī)房建設(shè)中的應(yīng)用研究

郝 毅

（華能太原東山燃機(jī)熱電有限責(zé)任公司，太原 030043）

模塊化在發(fā)電企業(yè)信息機(jī)房建設(shè)中的應(yīng)用研究

郝 毅

（華能太原東山燃機(jī)熱電有限責(zé)任公司，太原 030043）

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，發(fā)電企業(yè)日常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)越來(lái)越依靠信息系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，而信息機(jī)房是信息系統(tǒng)著陸的硬件平臺(tái)。模塊化是新興的信息機(jī)房建設(shè)理念，具有可靠性高、靈活性強(qiáng)、建設(shè)周期短、綠色節(jié)能等特點(diǎn)。本文將引出模塊化機(jī)房的概念，總結(jié)模塊化機(jī)房的特點(diǎn)，討論模塊化在發(fā)電企業(yè)信息機(jī)房建設(shè)中的應(yīng)用。

發(fā)電企業(yè)；信息機(jī)房；模塊化

1　發(fā)電企業(yè)信息機(jī)房建設(shè)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

目前電力企業(yè)信息機(jī)房建設(shè)大多只注重安全性、可靠性，而對(duì)信息機(jī)房的規(guī)范性、設(shè)備靈活性、節(jié)能環(huán)保、整體效率、日常運(yùn)維等方面未進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。

1.1機(jī)房制冷系統(tǒng)能耗大、效果不佳

目前，電力企業(yè)信息機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)從節(jié)能角度考量采用下送風(fēng)方式較多，采用下送風(fēng)方式制冷，處于機(jī)柜中下方的設(shè)備制冷效果較好，而上部設(shè)備制冷效果不佳，設(shè)備制冷長(zhǎng)時(shí)間依靠自身會(huì)增加設(shè)備故障率。

1.2設(shè)備和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不完善，機(jī)房運(yùn)維難度大、成本大

目前，大部分電力企業(yè)信息機(jī)房環(huán)境與設(shè)備狀態(tài)需要人工檢查，機(jī)房環(huán)境及設(shè)備狀態(tài)、供配電情況、水浸及消防的實(shí)時(shí)狀態(tài)及設(shè)備的緊急故障，很難第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)和處理，信息系統(tǒng)硬件安全存在隱患。

1.3機(jī)房各系統(tǒng)兼容性差

目前，電力企業(yè)信息機(jī)房各系統(tǒng)在建設(shè)工程中不僅要考慮自己實(shí)用性的問(wèn)題還要與其他系統(tǒng)進(jìn)行兼容。這就會(huì)影響整體機(jī)房效率與美觀性，也會(huì)增加機(jī)房設(shè)備維修與更新的成本與難度。

1.4機(jī)房搬遷擴(kuò)容難度大

電力企業(yè)尤其在基建階段對(duì)信息系統(tǒng)需求變化較大，信息設(shè)備會(huì)隨時(shí)增加，信息機(jī)房場(chǎng)地經(jīng)常變化，傳統(tǒng)的機(jī)房硬件設(shè)備需要增加或機(jī)房搬遷時(shí)很難復(fù)用，會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)容困難和重復(fù)建設(shè)。

2　模塊化機(jī)房概念

2.1模塊化機(jī)房的概念

模塊化機(jī)房是指每個(gè)模塊具有獨(dú)立的功能、統(tǒng)一的輸入輸出接口，不同區(qū)域的模塊可互相備份，通過(guò)相關(guān)模塊的排列組合形成一個(gè)完整的機(jī)房。

2.2模塊化機(jī)房的特點(diǎn)

機(jī)房整體能耗低，綠色節(jié)能。模塊化機(jī)房硬件設(shè)備可由統(tǒng)一的管理系統(tǒng)整體控制能耗，行間制冷系統(tǒng)及冷熱通道、密閉機(jī)柜系統(tǒng)大大提高了空調(diào)系統(tǒng)效率。模塊化UPS系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，提高使用效率。

模塊化產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，復(fù)用性好。模塊化機(jī)房采用標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)思路，能夠根據(jù)實(shí)際需求和實(shí)施空間的大小隨時(shí)調(diào)整，保證機(jī)房安全可靠運(yùn)行以及后期便捷擴(kuò)容。

