数据中心能效国家标准发布，详细解释能源消耗的构成及其指标

2022-05-14

数据中心的能耗构成和指标有哪些？数据中心的主要节能措施有哪些？本文将与大家一一分享。

数据中心能耗构成

数据中心能源消耗主要来自IT设备、照明系统、空调系统、供配电系统等。关于数据中心能源消耗的比重，国内外很多公司和学者做了​​很多工作调查和研究。虽然各部分在研究结果中所占的比重不尽相同，但能耗构成和排名基本一致。如图1所示。

1.IT设备：由服务器、存储和网络组成的IT设备系统产生的功耗，约占中心总功耗的45%。其中，服务器系统约占50%，存储系统约占35%，网络通讯设备约占15%。

2.空调系统：其产生的耗电量约占数据中心总耗电量的40%。空调系统已成为数据中心最大的能源消耗来源之一，通常被认为是当前数据中心提高能源效率的关键环节。

3. 电源系统：由输入变压器和ATS开关组成的UPS输入电源系统，由UPS及其相应的输入输出配电柜组成的UPS电源系统。数据中心的耗电量占数据中心总耗电量的10%左右。其中约7%来自UPS供电系统，约3%来自UPS输入供电系统。

4.照明系统：数据中心照明系统约占数据中心机房总耗电量的3%。

数据中心能耗指数

1.PUE

PUE（Power Usage，电力利用效率）是国内外数据中心广泛接受和采用的衡量数据中心基础设施能源效率的综合指标。自2006年提出以来，其计算公式为：

PUE = / PIT

其中，是数据中心的总耗电量，PIT 为数据中心的 IT 设备消耗电力。

PUE的实际含义是指计算提供给数据中心的总功率中有多少被IT设备实际使用。数据中心机房的PUE值越大，数据中心配套的制冷、供电等基础设施的功耗就越大。 PUE的定义简单易操作。是目前业界接受度最高、应用最广泛的数据中心整体能效评价指标，也是最符合“能效”一般定义的指标。

国外先进数据中心的PUE值通常小于1.6，而我国大部分数据中心的PUE值大于2.0，平均值为2.@ >5及以上，即IT设备每消耗1度电，非IT设备消耗1.5度电。

2.pPUE

pPUE（PUE，本地PUE）是数据中心PUE概念的延伸，用于评估和分析。在使用pPUE指标评估数据中心的能效时，首先根据需要从数据中心划分出不同的分区（也称为Zones）。计算公式为：

pPUE1= (N1+I1) / I1

其中，N1+I1为1区总能耗，I1为1区能耗。IT设备能耗。

部分PUE用于反映数据中心部分设备或区域的能源效率，其值可能大于或小于整体PUE。要提升整个数据中心的能效数据中心能耗管理系统，一般需要先提升一些pPUE值较大的设备或区域的能效。

3.CLF/PLF

制冷/电源负载因子有CLF（Load，制冷负载因子）和PLF（Power Load，电源负载因子）。 CLF定义为数据中心制冷设备的耗电量与IT设备耗电量的比值； PLF定义为数据中心供配电系统耗电量与IT设备耗电量之比。

CLF和PLF可以看作是PUE的补充和深化。通过分别计算这两个指标，可以进一步深入分析制冷系统和供配电系统的能效。

4.RER

RER（Ratio，可再生能源利用率）用于衡量数据中心对可再生能源的使用，以促进太阳能、风能和水等可再生能源，没有或很少碳排放 碳排放的能源利用.

一般来说，可再生能源是指自然界中可循环再生的能源，主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能。

数据中心的主要节能措施

根据国内外相关研究，数据中心节能涉及楼宇系统、制冷系统、IT设备系统和电气系统等。表1列出了当前数据中心节能措施和可能的节能措施总结效果。