数据中心能耗分析节能优化

数据中心能耗分析节能优化 安科瑞AcrelEMS-IDC

数据中心能耗分析节能优化 安科瑞AcrelEMS-IDC

数据中心高速发展

在疫情的影响下，全球网络流量受到视频流量、电话会议、在线游戏、社交网络等数字应用增长的推动而激增。伴随物联网持续发展，未来对数据服务的需求将呈现出指数级增长。

2020年，数据中心建设被正式列入新基建战略。近几年越来越受到国家重视，数据中心是新基建有序运行的基础保障，被视为“新基建的基础设施"。

数字经济作为经济发展的新引擎，已经成为衡量一个国家综合国力的重要指标，同时我国正在加紧5G、智慧城市、大数据与云计算等新技术的应用。数据中心的作用和地位日益突出。

数据中心存在的问题

数据中心异常停电影响严重

用能体量大，碳排放占比多

能耗限额，PUE能效要求越来越严格

数据中心监控子系统众多：

综自、电力监控、动环监控、智能照明、视频门禁、消防监控等子系统多、分散、独立，信息不互通，子系统不互动；

软件众多（APP多个）,后期维护困难（软件多、服务器多、应用环境多), 使用学习成本高，用户无法通过一套系统完整的了解整个数据中心的供电、配电、用电情况；

采集设备、组网设备与布线大量重复部署而不能共享，系统管理、报表报告、告警告知等相似功能模块重复，修改配置工作量成倍上升。

用户需求：

可靠稳定安全的供配电

提高运维效率

降低运营成本

一体化融合监控平台

绿色低碳

节能降耗

提升PUE

解决方案：安科瑞AcrelEMS-IDC 数据中心综合解决方案

平台功能

变电站综合自动化系统

监控子系统：包括模拟量、开关量等数据的遥测、遥信，事件 记录SOE、故障录波，遥控功能；

 微机保护子系统：包括进线公用测控屏、主变保护屏及母联、 PT、电容器等其他回路保护功能；

 微机五防系统：综自系统和微机五防系统联动，实现系统的五 防防误操作功能；

 电压无功综合控制子系统：补偿电容器、电抗和有载调压等功能；

 系统的低频减载负荷控制;

 变电站综自系统通讯，包括站内通讯和远动上传调度功能；

 站内控制电源系统：包括直流屏、交流屏等。 RS485 Ethernet 微机保护 装置 电力仪表

数据中心电力监控及能效管理系统

能耗监测 展示当前数据中心总 能耗，IT能耗，空调 能耗，及其他能耗并 且计算出当前数据中 心实时PUE值，通过 仪表盘形式直观展示。

配电监测 配电监测通过一次 图的方式，将配电系统中各回路的参 数展示在图中，并 实时变化，以便用 户总览各支路配电 情况。

变压器监测 监测各变压器各项参数，包括负载率、频率、功率因数、三相不平衡度等，并且显示历时曲线图，数据实时变化。帮助用户直观监测各变压器运 行状态

能效监测 能效看板实时显示当 前数据中心PUE值以及历史PUE曲线。 并且显示各分项用能的用能情况及用能排 行。监测各变压器运 行及负载情况，给出本月变压器输出电能排行

列头柜监测 通过图形化界面，监测变压器、发电机、 UPS、列头柜、空调、 蓄电池等设备的运行情况。数据实时刷新，支持设备切换，AB 双路切换

UPS监测 监测UPS主路旁路以及输出的电力参数。 蓄电池参数以及环境温度

电池监测 监测电池组电压、电流、浮充电流、组温。 单节电池的电压，内阻，温度

空调监测 监测空调的出风、回风温湿度，出水、回水温度。

环境监测 监测数据中心温湿度、 开关门、水浸、烟雾、 噪声、气体浓度状态 等参数。曲线图直观明了，同时支持历史数据查询。

电能质量监测/治理装置

精密配电监控系统

智能小母线监控系统

蓄电池在线监测系统

智能照明控制系统

说明：手动控制：通过面板或触摸屏

自动控制：通过安装传感器

场景控制：系统可预先设定多种场景模式进                  行自由切换。

定时控制：可根据日常工作休息时间，完成                  灯光的自动控制。

控制：对受控区域可集中控制，并实时                  监控所有回路的开/关状态。

系统联动：系统可与消防系统联动控制。

04消防子监控系统

电气火灾监控系统：独立预警子系统，主机+探测器，低压用电回路，剩余电流，温度故障，电弧限流式保护,短路灭弧)

