数据中心能耗测量
数据中心能耗检测以及节能评估
包括工作人员办公室、门厅、值班室、盥洗室、更衣间和用户工作办公室等。
数据中心总能耗
① IT设备耗能 ② 数据中心基础设施耗能
包括变配电、供配电系统、UPS系统、空调制冷系统、消防、安防、环境动力 监控、机房照明等数据中心基础设施设备的耗能。
四、数据中心能耗内容与范围
IT设备包括：
由计算机、通信设备、处理设备、控制设备及其相关的配套设施构 成，按照一定的应用目的和规则，对信息进行采集、加工、存储、传 输、检索等处理的人机系统称为电子信息系统。
13
数据中心 内部供电
数据中心 外部供电
外部冷源输入 标志(n)处的电缆传输功率为P(n)
三、数据中心能耗指标
适用范围和节能指标
本标准可用于对整个数据中心能耗状态的测量 也适用于对子系统能耗状态的测量 还适用于对新节能技术和节能设备的节能测量
为此，本标准提出三个能耗指标： 1、数据中心电能利用效率 PUE（Power Usage Effectiveness）：
小型数据中心通常具有明显的共用供电系统的数据中心的能效”的 特点，但是该数据中心的总配电是由建筑物的总配电柜引来的，因此 P(16)不在小型数据中心的配电中，该数据中心通常不用该大楼的冷冻 水系统。
项目 输入总功率 IT设备功率 电能利用效率
测量值
PTotal=P⑷/0.975 PIT=P⑿ PIT =0.99 P⑽ PUE=PTotal/PIT
99%； 7.UPS输出到IT设备机架之间的各级配电和线缆传输的效率典型值为99%； 8.非主供电网到空调制冷设备输入配电之间的变压器损耗典型值为
98.5%。各级配电和线缆传输的效率典型值为99%。
六、数据中心能效测量
数据中心机房能耗检测标准
数据中心机房能耗检测标准
PUE用来做什么？
1.衡量一个数据中心的运营效率以及有多少提高的理论空间。
2.在同类的数据中心间进行比较和分析。
3.为数据中心运营者验证是否应提高相关设计和流程。
4.建立一个新建数据中心的设计策略和标准。
在测量和计算PUE时需要考虑什么？
1.在合理位置选取测量点以便获得可信仸的原始测量值。
2.要检测的数据中心是独立建筑，抑戒是在一幢综合性建筑内部。
3.基础设施的规划和使用因素。
4.区别对待单独的制冷单元和集成在IT设备中的制冷单元。
5.T设备都涵盖了哪些具体设备。
所有图文归数据中心机房设计所有。
数据中心能耗监测与控制系统的设计与实现
数据中心能耗监测与控制系统的设计与实现随着云计算和大数据等技术的快速发展，数据中心的规模和数量也不断扩大。
同时，数据中心的能耗也日益增加，成为一项值得重视的问题。
数据中心能耗监测与控制系统（Data Center Energy Monitoring and Control System，简称DCIM）的出现，为数据中心的能源管理提供了有效手段。
一、DCIM的概念DCIM是一种集信息管理、能源管理与控制的技术，是一个网络化的软件系统，可以对数据中心的物理设施、电力及能耗进行实时监测、管理和控制。
DCIM能够帮助数据中心实现对能源消耗的精细化控制，优化能源的使用效率，提高数据中心的可用性和可靠性。
二、DCIM系统的设计与构成DCIM系统由多个模块组成，包括传感器、监测设备、数据采集器、数据库、分析软件以及可视化界面等。
传感器和监测设备用于实时采集、监测数据中心中的温度、湿度、气压等物理量和设备的电量等数据；数据采集器将采集到的数据传输至数据库中保存和处理；分析软件用于对数据进行分析和处理，提供对数据中心能耗情况的实时监控和预测；可视化界面则将分析软件的结果以直观的形式展现给用户。
三、DCIM系统的功能DCIM系统的主要功能包括：1、能耗监测：对数据中心中的设备、机房、供电和制冷系统进行实时监测和数据采集，分析能量消耗，了解每个设备的能量消耗情况，从而找到能源消耗浪费的地方。
