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1、电信互联网数据中心(IDC)的能耗测评措施核心提示： 本原则分析了互联网数据中心(如下简称数据中心）的能耗构造,定义数据中心的能效指标,提出数据中心能耗测量措施和能效数据发布规定。本原则重要规定了数据中心的直接消耗的电能,不涉及油、水等其他能源或资源的消耗。 本原则合用于数据中心能耗的测量及能效的计算，用于理解数据中心能源效率状况，比较不同数据中心之间的能源效率及作为数据中心节能水平评级的根据。 前言本原则是数据中心的系列原则文献之一，该系列原则文献的估计构造及名称如下:） /T54- 电信互联网数据中心(IDC）总体技术规定2) /T 241- 互联网数据中心技术及分级分类原则3) YD/T
2、 2442- 互联网数据中心资源占用、能效及排放技术规定和评测措施)YD243- 电信互联网数据中心(ID）的能耗测评措施5) 电信互联网数据中心(IC)的运维管理技术规定6）电信互联网数据中心(DC）网络设备测试措施7） 电信互联网数据中心（C）网络设备技术规定) 集装箱式电信互联网数据中心(D）总体技术规定9)基于云计算的互联网数据中心网络互联技术规定10） 基于云计算的互联网数据中心安全指南11） 电信互联网数据中心(IDC)虚拟资源管理技术架构请注意本文献的某些内容也许波及专利。本文献的发布机构不承当辨认这些专利的责任。本原则由中国通信原则化协会提出并归口。本原则起草单位:中国移动通信
3、集团公司、工业和信息化部电信研究院、中国联合网络通信集团有限公司、中国电信集团公司、中兴通讯股份有限公司、华为技术有限公司、百度在线网络技术（北京)有限公司、深圳市腾讯计算机系统有限公司、中金数据系统有限公司、阿里巴巴(中国）有限公司、上海宽带技术及应用工程研究中心。本原则重要起草人：唐华斌、李洁、房秉毅、蔡永顺、李明栋、高新菊、陈尚义、谭杰夫、连雄伟、刘水旺、张敬、方行、李典林、高巍、郭亮、于涛。电信互联网数据中心（DC)的能耗测评措施1 范畴本原则分析了互联网数据中心（如下简称数据中心）的能耗构造,定义数据中心的能效指标,提出数据中心能耗测量措施和能效数据发布规定。本原则重要规定了数据中心
4、的直接消耗的电能，不涉及油、水等其他能源或资源的消耗。本原则合用于数据中心能耗的测量及能效的计算，用于理解数据中心能源效率状况，比较不同数据中心之间的能源效率及作为数据中心节能水平评级的根据。2缩略语下列缩略语合用于本文献。C制冷负载系数 CoolingLoadacorHDC高压直流 Hig oltageDre CurentDC因特网数据中心Inrnet Daa enerIT信息技术 frmion TechnlyPL供电负载系数 Powr oadFaoPUE局部 UE Pata PUEE电能运用效率 Powe Uge ffcienesRER可再生能源运用率 eneabeEnergy atioN
5、存储区域网络 Sorag AreaNetwrkUPS不间断电源 Uninrrupter upplyVN虚拟专用网络 irul rivat Network3 数据中心的能耗构造 .1 概述数据中心一般由所在地电网或专用的发电设施提供电力供应,通过变、配电等环节解决后，为数据中心的用电设备提供电源。数据中心的能耗由如下部分构成:- IT设备;- 制冷设备；- 供配电系统自身的消耗;-其他消耗电能的数据中心设施。.2 IT 设备I设备涉及数据中心中的计算、存储、网络等不同类型的设备,用于承载在数据中心中运营的应用系统,并为顾客提供信息解决和存储、通讯等服务,同步支撑数据中心的监控管理和运营维护。IT
6、设备的具体类型涉及:- 服务器类：例如机架式、刀片式（含机框）或塔式等不同形式服务器；存储类:涉及磁盘阵列、SAN互换机等存储设备,以及磁带库、虚拟带库等备份设备;- 网络类：涉及互换机、路由器，以及防火墙、VN、负载均衡等各类专用网络设备;- IT支撑类:重要涉及用于运营维护的KM、监控管理等附属设备。.3制冷设备数据中心制冷设备是为保证IT设备运营所需温、湿度环境而建立的配套设施,重要涉及如下类型设备构成: 机房内所使用的空调设备,涉及机房专用空调、行间制冷空调、湿度调节设备等； 提供冷源的设备，涉及风冷室外机、冷水机组、冷却塔、水泵、水解决等等；如果使用新风系统，还涉及送风、回风电扇、风
7、阀等。3.4 供配电系统数据中心供配电系统用于提供满足设备使用的电压和电流，并保证供电的安全性和可靠性。供配电系统一般由变压器、配电柜、发电机、P、HV、电池、机柜配电单元等设备构成。3.5 其他设施数据中心中其他消耗电能的基本设施，涉及照明设备、安防设备、灭火、防水、传感器以及有关数据中心建筑的管理系统等。4数据中心能效指标数据中心能效指标是衡量数据中心能效的量化原则,其重要作用涉及:- 通过拟定一种量化原则，协助衡量数据中心运营过程中的电能运用状况； 提供对不同数据中心之间能效进行比较的根据; 作为数据中心设计、流程和管理改善的重要根据，以及为节能减排改善效果的评估提供对比数据。综合考虑数
