眾所周知，電力是現(xiàn)代工業(yè)的基礎，數(shù)據(jù)中心的正常運轉(zhuǎn)離不開電力的支持，無論是服務器的運行，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和分配，供配電系統(tǒng)出現(xiàn)了。

隨著大數(shù)據(jù)、云計算產(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)越來越復雜，關聯(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景。

一個完善的機房供配電系統(tǒng)是保證機房服務設備、關鍵網(wǎng)絡設備、場地設備、輔助設備用電安全和可靠的基本條件。不同機房的供配電系統(tǒng)配置是有所區(qū)別的，國標GB 50174-2017《數(shù)據(jù)中心設計規(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)絡中斷在經(jīng)濟或社會上造成的損失和影響程度，對數(shù)據(jù)中心基礎設施進行了等級劃分，也就是我們常聽說的A級、B級、C級；美國Uptime Tier是全球公認的數(shù)據(jù)中心標準組織和第三方認證機構(gòu)，將數(shù)據(jù)中心的基礎設施分為I、II、III、IV四個等級。

總體要求

數(shù)據(jù)中心業(yè)務對供配電系統(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設備在正常運轉(zhuǎn)過程中，有時會因市電發(fā)生突然斷電或市電電壓出現(xiàn)波動的情況，這對于IT設備的正常運行將會產(chǎn)生相當大的影響。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，則數(shù)據(jù)中心IT設備的正常供電切換時間就會提高到小于1秒級的精度，IT設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。參照信息技術產(chǎn)業(yè)咨詢（Information Technology Industries Council, ITIC)提供的ITIC-100曲線。該曲線是IT設備電源及UPS設計遵循的標準之一。合適的UPS型號與組網(wǎng)方式可以保證數(shù)據(jù)中心面對毫秒級至分鐘的市電異常不會有任何中斷，對于大時間尺度（如小時級、天級）的市電異常，則需要備用市電系統(tǒng)或柴油發(fā)電機系統(tǒng)的保護。

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)運行產(chǎn)生的負荷應當在三相之間進行平衡的分配，保證設備不會由于負載不平衡導致某相負荷過大而發(fā)生故障,確保各項供電設備的正常運行。

4、分類

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

負荷分級對電源的要求

國家標準GB 50052—2009對工業(yè)企業(yè)電力負荷進行了等級劃分，按照用電設備對供電可靠性的要求，將工業(yè)企業(yè)電力符合分為3級。數(shù)據(jù)中心的類型，仍應與工業(yè)企業(yè)負荷分級相一致，主要取決于其工作性質(zhì)。

針對計算機系統(tǒng)的工作性質(zhì)及對供電可靠性的要求，嚴格區(qū)分其負荷性質(zhì)是十分有必要的。對于那些不允許停電的計算機系統(tǒng)，即使供電屬于二、三級的用戶，也需要建立不停電供電系統(tǒng)或相應提高供電等級。

在GB 2887—2011 《計算機場地通用規(guī)范》中，依據(jù)計算機的工作性質(zhì)和電力負荷等級，采取了相應的供電技術，并將其供電技術分為3類。

●對于一級負荷采取一類供電，即需要建立不停電系統(tǒng)。

●對于二級負荷采取二類供電，即需要建立帶備用電源的供電系統(tǒng)。

●對于三級負荷采取三類供電，即按一般用戶供電考慮。

《民用建筑電氣設計規(guī)范》中分級負荷分級對供電要求如下：

●一級負荷應由兩個電源供電。當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應同時受到損壞。

●對于一級負荷中的特別重要負荷，應增設應急電源，并嚴禁將其他負荷接入應急供電系統(tǒng)。

●二級負荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回線路供電。

國標GB 50174—2017將機房分為3類，即使最為基礎的C類機房，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，對各等級電壓的誤差規(guī)定。

數(shù)據(jù)中心機房的供配電，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。計算機和網(wǎng)絡主干設備對交流電源的質(zhì)量要求十分嚴格，如對交流電流的電壓和頻率，對電源波形的正弦性，對三相電源的對稱性，對供電的連續(xù)性、可靠性、穩(wěn)定性和抗干擾性等各項指標都要求保持在允許偏差范圍內(nèi)。

IT設備允許斷電持續(xù)時間的要求

關于IT設備允許斷電持續(xù)時間，《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》（GB 50174—2017)與《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范（GB 50174—2008）有一點不同。

《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》關于IT設備允許斷電持續(xù)時間的要求如下：

《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》關于IT設備允許斷電持續(xù)時間的要求，在附錄A中取消了根據(jù)不同等級的數(shù)據(jù)中心有不同的規(guī)定，各級數(shù)據(jù)中心IT設備允許斷電持續(xù)時間都是一樣的。

無論什么等級的數(shù)據(jù)中心，都是為IT設備提供允許環(huán)境，IT設備在生產(chǎn)過程中并沒有因為今后是用于不同等級的數(shù)據(jù)中心而有不同的生產(chǎn)標準，關于IT設備允許斷電持續(xù)時間的標準，各IT設備生產(chǎn)廠商基本都是根據(jù)依據(jù)美國計算機和商業(yè)設備制造商協(xié)會（CBMEA)對IT設備生產(chǎn)商的要求。

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

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