消防设备电源监控系统;消防联动控制,子系统主机+传感器,消防用电回路,电压监测,电流监测,开关量监测,24小时实时监测

防火门监控系统:消防联动控制子系统,主机+防火门监控模块,常开防火门,常闭防火门,实时监控,远程联动控制

消防应急照明和疏散指示系统:集中电源,集中控制,自适应疏散引导,点式状态监控,洁净区高防护系统,自检权限控制

典型硬件

（1）产品组成

HMI 触摸屏，主路进线采集监测模块，支路电参量采集模块，无源开关状态采集模块，测温

传感器，电流互感器，以及霍尔传感器

（2）支持回路数192 路

（3）对比

主模块可输出 24V 电源给一个触摸屏和三个分模块供电，大多数方案下可省一个开关电源

触摸屏可选尺寸丰富，可展示中英文界面

（4）功能模块介绍

交流

主模块 AMC100-ZA：

检测 A+B 独立 2 路三相进线的母线电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电

能、无功电能、零序电流、零地电压+2-63 次谐波+8DI4DO+1 路温湿度+2 路漏电。2 路上行485（分别接动环和触摸屏），1 路下行 485（接分路模块）。

分回路电参量及开关量一体模块 AMC100-FAK48、AMC100-FAK30：

检测 A+B 独立各 24/15 路出线的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能、+2-31 次谐波。每边各 24/15 路单相（8/5 路三相）。每边各 24/15 路有源节点。

（出线电压）。

分回路开关量模块 AMC100-KD48、AMC100-KD30：

干接点，监测 A+B 共 48/30 分路的开关量状态、1 路 RS485 通讯。

分回路电参量模块 AMC100-FA48、AMC100-FA30：

检测 A+B 各 24/15 路出线的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能、+2-31 次谐波。每边各 24/15 路单相（8/5 路三相）。

分回路测温模块 AMC100-FT48、AMC100-FT30：

检测 A+B 独立 2 路出线各 24/15 回路的温度，配套 NTC 温度传感器使用。

直流主模块 AMC100-ZD：

检测 A+B 独立 2 路出线的电压、电流、有功功率、无功功率+8DI4DO+1 路温湿度。2 路上行485（分别接动环和触摸屏），1 路下行 485（接分路模块）。

