數(shù)據(jù)中心能效國家標準發(fā)布 詳解能耗構(gòu)成及其指標

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[導讀]國家標準《數(shù)據(jù)中心 資源利用 第3部分：電能能效要求和測量方法》正式發(fā)布。數(shù)據(jù)中心的能效構(gòu)成和指標是怎樣的？數(shù)據(jù)中心主要節(jié)能措施有哪些？本文將為大家一一分享。

2016年9月20日，國家標準《數(shù)據(jù)中心 資源利用 第3部分：電能能效要求和測量方法》正式發(fā)布。標準號為GB/T 32910.3-2016。該標準是在國家標準化管理委員會和工業(yè)和信息化部的共同指導下，由全國信標委信息技術(shù)與可持續(xù)發(fā)展分技術(shù)委員會具體歸口管理，由中國電子技術(shù)標準化研究院牽頭，在國家機關(guān)事務(wù)管理局、國家能源局、清華大學、武漢大學、國家發(fā)改委能源研究所、國家電網(wǎng)信息通信分公司、中國移動、浪潮、華為、科計通等幾十家單位和部門歷時3年的編制驗證最終制定完成。

該標準對電能使用效率（EEUE）的測量、計算方法進行了統(tǒng)一的規(guī)定，明確提出我國數(shù)據(jù)中心電能能效要求，將數(shù)據(jù)中心按其電能使用效率值的大小分為節(jié)能、較節(jié)能、合格、較耗能、高耗能共5級。同時，此標準中在充分結(jié)合我國國情的基礎(chǔ)上，為補償系統(tǒng)差異考慮數(shù)據(jù)中心采用制冷技術(shù)、使用負荷率、安全等級、所處地域不同產(chǎn)生的差異而制定了能耗效率值調(diào)整模型。通過該調(diào)整模型可以實現(xiàn)進行不同數(shù)據(jù)中心的比較，從而形成全國范圍內(nèi)數(shù)據(jù)中心能效的統(tǒng)一比對標準。此次制定的調(diào)整模型不僅在國內(nèi)處于領(lǐng)先，在國際上也具有原創(chuàng)性。

該標準的發(fā)布為推動我國數(shù)據(jù)中心行業(yè)的綠色健康發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

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數(shù)據(jù)中心的能耗構(gòu)成和指標是怎樣的？數(shù)據(jù)中心主要節(jié)能措施有哪些？本文將為大家一一分享。

數(shù)據(jù)中心能耗構(gòu)成

數(shù)據(jù)中心能耗主要來源于IT 設(shè)備、照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等。關(guān)于數(shù)據(jù)中心能耗構(gòu)成的比例，國內(nèi)外很多企業(yè)和學者都做了大量的調(diào)查與研究，雖然研究結(jié)果中各部分占比不盡相同，但能耗構(gòu)成因素及排序基本相同。如圖1所示。

1.IT 設(shè)備：由服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等所構(gòu)成的IT 設(shè)備系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗約占數(shù)據(jù)中心總功耗的約45%。其中服務(wù)器系統(tǒng)約占50% 左右，存儲系統(tǒng)約占35%，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備約占15%。

2. 空調(diào)系統(tǒng)：由它所產(chǎn)生的功耗約占數(shù)據(jù)中心總功耗的40% 左右。空調(diào)系統(tǒng)已成為數(shù)據(jù)中心最大的能耗來源之一，常常被認為是當前數(shù)據(jù)中心提高能源效率的重點環(huán)節(jié)。

3. 電源系統(tǒng)：由輸入變壓器和ATS 開關(guān)所組成的UPS 輸入供電系統(tǒng)，以及由UPS 及其相應(yīng)的輸入和輸出配電柜所組成的UPS 供電系統(tǒng)，它們的功耗約占數(shù)據(jù)中心總功耗的10%左右。其中約7% 來源于UPS 供電系統(tǒng)，3% 左右來源于UPS輸入供電系統(tǒng)。

4. 照明系統(tǒng)：數(shù)據(jù)中心照明系統(tǒng)約占數(shù)據(jù)中心機房總功耗的3% 左右。

數(shù)據(jù)中心能耗指標

1.PUE

PUE（Power Usage Effectiveness，電能利用效率）是國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心普遍接受和采用的一種衡量數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施能效的綜合指標，由Christian Belady 于2006 年提出，其計算公式為：

PUE = PTotal / PIT

其中，PTotal 為數(shù)據(jù)中心總耗電，PIT 為數(shù)據(jù)中心中IT設(shè)備耗電。

PUE 的實際含義，指的是計算在提供給數(shù)據(jù)中心的總電能中，有多少電能是真正應(yīng)用到IT 設(shè)備上。數(shù)據(jù)中心機房的PUE 值越大，則表示制冷和供電等數(shù)據(jù)中心配套基礎(chǔ)設(shè)施所消耗的電能越大。PUE 定義簡單、易于操作，是目前業(yè)界接受程度最高、使用最廣的數(shù)據(jù)中心整體能效評估指標，也是最符合“能源效率”通用定義的指標。

國外先進的數(shù)據(jù)中心機房PUE 值通常小于1.6，而我國的大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的PUE 值大于2.0，平均值則在2.5 以上，這意味著IT 設(shè)備每耗1 度電，就有多達1.5 度的電被非IT 設(shè)備消耗掉了。

2.pPUE

pPUE(Partial PUE，局部PUE) 是數(shù)據(jù)中心PUE 概念的延伸，用于對數(shù)據(jù)中心的局部區(qū)域或設(shè)備的能效進行評估和分析。在采用pPUE 指標進行數(shù)據(jù)中心能效評測時，首先根據(jù)需要從數(shù)據(jù)中心中劃分出不同的分區(qū)( 也稱為Zone)。其計算公式為：

pPUE1= (N1+I1) / I1

其中，N1+I1 為1 區(qū)的總能耗，I1 為1 區(qū)的IT 設(shè)備能耗。

局部PUE 用于反映數(shù)據(jù)中心的部分設(shè)備或區(qū)域的能效情況，其數(shù)值可能大于或小于整體PUE，要提高整個數(shù)據(jù)中心的能源效率，一般要首先提升pPUE 值較大的部分設(shè)備或區(qū)域的能效。

3.CLF/PLF

制冷/ 供電負載系數(shù)分別是CLF（Cooling Load Factor，制冷負載系數(shù)）和PLF（Power Load Factor，供電負載系數(shù)）。CLF 定義為數(shù)據(jù)中心中制冷設(shè)備耗電與IT 設(shè)備耗電的比值；PLF 定義為數(shù)據(jù)中心中供配電系統(tǒng)耗電與IT 設(shè)備耗電的比值。

CLF 和PLF 可以看做PUE 的補充和深化，通過分別計算這兩個指標，可以進一步深入分析制冷系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的能源效率。

4.RER

RER（Renewable Energy Ratio，可再生能源利用率）用于衡量數(shù)據(jù)中心利用可再生能源的情況，以促進太陽能、風能、水能等可再生，無碳排放或極少碳排放的能源利用。

一般情況下，RER 是指在自然界中可以循環(huán)再生的能源，主要包括太陽能、風能、水能、生物質(zhì)能、地熱能和海洋能等。

數(shù)據(jù)中心主要節(jié)能措施

根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究，數(shù)據(jù)中心節(jié)能涉及到建筑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、IT 設(shè)備系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等多個方面，表1 就羅列了目前常用的數(shù)據(jù)中心節(jié)能措施與可能的節(jié)能效果。

文章編輯：CobiNet(寧波)  
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