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数据中心能耗检测标准20150505
- 1. 1IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 数据中心能耗检测标准 胡 宇昭 stefan107@163.com
- 6. 6IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 PUE介绍---检测等级分类 •PUE的检测等级 1.Level 1（基础级）：IT设备的负载测量点选在UPS的出口端，测量次数最小到每个月一次。 2.Level 2（中间级）：IT设备的负载测量点选在数据中心内PDU的出口端，测量次数最小到每 天一次。 3.Level 3（高等级）：独立测量每一个单独IT设备的负载，测量次数最小到每十亓分钟一次，如 果是连续测量为最佳。
- 8. 8IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 PUE介绍---设备详细分类 IT equipment Compute Devices（计算设备） Servers Network Devices（网络设备） Switches Routers IT Support Systems（IT辅助系统） Printers PCs/workstations Remote management (KVM, consoles, etc.) Miscellaneous Devices（IT周边设备） Security encryption, appliances, etc. Storage（存储设备） Storage devices – switches, storage arrays, NAS systems Backup devices – media, libraries, virtual media libraries Telecommunications（电信设备） All telco (telecommunications company) devices Facility equipment Power（能源） Automatic transfer switches (ATS) Switchgear UPS DC batteries/rectifiers (non UPS – telco nodes) Generators Transformers (step down) Static transfer switches (STS) Power distribution units (PDUs) Rack distribution units (RDUs) Breaker panels Distribution wiring Lighting TGG定义的数据中心内设备详细分类
- 9. 9IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 PUE介绍---设备详细分类 Heating Ventilation and Air Conditioning (HVAC) （暖通与空调） Cooling towers Condensers and condenser water pumps Chillers Chilled water pumps Water treatment systems Well pumps Computer room air conditioners (CRACs) Computer room air handlers (CRAHs) Dry coolers Air compressors Supply fans Return fans Air economizers Water-side economizers Dehumidifiers Humidifiers Heaters In-row and in-rack cooling solutions Condensate pumps Physical Security（物理安全） Fire suppression systems Water detection Physical security servers/devices Building Management System and Controls （建筑管理和控制系统） Servers/devices used to control/manage the data center Probes/sensors Plant controls TGG定义的数据中心内设备详细分类
- 14. 14IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 PUE检测---如何测量丏用数据中心的PUE •简单的看，每一个与用数据中心，其简化后的能源路径都可以用上图表示。 PUE = (IT load + Infrastructure Load)/ IT Load
- 16. 16IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 PUE检测---如何测量丏用数据中心的PUE Data Center B---电力能源+购买冷冻水 冷冻水加权因数
- 18. 18IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 PUE检测---如何测量丏用数据中心的PUE Chilled Water Source Energy (MWh) = Source energy weighting factor × Density of the fluid × Specific heat of the fluid × Time × Flow rate (average flow rate during the period) × Δ Temperature (Water supply vs. return) × Unit conversion constant Chilled Water Source Energy per year (MWh) = Average flow rate (m³/s) × Δ Temperature (Kelvin) × 146,607.36 (MWh·s·K/m³) Source energy weighting factor = 0.4 Density of water = 1000 kg/m³ Specific heat of water = 4184 J/kg·K Time = 31,536,000 seconds/year Unit conversion constant = 3,600,000,000 Joules/Megawatt·hour
