眾所周知，電力是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)中心的正常運(yùn)轉(zhuǎn)離不開電力的支持，無論是服務(wù)器的運(yùn)行，還是數(shù)據(jù)中心的制冷為了確保數(shù)據(jù)中心所需電能的供應(yīng)和分配，供配電系統(tǒng)出現(xiàn)了。

隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的規(guī)模越來越大，系統(tǒng)越來越復(fù)雜，關(guān)聯(lián)度越發(fā)緊密，數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)主要面臨以下常見的故障場(chǎng)景。

一個(gè)完善的機(jī)房供配電系統(tǒng)是保證機(jī)房服務(wù)設(shè)備、關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、場(chǎng)地設(shè)備、輔助設(shè)備用電安全和可靠的基本條件。不同機(jī)房的供配電系統(tǒng)配置是有所區(qū)別的，國標(biāo)GB 50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》從數(shù)據(jù)中心的使用性質(zhì)以及數(shù)據(jù)丟失或網(wǎng)絡(luò)中斷在經(jīng)濟(jì)或社會(huì)上造成的損失和影響程度，對(duì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了等級(jí)劃分，也就是我們常聽說的A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)；美國Uptime Tier是全球公認(rèn)的數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)組織和第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)，將數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施分為I、II、III、IV四個(gè)等級(jí)。

總體要求

數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)對(duì)供配電系統(tǒng)的總體要求概況起來是：連續(xù)、穩(wěn)定、平衡、分類。

1、連續(xù)

數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，有時(shí)會(huì)因市電發(fā)生突然斷電或市電電壓出現(xiàn)波動(dòng)的情況，這對(duì)于IT設(shè)備的正常運(yùn)行將會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。如果在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)中使用正確的組網(wǎng)方式，并且選擇合適的UPS型號(hào)，則數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備的正常供電切換時(shí)間就會(huì)提高到小于1秒級(jí)的精度，IT設(shè)備的供電就避免了中斷現(xiàn)象，這樣就有效地保證電源的連續(xù)性。參照信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)咨詢（Information Technology Industries Council, ITIC)提供的ITIC-100曲線。該曲線是IT設(shè)備電源及UPS設(shè)計(jì)遵循的標(biāo)準(zhǔn)之一。合適的UPS型號(hào)與組網(wǎng)方式可以保證數(shù)據(jù)中心面對(duì)毫秒級(jí)至分鐘的市電異常不會(huì)有任何中斷，對(duì)于大時(shí)間尺度（如小時(shí)級(jí)、天級(jí)）的市電異常，則需要備用市電系統(tǒng)或柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的保護(hù)。

2、穩(wěn)定

所謂穩(wěn)定，主要是指電網(wǎng)電壓頻率穩(wěn)定，波形失真小。

3、平衡

是指保障數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的三相電源平衡，即相角平衡、電壓平衡和電流平衡。系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)荷應(yīng)當(dāng)在三相之間進(jìn)行平衡的分配，保證設(shè)備不會(huì)由于負(fù)載不平衡導(dǎo)致某相負(fù)荷過大而發(fā)生故障,確保各項(xiàng)供電設(shè)備的正常運(yùn)行。

4、分類

所謂分類，就是對(duì)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的IT設(shè)備及其外圍輔助設(shè)備按照不同的性質(zhì)進(jìn)行分類,然后再根據(jù)不同的供電要求進(jìn)行分別處理供配電。分類的原因在于不同的設(shè)備對(duì)于電源以及電流負(fù)荷的要求不同，為了滿足不同要求的設(shè)備對(duì)供配電要求，采用不同的供配電系統(tǒng)，能夠在保證供配電系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，節(jié)約運(yùn)行成本。

負(fù)荷分級(jí)對(duì)電源的要求

國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50052—2009對(duì)工業(yè)企業(yè)電力負(fù)荷進(jìn)行了等級(jí)劃分，按照用電設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求，將工業(yè)企業(yè)電力符合分為3級(jí)。數(shù)據(jù)中心的類型，仍應(yīng)與工業(yè)企業(yè)負(fù)荷分級(jí)相一致，主要取決于其工作性質(zhì)。

