數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜配電新模式探討

周志糯

（海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司信息通信分公司，海口 510203）

0 引言

作為企業(yè)的信息中心樞紐，數(shù)據(jù)中心本身是一個(gè)較為專業(yè)的輔助型綜合設(shè)施，其承載了大量的企業(yè)核心信息。就信息服務(wù)器類型來(lái)看，這些服務(wù)器不僅包含計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及配套設(shè)施，而且包含數(shù)據(jù)通信鏈接、環(huán)境控制、監(jiān)控設(shè)備、安全設(shè)備等諸多單元，實(shí)現(xiàn)這些單元設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)作，能為企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展創(chuàng)造良好條件。配電系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心最為關(guān)鍵的管理環(huán)節(jié)之一，當(dāng)配電系統(tǒng)出現(xiàn)供電質(zhì)量不高或者斷電問(wèn)題時(shí)，數(shù)據(jù)中心機(jī)房的服務(wù)器就會(huì)出現(xiàn)宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，這不僅會(huì)造成數(shù)據(jù)中心服務(wù)器自身的損壞，還容易造成企業(yè)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)丟失，給企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)損失?；诖?，在數(shù)據(jù)中心機(jī)房配電系統(tǒng)管理中，有必要進(jìn)行機(jī)柜配電模式的不斷優(yōu)化。

1 數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜配電的目標(biāo)要求

信息時(shí)代下，人們對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜配電工作提出了較高的質(zhì)量要求，在數(shù)據(jù)中心機(jī)房配電系統(tǒng)整體規(guī)劃中，基于三維建模技術(shù)，構(gòu)建機(jī)房智能運(yùn)維體系已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜配電的重要目標(biāo)。在智能配電模式下，數(shù)據(jù)中心機(jī)房管理人員不僅能實(shí)現(xiàn)機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施的高效配置，還能實(shí)現(xiàn)機(jī)房冷量、容量、配線、配電動(dòng)力系統(tǒng)、消防、機(jī)房信息（動(dòng)環(huán)）、資產(chǎn)等要素的可視化管理。此外，基于三維建模技術(shù)下的智能配電模式和運(yùn)維突襲，工作人員能實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)IT 邏輯架構(gòu)和物理架構(gòu)的在線管理，這創(chuàng)建了數(shù)圖一體化的管理模式，有效地提升了架構(gòu)圖的可用性和數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜配電的可靠性。值得注意的是，在新時(shí)期，基于智能化手段建設(shè)的智能配電系統(tǒng)，其還應(yīng)具有集成監(jiān)控告警的功能，即通過(guò)監(jiān)控告警信息與應(yīng)用架構(gòu)的結(jié)合，工作人員能迅速地發(fā)現(xiàn)并定位數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜配電系統(tǒng)的故障，隨后及時(shí)進(jìn)行故障處理，有效地縮小故障的影響范圍，確保整個(gè)數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜配電的穩(wěn)定性、安全性。

從本質(zhì)上講，基于三維建模技術(shù)，構(gòu)建智能配電模式和運(yùn)維體系是數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜規(guī)范化、現(xiàn)代化應(yīng)用管理的內(nèi)在要求，其本身是一個(gè)信息機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備從“電子化”向“數(shù)字化”轉(zhuǎn)型的過(guò)程，通過(guò)這一轉(zhuǎn)變，能有效地提升企業(yè)電網(wǎng)信息資源管控能力、系統(tǒng)維護(hù)能力和 故障處理能力，這對(duì)于企業(yè)信息系統(tǒng)的高效、安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行具有積極作用［1］。

2 數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜傳統(tǒng)配電模式分析

2.1 數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜傳統(tǒng)配電方案

企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中，數(shù)據(jù)中心充當(dāng)著信息中心樞紐的作用，在數(shù)據(jù)中心配電管理中，傳統(tǒng)的配電方案多采用精密配電柜配電，在行業(yè)內(nèi)容部，人們又習(xí)慣性地將這種配電方式稱之為精密列頭柜配電。從數(shù)據(jù)中心機(jī)房配電應(yīng)用效果來(lái)看，其配電方式以數(shù)據(jù)中心機(jī)房能源末端為基礎(chǔ)，然后進(jìn)行綜合分配和能源采集，該系統(tǒng)所采集的能源信息會(huì)上傳到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，并上傳到顯示單元，這不僅為機(jī)柜中的IT/CT 設(shè)備提供電能和能源數(shù)據(jù)參考，而且為工作人員實(shí)時(shí)掌握電能參數(shù)和質(zhì)量提供了有效依據(jù)?；旧蠞M足了企業(yè)數(shù)據(jù)對(duì)于配電系統(tǒng)的應(yīng)用需要［2］（見(jiàn)圖1）。

