確定數(shù)據(jù)中心所需的電源容量與關鍵負載

不論何種規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，在準備提高其環(huán)境容量前，都必須首先進行需求評估。需求評估基本可以確定由IT設備負責的業(yè)務應用的可用性需求。可以將時間不緊迫或分批處理性質的業(yè)務流程的負載功率和空調系統(tǒng)設置為“N”配置，沒有內部冗余提高可用性。時間緊迫的工作可能需要關鍵組件系統(tǒng)中有某種程度的冗余，使用“N+1”拓撲結構的配置。每個關鍵系統(tǒng)元件都有一個冗余設備，這樣如果某個單元出現(xiàn)故障，系統(tǒng)仍然 可以維持IT 關鍵負載的正常運行。要求絕對可用性 (7x24) 的最關鍵數(shù)據(jù)中心應用環(huán)境應使用2N拓撲結構， 這樣關鍵系統(tǒng)就擁有完全冗余。雖然某個關鍵系統(tǒng)會出故障，但是另一系統(tǒng)會保持負載的正常運行。這也提供 了某種程度的可同步維護性，可以在另一系統(tǒng)承擔負載時對該系統(tǒng)進行維護。

無論實際UPS系統(tǒng)設計是何種配置(N、N+1、2N)，其核心問題都是如何為關鍵負載提供充足電力并對其進行冷卻，必須得到很好解決。對所需容量估計不足可能會導致將來被迫中斷電力以增加容量，而估計過高則會導致額外的初始安裝成本以及高額的運行維護費用。

確定支持數(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。建筑物的一部分會專門作為數(shù)據(jù)中心或數(shù)據(jù)機房，本文介紹的確定電源功率的步驟會有助于估計這部分建筑所需的電源功率。在計算功率容量需求時，穩(wěn)定狀態(tài)功率和峰值功率之間 的差值十分關鍵。有關電源功率變化原因的詳細信息，可登陸www.apcc.com/cn參閱完整版APC第43號白皮書“數(shù)據(jù)中心和網絡機房中的動態(tài)電源功率波動”。如果所安裝的空調系統(tǒng)、制冷機或備用發(fā)電機等關鍵組件需要共用或需要為數(shù)據(jù)中心之外的設施提供負載，估算系統(tǒng)容量需要咨詢工程師進行更為全面而復雜的分析。

圖1說明了電力容量在數(shù)據(jù)中心各種負載間的典型分配比例。該細分圖假設數(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)關鍵負載為50 kW，未來穩(wěn)定狀態(tài)負載再加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。

關鍵負載

不論是單機架環(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的關 鍵負載大小。關鍵負載是指構成IT業(yè)務架構的所有IT硬件組件：服務器、路由器、計算機、存儲設備、通信 設備等等，還包括保護它們的安全系統(tǒng)、消防和監(jiān)控系統(tǒng)。這個過程首先需要列出所有這些設備，包括它們的銘牌額定功率、電壓要求以及是單相設備還是三相設備。然后必須調整銘牌信息以反映預期的真實負載。銘牌功率需求是指該產品在美國新產品承諾實驗室(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，該值遠遠高于預期的運行功率水平。著名工程咨詢公司和電源制造商的研究顯示，大多數(shù)IT設備的銘牌額定值至少超出實際運行負載33%。美國國家電氣標準(NEC)和類似的國際規(guī)范組織都 已認識到這一事實，允許電氣系統(tǒng)設計者累加預期負載的銘牌數(shù)據(jù)，再乘以不同的系數(shù)，來估計并非所有設備都滿負荷運行的情況。另外，還可以使用高級估算器。諸如此類的計算器收集了各家制造商的功率消耗數(shù)據(jù)，并進一步指定不同的設備配置。

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

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

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

將預期的VA數(shù)乘以0.67以估計關鍵負載的實際功率(以瓦計)。

將這個數(shù)字除以1000就得到預期關鍵負載的千瓦級(kW)負載數(shù)值。