模塊化機(jī)房建設(shè)快速，適應(yīng)性強(qiáng)。模塊化機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備部件可大大減少甚至取消設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)房的快速建設(shè)。模塊化設(shè)備部件發(fā)生故障的模塊很容易購(gòu)置配件更換，可熱插拔的特性可實(shí)現(xiàn)回廠返修，提高故障修復(fù)質(zhì)量。

運(yùn)維便捷可實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值守”。模塊化機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置有一套全面、準(zhǔn)確的機(jī)房監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理、設(shè)備監(jiān)控等功能，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能控制，實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值守”。

3　模塊化機(jī)房在電力企業(yè)機(jī)房建設(shè)中應(yīng)用實(shí)例

3.1背景介紹

華能太原東山燃機(jī)熱電有限責(zé)任公司日常生產(chǎn)和管理過(guò)程中運(yùn)用多種業(yè)務(wù)系統(tǒng)，信息機(jī)房安全穩(wěn)定運(yùn)行意義重大。公司信息機(jī)房位于廠內(nèi)檢修樓二層，面積62ｍ2，存放公司生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備、綜合布線系統(tǒng)等設(shè)備。

3.2機(jī)柜系統(tǒng)

信息機(jī)房共設(shè)置18面機(jī)柜，含服務(wù)器機(jī)柜、配電柜、綜合布線柜、空調(diào)、UPS柜。機(jī)柜尺寸統(tǒng)一，機(jī)柜符合19英寸標(biāo)準(zhǔn)，采用前后風(fēng)道通透式機(jī)柜，前后門(mén)通風(fēng)率高于70%，保證了機(jī)柜系統(tǒng)的散熱效果。

3.3機(jī)房接地系統(tǒng)

該機(jī)房交流供電系統(tǒng)采用三相五線制供電方式。從配電柜開(kāi)始，到信息機(jī)房設(shè)備電源入口端，電力供電系統(tǒng)自身采取了分級(jí)協(xié)調(diào)的防護(hù)措施。機(jī)房?jī)?nèi)將分開(kāi)的設(shè)備用等電位導(dǎo)體連接起來(lái)，并最后與等電位連接母排相連，消除了防雷空間內(nèi)各金屬部件及各系統(tǒng)相互間的電位差。

3.4供配電系統(tǒng)

模塊化機(jī)房的供配電系統(tǒng)包括配電柜（ATS柜、UPS配電、空調(diào)配電、IT配電），UPS，蓄電池及PDU等設(shè)備。

機(jī)房?jī)?nèi)線路敷設(shè)強(qiáng)弱電分離，電氣施工選用優(yōu)質(zhì)阻燃聚氯乙烯絕緣電纜，配電線路安裝有過(guò)流、過(guò)載保護(hù)。

3.4.1一體化配電柜

信息機(jī)房配電柜根據(jù)電壓及負(fù)載，采用統(tǒng)一架構(gòu)的不帶機(jī)架式UPS一體化配電柜，外觀與機(jī)房整體保持一致。配電柜將機(jī)柜配電、空調(diào)配電、UPS配電、配電監(jiān)控集成在一個(gè)配電柜內(nèi)，前端有輸入可選開(kāi)關(guān)，電源制式為380 V/400 V/415 V。

3.4.2UPS及電池

該機(jī)房供電系統(tǒng)中，通過(guò)UPS為設(shè)備提供可靠的電源，機(jī)房UPS容量為120 kVA。采用模塊化UPS，可根據(jù)不同的負(fù)載容量配置不同的配電模塊數(shù)量。模塊化UPS通過(guò)模塊冗余的方式可靠的實(shí)現(xiàn)N+1冗余，提高系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)2路輸入電源均出現(xiàn)故障時(shí)，UPS自動(dòng)切換到蓄電池組供電，為設(shè)備提供可靠的電源。UPS配置手動(dòng)維修旁路，可避免由于誤操作引起電氣事故。

3.5制冷系統(tǒng)

該機(jī)房制冷系統(tǒng)采用兩臺(tái)35 kW華為風(fēng)冷行式恒溫恒濕空調(diào)。工作在380 V 3 ph 50 Hz/60 Hz電源制式下，滿足T1、T3工況。機(jī)柜制冷單元將房間氣流細(xì)分為各機(jī)架局部控制，對(duì)高溫區(qū)域進(jìn)行精確制冷；機(jī)柜背對(duì)背布置將機(jī)架、配電系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)集成為一個(gè)獨(dú)立的封閉空間，以隔離和冷卻發(fā)熱量密集的IT設(shè)備，形成機(jī)柜內(nèi)制冷循環(huán)，提高制冷散熱效率。

