數據中心供電系統及其可用性

 

數據中心供電系統是數據中心基礎設施中最重要的子系統，所有的 IT設備以及基礎設施中的制冷、管理、安全等子系統都在供電系統的支持下運行。保證連續不間斷的電力供應已經成為現代數據中心供電系統必不可少的功能。

 

1、備用電源

 

為了保證數據中心供電可靠，在重要的數據中心都設置了雙電網供電系統，其中一路市電正常時由其給負載供電，另一路市電作為交流備用電源。此外發電機組也作為交流備用電源。而當兩路市電和發電機全部停止供電時，蓄電池也可作為直流電源給負載供電。

 

2、電源轉換設備

 

供電系統中的電源轉換設備包含自動轉換開關、UPS不間斷電源以及靜態旁路開關。

 

3、配電設備

 

供電系統中的配電設備主要包括交流輸入配電、UPS輸入配電、負載機架排配電（列頭柜）以及機架配電等。無論是對政府部門、教育機構、還是企業，數據中心供電系統的可靠穩定運行都非常重要，數據中心供電系統故障會造成數據中心的服務器、交換機等設備斷電，進而引起企業數據中心信息資料的丟失和數據業務的中斷并帶來重大的經濟損失。

 

大型數據中心計劃使用電池替代柴油發電機

 

當谷歌數據中心受到停電影響時，需要在幾秒鐘內迅速啟動百萬瓦級別的備用電源。雖然這種情況極少發生，但數據中心迅速響應的過程仍然是一項艱巨的挑戰。當前行業內通常使用柴油發電機來應對這樣的緊急情況，不過一種新型的電池解決方案正在研究之中，能夠保證在停電的情況下，數據中心的互聯網依然能正常運行，更具清潔性。

 

近期，谷歌將在比利時的超大數據中心安裝首個基于電池的電力系統，來替代傳統的發電機。如果數據中心發生電源中斷，該系統將能夠繼續保證用戶的搜索、電子郵件和視頻等數據的正常傳輸，并且也不會因燃燒柴油而造成污染。

 

更重要的是，當Google數據中心不需要緊急電源時，柴油發電機在一年中的大部分時間會處于閑置狀態，所以電池組存在會更有意義。即使電池組不被使用，也將成為數據中心的資產并能夠增強電網的延展性。

 

當前在全球范圍內，幾乎整個數據中心行業都在使用超過20GW的備用柴油發電機，這為數據中心部署清潔能源的解決方案提供了巨大的機會。未來谷歌希望數據中心的備電系統不僅能夠減少氣候變化的影響，還成為無碳能源系統中的關鍵組件。而谷歌在比利時的項目是邁出的這個宏偉愿景的第一步。

 

數據中心如何成為無碳電網的起始點

 

當前風能和太陽能發電在全球迅速發展，但是天氣的變化（如晴天和狂風）并不能與供電社區的需求保持一致。為了解決這個問題，數據中心的大型電池組能夠在可再生能源（如風能和太陽能）充足的時候儲備能源，并在需要的時候將其放電。大型電池組還可以幫助平衡電網上的其他的用電變化情況，從而實現節約成本和高效的運行。谷歌將與比利時本地能源傳輸系統運營商ELIA合作，希望能將這個項目作為數據中心與無碳電網結合的標桿。

 

Google數據中心需要7x24小時運營；但數據中心可能偶爾會受斷電影響；柴油發電機能存儲電力但也會產生碳排放；所以我們開始用鋰電池替換發電機；電池能夠提供清潔的備電方案；電池有一個額外的優勢，當每天Google數據中心不需要備用電的時候，電池能夠幫助實時管理電網能源波動。

 

實際上谷歌選擇比利時作為項目所在地，是因為當地團隊已經持續跟蹤新能源理念，這邊也是Google全球第一個完全不使用機械冷水機運行的設施，被歐盟委員會評為能效最高的設施。這里安置了超過10,000個太陽能電池板，也是谷歌集成了最大的可再生能源裝置的地方。