- 20. 20IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 PUE检测---如何测量丏用数据中心的PUE Data Center D---电力能源+天然气发电
- 21. 21IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 PUE检测---如何测量丏用数据中心的PUE Data Center E---电力能源+天然气热电联产
- 22. 22IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 Sample PUE Report Interpretation 2.25 PUEL1,- Single PUE measurement(2.25) taken using a Level 1 meter placement 1.95 PUEL1,YM Yearly average PUE(1.95), using data points gathered monthly with a Level 1 meter placement 1.6 PUEL1,MW Monthly average PUE(1.6) using data points gathered weekly with a Level 1 meter placement 2.43 PUE L1,WD Weekly average PUE(2.43), using data points gathered daily with a Level 1 meter placement 1.8 PUE L2,WC Weekly average PUE(1.8) using data gathered continuously with a Level 2 meter placement 2.1 PUE L3,YC Yearly average PUE(2.1) using continuous measurements with a Level3 meter placement PUE检测---如何发布PUE报告 PUE的报告范例
- 32. 32IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 其他关键标准 CUE（Carbon Usage Effectiveness） CUE = Total CO2 emissions by the Total Data Center Energy IT Equipment Energy 单位: kgCO2/kWh WUE（Water Usage Effectiveness） WUE = Annual Site Water Usage IT Equipment Energy 单位: liters/kWh
- 33. 33IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 其他关键标准 UPS供配电负载系数PLF（Power Load Factor） •PLF：数据中心中IT设备供配电系统耗能不IT设备耗能的比值。 ---PLF=Ppower/PIT 式中：Pppower为供配电系统耗能，包括高压配电、变压器、线缆传输 、转换开关、各级低压配电、UPS谐波治理等设备的耗能。
- 34. 34IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 其他关键标准 空调制冷负载系数CLF（Cooling Load Factor） •CLF：数据中心中空调制冷系统耗能不IT设备耗能的比值。 ---CLF=Pcooling/PIT 式中：Pcooling为空调制冷系统耗能，包括冷源（冷水机组、冷却塔、 干冷器、水泵、电劢阀门、水处理设备等）、空调、湿度调节、新风 系统等所有设备的耗能（含空调制冷系统中消耗其他能源所折算出的 电量消耗值）
- 35. 35IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 能耗检测的实施 发电机 主供电 电网 降 压 变 压 器 转换 开关 总 配 电 输入配电 配电 配电 UPS系统 安全照明 空调制冷系 统 输出配电 列头柜 机架PDU IT系统 向数据中心之外的 其它系统供电 向数据中心之外的 其它系统供电 向数据中心之外的 其它系统供电 非主供电电网 冷源、新风等 数据中心 内部供电 数据中心 外部供电 外部冷源输入 标志（n）处的电缆 传输功率为P(n) (1) (2) (3) (14) (15) (4) (5) (16) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) 数据中心能耗结构
- 37. 37IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 能耗检测的实施---独立供电系统IT设备功率 发电机 主供电 电网 降 压 变 压 器 转换 开关 总 配 电 输入配电 配电 配电 UPS系统 安全照明 空调制冷系 统 输出配电 列头柜 机架PDU IT系统 数据中心 内部供电 数据中心 外部供电 外部冷源输入 标志（n）处的电缆 传输功率为P(n) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 数据中心能耗结构 PIT=P(12)
- 38. 38IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 能耗检测的实施---独立供电系统IT设备功率 发电机 主供电 电网 降 压 变 压 器 转换 开关 总 配 电 输入配电 配电 配电 UPS系统 安全照明 空调制冷系 统 输出配电 列头柜 机架PDU IT系统 数据中心 内部供电 数据中心 外部供电 外部冷源输入 标志（n）处的电缆 传输功率为P(n) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 数据中心能耗结构 PIT=0.99P(10)
- 39. 39IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 能耗检测的实施---独立供电系统主输入功率 发电机 主供电 电网 降 压 变 压 器 转换 开关 总 配 电 输入配电 配电 配电 UPS系统 安全照明 空调制冷系 统 输出配电 列头柜 机架PDU IT系统 数据中心 内部供电 数据中心 外部供电 外部冷源输入 标志（n）处的电缆 传输功率为P(n) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 数据中心能耗结构 Ptotal=P(1)