3.6監(jiān)控系統(tǒng)

機(jī)房環(huán)境及動(dòng)力設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)房設(shè)備（如供配電系統(tǒng)、UPS電源、防雷器、空調(diào)、消防系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)等）的運(yùn)行狀態(tài)、溫度、濕度、潔凈度、供電的電壓、電流、頻率、配電系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、測(cè)漏系統(tǒng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并記錄歷史數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)的管理功能，為機(jī)房高效的管理和安全運(yùn)營(yíng)提供有力的保證。

機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)支持視圖和報(bào)表展現(xiàn)，機(jī)房管理員可方便查看機(jī)房設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)提供機(jī)房報(bào)表統(tǒng)計(jì)與設(shè)計(jì)。

監(jiān)控系統(tǒng)可通過(guò)短信方式推送機(jī)房管理的業(yè)務(wù)信息，有助于提高安全預(yù)警效率，降低潛在危險(xiǎn)和損失。

3.7消防系統(tǒng)

3.7.1報(bào)警系統(tǒng)

機(jī)房設(shè)置天窗控制器及天窗控制裝置，感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器。當(dāng)模塊內(nèi)任一個(gè)煙、溫感探測(cè)器檢測(cè)到煙霧或溫度超標(biāo)時(shí)，將送出告警信號(hào)給天窗控制器，天窗控制器將自動(dòng)打開(kāi)，保證滅火氣體進(jìn)入密封冷通道內(nèi)。同時(shí)聲光告警器工作，發(fā)出聲光報(bào)警。

3.7.2氣體滅火系統(tǒng)

機(jī)房集成氣體滅火控制器的柜式七氟丙烷滅火系統(tǒng)。機(jī)房?jī)?nèi)發(fā)生火災(zāi)，產(chǎn)生大量煙霧和高溫。機(jī)房控制器發(fā)送火災(zāi)信號(hào)，控制器便打開(kāi)滅火劑存儲(chǔ)閥門(mén)，向防護(hù)區(qū)內(nèi)施放滅火劑，在機(jī)房出入口處設(shè)置緊急啟停按鈕、聲光報(bào)警器和放氣指示燈。

4　模塊化在電力企業(yè)機(jī)房建設(shè)應(yīng)用的建議

4.1需要模塊化機(jī)房產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化

在模塊化機(jī)房具體實(shí)施過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)需進(jìn)一步完善模塊化機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)，形成更多的系列產(chǎn)品。生產(chǎn)廠商根據(jù)用戶不同的需求、不同的建筑環(huán)境下，為客戶提供模塊化方案，將生產(chǎn)過(guò)程更多的留在廠內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)只進(jìn)行簡(jiǎn)單的拼裝，減少設(shè)備故障率，提高交付速度。

4.2將基礎(chǔ)裝飾裝修融合于模塊化建設(shè)之中

在模塊化機(jī)房實(shí)施過(guò)程中，基礎(chǔ)裝飾裝修部分還需由用戶先行開(kāi)展。電力企業(yè)基建工期緊張，如果模塊化廠家能夠?qū)C(jī)房空間裝飾裝修與模塊化設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，整體施工，這將大大縮短機(jī)房建設(shè)時(shí)間，提高效率。

4.3集成行業(yè)專(zhuān)業(yè)設(shè)備，開(kāi)發(fā)出領(lǐng)先的模塊化產(chǎn)品

機(jī)房設(shè)備統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化利于機(jī)房管理和后期運(yùn)維，但是在實(shí)際使用模塊化機(jī)房過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)部分設(shè)備的性能和質(zhì)量還有待提高。這就要求模塊化機(jī)房廠家開(kāi)發(fā)出集成各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)先設(shè)備的模塊化機(jī)房產(chǎn)品。

主要參考文獻(xiàn)

［1］陳月琴，鮑寧遠(yuǎn).模塊化數(shù)據(jù)中心機(jī)房的實(shí)現(xiàn)方式［J］.電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2010（1）.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.24.072

TP308

A

1673-0194（2015）24-0093-02

2015-11-09