由圖1 可知，在傳統(tǒng)機(jī)房配電模式下，為滿足配電應(yīng)用需要，人們會(huì)在機(jī)柜的始端放置一個(gè)列頭柜，該配電柜將高集成、高可靠性的計(jì)算機(jī)主板作為核心，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的有效監(jiān)控。并且相比于之前的配電模式，列頭柜的使用有效地節(jié)省了配電柜的使用空間，滿足了配電與監(jiān)控的雙重需要。

2.2 數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜配電問(wèn)題分析

信息化時(shí)代下，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的信息內(nèi)容更加復(fù)雜，這使配電設(shè)備逐漸多樣化，配電質(zhì)量要求也愈發(fā)嚴(yán)格。傳統(tǒng)的列頭柜配電模式采用一對(duì)多的配電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其雖然能滿足基本的配電需要，然而列頭柜在生命周期成本、空間利用和實(shí)用性層面仍有待優(yōu)化。

從生命周期成本來(lái)看，企業(yè)中心機(jī)房配電柜配電設(shè)計(jì)中，用戶對(duì)配電設(shè)備設(shè)計(jì)容量、預(yù)計(jì)負(fù)載量以及實(shí)際負(fù)載量之間的設(shè)計(jì)存在較大差異，有較多數(shù)據(jù)機(jī)房建成且使用時(shí)間超5 年，其實(shí)際的負(fù)載量卻未能達(dá)到設(shè)計(jì)容量的50%，這使得資源浪費(fèi)現(xiàn)象較為明顯。而在空間利用層面，列頭柜配電模式雖然能起到節(jié)省使用空間的效果，但當(dāng)前列頭柜配電模式的應(yīng)用仍然未能達(dá)到預(yù)期的空間利用目標(biāo)。這要求人們?cè)诹蓄^柜配電模式應(yīng)用中，應(yīng)深化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（Internet Technology，IT）服務(wù)器的小型化研究，進(jìn)一步提高設(shè)備的空間利用率。此外，企業(yè)經(jīng)營(yíng)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)較快，這使得在數(shù)據(jù)機(jī)房中心建設(shè)中，還應(yīng)對(duì)和數(shù)據(jù)機(jī)房建設(shè)的模式進(jìn)行優(yōu)化。若采用傳統(tǒng)2～3 年的控制周期來(lái)建設(shè)數(shù)據(jù)機(jī)房，則數(shù)據(jù)機(jī)房建設(shè)完成后，其極有可能已經(jīng)落后于企業(yè)的經(jīng)營(yíng)發(fā)展現(xiàn)狀，這會(huì)使數(shù)據(jù)中心機(jī)房配電柜配電的效率降低。針對(duì)這些情況，在進(jìn)行機(jī)房配電柜建設(shè)中，還應(yīng)注重對(duì)適用性這一核心要素的有效分析，即應(yīng)盡可能地縮短數(shù)據(jù)機(jī)房中心的建設(shè)周期，同時(shí)應(yīng)提升數(shù)據(jù)機(jī)房中心建設(shè)的前瞻性，不斷提升其實(shí)際應(yīng)用效果。

3 數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜配電新模式應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目概況

海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司在經(jīng)營(yíng)發(fā)展中，企業(yè)信息化建設(shè)的層級(jí)不斷升高，數(shù)據(jù)中心機(jī)房IT 設(shè)備、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源等設(shè)備的用量不斷增大，面對(duì)較為復(fù)雜的信息系統(tǒng)架構(gòu)和IT 環(huán)境，企業(yè)既有的精密配電柜配電模式已難以適應(yīng)企業(yè)業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)和管理需要。為實(shí)現(xiàn)本企業(yè)信息機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備從“電子化”向“數(shù)字化”轉(zhuǎn)型，海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司開(kāi)始布局建設(shè)智能配電系統(tǒng)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)異地多機(jī)房的智能運(yùn)維管控。

3.2 配電新模式設(shè)計(jì)

3.2.1 構(gòu)架設(shè)計(jì)

構(gòu)架設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)構(gòu)智能配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性內(nèi)容。在海南電網(wǎng)智能配電結(jié)構(gòu)建設(shè)中，電力工作人員首先對(duì)機(jī)柜、配電柜、空調(diào)、機(jī)位等設(shè)備使用的內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行分析，同時(shí)考慮IT 設(shè)備、端口連線、管路等資源的三維展現(xiàn)和管理。出于這一建設(shè)需要，該企業(yè)構(gòu)建了三維建模的模型庫(kù)，隨后研究信息系統(tǒng)物理架構(gòu)和邏輯架構(gòu)，然后將內(nèi)部配電網(wǎng)絡(luò)與外部系統(tǒng)集成，以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的在線管理和智能運(yùn)維。

