数据中心节能监测_投融资报告网

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数据中心节能监测

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1　范围
本标准规定了数据中心节能监测项目、监测方法、计算方法、评价指标和监测结果评价。
本标准适用于用能单位所属数据中心的节能监测。
2　规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 2589 综合能耗计算通则
GB 15316 节能监测技术通则
GB 17167 用能单位能源计量器具配备和管理通则
GB 50174 数据中心设计规范
3　术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1　
数据中心 data center
拥有宽带出口，为用户的服务器、网络设备等互联网相关设备提供放置、代理维护、系统配置及管理服务，或提供计算、存储、软件等资源的服务和其他应用服务的电子信息系统机房。
3.2　
信息设备 information equipment
指部署在数据中心内用于数据信息计算、处理、存储、传输、交换的计算机设备、网络设备、服务器设备、存储设备等。
3.3　
信息设备负荷使用率 information equipment load rate
数据中心信息设备实际用电负荷与数据中心信息设备设计用电负荷之比。
3.4　
电能使用效率 power usage effectiveness（PUE）
同一时间周期内，数据中心总电能消耗量与信息设备电能消耗量之比。
3.5　
能源使用效率 energy usage effectiveness（EUE）
同一时间周期内，数据中心总能源消耗量与信息设备能源消耗量之比。
4　监测项目
4.1　检查项目
检查项目包括：
——是否建立完善的能源管理规章制度（如岗位责任、部门职责分工、人员培训、能耗定额管理、奖惩制度等）；
——能源计量器具配备率和准确度等级是否符合GB 17167的相关规定；
——能源记录台账，统计报表是否真实、完整、规范；
——能源技术档案（配电及计量系统图纸、计量器具台账、计量系统软件使用说明书等）；
——能耗数据定期统计分析结果。
4.2　测试项目
测试项目包括：
——环境参数（室内空气温度、相对湿度）；
——测量点电能；
——测量点其他用能量。
5　监测方法
5.1　基本要求
5.1.1　节能监测应在数据中心运行工况稳定条件下进行。
5.1.2　数据中心机房专用空调设备连续运行24小时以上。
5.1.3　使用固定计量仪表，对数据中心能耗进行持续的测量和记录。
5.2　计量仪表
5.2.1　所用仪表应满足测试项目的要求，并在检定/校准合格周期内。
5.2.2　测量温度、相对湿度的仪表准确度等级不应低于0.5级。
5.2.3　节能监测过程中采用准确度等级为1.0级的电能计量仪表，并应具数据输出接口，不应与供电部门计量仪表共用互感器，不应与计费电能表串接。
5.2.4　计量天然气的仪表准确度等级不应低于2.0级，计量冷量的仪表准确度等级不应低于2.0级。
5.3　测试方法
5.3.1　环境参数
5.3.1.1　测点布置
主机房面积不大于100m2时，平均分布6个测点，每增加10m2应增加1个测点，总测量点不超过50个。测点距地面选取0.8m和2.2m两个高度，距墙不应小于0.6m，并应避开送风口。
5.3.1.2　测量方法
环境参数测量步骤如下：
a) 根据数据中心的实际情况，按5.3.1.1的要求选定测量点。
b) 在选定的测量点安装符合5.2要求的计量仪表。
c) 使用计量仪表在节能监测时进行现场测试，测试时间不少于30min，每15min记录一次。
5.3.2　运行能效
5.3.2.1　监测范围
按照GB 50174规定的主机房、支持区和辅助区，不包括行政管理区。
5.3.2.2　测量点位置
数据中心应至少在以下位置安装设置计量仪表或选为测量点。
a) 数据中心总市电消耗的测量位置应为变压器低压侧（见图1中的A点）。
b) 数据中心信息设备电能消耗的测量位置应为UPS输出端供电回路（见图1中的B点）。
c) 数据中心设有柴油发电机、可再生能源，或采用集中供冷时，所有柴油发电机馈电回路的电能（见图1中A1点的测量值）、可再生能源供电的电能（见图1中A2点的测量值）、集中供冷能源消耗量（见图1中A3点的测量值）应计入总能源消耗量中，对于采用冷热电联产的数据中心，应计量天然气的消耗量以及产热量和产冷量。
d) 对能耗监测要求较高的数据中心，宜采用对各主要系统的能耗分别计量的方法（见图1中的E1点、E2点、E3点、E4点的测量值）。图1中的“其他系统”能耗主要指的是室外照明、办公区能耗等非数据中心能耗。