分回路电参量及开关量一体模块 AMC100-FDK48、AMC100-FDK30：

检测 A+B 独立各 24/15 路出线的电压、电流、有功功率、无功功率。每边各 24/15 路有源节点。（出线电压）。

分回路开关量模块 AMC100-KD48、AMC100-KD30：

干接点，监测 A+B 共 48/30 分路的开关量状态、1 路 RS485 通讯。

分回路电参量模块 AMC100-FD48、AMC100-FD30：

检测 A+B 独立 2 路各 24/15 出线的电压、电流、有功功率、无功功率。

分回路测温模块 AMC100-FT48、AMC100-FT30：

检测 A+B 独立 2 路出线各 24/15 回路的温度，配套 NTC 温度传感器使用。

1.4 智能小母线篇

（1）产品组成

始端箱检测模块、插接箱检测模块、显示单元、转接头、HMI 触摸屏

（2）支持点位

推荐接入 50 台以内的插接箱和始端箱。

（3）对比

可选有线和无线两种方案

多种安装方式

触摸屏界面可二次开发

（4）功能模块介绍

有线始端箱检测模块 AMB100-A-P1：

三相交流回路的全电量测量、2-63 次谐波测量、1 路漏电流、8 路温度、1 路湿度、需

量、中性线电流、2 路开关量输入、2 路开关量输出，1 路 RS485 通讯，独立辅助电源供电

有线插接箱检测模块 AMB110-A-P1：

三相交流回路的全电量测量、2-63 次谐波测量、1 路漏电流、4 路温度、1 路湿度、需

量、中性线电流、2 路开关量输入、2 路开关量输出，1 路 RS485 通讯，独立辅助电源供电

无线始端箱检测模块 AMB100-A/W-P1：

三相交流回路的全电量测量、2-63 次谐波测量、1 路漏电流、8 路温度、1 路湿度、需

量、中性线电流、2 路开关量输入、2 路开关量输出，1 路 LoRa 无线通讯，独立辅助电源供

电

无线插接箱检测模块 AMB110-A/W-P1：

三相交流回路的全电量测量、2-63 次谐波测量、1 路漏电流、4 路温度、1 路湿度、需

量、中性线电流、2 路开关量输入、2 路开关量输出，1 路 LoRa 无线通讯，独立辅助电源供

电

1.5 母线测温推广篇（1）

（1）产品组成

接触式连接器接头测温模块、无线接收器、HMI 触摸屏

（2）点位 160

（3）对比

可选有线和无线两种方案

触摸屏界面可二次开发

（4）功能模块介绍

接触式连接器接头测温模块 AMB200:

测量单个母线槽接头连接器 4 路 A\B\C\N 母排温度，测量一路湿度。1 路 RS485 通讯。

接触式连接器接头测温模块 AMB200-LR:

测量单个母线槽接头连接器 4 路 A\B\C\N 母排温度，测量一路湿度。1 路 LoRa 无线通讯

1.6 母线测温推广篇（2）

（1）产品组成

红外接头测温模块、红外采集器、HMI 触摸屏

（2）支持点位 320

（3）对比

红外测温，测温模块不与铜排直接接触，安全可靠；

二总线连接，既取电又通讯，无须另外拉供电线。

可通过一键编制功能，自动设置设备地址。

（4）功能模块介绍

红外接头测温模块 AMB300-Z：

一个广视角红外探头，测量母线槽单个连接器处的整体母排温度情况；

红外接头测温模块 AMB300-Z-T：

一个广视角红外探头，测量母线槽单个连接器处的整体母排温度情况+1 路 NTC 外壳测温；

红外接头测温模块 AMB300-Z-TH：

一个广视角红外探头，测量母线槽单个连接器处的整体母排温度情况+1 路 NTC 外壳测温+

测量连接器处的湿度情况；

1.7 铁塔基站产品

（1）产品型号

（2）功能介绍

DTSD1352-4S 系列导轨式多回路电力仪表:

4 路三相或 12 路单相回路全电参量测量，电流互感器外置；

监测各相电压/电流、零序电流、频率；

监测各相功率、总功率（有功、无功、视在）；

监测各相功率因数、总功率因数；

监测电压/电流相角、电压/电流不平衡度；

监测电压、电流总谐波及 2-31 分次谐波；

当月和上月的电压、电流、功率极值记录；

电流、功率需量和实时电流、实时功率需量；

200 条事件记录，记录 DIDO 的动作情况；

支持过压、过流、断相、DI 联动等报警输出；

4 时区 14 时段的费率设置；

四象限电能，12 个月复费率电能统计；

31 天四象限和复费率电能冻结，正反向电能计量；

四路无源开关量输入、两路有源开关量输入、一路开关量输出、RS485 通讯；

两路无源开关量输入、两路开关量输出、RS485 通讯；

注：四路无源开关量输入、两路有源开关量输入、一路开关量输出与四路无源开关量输

入、两路有源开关量输入、一路开关量输出只能 2 选 1。

AMC16-DETT 基站直流电能计量仪表:

