數(shù)據(jù)中心配電改造是一個復(fù)雜的項目，需要滿足多種特定的要求和標準，其主要分為機房等級改造、配電節(jié)能改造以及機房面積優(yōu)化改造三部分。
- 機房等級改造
根據(jù)國標GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》，數(shù)據(jù)中心劃分為A、B、C三級。設(shè)計時會根據(jù)數(shù)據(jù)中心的使用性質(zhì)，數(shù)據(jù)丟失或網(wǎng)絡(luò)中斷在經(jīng)濟、社會上造成的損失和影響程度確定所屬級別。從配電方面來說，A、B、C三級在供電電源、變壓器架構(gòu)、后備柴油發(fā)電機及其燃料存儲系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)配電、變電所物理隔離方面均有不同的要求。
1.供電電源改造
國標GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》中對于A、B、C三級數(shù)據(jù)中心供電電源的具體要求如下：
C級機房僅需要從同一個高壓站引兩路電源即可；若C級機房改B級機房，在有條件的情況下，應(yīng)由不同的高壓站各引一路電源；若C級機房改A級機房，則必須由不同的高壓站各引一路電源，在一路電源故障時，另一路電源不應(yīng)同時受到損壞。
2.變壓器架構(gòu)改造
國標GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》中對于A、B、C三級數(shù)據(jù)中心變壓器架構(gòu)的具體要求如下：
C級機房不需要考慮變壓器的冗余；若C級機房改B級機房，需在現(xiàn)有變壓器的基礎(chǔ)上多增加一臺備用變壓器，當任意一臺工作變壓器故障時，可由備用變壓器代替供電；若C級機房改A級機房，則變壓器容量需按實際負載的兩倍配置。
3.后備柴油發(fā)電機系統(tǒng)改造
國標GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》中對于A、B、C三級數(shù)據(jù)中心后備柴油發(fā)電機系統(tǒng)的具體要求如下：
C級機房不需設(shè)置柴發(fā)系統(tǒng)；若C級機房改B級機房，在雙路高壓電源供電時，不需設(shè)置柴發(fā)系統(tǒng)，只有在單路供電時，需按N+1冗余設(shè)置柴發(fā)；若C級機房改A級機房，則不論高壓電源數(shù)量，均需按N+X冗余設(shè)置柴發(fā)系統(tǒng)，一般X取1。
4.柴油發(fā)電機燃料存儲系統(tǒng)改造
國標GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》中對于A、B、C三級數(shù)據(jù)中心后備柴油發(fā)電機燃料存儲系統(tǒng)的具體要求如下：
C級、B級機房無柴發(fā)儲油量要求；若C級、B級機房改A級機房，則需設(shè)置埋地油罐，儲油量按12小時柴發(fā)用油考慮，油罐、油泵也需考慮一用一備。當設(shè)置注油口時，儲油量可維持柴發(fā)運行至外部供油時即可。
5.不間斷電源系統(tǒng)架構(gòu)改造
國標GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》中對于A、B、C三級數(shù)據(jù)中心不間斷電源系統(tǒng)架構(gòu)的具體要求如下：
A級數(shù)據(jù)中心同時滿足下列要求時，電子信息設(shè)備的供電可采用不間斷電源系統(tǒng)和市電電源系統(tǒng)相結(jié)合的供電方式。
（1）設(shè)備或線路維護時，應(yīng)保證電子信息設(shè)備正常運行；
（2）市電直接供電的電源質(zhì)量應(yīng)滿足電子信息設(shè)備正常運行的要求；
（3）市電接入處的功率因數(shù)應(yīng)符合當?shù)毓╇姴块T的要求；
（4）柴油發(fā)電機系統(tǒng)應(yīng)能夠承受容性負載的影響
（5）向公用電網(wǎng)注入的諧波電流分量（方均根值）不應(yīng)超過現(xiàn)行國家標準《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》GB/T14549規(guī)定的諧波電流允許值。
當兩個或兩個以上地處不同區(qū)域的數(shù)據(jù)中心同時建設(shè)，互為備份，且數(shù)據(jù)實時傳輸，業(yè)務(wù)滿足連續(xù)性要求時，數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施可按容錯系統(tǒng)配置，也可按冗余系統(tǒng)配置。
C級機房UPS按設(shè)備總?cè)萘窟x型即可，不需要冗余；B級機房UPS每四臺之外還要設(shè)置一臺冗余UPS，以備四臺中的一臺故障時接替其供電；A級機房可按照市電情況選擇2N架構(gòu)或者一路市電、一路UPS架構(gòu)，一般項目均采用2N架構(gòu)。
6.不間斷電源系統(tǒng)旁路及備用時間改造
國標GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》中對于A、B、C三級數(shù)據(jù)中心不間斷電源系統(tǒng)旁路及備用時間的具體要求如下：
C級機房不需要設(shè)置UPS自動轉(zhuǎn)換旁路和手動維修旁路；若C級機房改B級、A級機房，需新增上述旁路。C級機房無UPS備用時間要求；B級機房UPS備用時間要求7分鐘；A級機房UPS備用時間要求15分鐘。
7.空調(diào)系統(tǒng)配電改造
國標GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》中對于A、B、C三級數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)配電的具體要求如下：