图1　数据中心能耗测量点位置图
5.3.2.3　测量方法
运行能效测量步骤如下：
a）以北京市年平均室外温度12.5℃为基准，上下3.5℃的范围即室外温度介于9-16℃时进行运行能效监测。
b）根据数据中心的实际情况，按5.3.2.2的要求选定测量点。
c）在选定的测量点安装符合5.2要求的计量仪表。
d）对数据中心的各系统能耗进行周期为24小时的不间断测量，并记录能耗数据。
6　计算方法
6.1　环境参数
数据中心平均温度、平均相对湿度按公式（1）、（2）计算：
(1)
(2)
式中：
—室内空气平均温度（℃）；
—各测量点室内空气温度（℃）；
—平均相对湿度（%）；
—各测量点相对湿度（%）；
—测量点数。
6.2　电能使用效率（PUE）
6.2.1　电能使用效率实测值的计算
电能使用效率实测值按公式（3）计算：
(3)
式中：
—数据中心电能使用效率实测值；
—数据中心监测时间段内电能消耗，即图1中A点计量数据，kWh；
—数据中心监测时间段内信息设备电能消耗，即图1中B点计量数据，kWh。
6.2.2　电能使用效率调整值的计算
PUE的调整值是根据影响数据中心的PUE的因素（包括数据中心分级、空调制冷形式和信息设备负荷使用率）的不同而制定的用于平衡上述因素差异的调整值，差异因素及其对应调整值见表1。
表1　PUE调整值
调整因素压缩机调整值加湿调整值新风调整值 UPS调整值供电调整值照明调整值其他调整值单一条件变化的PUE调整值
数据中心分级 A级 0 0 0.02 0.06 0 0 0.02 0.1
B级 0 0 0 0 0 0 0 0
C级 0 -0.04 -0.08 -0.016 -0.004 0 -0.01 -0.15
制冷形式水冷 -0.11 0 0 0 0 -0.11
风冷 0 0 0 0 0 0
其他 0 0 0 0 0 0
信息设备负荷使用率 25% 0 0.18 0.38 0.7 0.06 0.06 0.06 1.44
50% 0 0.06 0.1 0.22 0.02 0.02 0.02 0.44
75% 0 0.02 0.03 0.09 0.007 0.007 0.007 0.161
100% 0 0 0 0 0 0 0 0
注：按照GB 50174划分数据中心A、B、C级。
根据数据中心分级、空调制冷形式、信息设备负荷使用率等分类类型在表1中查找对应的单一条件变化的PUE调整值。调整值可以选择性使用，在计算时根据实际情况进行选择，如对其中的一项不予以考虑等。对于信息设备负荷使用率大于或等于25%的数据中心，其调整值根据表1中对应的单一条件变化的PUE调整值进行等比例差值计算而得。对于信息设备负荷使用率小于25%的数据中心，其调整值直接使用表1中25%对应的单一条件变化的PUE调整值。
示例：某北京市数据中心等级为A级，采用水冷制冷形式，信息设备负荷使用率为50%，则其单一条件变化的PUE调整值分别为：0.1，-0.11,0.44。
6.2.3　电能使用效率修正值的计算
电能使用效率修正值按公式（4）计算：
(4)
式中：
—数据中心电能使用效率修正值；
—数据中心电能使用效率调整值。
注：在后文中，如无特别说明，PUEcor用PUE来代替。
6.3　能源使用效率（EUE）
6.3.1　能源使用效率实测值的计算
能源使用效率实测值按公式（5）计算：
(5)
式中：
—数据中心监测时间段内总能源消耗，即图1中A+A1+A3点计量数据，kgce/kg；
—数据中心监测时间段内信息设备能源消耗，即图1中B点计量数据，kgce/kg。
注1：数据中心各种能源转换成标煤，其转换参考本标准附录B规定执行；
注2：数据中心非电力能源消耗量按照GB/T 2589计算，电力能源消耗量按照等价值计算；
注3：若采用天然气驱动的冷热电联产系统，用于向数据中心供冷、供热和供电的天然气消耗应计入PTotal。
6.3.2　能源使用效率调整值的计算
能源使用效率调整的计算与电能使用效率调整值的计算相同，按6.2.2方法计算。
6.3.3　能源使用效率修正值的计算
能源使用效率修正值按公式（6）计算：
7　评价指标
7.1　环境参数指标
数据中心环境参数评价指标见表2。
表2　数据中心环境参数评价指标
数据中心环境参数允许值
主机房环境温度 18—27℃
主机房相对湿度 40—60%
将平均温度与平均相对湿度与上述机房环境温度、相对湿度检测指标进行比对，不满足指标要求的判定为不合格。
7.2　PUE指标
数据中心PUE评价指标见表3。
表3　数据中心PUE指标
类型大型数据中心中、小型数据中心
数据中心PUE指标 ≤1.8 ≤2.0
注1：机房建筑面积（IDC数据机房面积，不包含供电系统、空调系统等配套用房面积）一般在5000m2以上（含）或信息设备总功率在6000kW以上（含）的数据中心为大型数据中心，其余数据中心为中小型数据中心。
注2：信息设备总功率指其实际运行功率。
7.3　EUE指标
EUE是评价数据中心能源效率的指标，与数据中心PUE的评价指标相同。
8　监测结果评价
8.1　本标准规定的数据中心节能监测考核指标是监测合格的最低标准。
8.2　监测单位应出具《数据中心节能监测报告》，见附录A中的表A.1，并依据本标准作出合格或不合格的评价。
8.3　对于监测不合格的数据中心，监测单位应提出改进建议，使用单位应采取相应措施对数据中心进行整改。

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