2、空间管理：对机架、展板、设备、电缆等进行管理，有效利用数据中心的物理空间，提高中心的容纳能力。
3、设备管理：对设备的工作状态进行监测，提高设备的稳定性、可靠性和使用寿命。
4、电力管理：对电力设备、线路进行监测，控制有效使用电量，减少电能浪费。
5、温度管理：通过监测机房温度和湿度，实现智能管理机房温湿度，保证机房环境的稳定。
6、能效分析：基于数据中心的物理结构、设备布局及能源消耗情况，对能源消耗进行分析，形成综合评估报告，为优化数据中心能源管理提供依据。
数据中心能耗监测系统
数据中心能耗监测系统在当今数字化高速发展的时代，数据中心已成为支撑各行各业运行的关键基础设施。
然而，随着数据中心规模的不断扩大和业务量的持续增长，其能耗问题也日益凸显。
为了实现可持续发展和降低运营成本，数据中心能耗监测系统应运而生。
数据中心能耗监测系统，顾名思义，是一套用于实时监测、收集、分析和管理数据中心能源消耗情况的综合性解决方案。
它就像是数据中心的“能源管家”，能够清晰地展示能源的去向和使用效率，帮助运营者做出明智的决策。
这个系统通常由多个部分组成，包括传感器、数据采集设备、传输网络、数据库以及分析软件等。
传感器被安装在数据中心的各个关键位置，如服务器、制冷设备、供电系统等，用于实时感知能源的使用情况，如电流、电压、功率等参数。
数据采集设备则负责将这些传感器收集到的数据进行汇总和初步处理，然后通过传输网络（如以太网、无线网络等）将数据传输到中央数据库。
数据库是整个系统的数据存储中心，它能够存储大量的历史能耗数据。
这些数据不仅包括实时采集的数据，还可能涵盖设备的基本信息、运行状态、环境参数等。
有了丰富的数据积累，分析软件就可以大显身手了。
通过复杂的算法和模型，分析软件能够对数据进行深入挖掘和分析，生成各种报表和图表，例如能耗趋势图、设备能耗排名、能源效率指标等。
数据中心能耗监测系统的作用不容小觑。
首先，它能够帮助数据中心运营者实现能源的精细化管理。
通过实时监测和分析，运营者可以精确地了解每一台设备、每一个区域的能耗情况，从而发现能耗过高的“热点”，采取针对性的措施进行优化，比如调整设备的运行参数、优化制冷系统的控制策略等，以达到降低能耗的目的。
其次，该系统有助于提前发现潜在的能源问题和故障。
例如，如果某台设备的能耗突然异常升高，可能意味着它即将出现故障，这时运营者就可以提前进行维护，避免因设备故障导致的业务中断和更大的损失。
再者，能耗监测系统能够为数据中心的规划和扩展提供有力的依据。
通过对历史能耗数据的分析，运营者可以准确预测未来的能源需求，从而合理规划新设备的采购和机房的扩建，避免因能源供应不足而影响业务发展。
数据中心耗电量测定
在人们由于地球环境问题而越来越重视节能的今天，IT 相关设备的节能措施开始日益流行。
数据中心由于要进行服务器设备、电源（DC 或AC 电源）、照明以及空调的管理等，因此要消耗大量的电力。
尤其是服务器设备，随着通信数据量的增大，其耗电量还将进一步增加。
现在已近有多家海内外业界团体开始针对这一问题开展研究，目标是削减耗电量，同时实现高效率化。
作为这一工作的当务之急，数字式功率计WT210可以高精度地测定耗电量，通过节能为地球环境问题的解决提供支援。
数据中心耗电量测定关键词 X5 电力相关技术 Y2 机器 Z4 电力 F27 electrical machinery Yokogawa Electric Corporation E-11数据中心的概要系统电源电流输入电压输入服务器数据中心功率计WT210数据收集PC 软件数据中心耗电量测定示例室外大楼内电流输入电压输入数据收集PC 软件功率计WT210数据中心◆ 通过对数据中心耗电量的高精度测定，以支援节能活动。