C級機房無冷機末端切換要求；若C級機房改B級、A級機房，則部分冷機需做末端互投，以保證在一個變電所完全斷電時，另一個變電所可以帶載滿足機房冷卻工況的全部冷機。
8.變電所物理隔離改造
國標GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計規(guī)范》中對于A、B、C三級數(shù)據(jù)中心變電所物理隔離的具體要求如下：
C級、B級機房無變配電所物理隔離要求；若C級、B級機房改A級機房，則每個變電所之間需做物理隔離。若配電系統(tǒng)采用2N構(gòu)架，則至少需要設(shè)置兩個物理隔離的變電所，每個變電所平時各帶50%負荷，當一個變電所完全斷電時，另一個變電所帶載100%負荷。若配電系統(tǒng)采用2+1的DR構(gòu)架，則至少需要設(shè)置三個物理隔離的變電所，每個變電所平時各帶66%負荷，當其中一個變電所完全斷電時，另兩個變電所帶載100%負荷。
- 配電節(jié)能改造
許多老舊的數(shù)據(jù)中心設(shè)備效率較低，能耗較高，使用更高效的設(shè)備升級替換老舊設(shè)備可以降低能耗。例如使用更節(jié)能的變壓器、更高效的UPS等。1.變壓器節(jié)能改造選擇高效的供電設(shè)備可以降低能耗并提高供電效率，如：干式變壓器改為非晶合金變壓器后，可降低變壓器總損耗30%。其對比傳統(tǒng)變壓器的節(jié)能效果如下：
非晶合金變壓器對比傳統(tǒng)變壓器，空載損耗下降約2/3，空載電流下降約70%，具有更好的節(jié)能效果。通常，在變壓器30年的有效周期壽命內(nèi)，變壓器的運行成本要高達制造成本的6~7倍，而能耗電費是運行成本的主要組成部分，變壓器空載損耗的降低不僅能提高我國電力利用率，降低電力浪費，還能為用戶節(jié)省運行成本，提高經(jīng)濟收益。
2.不間斷電源系統(tǒng)節(jié)能改造
UPS設(shè)備是數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，其效率直接影響供電系統(tǒng)的能耗。選擇高效的UPS設(shè)備，可以降低能耗并提高供電系統(tǒng)的可靠性。
上海某銀行老舊UPS改為高效節(jié)能型UPS后，運行效率可從90%提升至97%。
同時，UPS動態(tài)在線功能也在很多廠家的產(chǎn)品中實現(xiàn)，其采用自適應(yīng)智能算法，可做到在網(wǎng)絡(luò)故障（電壓變化、低阻抗/高阻抗主電源故障）和負載故障（UPS下游短路）時0ms快速切換。采用UPS動態(tài)在線功能后，其運行效率可高達99%。
3.光伏儲能系統(tǒng)改造
項目可根據(jù)當?shù)厍闆r增加光伏儲能一體化設(shè)備，光伏、谷電、平電為儲能系統(tǒng)充電，峰電時段儲能系統(tǒng)放電，減少機房用電成本。
（1）采用“并網(wǎng)不上網(wǎng)”的運行方式，根據(jù)數(shù)據(jù)中心所在地峰平谷時間區(qū)間與電價情況，儲能系統(tǒng)可采用不同的充放策略。（2）光伏發(fā)電、谷電及平電時段的市電為儲能系統(tǒng)充電；峰電時段儲能系統(tǒng)供電，不足部分由市電補充。
（3）減少數(shù)據(jù)中心用電成本，提高經(jīng)濟收益；光儲一體化最多可降低綜合PUE0.035。
- 機房面積優(yōu)化改造
數(shù)據(jù)中心劃分為許多功能區(qū)，隨著IT機架功率密度的提高，輔助區(qū)域占地面積比例也越來越高。在輔助區(qū)域中供電設(shè)施的占用面積最大，據(jù)統(tǒng)計，中壓變配電設(shè)備、低壓配電設(shè)備、電能質(zhì)量處理設(shè)備、不間斷電源設(shè)備、電池設(shè)備及其輔助系統(tǒng)占地面積一般超過數(shù)據(jù)中心機柜面積的50%以上，隨著單IT機柜功率增加，其比例更高，這部分供電設(shè)備嚴重擠占了IT機柜的可用面積。如何減少數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的占地面積，提高數(shù)據(jù)中心機柜占地面積，提高數(shù)據(jù)中心空間利用率和土地資源利用率已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)與改造的關(guān)鍵。1.配電設(shè)備預(yù)制化改造預(yù)制化電力模組精簡了中間環(huán)節(jié)，設(shè)備的使用量變少，結(jié)構(gòu)上設(shè)計緊湊，減少了電纜等材料的工程施工量，投資成本大大節(jié)省，同時還可節(jié)省機房面積。
2.UPS電池改造
UPS采用鋰電池已經(jīng)成為未來的發(fā)展趨勢，UPS鉛酸電池改為鋰電池后，可節(jié)省機房面積60%，機房承重減少70%，相應(yīng)減少機房的土建成本。同時，其具備多項遠超傳統(tǒng)鉛酸電池的優(yōu)勢，具體如下：
盡管鋰電池具備諸多優(yōu)勢，但在不間斷電源中使用鋰電池對于閥控鉛酸蓄電池而言還相對較新，后者仍是當下普遍采用的主導(dǎo)儲能技術(shù)。隨著鋰電池成本的持續(xù)下降，其優(yōu)勢會更加廣為人知，且隨著廠商不斷將其UPS打造得更具兼容性，這一格局有可能發(fā)生改變。
3.后備柴油發(fā)電機選型改造
新增的柴油發(fā)電機可采用集裝箱式，放置于室外，可節(jié)省機房面積，相應(yīng)減少機房的土建成本。
總之，數(shù)據(jù)中心配電改造是一個需要高度關(guān)注的項目，需要仔細評估現(xiàn)有系統(tǒng)、制定詳細的計劃、選擇合適的設(shè)備、設(shè)計合理的配電架構(gòu)，并綜合考慮多個方面、采用多種解決方案來提高數(shù)據(jù)中心的能源利用效率，降低能耗，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的綠色發(fā)展。
