面對全面的需求變化，如何對數據中心供配電系統進行最優設計和智能化安全管理，是眾多數據中心用戶面臨的重大問題。

 

日前，維諦技術(Vertiv，NYSE：VRT)在第二期“V-LoGeek維極百課”2020線上研討會上，中國區 C&I解決方案部總監 黃坤振，結合Facebook“呂勒奧2號”數據中心、微軟數據中心、Amazon數據中心、騰訊T-Block、巴拿馬電源系統等數據中心領域的創新實踐，全面闡述了數據中心供配電的發展趨勢及新的需求。

 

 

互聯網企業作為數據中心建設的主力，對新技術更為敏感，對業務創新要求很高，在數據中心供配電建設上扮演著創新型的角色。事實上，互聯網企業在數據中心建設上的很多前沿理念和實踐，在行業內也得到了廣泛應用。

 

預制化實現系統的快速部署

 

基于全球領先互聯網企業的創新實踐來看，“預制化”正成為數據中心供配電發展的主要趨勢之一。

 

預制化供配電系統和預制化數據中心理念相同，是一種全新的不同于傳統供配電建設的方式，設備在場外進行預制和模塊裝運，并且在現場進行組裝。

 

預制化供配電系統進行定制，以適宜于特定項目的地理位置、氣候、技術規范、IT應用及商業目標，同時利用模組化設計實現高效性和經濟性。

 

預制化供配電系統的最大特點之一，就是部署速度快。

 

傳統數據中心的建設周期需要1～2年的時間，其中有相當長的一部分時間是用在機電安裝等方面。而預制化的供配電系統，可以在工廠進行系統的預制化生產，能夠節省大約60%左右的機電部署時間，這在很大程度上能夠大大提升數據中心整體的部署速度。

 

可以說，部署速度快是預制化供配電建設模式贏得大型互聯網企業青睞的重要原因之一，充分滿足了其快速擴展的數據中心需求和業務需求。

 

同時，預制化供配電系統的領先之處還體現在高靈活性及性能提升上。

 

預制化供配電系統是針對特定場景而采用的定制化設計，基本不存在固有的缺陷，并且在性能上能夠滿足整個系統的可用性需求。

 

比如，相對于傳統供配電建設方式，預制化供配電系統實現了適度的高密度、高集成，其系統損耗也相應降低，而效率則有有效提升。

 

預制化供配電系統可以從功率、類型、電源等幾個維度進行分類。

 

從功率角度來看，預制化供配電系統的容量范圍在100 kVA～2500 kVA，而容量之所以控制在2500 kVA以內，主要是受限于民用變壓器本身容量的限制。

 

從類型來看，預制化供配電系統包括中低壓一體化、低壓一體化兩種模式，目前在行業數據中心建設中，更多的是采用低壓一體化的預制式解決方案。

 

從電源類型方面來看，預制化供配電系統主要采用UPS系統及240V高壓直流系統，其中在行業數據中心， 400 kVA～800 kVA顆粒度的UPS是最主要的應用。

 

 

對于數據中心用戶來講，預制化供配電建設模式是一種全新的理念和方案，因此在設計及應用原則上，也需要從廠商等多角度進行考慮。重點考察廠商的核心工程能力、項目管理與維護服務能力，同時預制化供配電系統的成本也必須優于傳統供配電系統建設綜合成本。

 

模組化的高效耦合決定可用性

 

“模組化”也是數據中心供配電系統發展的一個主要趨勢。

 

預制化供配電系統可以實現與工程現場的完全解耦，但是預制化供配電系統是由多個獨立功能的電氣模組耦合而成的系統，而模組之間耦合的有機性、合理性就顯得至關重要。所以，電氣模組的耦合也必須符合一定的原則，才能保證預制化供配電系統的快速部署。

 

預制化供配電系統模組往往包含中壓系統、低壓配電系統、隔離變壓器系統、諧波抑制系統、UPS輸入和輸出配電系統、UPS系統或高壓直流系統，乃至末端的精密配電系統，以及自動一體化監控與管理系統、防雷系統等等。

 

這些系統作為獨立單元在進行耦合的時候，模組之間的高效、耦合的合理性就決定了整個預制化供配電系統的可用性。

 

