大型数据中心基础设施规划的思考与体会

大型数据中心基础设施规划的思考与体会

张琦

深圳绿色云图科技有限公司广东深圳518057

摘要：现如今，我国的互联网业务发展迅速，技术日臻成熟，大型数据中心的建设已经成为当代互联网发展的标志，它的规模以及容量远超过去，打破传统的新建，扩建数据中心的规模，增加其容量，从而建设成大型数据中心。较以往的单一数据机房所不同，大型数据中心的建设需要考虑诸多问题，比如投资成本、运营成本、外电引入、配套建设、节能等，在建设的初期就应当思虑周全，以免为日后的基础建设、维修检测以及业务发展埋下隐患。

关键词：大型数据中心；基础建设；节能减排

引言

随着我国的互联网业务的飞速发展，大型数据中心的建设已经成为当代社会发展的主流，技术日渐成熟，单一数据机房随时代发展将逐渐淘汰。我国的大型数据中心已经被国内各大运营商以及互联网公司建立，这就对基础设施的建设提出更高的要求，规划的制定也要更加全面，本文现就项目选址、征地规模、建设面积和配电结构等方面进行讨论。

一、数据中心的概念

数据中心通常是指在一个物理空间内实现信息的集中处理、存储、传输、交换、管理，而计算机设备、服务器设备、网络设备、存储设备等通常认为是网络核心机房的关键设备。随着时代的发展，我国提倡节能减排，绿色数据中心成为大型数据中心的终极发展目标，主要以是否节能为衡量指标的PUE值来评价数据中心能源利用效率，其值表示数据中心消耗的能源总和与IT负载消耗的能源总和之比，只要PUE指标越小，表示该数据中心设备配套越节能，国外一些大型运行商，如谷歌大型数据中心能达到PUE在1.2以下，国内较好的大型公司也仅能达到1.6以下。

然而PUE指标仅仅能反应该数据中心是否节能，对于其他的因素并没有纳入考虑，对于是否实现了我国的绿色数据中心的发展目标，还需要考虑投资成本、运营成本、外电引入、配套建设等方面，确保实现各个指标上的综合平衡，绿色数据中心以最经济的投入和最少的运营成本占领市场，同时具有高可靠性、合理性和节能环保等优良特点。

大型数据中心的建设需要考虑诸多因素，在规划前期需重点考虑项目选址、建设规模设置、投资成本、后期维护等方面，这些在建设的初期就应当考虑全面，综合平衡各种因素，以免为日后的基础建设、维修检测以及业务发展埋下隐患。

二、项目选址

大型数据中心的选址与以往传统的单一的数据中心所不同，其选址要求没有大型数据中心多，仅仅对周边电力电容是否满足要求、管道路由是否便利、价格是否合理经济三个方面考虑。然而大型数据中心却复杂得多，其选址需要考虑诸多因素，以下就区域位置、征地价格、电力价格、征地规模进行讨论。

2.1征地区域位置

征地区域位置的传统基本要求有：交通是否便利、外部引线是否方便、城郊结合部，为了实现绿色数据中心，达到更低的PUE标准，征地位置应当充分利用自然冷源，使得室内外的冷热源得到充分的利用，满足寻求自然环境条件较好的位置，对于部分大型的数据中心，可能会采用空调水冷系统，因此征地位置附近有自然湖泊也对数据中心的选址有利。

2.2征地价格

对于数据中心的征地，先需要了解当地政府产业规划、积极利用地方政府的优惠政策以达到降低地价成本的目的。各个省份以及各个区域的低价不尽相同，所以对于征地价格不能达到统一，但可以从总的几个方面进行考虑择选，地块的价格主要受用地性质所影响，一般选用工业用地比较合适，其价格也较为便宜，还可以选择在城郊结合部的地区，在符合当地政府的产业规划的条件下，共同达到征地价格的经济化。