监测设备系统时间、总电压、输出总电流、总功率、总电能、各分路电压、各分路电流、各

分路功率、各分路电能；LED 指示灯显示；RS485 通讯；

额定电压下，计量模块的负载电流值在不超过电流 1%时， 模块启动潜动电流；

当计量模块的电流线路中无电流，电压线路上施加额定电压值的 85%～125%时，模块计算器不应有 1 个以上的数字变化；

直流电压输出过低告警、直流电压输出过高告警、一次下电告警、模块失压告警、计量支路

错误告警、内部程序错误告警、时钟错误告警、存储器故障告警、交流输入停电告警；

支持广播校时，可通过 RS485 通信接口对计量模块进行远程校时。

（3）对比

产品的定制化程度高，能满足客户需求。

产品的检测回路多，相对于多个仪表监测具有较大成本优势。

产品的协议满足铁塔公司 YD/T1363 协议的同时还能满足常规 modbus-RTU 协议

2.1 精密列头柜监控产品选型

AMC16Z 有哪几种典型配置方案

交流一进一出

直流两进两出

智能网关、物联网电表、多回路电表、充电桩、智慧照明等

AWT100数据转换模块通过RS485/Modbus-RTU采集本地设备的状态信息，然后通过无线或有线传输的方式将信息传送至终端设备、服务器、云平台等，实现无线互联。用户不需要重新架设通讯网络结构，用户使用更加方便，同时降低了成本。

      通讯方式：2G、4G、NB-IoT、LoRa、LoRaWAN、WIFI、CE、DP、GPS

      优点：

体积小巧，安装方便

远程调试（带无线通讯）

成本低廉，价格实惠

                      支持秒级上传

双碳背景下，企业用能的电能替代将是长期趋势，因此企业内部将新增大量用电设备，提高这些设备的能效水平将降低总的电能消耗，助力双碳目标早日实现。

   需要多种通讯方式的电能计量仪表，支持嵌入式、导轨式安装，RS485、Lora、4G等数据上传模式，可实现免布线、免停电施工。

   电能计量表计安装在主要配电节点、重点用能设备等处，实时采集用电数据，监控配电系统的运行，并对用电数据进行逐时、逐日、逐月分析，并结合国家、行业标准，统计企业整体碳排放，为碳中和提供基础数据服务。

DD(T)SY预付费系列仪表:预付费系列仪表针对校园商业区（食堂、超市等）用电、试验科研项目用电、宿舍用电可实现预充金额，欠费报警及跳闸、违规电气监控、作息时间用电管理、批量补助下发等功能。方便后勤人员管理，保证用电安全。

物联网水表

智能远传水表可用电子直读式，具有高清晰液晶显示，直接读取和通信发送。该水表的特点包括：高灵敏度，始动流量小，计量精度高，具备误差自动修正功能；通讯方式：可通过MODBUS-RTU通讯接口进行通信，管理者可对水表各参数进行设置或修改，也可抄回表内的信息以便供管理部门进行统计、监测；断电后数据可保存10年以上；扩展功能：可根据需要扩展远程控制阀门开关功能；耐高温：可在120℃下长期工作，水解稳定；抗腐蚀：抗酸碱腐蚀性强不易被腐蚀，阻燃性能好，环保：水资源免遭二次污染。

电气火灾探测器ARCM300

当电线由于机械损伤、年久失修而导致绝缘层老化破损、负荷大而发热使得绝缘层老化失效等原因，使得绝缘性能下降，导致电线与大地之间有不正常的电流通过，这种现象就是漏电，也称为“剩余电流"。泄漏电流流入接地点处形成发热现象，当流入接地点周围有易燃物时，经长期高温累积作用便会产生燃烧现象从而引发火灾。

ARCM系列电气火灾探测器可对配电回路的剩余电流、导线温度等火灾危险参数实施监控和管理，集成度高，体积小巧，安装方便，防范因泄漏电流而导致的电气火灾。

限流式保护器ASCP200

当低压配电回路发生短路故障时，ASCP200电气防火限流式保护器能在150微秒内快速限制短路电流以实现灭弧保护，从而能显著减少电气火灾事故，有效克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，以及使用寿命短等弊端。

无线测温

ARTM系列电气接点在线测温装置

ARTM系列电气接点在线测温装置适用于高低压开关柜内电缆接头、断路器触头、刀闸开关、高压电缆中间头、干式变压器、低压大电流等设备的温度监测，防止在运行过程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接触电阻过大而发热成为安全隐患，提高设备安全保障，及时、持续、准确反映设备运行状态，降低设备事故率。

智能照明

Acrel-Bus智能照明控制系统可实现照明灯具的远程集中控制、就近控制功能，并且可以和其他设备进行联动控制，具有如下功能特点：

节约能源

智能化控制

减少维护费用

营造舒适的工作环境

延长灯具寿命