- 40. 40IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 能耗检测的实施---独立供电系统主输入功率 发电机 主供电 电网 降 压 变 压 器 转换 开关 总 配 电 输入配电 配电 配电 UPS系统 安全照明 空调制冷系 统 输出配电 列头柜 机架PDU IT系统 数据中心 内部供电 数据中心 外部供电 外部冷源输入 标志（n）处的电缆 传输功率为P(n) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 数据中心能耗结构 Ptotal=P(3)/0.985
- 41. 41IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 能耗检测的实施---独立供电系统PUE计算 项目 测量值 备注 输入总功率 Ptotal=P(1) 在变压器初级测量 Ptotal=P(3)/0.985 在变压器次级测量 IT设备功率 PIT=P(12) 在机架前端测量 PIT=0.99P(10) 在UPS输出端测量 PUE PUE=Ptotal/PIT 独立供电系统的数据中心能效测量
- 42. 42IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 能耗检测的实施---共用供电系统主输入功率 发电机 主供电 电网 降 压 变 压 器 转换 开关 总 配 电 输入配电 配电 配电 UPS系统 安全照明 空调制冷系 统 输出配电 列头柜 机架PDU IT系统 向数据中心之外的 其它系统供电 向数据中心之外的 其它系统供电 向数据中心之外的 其它系统供电 非主供电电网 冷源、新风等 数据中心 内部供电 数据中心 外部供电 外部冷源输入 标志（n）处的电缆 传输功率为P(n) (1) (2) (3) (14) (15) (4) (5) (16) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) 数据中心能耗结构 Ptotal=[P(4)+P(13)-P(16)]/0.975
- 43. 43IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 能耗检测的实施---共用供电系统PUE计算 项目 测量值 备注 输入总功率 Ptotal=[P(4)+P(13)-P(16)]/0.975 在(4)处测量 IT设备功率 PIT=P(12) 在机架前端测量 PIT=0.99P(10) 在UPS输出端测量 PUE PUE=Ptotal/PIT 共用供电系统的数据中心能效测量
- 44. 44IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 能耗检测的实施---小型数据中心主输入功率 发电机 主供电 电网 降 压 变 压 器 转换 开关 总 配 电 输入配电 配电 配电 UPS系统 安全照明 空调制冷系 统 输出配电 列头柜 机架PDU IT系统 向数据中心之外的 其它系统供电 向数据中心之外的 其它系统供电 数据中心 内部供电 数据中心 外部供电 外部冷源输入 标志（n）处的电缆 传输功率为P(n) (1) (2) (3) (14) (15) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 数据中心能耗结构 Ptotal=P(4)/0.975
- 45. 45IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 能耗检测的实施---小型数据中心PUE计算 项目 测量值 备注 输入总功率 Ptotal=P(4)/0.975 在机房总配电输入端测量处测量 IT设备功率 PIT=P(12) 在机架前端测量 PIT=0.99P(10) 在UPS输出端测量 PUE PUE=Ptotal/PIT 小型数据中心能效测量
- 46. 46IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 能耗检测的实施---供电系统能效状态测量 UPS供电系统方案结构及运行数据测量 容量 设计容量 实际运行容量 设计容量利用率 IT设备 供 电 方 案 及 设 备 容 量 UPS供电方案 变压器(KVA) 输入总配电(断路器)(A) ATS转换开关(开关)(A) UPS总容量(KVA) UPS输入功率因数 UPS输入电流谐波 UPS输出功率因数 负载功率因数
- 47. 47IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 能耗检测的实施---供电系统能效状态测量 发电机 主供电 电网 降 压 变 压 器 转换 开关 总 配 电 输入配电 配电 配电 UPS系统 安全照明 空调制冷系 统 输出配电 列头柜 机架PDU IT系统 向数据中心之外的 其它系统供电 向数据中心之外的 其它系统供电 向数据中心之外的 其它系统供电 非主供电电网 冷源、新风等 数据中心 内部供电 数据中心 外部供电 外部冷源输入 标志（n）处的电缆 传输功率为P(n) (1) (2) (3) (14) (15) (4) (5) (16) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) 数据中心能耗结构 PUPS=P(9)-P(10)
- 49. 49IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 能耗检测的实施---空调制冷系统能效状态测量 发电机 主供电 电网 降 压 变 压 器 转换 开关 总 配 电 输入配电 配电 配电 UPS系统 安全照明 空调制冷系 统 输出配电 列头柜 机架PDU IT系统 向数据中心之外的 其它系统供电 向数据中心之外的 其它系统供电 向数据中心之外的 其它系统供电 非主供电电网 冷源、新风等 数据中心 内部供电 数据中心 外部供电 外部冷源输入 标志（n）处的电缆 传输功率为P(n) (1) (2) (3) (14) (15) (4) (5) (16) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) 数据中心能耗结构 Pcooling=[P(8)-P(13)]/0.975 CLF=Pcooling/P(12)
- 51. 51IBM Confidential 数据中心能耗检测标准 胡宇昭 E-mail: stefan107@163.com Mobile-phone: +86-189-1044-0049