2.3征地规模

数据中心的征地规模与项目的建设规模密不可分，业务发展所需要的机房面积又确定了建设规模的大小，然而其建设规模的预测具有不确定性，因为一所数据中心的建成从初步设计规划到完全投入使用时间长度较长，并且建设过程不是一次性就完成的，是分成了各个阶段，逐次建设完善的。如果征地规模过大，而日后在建设发展中，并没有将征地面积得到充分的利用，这就会使得土地资源被浪费，将会面对国土资源部门的罚款甚至没收，而如果征地规模较小，将会限制数据中心的建设，从而会影响到互联网业务的发展，并且选址切忌过于分散，会使系统分散不便于管理。

除了需要提高业务预测的准确性以外，还可以根据电力的引入来确定不同的征地规模大小，我国的电压大小分为几个不同的等级，根据不同的等级有不同的供电容量，从而可以对所需要的电容量进行估算，从而反推所需的征地规模。对于采用单路高压引入的数据中心，其不同电压等级对应的数据中心征地规模和建设规模建议如下表所示：

2.4电力价格

一所数据中心的耗电量十分巨大，对于一万平方米的通信机房一年的耗电量估算下来，年电费成本会达到几千万元以上，如果电价相对便宜一点，会节约不少的成本，从而更倾向于选择电力输入省，避免选择电力输出省。

下图为江苏省的电价统计表，供电电压等级越高，单价越相对便宜，而不同种类的用电的电价也是不相同的，对于江苏省，可以选用大工业用电和35KV的电压等级来计量。可以从多个方面对电价实现最低化，比如还可以争取地方政府的支持，切实降低电价。

表一不同电压等级对应的可提供最大电容、建设面积和征地规模表

三、大楼配电建设模式

3.1油机配置

油机房一般与主机房分开设置，不宜设置在一层大楼配电房内，这样会浪费配电房的面积位置，而且会造成散热排风困难，对于35KV或者110KV引入的数据中心，适合使用高压油机，高压发电机组与低压发电机组的主要区别是电压不同，一般低压发电机是指现市场上通用的230V/400V的发电机组。高压柴油发电机电机部份是根据客户的要求定做的，一般是10KV，10.5KV。

3.2变压器配置

选择变压器前就应该搜集各处资料，预算数据中心的所有设备负荷大小以及性质情况，根据相关情况对负荷进行估算，一般变压器配置的原则为接近负荷中心、小容量、多布点。设置时可以将采取低投资、减小设备面积的原则纳入考虑范围，如果实际楼层的机房面积较大，可以选择将10KV/0.4KV的降压变压器直接安装在楼层内，减小变压器输出，直至楼层低压线缆损耗。

3.3低压配电系统

低压配电系统是根据相关用户的要求，在遵从配电系统的标准规范的基础上，进行二次开发的一套智能配电系统。低压配电系统具有多项优点，如专业性强、自动化程度高、方便使用、高可靠性以及合理性。为满足合理调配负荷的需求，如今可以由成熟的遥测和遥控技术实现，同时该系统能够有效节约电能，是为我国实现绿色数据中心，降低PUE指标的必选系统。

3.4外市电引入

数据中心采用10KV外线引入，可以将高压部分直接放到一层配电房，对于高压部分，建议在场地中心设置单独的电力配置中心，将35KV/110KV的高压部分转变为10KV的电压等级，再由10KV的配电线配送至各个数据机房满足供电需求。

四、总结

建设出一个好的数据中心，必须做好提前的规划工作，综合思考应当考虑项目选址、征地规模、建设面积和配电结构四个方面，协调好各个部分之间的关系，不能片面的策划某一个或某些方面，每一个环节都应当思虑周全，切合落实各个项目，在不断减小预测误差和提高准确性的基础上，制定出基础建设的最佳方案，实现方案措施的最优化，为建设绿色数据中心做足充分的准备，使得大型数据中心基础设施规划更加完善，以满足各大运营商的相关要求。

参考文献：

[1]唐为民，王澄，王蓓蓓.大型数据中心基础设施规划的思考与体会[J].通信电源技术，2013-01-25.

[2]李兴林，李英华.大型数据中心电源及UPS配电系统设计[J].建筑电气，2010-07-25.

[3]潘宗霞.一种大型数据中心基础设施综合管理系统的设计与实现[J].机电工程技术，2014-07-20.