发电企业数据中心新技术研究与应用

摘 要 通过对国内国际数据中心建设方面的新技术、新设计理念以及建设经验的梳理，对国内大型能源行业数据中心建设新技术应用分析，结合发电企业业务需求及现场实际条件开展技术经济分析，通过安全、绿色、智能、高可用的云数据中心建设，把计算单元、存储器、I/O设备、带宽等IT基础设施及操作系统、数据库、中间件、开发平台集中成一个虚拟化资源池，为发电企业一体化平台建设提供易扩展及管理企业私有云服务。

【关键词】发电企业 数据中心 新技术

随着业务的发展，数据中心的问题与日俱增，数据中心管理者所面临的压力和挑战也越来越大，企业业务的不断调整和改变让数据中心总体架构面临极大的压力，有限的物理空间让数据中心扩张性和灵活性有所限制，虚拟化的欠缺让数据中心资源调配能力有限，复杂多变的环境让数据中心管理效率低下，高居不下的耗电量让数据中心能源成本迅速上升，数据中心的建设无法满足业务发展的需求，这些都要求数据中心管理者通过有限的预算使数据中心运行更加高效、可靠。

1 绿色数据中心

在低碳的潮流下，数据中心也会在相关的领域有所作为。数据中心可以采用新能源如：太阳能，风能等；或采用热回收装置，产生热水，作为生活，洗澡，游泳池等用途，降低整个系统的碳消耗；在高纬度地区建设数据中心或使用双冷源空调机组，充分利用自然冷源来降低机房空调能源消耗；使用下一代低能耗服务器、使用虚拟化技术提升设备利用率等方式降低设备消耗、空调能耗及机房空间占用。

1.1 自动空调室外机喷淋装置

安装自动喷淋降温装置，包括储水箱、增压机构、控制阀和雾化喷头，通过在冷凝器的翅片下方安装雾化喷头，实现对空调室外机定期清洁。

1.2 电厂除盐水利用

本数据中心建设在化学水车间楼上，建设专用引水管道，将除盐水引到各空调加湿设备及专用湿膜加湿器，防止管道及加湿罐结垢，减少相关设备更换频率及维护次数，提高加湿效率。

1.3 湿膜加湿

湿膜加湿器原理是将洁净水通过供水管路送至加湿器顶部淋水器，水在重力作用下，沿湿膜表面向下渗透被吸水性极佳的湿膜材料充分吸收，形成均匀的水膜，当干燥的空气通过湿膜材料时，水分子充分吸收空气中的热量而汽化，蒸l，从而使空气的湿度增加，形成湿润的空气。在加湿过程中，空气的湿度增加，温度下降，但空气的焓值保持不变耗电远远低于传统的电极和远红外加湿。

1.4 采取封闭冷通道方式

制冷系统可以设置为更高的送风温度（因此能够节能和增加制冷容量）而仍然可满足IT负载的安全运行温度。不采用气流遏制系统的房间级制冷系统所设置的送风温度则要比IT设备所要求的温度低得多，以防止局部过热点的产生。产生局部过热点的原因是在冷风离开制冷设备到达IT机柜前的过程中，热量被带入冷风引起温升。采用气流遏制系统允许提高冷风的送风温度，以及到达制冷装置的回风温度尽可能的高。较高的回风为温度有助于提升冷却盘管的热交换，从而提高制冷容量和整体的能效。

1.5 LED智能照明

只需要极低的能源，传感器连接着LED的灯具，通过检测数据中心的人在途径的路程，可以进行细微的调光控制，灯光可以平稳的过度，使数据中心的工作人员获得最佳的舒适度。

2 模块化数据中心

模块化数据中心一个非常有竞争力的方向是集装箱数据中心。集装箱数据中心在国外已经大规模部署，如Ggoole，Microsoft等均已部署了集装箱数据中心。集装箱数据中心作为一种典型的模块化数据中心，其既有模块化数据中心的优势，又具有快速部署、工厂组装、运输方便、低成本、搬运方便等特点。

2.1 模块化机房

数据中心使用的所有设备采用模块化设计是新一代数据中心的发展趋势，包括服务器、存储设备、网络设备、UPS系统和空调系统，这些设备、便于维护、可重复配置、部署迅速、便于容量扩展、采购周期短等。