◆ 通过电力的确认，为减少能源消耗作出贡献。
◆ 不仅仅是耗电量，还可同时测定电压、电流、频率、功率因数等。
◆ 宽电流测定范围，20A 电流以下可直接输入进行测定。
即使是20A 以上的电流也可以使用钳式电流探测器（电流钳）进行最大数百A 的电力测定。
◆ 可确认因通信数据量的变化而产生的长时间电力值变动。
◆ 可通过累计电力量收集总电力值。
◆ 结构轻巧紧凑便于搬运。
服务器E-11◆ 对计算机系统在实际环境下的运行速度进行测定并予以公布的SPEC （Standard Performance Evaluation Corporation ）将WT210作为IT 设备的性能试验方法（电力测定）的推荐设备加以推荐。
◆ 近年来，受到全世界瞩目的能源之星制度中，也含有对PC 等的电力测量设备的要求事项。
WT210符合该要求，是支持高分辨率、高精度测定的电力表。
日本国内作为电力测量设备行业先驱者的横河电机的小型电力计，很多大型家电厂商都拥有10台以上的WT210，被广泛用于产品开发、品质评价、生产线等。
数据中心能耗测量
数据中心能耗测量第一点：数据中心能耗的组成及测量方法数据中心能耗主要由IT设备能耗、制冷能耗、照明能耗、电源能耗以及其他能耗组成。
其中，IT设备能耗是指服务器、存储设备、网络设备等信息技术设备在运行过程中所消耗的电能；制冷能耗是指数据中心冷却系统在运行过程中所消耗的电能；照明能耗是指数据中心内部照明设备在运行过程中所消耗的电能；电源能耗是指数据中心电源管理系统在运行过程中所消耗的电能；其他能耗包括暖通空调、安防系统、消防系统等在运行过程中所消耗的电能。
测量数据中心能耗的方法主要有两种：直接测量法和间接测量法。
直接测量法是指通过电能表、功率计等仪器设备直接测量数据中心各设备能耗的方法。
间接测量法是指通过测量数据中心总能耗和各设备能耗占比来计算数据中心能耗的方法。
在实际应用中，可根据数据中心的规模、设备配置和运行情况选择合适的测量方法。
为提高数据中心能耗测量的准确性和可靠性，需要关注以下几点：确保测量设备的精度和稳定性；避免测量设备与被测设备之间发生干扰；定期对测量设备进行校准和维护；对于分布式数据中心，应采用统一的能耗测量和统计方法，确保数据的一致性。
第二点：数据中心能耗测量的重要性和应用数据中心能耗测量的重要性主要体现在以下几个方面：1.能耗管理：通过对数据中心能耗的实时监测和分析，可以帮助管理人员了解数据中心的能耗状况，为节能减排提供数据支持。
2.成本控制：数据中心能耗测量有助于发现能耗较高的设备和不合理的能源消耗环节，从而采取措施降低能耗，降低运营成本。
3.性能优化：通过对数据中心能耗与性能之间的关系进行分析，可以指导设备选型和优化配置，提高数据中心的整体性能。
4.法规遵守：我国相关法规对数据中心的能耗有明确要求，能耗测量有助于企业遵守法规，避免法律责任。
5.行业发展：数据中心能耗测量可以为行业提供能耗基准和参考，推动数据中心行业的健康发展。
数据中心能耗测量应用主要包括以下几个方面：1.能耗监测：通过能耗测量系统，实时监测数据中心的总能耗、各设备能耗及其占比，为能耗管理提供数据支持。
数据中心能耗检测与节能评估
对数据中心能耗指标测量和评估的误解
输入数据中心的电能总量
数据中心效率（PUE）= IT 负载消耗的电能
家喻户晓 众所周知
1、对数据中心效率（PUE）中的两项数据涵盖的内容和正确的测量范围 不清楚，不规范； 对于同一数据中心或同一节能技术，使用不同的方 法就会得出不同的效率等级和节能效果；
4
2
向数据中心 之外的其它 设备换 总
输入
UPS
输出
3 开关
配 电
5
配电
9
系统