針對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作性質(zhì)及對(duì)供電可靠性的要求，嚴(yán)格區(qū)分其負(fù)荷性質(zhì)是十分有必要的。對(duì)于那些不允許停電的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，即使供電屬于二、三級(jí)的用戶，也需要建立不停電供電系統(tǒng)或相應(yīng)提高供電等級(jí)。

在GB 2887—2011 《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范》中，依據(jù)計(jì)算機(jī)的工作性質(zhì)和電力負(fù)荷等級(jí)，采取了相應(yīng)的供電技術(shù)，并將其供電技術(shù)分為3類。

●對(duì)于一級(jí)負(fù)荷采取一類供電，即需要建立不停電系統(tǒng)。

●對(duì)于二級(jí)負(fù)荷采取二類供電，即需要建立帶備用電源的供電系統(tǒng)。

●對(duì)于三級(jí)負(fù)荷采取三類供電，即按一般用戶供電考慮。

《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中分級(jí)負(fù)荷分級(jí)對(duì)供電要求如下：

●一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電。當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。

●對(duì)于一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。

●二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回線路供電。

國標(biāo)GB 50174—2017將機(jī)房分為3類，即使最為基礎(chǔ)的C類機(jī)房，也需要采用UPS系統(tǒng)。

電能質(zhì)量要求

GB/T 12325—2008電能質(zhì)量供電電壓偏差，對(duì)各等級(jí)電壓的誤差規(guī)定。

數(shù)據(jù)中心機(jī)房的供配電，其供配電系統(tǒng)的電源頻率為50Hz，單相電壓為220V或三相電壓為380V，需要提供的電源相數(shù)為三相五線或三相四線制，單相為單相三線制。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)主干設(shè)備對(duì)交流電源的質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，如對(duì)交流電流的電壓和頻率，對(duì)電源波形的正弦性，對(duì)三相電源的對(duì)稱性，對(duì)供電的連續(xù)性、可靠性、穩(wěn)定性和抗干擾性等各項(xiàng)指標(biāo)都要求保持在允許偏差范圍內(nèi)。

IT設(shè)備允許斷電持續(xù)時(shí)間的要求

關(guān)于IT設(shè)備允許斷電持續(xù)時(shí)間，《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50174—2017)與《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50174—2008）有一點(diǎn)不同。

《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于IT設(shè)備允許斷電持續(xù)時(shí)間的要求如下：

《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于IT設(shè)備允許斷電持續(xù)時(shí)間的要求，在附錄A中取消了根據(jù)不同等級(jí)的數(shù)據(jù)中心有不同的規(guī)定，各級(jí)數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備允許斷電持續(xù)時(shí)間都是一樣的。

無論什么等級(jí)的數(shù)據(jù)中心，都是為IT設(shè)備提供允許環(huán)境，IT設(shè)備在生產(chǎn)過程中并沒有因?yàn)榻窈笫怯糜诓煌�等�?jí)的數(shù)據(jù)中心而有不同的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于IT設(shè)備允許斷電持續(xù)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)，各IT設(shè)備生產(chǎn)廠商基本都是根據(jù)依據(jù)美國計(jì)算機(jī)和商業(yè)設(shè)備制造商協(xié)會(huì)（CBMEA)對(duì)IT設(shè)備生產(chǎn)商的要求。

為了滿足IT設(shè)備斷電持續(xù)時(shí)間不大于10ms的要求，目前主要是采用UPS提供。

今天我們簡(jiǎn)單了解了數(shù)據(jù)中心對(duì)供配電系統(tǒng)的基本要求，介紹了一些國家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，希望對(duì)于想快速全面了解數(shù)據(jù)中心各專業(yè)領(lǐng)域的朋友有所幫助。