8、据中心能效指标的可测量性、可比较性和可优化性,本原则选择PE、局部PUE、制冷/供电负载系数和可再生能源运用率等四类能效指标,作为数据中心能效测评的基本指标。4.1 电能运用效率（PU）PE(Por Usageffiveness,电能运用效率)是国内外数据中心普遍接受和采用的一种衡量数据中心基本设施能效的综合指标,其计算公式为：PUE =PTotal PIT其中PTota为数据中心总耗电,PT为数据中心中T设备耗电。在数据中心中,只有I设备的耗电被觉得是产生有效输出的故意义的电能。PE的实际含义,是计算在提供应数据中心的总电能中,有多少电能是真正应用到IT设备上。根据定义，PUE值的取值范畴为
9、0到无穷大,数据中心机房的PUE值越大,则表达制冷和供电等数据中心配套基本设施所消耗的电能越大。PE定义简朴、易于操作，只需分别测量出数据中心总耗电和IT设备耗电，就能立即计算出整个数据中心的PUE值。41. 数据中心总耗电数据中心的总耗电是维持数据中心正常运营的所有耗电,涉及前述I设备、制冷设备、供配电系统和其他设施的耗电的总和。如果数据中心所在建筑同步用于办公等其他用途，则办公等所消耗的电能不涉及在数据中心总耗电中。.1.IT 设备耗电T设备耗电是如3.2所描述的各类IT设备的耗电的总和。2 局部 UE局部PU（PartalPU,缩写为pPUE）是数据中心PUE概念的延伸,用于对数据中心的
10、局部区域或设备的能效进行评估和分析。在采用PUE指标进行数据中心能效评测时,一方面根据需要从数据中心中划分出不同的分区(也称为Zne)。一种多层数据中心建筑中的一种机房,或者一种集装箱数据中心的集装箱模块,都可以作为一种Zone如图所示,将数据中心划分为on0、Zne1、Zonem等+1个分区,则分区oei的局部PUE为：pPUEi （PNi Ii） / PITi其中i=1、2、m，IT为第i个分区的IT设备耗电，PNi为第i个分区的非IT设备耗电。局部PUE用于反映数据中心的部分设备或区域的能效状况，其数值也许不小于或不不小于整体PU.要提高整个数据中心的能源效率，一般要一方面提高pPUE值
11、较大的部分设备或区域的能效。局部PE合用于基于集装箱或其他模块化单元构建的模块化数据中心,或者由多种建筑和机房构成的较大型数据中心的局部能效评估。43 制冷供电负载系数F(Coig Lod Fco,制冷负载系数)定义为数据中心中制冷设备耗电与IT设备耗电的比值,即CLF = Polig/PIT其中PColng为制冷设备耗电。PLF（Power La act，供电负载系数）定义为数据中心中供配电系统耗电与I设备耗电的比值,即PLF = Power T其中PPwer为供配电系统耗电。CF和PLF可以看作是PU的补充和深化,通过度别计算这两个指标,可以进一步进一步分析制冷系统和供配电系统的能源效率。
12、如果忽视照明、安防等其他少量耗电,则有如下的近似公式：PT PCooling Power +IT以上各项除以IT设备耗电，可以变换得到PE CL PLF +1 ITm 44 可再生能源使用率可再生能源(eewableEegy)是指在自然界中可以循环再生的能源，重要涉及太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。可再生能源对环境无害或危害极小,并且资源分布广泛，合适就地开发运用。与可再生能源相对的是煤、石油、天然气等化石燃料及核能。可再生能源运用率(Renable Energy ao，缩写为RER）用于衡量数据中心运用可再生能源的状况，以增进太阳能、风能、水能等可再生、无碳排放或很少碳排放的
13、能源运用。ER的定义为：RER=R / PTtal其中P为可再生能源供电。对于采用了可再生能源的数据中心，可采用此指标进行评估。5 数据中心能耗测量措施51 概述能耗测量措施是为计算数据中心能效,对数据中心及其子系统耗电进行测量的措施,涉及测量点的选择、测量参数和测试设备规定等。5.2能耗测量点52.1 PU 指标测量点为计算P，需要在如图2所示的数据中心的供配电系统示意图中，测量数据中心总耗电及IT设备耗电,具体测量点如下：1） 数据中心总耗电在正常状况下，数据中心的电能由市电提供,测量点应取市电输入变压器之前,即图2中的M1点。当市电故障状况下，柴油发电机产生的电力(图中的M2点）作为数据
14、中心总耗电的测量点。如果是多用途机房楼,数据中心总耗电计算中,需减去在M4点测量的办公等其他耗电。) IT设备耗电严格来说，IT设备耗电应当在各IT设备输入电源处测量耗电量并进行加总，但由于IT设备数量较多,这一措施将大大增长测量工作量和成本。因此，在实际操作中,可在各路UPS输出或者列头柜配电输入处进行测量后,将测量值加总作为IT设备耗电。每一路供电的IT设备测量点即图2中的M3点。拟定测量点之后,根据定义，UE的计算措施为:E= （1 + 2- P4) P3其中P1为在1点测得的用电量,依此类推。5. pUE 指标测量点局部UE的具体测量与Zoe的定义有关,在如图所示的区域Zon1的供配电系统示意图中，可在M1点测量此区域总耗电，在2点测量每一路供电的T设备耗电并进行加总。 根据定义,one1区域的局部PUE为：pU= 1 P2 其中P为在1
