| 摘要：分析了在线式数据中心供配电系统改造的风险。从设计、施工、调试、运行等角度提了风险控制的策略。工程实践表明，风险控制对于数据中心的供配电系统改造工程具有一定指导作用，希望能够为类似工程提供参考。 |
调试过程是将在线式数据中心负荷从旧电源系统转换到新电源系统运行的过程，状态转换后所有新接人的供配电系统装置将带电运行经受考验，因此调试阶段风险较大。新供配电系统应经过一个充分的试运行阶段，以检验新系统的可靠性，尽可能排查各种可能的故障风险。同时，调试方案必须完善周密，将所有设备同时切换至新系统运行的方案存在巨大风险，而将切换过程分割为许多风险可控的部分，按照施工一部分、通电调试一部分的原则循环操作是比较合理的。在调试过程中应满足新装置回路一旦发生故障被迫断电时，关键设备的用电也能由其他电源系统保证，即保证在线式机房永远在线。
2．4运行风险与控制策略
改造后的数据中心供配电系统的拓扑结构发生了变化，新的设备替代或者作为旧设备的备用，系统的冗余度更高，容错能力更强，所能提供的容量增大，这些都提高了数据中心负荷的可用度。但运行过程中的风险仍然不可忽视，任何的疏忽都可能造成重大损失。
(1)人为失误。国外权威的调查机构UP TimeInstitute提供的信息表明，54％的宕机故障都是人为因素造成的。人为失误的首要原因是机房供配电系统复杂性高，又缺乏处理这类复杂系统的专业技术人员。因此，需加强专业技术人员的培训与管理，规范操作流程，降低人为风险。
(2)故障排除。数据中心电力基础设备非常复杂，由许多大型装置及子系统组成。一旦发生故障，维修人员在并机系统、UPS、配电装置、大型静态开关等之间迅速作出正确判断相当困难。供配电系统的复杂程度的增加使操作失误的可能性增大，同时也使确定及排除故障点的时间加长。电力系统的复杂性对操作人员提出了更高的要求，同时产品提供商需能提供及时排除故障的服务。
(3)电缆管理。数据中心内大量的电缆由配电柜接至机房负荷，负荷量增加需要配电柜不断引出新电缆，机房夹层内的电缆往往纵横交错，一旦发生故障，需要排查某个回路时将耗费大量的时间。因此，电缆的日常管理相当重要。同时，对于负荷的重要性应加以区分，重要负荷与普通负荷不应由同一个配电柜供电，以免非重要负荷故障导致区域性跳闸停电而影响重要负荷。
3、工程实例
某运营多年的数据中心，改造前采用2路10kV市电供电，2路常用，同时配置柴油发电机作为后备电源，为机房负荷供电。机房负荷的供电连续性由一套集中式UPS装置保证。其供配电系统主接线如图2所示。
原供配电系统存在的风险主要有：
(1)末端的机房负荷采用双电源、单回路的供电方式，可靠性不高。
(2)机房负荷与非机房负荷共用变压器，互相干扰，影响机房供电安全。
(3)机房负荷容量陡增，原有变压器、柴油发电机、UPS装置无法满足扩容要求。
(4)柴油发电机不能为服务机房的动力负荷(如机房空调等)供电。一旦两路市电故障，影响机房设备正常运营。
新系统必须在满足机房负荷高可靠性供电要求、增加容量的同时，使改造工程不影响现有机房运营。因原系统已无增容可能，对于机房负荷新增2路独立10kV进线电源(3#、4#。电源)、新增变压器(T3、T4)、集中式UPS装置(含冗余模块)及柴油发电机(2#发电机)。其余非机房负荷仍由原有变压器(T1、T2)供电。改造后的供配电系统主接线如图3所示。
新系统中对于机房负荷采用双电源、双回路的供电方式，两路电源互为全备用。市电与柴油发电机切换后经集中式UPS装置处理，提高了供电的可靠性。机房的空调电源及其他重要负荷接人柴油发电机馈电柜，提高了机房的可用性。改造工程从设计、施工、调试到试运行历时一年半，按照风险控制的策略控制每个环节。机房负荷供电由全套的新配电系统代替原有系统降低了改造工程的风险；切换过程分步骤、分时段实施，切换前将业务进行转移，主要切换过程安排在大型节假日(如春节等时段)进行。经实践证明，工程改造取得了预期的效果。
4、结语
对于逐渐老化的数据中心，不是每个企业都具备重新创建新数据中心的条件。在这种情况下，通过在线式改造提高供配电系统可靠性、增加冗余度、增强容错能力、推动业务增长并提高机房负荷可用性，是一个现实的选择。在线式数据中心的供配电系统改造面临各种风险，本文分别从设计、施工、调试、运行4个方面分析了工程中可能发生的典型风险，提出了风险控制的策略，并通过工程实践验证了其对改造工程的指导作用。
【l】朱伟雄，王德安，蔡建华．新一代数据中心建设理论与实践[M]．北京：人民邮电出版社2009．
【2】张广明，韩林．数据中心UPS供电系统的设计与应用[M】．北京：人民邮电出版社2008．
【3】国家电网公司．供电可靠性管理实用技术[M]．北京：中国电力出版社2008．
责任编辑：Randy
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