施耐德电气在数据中心供配电系统的创新典型应用（下）

大施简介

杜鹏

施耐德电气IT事业部数据中心解决方案技术团队北区区域主管，施耐德电气Cumulus-XL Data Centre跨BU专家组成员。

致力于供配电系统的研究，拥有6年国内知名设计院电气设计经验，主持设计的“上海世博会UBPA办公楼”、“上海世博会汉堡案例”分别获得“北京市优秀工程设计二等奖”和“全国优秀工程勘察设计三等奖”； 并在模块化UPS MW，智能母线，ATMT ATS，英飞理念等方面均有技术应用的新经验和业内推广。数次荣获施耐德电气品牌先锋奖-个人奖及团体奖。数据中心设计理念奖入围优秀奖。

大家好，在上一期的分享中我们谈到了施耐德电气在数据中心供配电系统的新技术应用创新的内容，分四个方面。我们谈到了第一部分架构的创新以及涉及到第二部分传统应用的创新里面的Smart Panels-MV，那么本期我们继续来谈一谈Smart Panels-LV，也就是智能的低压配电柜。

1） 创新的低压智能配电柜—Smart Panels-LV：

首先，看看有哪些差异化的智能硬件设备和边缘控制系统：

1.1 核心智能硬件设备——MTZ和NSX智能断路器：

用户价值：

1. 根据数据中心特点，针对“柴发 > 失磁为电动机”进行“逆功率保护”，针对“两进线 > 不同的保护参数”进行“双保护设定”，针对“高频干扰: 电压波动”进行“过欠压保护”；（用户放心 - 有问题提前告诉我：主动安全 – “高级保护”）

2. 运行参数，帮助用户实现开关的状态监测分析，实现现场运行状态的监测；（用户放心 - 有问题提前告诉我：主动安全 – “自诊断 + 预警”）

3. 设备维护信息监测帮助用户分析发现设备的老化程度信息，向运维工程师提供预防性指导和计划；断路器状态始终显示，保护值快速切换>维护；（用户安心：运维）

4. 整定参数监测帮助运维工程师直观分析上下游开关的保护配合度；（用户安心：被动安全 – “传承”选择性）

5. 负载率信息帮助用户评估负载的备用余量，及时调整负载运行，避免过负载失电；具备断路器状态分析、操作指导、断路器突显状态、巡检助手。（用户“创”心：数字化巡检）

1.2 边缘控制系统——PME本地电能管理系统和PSE本地电力监控系统：

PME（适用于中小型数据中心）是Smart Panels最新的边缘监测管理系统，向用户提供完整的智能低压配电系统运行和管理解决方案。通过实时数据分析仪表盘向技术和管理人员提供设备的运行监测、设备性能、能源利用分析和电能质量分析信息，以便于用户合理削减与能源相关的成本，分析潜在的电能质量隐患，避免停机和设备伤害，并优化设备的利用率。

PSE（适用于大中型数据中心）应用了业界领先的应用技术，向用户提供一个可靠且高性能的监视和控制系统解决方案，以减少停电故障和提高电源的利用效率。PSE系统软件将电力监控和能源管理专业知识和领先技术相结合，提供了一套可靠的高性能监控解决方案，帮助用户减少断电时间，提高供电效率。

1.3 边缘控制系统——POI“电柜医生”故障预警及诊断系统：

电柜医生是低压配电专家系统，帮助用户提供专业的诊断管理软件，在紧急情况下提供自动化的顾问咨询服务。它负责监控关键电力和关键负荷回路的可用性，发布关于供电质量的告警信息，并安排预见式维护，更重要的是，电柜医生能在发生停电故障时及时采取告警措施，并在故提供诊断和恢复供电步骤指导操作，测试回路故障的测试工具，提供近场合闸的按钮。帮助运维人员快速定位故障原因，以及安全检测，并安全恢复供电。