多個獨立系統進行有機耦合的最終目的，是實現整個供配電系統的快速、標準和正確的交付，而供配電模組化設計一般遵循兩個最基礎的原則：

 

一致原則，涉及連接和造型兩個維度。

 

其中，連接的一致性包括一次側連接和二次側連接，一次側更多是電力主回路的連接，二次側主要是二次回路監控管理的連接。

 

相比于傳統的連接方式，一次側采用銅排連接，不僅不會受制于現場工況的限制，而且可以做到無外部橋架，更能提高部署速度，同時銅排連接散熱效果更好，可靠性也由此得到更大提升。

 

二次側連接采用標準化、透明化的接口界面，能夠將各個獨立的電氣單元模組快速接入，保證連接的快速性。

 

此外，造型的一致性，能夠實現整體系統的合理布局，減少外部拼接，簡潔美觀，體現工業之美。

 

簡約原則，重點在于簡約優化，可用為先。

 

預制化供配電系統在將全套設備融為一體的過程中，更多的需要采用簡約、優化的原則。

 

維諦技術(Vertiv)最新推出的Vertiv APT預制式供配電模組就全面采用了簡約、優化的設計理念，涉及電氣鏈路優化， 接地、防雷簡化， 3極、4極斷路器合理性設計 ，智能一體化管理等多個方面。

 

重要的是，采用簡約設計原則的前提是以不犧牲可靠性為前提，在此基礎上，實現整體供配電系統的簡約化設計，保證系統的可用性。

 

智能化讓系統運行更安全高效

 

數據中心供配電系統發展的另一個趨勢是“智能化”。

 

供配電系統有效地保障了數據中心的可靠運行，而智能化的作用就是保障供配電系統的安全。用一句話來概括，智能化就是數據中心供配電系統的靈魂，保障整體供配電系統的運營安全和高效可用。

 

維諦技術(Vertiv)在供配電系統智能化上的設計上重點關注專業、安全、高效。

 

供配電系統的智能化，是電力系統和監控管理的一個專業領域，需要專注于供配電系統自身的智能化運營管理。

 

數據中心供配電的專業管理體現在多個方面，包括設備的運行狀態、系統的仿真測試、整體運行的動態分析和問題處理，以及對供配電系統發展趨勢和運營趨勢的預測，這些都需要專業的理解和實踐，才能對數據中心供配電系統擁有深層次的智能化解讀。

 

安全永遠是數據中心供配電系統最核心的內容。維諦技術(Vertiv)將數據中心供配電全鏈路的安全定義為一個事件，并分為三個階段進行全面有效的分析。

 

比如，APT預制式供配電模組在投入運行的初始階段，即對前期的設計方案進行有效的驗證，設置斷路器脫扣曲線數據和算法工具，分析鏈路上下級間的選擇性脫扣設置合理性，并進行風險預警。

 

在運行階段，加強運行風險的防范，設置多個關鍵測溫節點 ，實時監測銅排和節點溫度變化，提前預知長期運行中的各種風險。

 

此外，在供配電系統出現故障的情況下，如何有效檢測故障、分析故障，從而有效排除故障，是供配電系統智能化的重要體現，需要安全管理系統能對故障進行智能化的深層次判斷，進而優化整個供配電系統，避免故障的再次發生。

 

對此，APT預制式供配電模組可實時抓取鏈路各節點電壓電流波形，并具備故障觸發錄波功能，進而實現故障的有效分析和解決

 

供配電系統智能化的高效率體現在多個方面，鏈路的呈現，故障定位和快速排查，全方位、多維度運營，管理報表自動生成等等，都是供配電系統智能和高效原則的體現。

 

現在很多數據中心用戶都希望供配電系統的運營管理能夠提供豐富的數據，以及高效的運維管理模式，方便運維管理人員對供配電系統安全和能效進行綜合有效的評估。

 

綜合而言，預制化、模組化、智能化已經成為數據中心供配電系統的主要發展趨勢。

 

針對這種全新的應用趨勢，維諦技術(Vertiv)在數據中心供配電系統上的創新也從未止步，最新推出的APT預制式供配電模組，不僅在數據中心領域得到廣泛應用，而且在電力、工業、半導體、交通等行業領域也擁有成功實踐，產品在快速部署、安全高效、智能化管理方面的核心價值也得到了充分體現。