配电
10
4
11
配电 安全
列头柜
15
6
照明
向数据中心 之外的其它 系统供电
7
配电
8
空调制 冷系统
12
机架PDU IT系统
非主供电电网
冷源、新风等
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数据中心 内部供电
数据中心 外部供电
外部冷源输入 标志(n)处的电缆传输功率为P(n)
IT设备包括：
由计算机、通信设备、处理设备、控制设备及其相关的配套设施构成， 按照一定的应用目的和规则，对信息进行采集、加工、存储、传输、检 索等处理的人机系统称为电子信息系统。
输入能源包括：
输入能源有三部分： ① 主供电电网 ② 发电机 ③ 非主供电电网（由个别设备引入）。
太阳能、风能等再生能源，最终都以输入到数据中心的电能表示。
3、UPS供配电负载系数 PLF （Power Load Factor） 数据中心中IT设备供配电系统耗能与IT设备耗能的比值
数据中心能耗检测以及节能评估
数据中心能耗检测以及节能评估
一、数据中心能耗检测
数据中心能耗检测是指采用特定的仪器和技术对数据中心能源消耗情
况进行检测，确定复杂的系统中各种节能措施的有效性，提供节能和节省
成本的建议的一种技术服务活动。
现代企业越来越重视节能耗检测技术，
大量的数据中心针对能耗检测进行了投入。
1、实施原则
（1）以节能为目标，需要仔细研究运行状况，发现耗能过大的系统，并给出相应的改进措施；
（2）降低耗能成本，在合理的规划、设计和运行的基础上，减少投
入资金，从而节省成本；
（3）技术先进，采用最新的技术，加快检测过程，减少检测成本，
提高检测的精确度；
（4）考虑环境保护，在实施能耗检测的过程中，要注意保护环境，
不发生能源浪费和污染问题；
（5）节省能源，采取一定的节能措施，减少能耗，使能源得到有效
利用。
2、实施内容
（1）调查：调查数据中心的物理状况，以及机械、电气设备布局、
特征参数等，并收集物理量信息；。
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数据中心能耗测量1.当前数据中心节能降耗工作的重心（1）目前，数据中心节能降耗工作存在的问题：①缺乏指导性的标准；②缺乏科学的能耗测量方法；③缺乏节能规划、设计和节能技术改造的数字依据；④缺乏节能规划、设计和节能技术改造的评估和验收标准。
（2）当前能效规划和测量中普遍存在问题：①IT设备的能耗测量不全面，不准确；②数据中心总输入功率测量不全面，不准确；③偷换概念，以子系统的能耗比例代替整个数据中心的能耗指标PUE；④以主观臆断的数据规划系统能耗指标。
（3）数据中心能耗检测和评估的意义①指导数据中心节能规划设计；②指导数据中心节能技术改造和节能设备的使用。
（4）数据中心能耗指标①数据中心电能利用效率PUE（Power Usage Effectiveness)：数据中心总耗能与IT设备耗能的比值；②空调制冷负载系数CLF（Cooling Load Factor)：数据中心空调制冷系统耗能与IT设备耗能的比值；③UPS供配电负载系数PLF（Power Load Factor)：数据中心IT设备供配电系统能耗与IT设备耗能的比值。
2.数据中心能耗模型（1）IT设备由计算机、通信设备、处理设备、控制设备及其相关配套设施构成，按照一定的应用目的和规则，对信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的人机系统称为电子信息系统。
（2）输入能源输入能源包括主供电电网、发电机、非主供电电网（由个别设备引入）太阳能及风能等再生能源三部分，最终都以输入到数据中心的电能表示。