1.4 边缘控制系统——“千里眼”远程数字化运维管理平台：

“千里眼”平台是Smart Panels智能配电系统的重要组成部分，千里眼是云端大数据平台，通过收集智能硬件中的有效信息，将通过大数据分析向用户提供配电设备运行状态监视、运行维护作业管理和设备资产管理。千里眼平台提供“互联网+”灵活应用方案，可向用户提供云端的电力资产管理、紧急事件处理、维修维护管理、文档报告管理、工单和派工管理。基于云端的大数据架构，使千里眼系统更具有规模性、经济性和专业性。

2） 创新的UPS输出树干式配电系统—I-Busway智能小母线：

新一代数据中心要求可以灵活有弹性分配电力，作为模块化、可扩展灵活配电系统的智能小母线系统，从干线至终端通过插接箱内的断路器实现有效的全选择性保护，可实现主路和支路监控，具备间隔0.5米的热插拔专利技术接口满足插接箱带电热插拔功能，采用开放式总线系统和标准通讯协议可实现施耐德电气统一配电监控，同步可集成到DCIM进行集中显示监控管理。

对比“列头柜+电缆的放射式” 配电方式，I-Busway智能小母线主要优势：

1）节省列头柜位置空间；

2）配电效率更高、更加节能；（主干供电，线路电阻小，与电缆相比，可降低20％以上线路损耗）

3）工厂预制化和标准部件，现场零加工；

4）更加灵活且扩展性强，安装工时缩短一半以上；（可随机柜数量及位置的改变随时随地延伸母线的长度，插接箱可带电热插拔，实时故障监测降低系统维护和检修工作量）

5）更高可用性；（防护等级高达IP54，防火阻燃，母线使用寿命长达40年，在寿命周期内无需特殊维护）

6）更加安全；（插接箱可在不断电的情况下方便的安装或拆卸，尤其具备“防触电保护”和“插接箱防误操作功能”，以及插接箱断路器与插接口处预期短路电流值自动匹配）

7）机房改造更加经济。（技术改造时，母线系统可以很方便的拆卸，并在新的场合中重新使用，改造成本大大降低）

智能母线与电缆配电方式对比如下：

数据中心供配电系统的创新共分为四点：（1）架构创新；（2）传统应用创新；（3）建设创新；（4）智能化管理的数字化创新。前两点大家已经了解，我们再来看下建设创新和智能化管理的数字化创新。

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数据中心供配电系统的建设创新是什么？

模块化预制化是数据中心基础设施发展的趋势。为什么？因为“预制化”将可预期的、最好的设计、可靠性及能效汇集于经过运营优化的模块组件之中。

施耐德电气可以提供完整的预制化模块方案，包括：1）基于集装箱的电源模块；2）基于撬块的集成电源模块；3）制冷及水力模块；4）自然冷却模块；5）IT模块；6）一体化模块。无论在室内、室外，满足各种不同需求；均可以单独或组合部署，也可以与建筑一起，构成数据中心。

尤其在数据中心供配电系统中，可以在建设中提供“基于集装箱的电源模块”和“基于撬块的电源模块”，功率段可选“250kW” 、 “500kW”、“1.2MW”, 集成UPS，含ATS开关的配电柜系统、配电监视管理和控制系统、制冷及DCIM软件等。

相比传统数据中心建设，预制模块化数据中心的优势：

1）可预知的效率

• 达到预期的密度，可用性能效

• 成本，在预算之内

• 工期，按时完成

2）快速部署

• 简化规划及设计流程

• 节省６０％以上的部署时间

• 订单后，１２周之内完成部署

3）灵活、易拓展

• 节省初投资成本，提升现金流效率

• 轻松满足不同需求

• 可以按照不同密度及关键性等级部署。

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数据中心供配电系统的智能化管理的数字化创新是什么？

研究表明：未来10年数据中心物理基础设施的发展和变化趋势是会更加懂得电网，更加懂得IT的交互式的基础设施，简单从IT侧来看，动态服务器，高密度芯片都让IT对弹性交互式基础设施的需求将会更加明显。当数据中心物理基础设施与电网和IT有更多的交互时，基础设施需要能感知，能交流，会思考，软件是成功的关键。

