统计估算的项目如下:

(1)对关键负载供电容量的统计估算

关键负载是指构成IT业务架构的所有IT硬件组件,还包括相应的安全系统、消防和监控系统。首先需要列出所有这些设备的标称额定功率,然后必须调整标称数据以反映预期的真实负载。在绝大多数情况下，标称功率远远高于实际的运行功率水平。著名工程咨询公司和电源制造商的研究显示，大多数IT设备的标称额定值超出实际运行负载33%。

数据中心的负载不是一成不变的。建成后,在数据中心的生命周期内,IT设备将几乎一直处于一种不断变化的状态。IT更新至少3年一次循环,到时候会更换或添加新的、功能更强大或效率更高的设备。应该由IT组织对将来变化和升级的范围和时间做出切实的评估,这样可以正确规划最初确定的功率需求。

(2)UPS供电系统消耗的功率

对供电系统能源消耗进行估算的前提是,首先要根据数据中心可用性要求,确定UPS供电系统可用性等级和相应的供电方案,然后对供电系统所有设备在实际运行时的工作效率做符合实际情况的估算。表3.2列出了一个现代数据中心常用的2N或2(N+1)UPS供电系统主要设备和整个系统的效率的范围。

对于供配电系统的每个环节,可以根据目前和未来的负载情况进行扩展或调整,但是估算时必须充分考虑已确定的初始负载和未来可能扩容的负载,或者供电方案本身可以在不影响IT客户的期望可用性的前提下增加功率容量。

(3)照明设施负载

照明设施负载包括数据中心的全部照明设施,是数据中心占地面积的函数。此类型负载的估算可采用下面的经验方法选取:每平方英尺2W或者每平方米21.5W。

(4)制冷负载

制冷系统包括制冷、空调、温湿度调节。制冷在效率上有很大差别,不过可细分为冷冻水系统和直接膨胀系统。冷冻水系统的效率通常更高,功耗值通常为所支持总峰值负载(指IT设备用电和其它所有基础设施设备的效率损耗)的70%。直接膨胀系统需要大约所支持总峰值负载的100%。对应的系数0.7和1.0是适用于气流组织较好的机房,如果气流组织不理想,冷热气流的混合会明显地增大制冷功率,此系数应改为1.0和1.3。

(5)估算电力电网系统的容量

估算电力电网的容量时,要在所需的总电力线路容量基础上乘以125%,以满足国家电气标准的要求。数据中心内负载的稳态功耗决定了用于计算电力成本的功耗。但是,为数据中心供电的电网和发电机电源不能按稳定状态值估算。这些电源必须按负载峰值功耗估算,再加上标准或工程惯例所规定的降额系数或裕度,这样会导致供电馈线和发电机的设计容量高于上面估算的范围。

(6)估算发电机备用电力系统的容量

首先要注意假设数据中心是柴油发电机唯一的负载,主供电电网故障后上面估算总容量都要通过转换开关转移到发电机上。再者还必须考虑这些负载的电力特性,例如,制冷系统负载需要高启动电流,UPS可能会将超前(容性,由无源滤波引起)功率因数的电流施加到发电机上,这些都会影响发电机提供所需电力容量的能力,而且还可能导致发电机出故障。

3.1.3 数据中心供电系统规划设计流程

数据中心出现近40年之后,对基础设施的设计建造很多还停留在手工行业阶段:将来自不同供应商的类型迥异的设备进行定制化设计,组合成一个数据中心需要的独特的大型供电系统。简单地定制连接和组建以便使之运转(鲁伯·哥德堡效应),其结果是增加系统复杂性和人为错误的发生率。就目前情况来看,不科学的非规范化的规划设计主要表现在:凭主观臆断确定数据中心规模、预算、建造进度;在没有对所建数据中心的功能、技术可行性做充分论证的情况下首先从工程细节和设备采购入手,例如,我们要选用传统的带输出变压器的UPS,我们要配备2h的备用电池等。错误的开始给许多数据中心设计和建设项目带来巨大的麻烦和高昂的代价,如何避免这些问题,关键是要严格遵守正确的规划设计程序。数据中心供电系统规划设计内容包括:

(1)需求目标

功率容量、预算范围、扩展计划、关键功能、总体效率、IT需要;

(2)基础物理设施规划

可用性等级和相应的供电方案;

(3)确定用户要求

选择性倾向、约束条件、预算、升级策略、可用性级别、效率和能源利用要求;

(4)制定项目计划书

编制设计标书;

(5)制定工程设计计划

编制详细的工程化的建筑设计资料。

（御风）