（3）供配电系统供电系统由高压配电、变压器、各级配电柜、线缆传输、UPS系统，空调制冷系统配电、安全、照明配电、列头柜、机架PDU等环节组成。
（4）UPS系统ups系统包括输入配电、输入配电、UPS主机（单机、冗余并机）、电池、并机架等。
（5）空调制冷系统①机房内使用的空调设备，包括机房专用空调机、湿度调节设备等；②冷源设备包括风冷室外机、冷水机组、冷却塔、干冷器、水泵、电动阀门、水处理等；③新风系统，包括新风预处理机和送风系统等。
（6）其他设施照明设备、安防设备、消防灭火设备、传感器及数据中心管理系统等。
3.对数据中心能耗测量的有关规定（1）电度计量法：电度量是可以累积的，只要确定计量时间周期（例如一年），分别记录总输入用电量和IT设备用电量，就可以准确地测量系统的能源消耗状况，所得结果应该是最实际、最具权威的数据。
（2）功率测量法：对系统做实时效率测试：主要用于节能研究、包括基础设施规划设计方案能效水平、节能设计和节能改造的节能效果、节能设备应用的节能效果等。
这种测量试以系统、子系统和设备的实时测试数据为依据，测试结果受各种因素的影响，包括IT系统工作状态、测试时间、测试季节、各种数据测试的同时性等。
（3）测量周期和频率能耗指标的数值受各种因素的影响，会随季节、节假日和每天忙闲时段的改变发生变化。
因此，为全面准确了解数据中心的能效，应采用固定测量仪表，对数据中心能耗进行持续、长期的测量和记录。
测量的周期和频率如下：①每年测量4次，分别在春季、夏季、秋季、冬季；②每个时段测量时间不少于3天③每天测量不少于2次，分别在数据中心负载的高峰和低谷时段（如果有的话）进行测量；④每次测量不少于1小时，取稳定数值或3次测量的平均值。
每次测量时，要注意对各点和各环节测量的同时性。
（4）其他规定和假设为简化测量步骤和难度，以下设备和环节的运行效率数据认可是可以确定和认定的，并在计算公式中可以采用。
①所有测量数值都用有功功率表示；②在配置有能效监控系统的数据中心，应充分利用监控系统的能耗数据；③市电输入变电器（高压变低压）的效率典型值为98.5%；④市电输入到UPS输入端的各级配电和线缆传输的效率典型值为99%；⑤市电输入到空调制冷输入端的各级配电和线缆传输效率典型值为99%；⑥市电输入到其他用电输入端的各级配电和线缆传输效率典型值为99%；⑦UPS输出到IT设备机架之间的各级配电和线缆传输效率典型值为99%；⑧非主供电网到空调制冷设备输入配电之间的变压器损耗典型值为98.5%；⑨各级配电和线缆传输的效率典型值为99%。
4.测量与能效计算（1）数据中心独立供电系统能效测量：数据中心独立供系统是指：供电系统只对该数据中心供电；该数据中心所有供电来自同一供电系统。
（2）共用供电系统的数据中心的能效测量：共用供电系统的数据中心是指：第一，供电系统除对数据中心供电外，还对其他用电设备供电；第二，该数据中心供电来自两个以上的供电系统首先对系统实际使用的总输入功率进行计算。
数据中心用电电功率P(4)，它从变压器初级（1）处输入的电功率为：P(4)÷0.985×0.99=P(4)÷0.975与其他系统有关的功率是P(13)、P(16)。
P(16)是变压器输出经总配电盘向数据中心其它系统和设备供电的功率，应在总输入功率中减去，减去的量值为：P(16)÷0.985×0.99=P(16)÷0.975P(13)是空调制冷系统可能用到建筑物集中供冷（例如冷冻水）耗能，这部分冷源的设备可能是由数据中心主电网之外的电源供给的，可按下面三种方法之一折算成P(13)÷0.975：①与共用冷源有关的各部分制冷功率；②与共用冷源有关的各部分制冷面积；③与共用冷源有关的各部分分摊的电费。
