摘  要：數據供配電系統是為機房內所有需要動力電源的設備提供穩定、可靠的動力電源支持的系統；是數據日常運維的重大支出之一，在數據，供配電系統相當于一個人的“心臟和血管"，負責把能量輸送到系統的每一臺設備。一旦供配電系統出現故障，會導致IT設備斷電宕機，產生經濟損失和社會影響。由兩個供配電單元組成，每個單元均能滿足全部負載的用電需要，兩個單元同時工作，互為備用。

關鍵詞：數據；供配電系統；配電監控；能效管理；

       說到數據供配電系統，就不得不談系統架構，關于數據供配電系統架構，GB50174 - 2017《數據設計規范》在附錄“電氣"中規定：數據應滿足容錯要求，可采用2N系統，也可采用其他避免單點故障的系統配置。 

       數據供配電系統主要有3種架構：2N、DR、RR。

1.1 2N系統

      由兩個供配電單元組成，每個單元均能滿足全部負載的用電需要，兩個單元同時工作，互為備用。

      正常運行時，每個單元向負載提供50 % 的電能，當一個單元故障停止運行時，另一個單元向負載提供100 % 的電能。

      這種多電源系統冗余的供電方式，克服單電源系統存在的單點故障瓶頸，增加了供電系統可靠性。但是由于設備配置多、成本高，通常情況下效率比N+X系統低。

1.1 DR系統

       DR是Distribution Redundancy的簡稱，意思是分布冗余。

       由N（N≥3）個配置相同的供配電單元組成，N個單元同時工作。將負載均分為N組，每個供配電單元為本組負載和相鄰負載供電，形成“手拉手"供電方式。

       正常運行情況下，每個供配電單元的負荷率為66%。當一個供配電系統發生故障，其對應負載由相鄰供配電單元繼續供電。

1.3 RR系統

       RR是Reserve Redundancy的簡稱，意思是后備冗余。

       由多個供配電單元組成，其中一個單元作為其它運行單元的備用。當一個運行單元發生故障，通過電源切換裝置，備用單元繼續為負載供電。

       這里我們說的“數據供配電系統"是從電源線路進用戶起經過高/低壓供配電設備到負載止的整個電路系統，將主要包括市電引入、變電站、高壓配電設備——高壓變配電系統、柴油發電機系統、自動轉換開關系統、輸入低壓配電系統、不間斷電源系統、列頭柜/母線槽配電系統和機架配電系統。

2.1高壓變配電系統

       主要是將市電通過該變壓器轉換成380V，供后級低壓設備用電。常規情況下，數據主要采用市電配電，一般可靠性要求數據引入兩路市電電源，每一路市電電源的供電容量，都需要*數據的全部電力需求，兩路電源負荷設備輸入端自動切換，正常時同時供電運行。

2.2柴油發電機系統

       主要用作后備電源，一旦市電失電，迅速啟動為后級低壓設備提供備用電源。

2.3自動轉換開關系統

       主要是自動完成市電與市電或市電與柴油發電機之間的備用切換。

2.4輸入低壓配電系統

       主要作用是電能分配，將前級的電能按照要求、標準與規范分配給各種類型的用電設備，如UPS、空調、照明設備等。

2.5不間斷電源系統

       不間斷電源UPS，是一種將蓄電池與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電（交流電）的系統設備。主要作用是電能凈化、電能后備，為IT負載提供純凈、可靠的用電保護。在數據，UPS一般采用一用一備容錯配置，且任何一路都可以帶起整個核心負載。

2.6列頭柜/小母線系統

       主要作用是將UPS輸出電能的進行分配，將電能按照要求與標準分配給各種類型的IT設備。

2.7機架配電系統

       主要作用是機架內的電能分配，通常是采用PDU來實現機架內服務器等IT設備的電能分配。

3.1方案組成

       安科瑞電氣緊跟數據發展形式，推出數據AcrelEMS-IDC綜合能效解決方案，集成了變配電監測、電源備自投、電氣接點測溫、智能照明控制、電能質量監測及治理、蓄電池在線監測、列頭柜監控、智能母線監控以及消防監控等多種子系統功能，能夠幫助用戶實時掌握數據的運行情況，保障數據可靠的運行，輔助運維團隊提升數據能效、資源利用率和可用性，提高運維效率并降低。

