眾所周知，電力是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)中心的正常運轉(zhuǎn)離不開電力的支持，無論是服務(wù)器的運行，還是數(shù)據(jù)中心的制冷為了確保數(shù)據(jù)中心所需電能的供應(yīng)和分配，供配電系統(tǒng)出現(xiàn)了。

隨著大數(shù)據(jù)、云計算產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模越來越大，系統(tǒng)越來越復(fù)雜，關(guān)聯(lián)度越發(fā)緊密，數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)主要面臨以下常見的故障場景。

一個完善的機(jī)房供配電系統(tǒng)是保證機(jī)房服務(wù)設(shè)備、關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、場地設(shè)備、輔助設(shè)備用電安全和可靠的基本條件。不同機(jī)房的供配電系統(tǒng)配置是有所區(qū)別的，國標(biāo)GB 50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》從數(shù)據(jù)中心的使用性質(zhì)以及數(shù)據(jù)丟失或網(wǎng)絡(luò)中斷在經(jīng)濟(jì)或社會上造成的損失和影響程度，對數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了等級劃分，也就是我們常聽說的A級、B級、C級；美國Uptime Tier是全球公認(rèn)的數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)組織和第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)，將數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施分為I、II、III、IV四個等級。

總體要求

數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)對供配電系統(tǒng)的總體要求概況起來是：連續(xù)、穩(wěn)定、平衡、分類。

1、連續(xù)

數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備在正常運轉(zhuǎn)過程中，有時會因市電發(fā)生突然斷電或市電電壓出現(xiàn)波動的情況，這對于IT設(shè)備的正常運行將會產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。如果在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)中使用正確的組網(wǎng)方式，并且選擇合適的UPS型號，則數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備的正常供電切換時間就會提高到小于1秒級的精度，IT設(shè)備的供電就避免了中斷現(xiàn)象，這樣就有效地保證電源的連續(xù)性。參照信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)咨詢（Information Technology Industries Council, ITIC)提供的ITIC-100曲線。該曲線是IT設(shè)備電源及UPS設(shè)計遵循的標(biāo)準(zhǔn)之一。合適的UPS型號與組網(wǎng)方式可以保證數(shù)據(jù)中心面對毫秒級至分鐘的市電異常不會有任何中斷，對于大時間尺度（如小時級、天級）的市電異常，則需要備用市電系統(tǒng)或柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的保護(hù)。

2、穩(wěn)定

所謂穩(wěn)定，主要是指電網(wǎng)電壓頻率穩(wěn)定，波形失真小。

3、平衡

是指保障數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的三相電源平衡，即相角平衡、電壓平衡和電流平衡。系統(tǒng)運行產(chǎn)生的負(fù)荷應(yīng)當(dāng)在三相之間進(jìn)行平衡的分配，保證設(shè)備不會由于負(fù)載不平衡導(dǎo)致某相負(fù)荷過大而發(fā)生故障,確保各項供電設(shè)備的正常運行。

4、分類

所謂分類，就是對數(shù)據(jù)中心運行的IT設(shè)備及其外圍輔助設(shè)備按照不同的性質(zhì)進(jìn)行分類,然后再根據(jù)不同的供電要求進(jìn)行分別處理供配電。分類的原因在于不同的設(shè)備對于電源以及電流負(fù)荷的要求不同，為了滿足不同要求的設(shè)備對供配電要求，采用不同的供配電系統(tǒng)，能夠在保證供配電系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，節(jié)約運行成本。

負(fù)荷分級對電源的要求

國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50052—2009對工業(yè)企業(yè)電力負(fù)荷進(jìn)行了等級劃分，按照用電設(shè)備對供電可靠性的要求，將工業(yè)企業(yè)電力符合分為3級。數(shù)據(jù)中心的類型，仍應(yīng)與工業(yè)企業(yè)負(fù)荷分級相一致，主要取決于其工作性質(zhì)。

針對計算機(jī)系統(tǒng)的工作性質(zhì)及對供電可靠性的要求，嚴(yán)格區(qū)分其負(fù)荷性質(zhì)是十分有必要的。對于那些不允許停電的計算機(jī)系統(tǒng)，即使供電屬于二、三級的用戶，也需要建立不停電供電系統(tǒng)或相應(yīng)提高供電等級。

在GB 2887—2011 《計算機(jī)場地通用規(guī)范》中，依據(jù)計算機(jī)的工作性質(zhì)和電力負(fù)荷等級，采取了相應(yīng)的供電技術(shù)，并將其供電技術(shù)分為3類。

●對于一級負(fù)荷采取一類供電，即需要建立不停電系統(tǒng)。

●對于二級負(fù)荷采取二類供電，即需要建立帶備用電源的供電系統(tǒng)。

●對于三級負(fù)荷采取三類供電，即按一般用戶供電考慮。

《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中分級負(fù)荷分級對供電要求如下：

●一級負(fù)荷應(yīng)由兩個電源供電。當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應(yīng)同時受到損壞。

●對于一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。

●二級負(fù)荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回線路供電。

國標(biāo)GB 50174—2017將機(jī)房分為3類，即使最為基礎(chǔ)的C類機(jī)房，也需要采用UPS系統(tǒng)。

電能質(zhì)量要求

GB/T 12325—2008電能質(zhì)量供電電壓偏差，對各等級電壓的誤差規(guī)定。

數(shù)據(jù)中心機(jī)房的供配電，其供配電系統(tǒng)的電源頻率為50Hz，單相電壓為220V或三相電壓為380V，需要提供的電源相數(shù)為三相五線或三相四線制，單相為單相三線制。計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備對交流電源的質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，如對交流電流的電壓和頻率，對電源波形的正弦性，對三相電源的對稱性，對供電的連續(xù)性、可靠性、穩(wěn)定性和抗干擾性等各項指標(biāo)都要求保持在允許偏差范圍內(nèi)。

IT設(shè)備允許斷電持續(xù)時間的要求

關(guān)于IT設(shè)備允許斷電持續(xù)時間，《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》（GB 50174—2017)與《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計規(guī)范（GB 50174—2008）有一點不同。

《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計規(guī)范》關(guān)于IT設(shè)備允許斷電持續(xù)時間的要求如下：

《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》關(guān)于IT設(shè)備允許斷電持續(xù)時間的要求，在附錄A中取消了根據(jù)不同等級的數(shù)據(jù)中心有不同的規(guī)定，各級數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備允許斷電持續(xù)時間都是一樣的。

無論什么等級的數(shù)據(jù)中心，都是為IT設(shè)備提供允許環(huán)境，IT設(shè)備在生產(chǎn)過程中并沒有因為今后是用于不同等級的數(shù)據(jù)中心而有不同的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于IT設(shè)備允許斷電持續(xù)時間的標(biāo)準(zhǔn)，各IT設(shè)備生產(chǎn)廠商基本都是根據(jù)依據(jù)美國計算機(jī)和商業(yè)設(shè)備制造商協(xié)會（CBMEA)對IT設(shè)備生產(chǎn)商的要求。

為了滿足IT設(shè)備斷電持續(xù)時間不大于10ms的要求，目前主要是采用UPS提供。

今天我們簡單了解了數(shù)據(jù)中心對供配電系統(tǒng)的基本要求，介紹了一些國家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，希望對于想快速全面了解數(shù)據(jù)中心各專業(yè)領(lǐng)域的朋友有所幫助。