3.2.2 系統(tǒng)功能

功能設(shè)計(jì)與研究是整個(gè)智能配電系統(tǒng)建設(shè)的核心所在［3］。新時(shí)期，海南電網(wǎng)智能配電系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容。其一，整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)具有異地機(jī)房作業(yè)、機(jī)柜門(mén)鎖狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控職能，同時(shí)利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電結(jié)構(gòu)的故障模擬和分析；其二，智能配電系應(yīng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的配置統(tǒng)計(jì)，同時(shí)其能實(shí)現(xiàn)U 位級(jí)資產(chǎn)自動(dòng)化管理；其三，在配電系統(tǒng)運(yùn)行中，運(yùn)維人員應(yīng)能在智能電源分配單元（Power Distribution Unit，PDU）的支撐下實(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率的監(jiān)測(cè)，同時(shí)用戶應(yīng)能實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)設(shè)備、機(jī)柜容量等信息的查詢。

3.2.3 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

本項(xiàng)目系統(tǒng)開(kāi)發(fā)包含較多單元，除機(jī)房?jī)?nèi)部環(huán)境、系統(tǒng)部署與信息采集外，建模、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)整合、架構(gòu)設(shè)計(jì)等都是應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的重要內(nèi)容。此外，本智能配電系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)還包括可視化配置、外部系統(tǒng)接口整合等諸多單元?？茖W(xué)合理地開(kāi)發(fā)這些系統(tǒng)單元，能有效提升數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜智能配電系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量。

3.2.4 安裝部署及試運(yùn)行

對(duì)于數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜智能配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，還應(yīng)注重智能設(shè)備的部署和應(yīng)用要求。在職能設(shè)備配電系統(tǒng)設(shè)備部署中，應(yīng)注重兩個(gè)層面的要點(diǎn)：一方面，本項(xiàng)目要求在外圍系統(tǒng)及軟硬件與三維建模機(jī)房智能運(yùn)維系統(tǒng)部署中，按照基層部署的要求進(jìn)行處理；另一方面，對(duì)于已經(jīng)完成的軟硬件配電設(shè)備，要求進(jìn)行聯(lián)調(diào)測(cè)試，并在三維展示的指導(dǎo)下，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的持續(xù)優(yōu)化。

3.3 配電新模式應(yīng)用要點(diǎn)

3.3.1 合理選擇配電類型

新時(shí)期，數(shù)據(jù)中心智能母線槽配電方案可分為軌道滑觸式和固定式，兩者最大的差異在于前者內(nèi)置滑觸導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌的作用下，其插接箱可以直接在母線上滑動(dòng)，靈活性極強(qiáng)，能有效滿足機(jī)柜的擺放需要。而后者在密集插接口設(shè)計(jì)中的應(yīng)用較多，海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司機(jī)房電氣設(shè)備較多，機(jī)柜密集，采用固定式智能母線槽配電方案，滿足了應(yīng)用需要。

3.3.2 強(qiáng)化安裝方式管理

對(duì)于固定式智能母線槽配電方案，在實(shí)際應(yīng)用中還考慮以下因素。其一，注意主配電區(qū)的管理，確保其電流等級(jí)保持在1 600～3 200 A；其二，進(jìn)行干線配電區(qū)和終端配電區(qū)的管理，其中前者采用高電流母線作為配電干線，而后者使用中電流母線；其三，整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)采用雙配電架構(gòu)，然后從干線到終端區(qū)域設(shè)計(jì)測(cè)量、監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電源管理的系統(tǒng)優(yōu)化。

3.3.3 重視配電能效管理

本項(xiàng)目在固定式智能母線槽配電方案使用中，還應(yīng)重視配電能效的系統(tǒng)管理。在實(shí)際管理中，通過(guò)電能監(jiān)測(cè)軟件，對(duì)電流、電壓、功率、電量等要素進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了能效的有效管理，對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題，實(shí)施故障報(bào)警管理，可以有效地提升系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

配電模式的選擇和應(yīng)用對(duì)于數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜的整體運(yùn)行效率具有深刻影響。新時(shí)期，人們對(duì)機(jī)柜配電模式的設(shè)計(jì)和應(yīng)用質(zhì)量提出了較高要求，采用傳統(tǒng)的列頭柜配電模式，其雖然能初步滿足企業(yè)數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜配電的應(yīng)用需要，然而在實(shí)際應(yīng)用中，其仍然存在周期成本高、空間利用低、實(shí)用性不強(qiáng)的問(wèn)題，對(duì)此，應(yīng)重視數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜智能配電新模式的應(yīng)用，確保數(shù)據(jù)中心機(jī)房配電的安全性、可靠性，促進(jìn)現(xiàn)代企業(yè)的健康、有序發(fā)展。