（3）数据中心局部能效测量在一个大型数据中心中，为了验证新节能技术和节能设备的运行效果，而需要对数据中心局部的PUE值进行测量评估，特别是集装箱或模块化单元构建的模块化数据中心，或者由多个建筑和机房构成的较大型数据中心局部能效测量。
这些系统的配电同样具有明显的“共用供电系统的数据中心”的特点。
①UPS设备实际运行效率ηups=P(10)÷P(9)×100%pups=P(9)-P(10)②供配电（UPS系统除外）的供电系统总耗损IT供电系统（除UPS系统外）其他设备包括：输入变压器、输入总配电、UPS输入输出配电、列头柜及机架配电、转换开关、所有的传输线缆、附加有源滤波器等。
为IT设备供电的变配电系统总损耗用Pd表示。
③空调制冷系统能效状态测量5.当前数据中心能耗测量中存在的问题（1）测量方法严格按照PUE定义的内容（范围）进行测量①测量内容（范围）要全面※IT设备能耗：要测量出实际运行能耗数据，要测量IT设备输入点的数据，如果取UPS输出的数据，就要考虑配电效率。
※数据中心总输入功率：输入能源有三部分：主供电电网、发电机、非主供电电网（由个别设备引入）。
所有的测量数据都要折算到变压器高压输入端。
※IT供电系统能耗：要测量从高压输入到机架PDU的所有设备和环节，包括变压器、各级配电开关、线缆传输、UPS、列头柜、机架PDU等环节。
※空调制冷系统的能耗：要从高压输入到各种设备的输入端，包括变压器、各级配电开关、冷水机组、冷却塔、水泵、电动节门、水处理、干冷器、空调制冷、湿度调节、新风系统等。
②测量的时间性考虑IT设备负荷的动态特性和机房室外环境的影响，要注意测量的时间性、连续性、同时性、以及数据的稳定性。
（2）不要混淆供电和空调制冷负载系数CLF和PLF为评价数据中心的能源效率，业内推出了能源效率指标PUE，为了推广节能新技术和新产品，以便对节能改造和新技术新产品应用的效果做出定量的分析和评估，又定义了IT设备供配电负载系统PLF（Power Load Factor）和空调制冷负载系数CLF（Cooling Load Factor）两个指标，分别描述供电和制冷两个系统的能耗状态和节能效果。
CLF（Cooling Load Factor）=Pcooling ÷PITPLF（Power Load Factor）=PPower ÷PIT于是，有的数据中心在规划设计阶段在制定集成商和新技术、新产品的技术规范时就以CLF或PLE代替PUE，这种混淆概念的做法对数据中心节能改造的工作是不利的。
（3）不科学的比较※不同规模、不同可用性等级数据中心的PUE是不同的；※不同规模、不同供电制冷方案的PUE没有可比性；※实时效率测量（功率测量）与实际效率测量（电度测量）数据没有可比性；※PUE值小到多少最佳却没有相关的标准可循；《ANSI/TIA-942-2005数据中心通信基础设施标准》中规定了四个等级，影响供电系统效率的主要因素是设备利用率，在供电设备和负载率相同的情况下，随着从等级I到等级IV冗余成都的提高，PLF（PUE）肯定会随之增大。
”等级I“为基本型，没有冗余的组成部分，如果没有配置UPS，PLE值可降到0.05（只有变压器、配电和线缆的损耗）；如果配置了UPS，而UPS输出容量利用率可高达60%，此时UPS效率可达90%，但同时谐波造成的传输损耗加大0.02，结果整个系统的PLF值增加到0.17.”等级II“的数据中心，其关键设备（UPS）采用了部件冗余配置（N+1）。
此时UPS输出容量利用率降到30%，UPS效率降低到≤85%，再加上谐波造成的传输损耗增至0.02，则PLF值增加到0.22。
“等级III”是同时可维修系统，“等级IV”是故障容错系统。
以“等级IV”为例，供电系统肯定是2N （双总线系统），UPS以及其他所有供电设备的容量利用率都再次降低，与“等级II”相比，PLE值会增加到≥0.25。