怎么样去实现呢？施耐德电气给出的解决之道是面对数据中心的Ecostructure，他覆盖三个领域：power，IT和楼宇，涵盖了数据中心物理基础设施的所有部分，施耐德电气在三个领域拥有全线产品线覆盖，基于产品研发的knowhow理解，这有助于将底层互联互通的设备收集的数据进行更好的内化分析，输出有价值的行动；整个这个过程就是数字化的过程，数字化过程中有两点非常重要，1，如何将所有需要的数据收集上来；2，是如何对数据进行理解。而这一点，基于施耐德电气对这些全线产品的研发实践和多年的行业经验积累，这恰恰是施耐德电气的优势所在！

如何打通数据中心电力系统的神经网络？从设备和元件层面，从中压到低压的一些元件本体已经内置监测模块，原本传统电力监控系统中需要借助表计来实现的监测，在智能配电中有些直接在元件本体上就实现了，对温度，湿度都有一些传感器，基于ZigBee技术，直观将一些关键点，如铜排的温升情况，局放情况进行显示；从系统层面，基于全IP架构，确保整个神经网络的畅通；未来施耐德电气的每一台低压柜，中压柜全部是预联接好的，每台柜子有一个统一的接口，简化了后期的工作提升了效率，且单从设备层面的连接，已有很多数据就上传，直观地显示设备的运行状态，大大方便了运维人员，由原本响应式的运维转变为主动的预测式运维。

仅仅做到元件或设备层面的互联互通不是最终目的，最终目标是为了下一步是立足于系统的角度，将更多的数据转化为价值，怎样去做呢？在互联互通的基础上需要有部署在本地端的软件，借助软件的力量和对系统里互联互通产品的理解和洞察，借助人工智能大数据，最终帮助用户做到智能决策。这个过程的挑战非常大，这是一个考验内功和修行层次的过程。从联接到理解，是一个将原本碎片化的信息进行解码和重新联系的过程，进而需要对其中的相互联系分析洞察。怎样去增加我们对这些联系的洞察呢？第一需要有工具，这个工具就是软件和基于IoT，人工智能的算法等，第二需要有丰富的积累；正式基于施耐德电气具有如此全面完善丰富的产品，对这些产线有着深刻的理解和研发实践，这同样是施耐德电气的核心优势。当故障发生时，如何找到根本原因，从而将隐患尽早消除。数据中心的Ecostructure作为系统，最大的价值点就在这里。

总结

综上，我们分四部分梳理了施耐德电气在数据中心供配电系统的创新典型应用：

（1）架构创新；

（2）传统应用创新；

（3）建设创新；

（4）智能化管理的数字化创新。

我们基本把施耐德电气的差异化亮点和精华都提炼出来了，打个比方：施耐德电气就好比一家知名百年美食老店，各大菜系应有尽有且琳琅满目，本文就以“数据中心供配电系统的创新”为主题为大家奉上了一桌“老店招牌菜”，最具特色且别无分号，希望大家可以慢慢品尝交流。

当然，施耐德电气同样在数据中心的思想者和领导者地位，白皮书和权衡工具，数据中心基础设施整体解决方案和全生命周期服务能力等诸多方面都是独树一帜。本文还是主要和大家分享“数据中心供配电系统方面”，引用谈Ecostructure时的一句话，基于施耐德电气对全线产品的研发实践和多年的行业经验积累，这恰恰是施耐德电气的最大优势所在，我本人也深表赞同！

目前，施耐德电气在数据中心行业仍在不断探索研究和尝试创新，同时身处数字化转型的关键时期，希望未来有更多的理念和技术诞生落地，施耐德电气能和大家一起推动着数据中心行业的技术变革与前行！

本期“施家招牌大餐”已悉数呈上，大施杜鹏专业深入的内容，是否令诸位意犹未尽？是否也希望像大施一样，掌握数据中心前沿技术，能够将复杂知识娓娓道来，那么我们还需更多全方位的进阶！

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