2.2 模块化行间智能UPS

模块化UPS包括整流器、逆变器，有些还包括静态旁路开关及附属的控制电路、CPU主控板等。模块化的最大优点是能够提高系统的可靠性和可用性，任何一个模块出现故障并不会影响其他模块的正常工作，而且可通过热插拔特性缩短系统的安装和修复时间，还可以随时根据需要进行动态扩展，有效保护用户投资。设置在行间有效缩短布线距离，智能化供电可随时掌控各机柜电流电压用电负荷。

2.3 行间空调

也叫列间空调，是放在服务器机柜列间，靠近热源直接散热的设备；因为靠近热源，空调的回风温度高，使得其能效比非常好。

3 云计算数据中心

虚拟化技术近年来在数据中心已经得到了广泛的应用，虚拟化提高了设备的利用率，降低了用户的投资成本和能耗。虚拟化技术已经从服务器扩展到了网络设备和存储设备。虚拟化技术发展的重点将更多地集中在如何提供必需的智能和弹性以提高虚拟数据中心的效率和灵活性。

3.1 服务器虚拟化

数据中心虚拟化通过实现业务平台和IT硬件资源的解耦，通过在一台物理机上运行多个虚拟机和应用，改变一个应用独占一台服务器的低效业务烟囱模式。企业实施IT基础架构虚拟化可以大幅提升IT资源利用率、实现资源动态分配和缩短业务时间，可以帮助企业从容应对市场的快速变化。

3.2 统一数据库平台

统一数据库、云数据库是建设云数据中心基础，通过一体化平台建设，开展统一数据库建设，确保一体化平台数据库统一的同时逐步将其他业务系统（比如ERP、档案）数据库进行整合。硬件构架上可以使用ORACLE数据库一体机（四分之一配置），也可以使用X86服务器构建高可用数据库平台。

3.3 备份容灾中心

采用支持异构环境的主流企业级备份软件构建发电企业统一备份平台，容灾中心部署同步盘阵、虚拟化服务器平台，实现应急情况下核心应用系统容灾及监管中心等就地数据查询和报表分析。

3.4 网络核心虚拟化

数据中心部署两台支持网络虚拟化的核心交换机及对应的接入交换机，建设万兆骨干、千兆接入、全冗余网络构架；同时为配合服务器虚拟化建设，为服务器虚拟化配置支持万兆的接入交换机，避免网络成为系统运行瓶颈。

3.5 下一代安全防护

数据中心部署具备“基于用户防护”、“面向应用安全”、“高效转发平台”、“多层级冗余架构”、“全方位可视化”、“安全技术融合”六大功能下一代安全防护体系，利用下一代安全防护进行安全域隔离，通过策略阻止网络及应用层面攻击行为，确保系统安全。同时在数据中心出口部署支持防Ddos攻击的应用级负载均衡设备。在互联网出口部署下一代安全防护（含病毒防护、入侵检测、行为分析等功能）及专业WAF、上网行为管理设备。

4 智能监控、无人值守数据中心

相比传统的企业IT领域，以互联网应用为核心的消费IT，可视化管理在数据中心管理领域还处于较浅的应用层次。与数据中心可视化管理相关的三维建模、图形数据库、虚拟现实等技术已经在消费IT领域得到验证。通过完备的可视化管理手段及数据中心全冗余构架设计，使运维人员可实时监控数据中心运行情况，开展远程运维操作、故障迁移，实现无人值守，全员值班。

可视化远程管理：数据中心管理系统的主要组成部分，数据中心可化管理覆盖了从物理机房、基础设施、资源平台、业务应用和管理的各层管理对象，整合了静态的描述信息和动态的运行信息，从不同维度、不同层次反映数据中心的实时运行情况和历史发展趋势。结合消防报警、安防监控系统之间的联动控制，提高数据中心运行可靠性、稳定性及智能化管理水平。

5 结论

通过对国内国际数据中心建设方面的新技术、新设计理念以及建设经验的梳理，对国内大型能源行业数据中心建设新技术应用分析，指导发电企业数据中心设计工作，在提升机房运行可靠性的同时，大大降低机房能源消耗，降低PUE值；同时借助网络虚拟化、服务器虚拟化、存储虚拟化、数据库统一化及管控智能化、安全规范化，大大提升网络及服务器资源运行效率，减少服务器等硬件设备购置、维修投入及机房空间、空调、电源占用。从而树立绿色环保、智能领先的良好企业形象。

参考文献

[1]蔡沛霖，夏传鲲.浅谈电力企业绿色数据中心建设[J].才智，2011（18）.

[2]林楠，绿色数据中心的发展趋势及建设[M].中国电机工程学会电力行业信息化年会，2012.