3.2功能介紹

       1）系統主頁 

       展示當前數據總能耗，動力能耗，空調能耗，及其他能耗并且計算出當前數據實時PUE值，通過儀表盤形式直觀展示。

       2）變電站綜自

       對數據變電站實時監控，并在一次圖顯示配電系統當前遙測、遙信數據和狀態。

       在變配電過程中的各場景，安科瑞可以提供各類硬件產品。如AM系列微機保護裝置、APView電能質量在線監測裝置、APF&SVG電能質量治理裝置、ANDPF配電列頭柜、ARCM電氣火災監控系統、ASL系列智能照明控制等產品。

       3）電力監控

       電力監控云平臺針對供配電系統的特點，對35KV及以下供配電實施一體化的實時監控，對電網的運行提供現代化手段，可實現無人值守。

       4）電能質量監測

       電能質量在線監測，可以監測電流和電壓諧波畸變率、電壓暫升暫降暫中斷等暫態事件記錄、ITIC容忍曲線等。

       5）分布式光伏

       對逆變器運行和電站進行監測，對電站發電進行統計和分析。

       6）UPS監測

       系統采集UPS輸入、輸出端和旁路三相電壓、電流、有功功率、功率因數頻率，同時監測UPS溫度、蓄電池電壓、當前負載下的剩余時間等數據。

        7）蓄電池監測

        展示單體電池電壓、內阻和溫度，預測電池帶載時剩余時間，每節電池數據均可以設置異常報警，及時發現蓄電池異常。

       8）列頭柜監測

       系統可以展示配電柜內進線和饋線回路電氣參數，包括電流電壓功率電能以及開關狀態，并可以對數據進行報警設置和分級，數據取自配電柜測量模塊。

       9）母線槽監測

       系統可以展示智能小母線的始端箱和插接箱電氣參數，包括電流電壓、開關狀態、插接點溫度，并對數據進行報警設置和分級。

       10）能源分布

       通過平面圖顯示數據能源分布，設備分布情況，并顯示設備能耗數據，點擊平面圖上設備可以進入具體設備監控界面。

       11）能耗分析

       顯示電能消耗日/月/年報表，并可對具體回路選擇曲線圖、餅圖進行展示。對數據用電數據進行同比、環比分析比較，查看用電趨勢。

       12）環境監測

       監測數據溫濕度、開關門、水浸、煙霧、噪聲、氣體濃度狀態等參數。曲線圖直觀明了，同時支持歷史數據查詢。

       13）空調監測

       系統可監測空調的回風溫濕度，出回水溫度，并可以設定空調的溫濕度，達到更好的控制效果。

       14） 智能照明

       用戶可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現靈活多樣的智能化控制。

       15）電氣

       電氣接點溫度實時監測，斷路器觸頭、觸臂、母排和線纜連接等位置安裝無線測溫傳感器監測接點溫度，便于提前發現溫度異常導致的事故。

       16）消防監控

       智慧消防管理云平臺是在智慧用的基礎上，增加了火報系統，智慧煙感和智慧消防用水等設備和系統。實現火災預防、火情報警和聯動控制等功能。

       17）故障報警

       報警事件分為四級，通過列表顯示各類報警事件數量，通過柱狀圖顯示逐日報警數量，提供報警總數以及增長趨勢。

       18）運維管理

       運維管理功能，可針對數據各主要設備進行巡檢派工，消缺，搶修等維護工作。

3.3典型硬件

       下圖為安科瑞AcrelEMS-IDC數據綜合能效管理系統的系統拓撲圖，按照能源的流向、電壓等級的變化，數據的供配電從市電引入后，需要經過用戶變電站、中高壓配電室、柴發室、低壓配電室、電池室等場景、最后能源流向數據機房給IT設備進行供電。

整個供配電場景中可以用到安科瑞的相關產品如下：

       數據建設正朝著規模化、科學化、集中化、綠色化方向發展，在此背景下安科瑞希望能夠如何通過AcrelEMS-IDC綜合能效管理系統幫助數據建設者管理者保障數據的穩定、、持續運行。

[1]李慶杰，許志紅．封閉式母線槽溫濕度智能檢測系統[J]低壓電器，2012,12. 

[2] 方黎明.基于物聯網技術的新一代智能母線系統[J].電氣智能化,2019(05):89-91.

[3] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版.

劉細鳳， 現任職于江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要從事數據相關產品的研發及應用。