確定數(shù)據(jù)中心所需的電源容量與關(guān)鍵負(fù)載

不論何種規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，在準(zhǔn)備提高其環(huán)境容量前，都必須首先進(jìn)行需求評估。需求評估基本可以確定由IT設(shè)備負(fù)責(zé)的業(yè)務(wù)應(yīng)用的可用性需求。可以將時(shí)間不緊迫或分批處理性質(zhì)的業(yè)務(wù)流程的負(fù)載功率和空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置為“N”配置，沒有內(nèi)部冗余提高可用性。時(shí)間緊迫的工作可能需要關(guān)鍵組件系統(tǒng)中有某種程度的冗余，使用“N+1”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配置。每個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)元件都有一個(gè)冗余設(shè)備，這樣如果某個(gè)單元出現(xiàn)故障，系統(tǒng)仍然 可以維持IT 關(guān)鍵負(fù)載的正常運(yùn)行。要求絕對可用性 (7x24) 的最關(guān)鍵數(shù)據(jù)中心應(yīng)用環(huán)境應(yīng)使用2N拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 這樣關(guān)鍵系統(tǒng)就擁有完全冗余。雖然某個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)會出故障，但是另一系統(tǒng)會保持負(fù)載的正常運(yùn)行。這也提供 了某種程度的可同步維護(hù)性，可以在另一系統(tǒng)承擔(dān)負(fù)載時(shí)對該系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。

無論實(shí)際UPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)是何種配置(N、N+1、2N)，其核心問題都是如何為關(guān)鍵負(fù)載提供充足電力并對其進(jìn)行冷卻，必須得到很好解決。對所需容量估計(jì)不足可能會導(dǎo)致將來被迫中斷電力以增加容量，而估計(jì)過高則會導(dǎo)致額外的初始安裝成本以及高額的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

確定支持?jǐn)?shù)據(jù)中心所需的電源功率容量

大多數(shù)數(shù)據(jù)中心都位于大型建筑物內(nèi)。建筑物的一部分會專門作為數(shù)據(jù)中心或數(shù)據(jù)機(jī)房，本文介紹的確定電源功率的步驟會有助于估計(jì)這部分建筑所需的電源功率。在計(jì)算功率容量需求時(shí)，穩(wěn)定狀態(tài)功率和峰值功率之間 的差值十分關(guān)鍵。有關(guān)電源功率變化原因的詳細(xì)信息，可登陸www.apcc.com/cn參閱完整版APC第43號白皮書“數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)機(jī)房中的動(dòng)態(tài)電源功率波動(dòng)”。如果所安裝的空調(diào)系統(tǒng)、制冷機(jī)或備用發(fā)電機(jī)等關(guān)鍵組件需要共用或需要為數(shù)據(jù)中心之外的設(shè)施提供負(fù)載，估算系統(tǒng)容量需要咨詢工程師進(jìn)行更為全面而復(fù)雜的分析。

圖1說明了電力容量在數(shù)據(jù)中心各種負(fù)載間的典型分配比例。該細(xì)分圖假設(shè)數(shù)據(jù)中心的面積為5000 平方英尺(465 平方米)，初始穩(wěn)定狀態(tài)關(guān)鍵負(fù)載為50 kW，未來穩(wěn)定狀態(tài)負(fù)載再加50 kW。假定制冷系統(tǒng)為直接膨脹(DX)式，并且市電電壓為480伏交流電。

關(guān)鍵負(fù)載

不論是單機(jī)架環(huán)境還是完整規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，正確規(guī)劃數(shù)據(jù)中心的第一步就是確定要為其供電并提供保護(hù)的關(guān) 鍵負(fù)載大小。關(guān)鍵負(fù)載是指構(gòu)成IT業(yè)務(wù)架構(gòu)的所有IT硬件組件：服務(wù)器、路由器、計(jì)算機(jī)、存儲設(shè)備、通信 設(shè)備等等，還包括保護(hù)它們的安全系統(tǒng)、消防和監(jiān)控系統(tǒng)。這個(gè)過程首先需要列出所有這些設(shè)備，包括它們的銘牌額定功率、電壓要求以及是單相設(shè)備還是三相設(shè)備。然后必須調(diào)整銘牌信息以反映預(yù)期的真實(shí)負(fù)載。銘牌功率需求是指該產(chǎn)品在美國新產(chǎn)品承諾實(shí)驗(yàn)室(Underwriter’s Laboratory)要求的最壞情況下的功率消耗數(shù)值，在絕大多數(shù)情況下，該值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)期的運(yùn)行功率水平。著名工程咨詢公司和電源制造商的研究顯示，大多數(shù)IT設(shè)備的銘牌額定值至少超出實(shí)際運(yùn)行負(fù)載33%。美國國家電氣標(biāo)準(zhǔn)(NEC)和類似的國際規(guī)范組織都 已認(rèn)識到這一事實(shí)，允許電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)者累加預(yù)期負(fù)載的銘牌數(shù)據(jù)，再乘以不同的系數(shù)，來估計(jì)并非所有設(shè)備都滿負(fù)荷運(yùn)行的情況。另外，還可以使用高級估算器。諸如此類的計(jì)算器收集了各家制造商的功率消耗數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步指定不同的設(shè)備配置。

在APC官方網(wǎng)站上，IT專業(yè)人員可以根據(jù)“品牌”配置服務(wù)器的典型機(jī)架構(gòu)造。該工具在后臺運(yùn)行，可以累加給定服務(wù)器配置內(nèi)每個(gè)組件的已知功率需求。例如，如果用戶指定某臺服務(wù)器，就會要求在此框內(nèi)記錄CPU的數(shù)量和其他詳細(xì)信息。用戶輸入信息后，UPS選擇器會計(jì)算機(jī)架所需的總功率。工具還包括了有關(guān)制造商推薦的輸入電壓和電源插頭的重要信息。

有了組成關(guān)鍵負(fù)載的預(yù)期組件列表，通過使用估算計(jì)算器就可以得到基本負(fù)載。對于計(jì)算器中沒有列出來的IT設(shè)備以及消防、安全和監(jiān)控系統(tǒng)的功率需求，應(yīng)使用下列步驟：

累加預(yù)期負(fù)載的銘牌功率。如果設(shè)備上沒有列出功率，可以將電流(安培)和設(shè)備電壓相乘得到VA值，該值近似等于設(shè)備消耗的功率。

將預(yù)期的VA數(shù)乘以0.67以估計(jì)關(guān)鍵負(fù)載的實(shí)際功率(以瓦計(jì))。

將這個(gè)數(shù)字除以1000就得到預(yù)期關(guān)鍵負(fù)載的千瓦級(kW)負(fù)載數(shù)值。