腾讯数据中心配电架构创新
数据中心 服务器 供电 架构
数据中心服务器供电架构数据中心是现代社会中重要的信息基础设施，承载着大量的数据存储和处理任务。
在数据中心中，服务器供电架构是保证服务器正常运行的关键因素之一。
本文将从供电架构的角度探讨数据中心服务器供电的重要性、常见的供电架构以及它们的优缺点。
服务器供电是数据中心正常运行的基础。
数据中心中的服务器通常需要24小时不间断运行，以满足各种计算和存储需求。
因此，稳定可靠的供电系统对于服务器的正常运行至关重要。
一旦服务器供电中断，将会导致数据丢失、服务中断甚至硬件损坏，给用户和企业带来严重的损失。
常见的数据中心服务器供电架构包括单电源架构、双电源架构和冗余电源架构。
单电源架构是最简单的供电方式，即服务器只连接一个电源，当电源故障时，服务器将会宕机。
双电源架构通过连接两个电源，使得服务器在一个电源故障时能够无缝切换到另一个电源，保证了服务器的可用性。
冗余电源架构是在双电源架构的基础上进一步提升的，通过连接多个电源和电源线路，使得服务器在电源故障时能够继续供电，从而实现高可用性和容错性。
单电源架构的优点是简单、成本低，适用于对可用性要求不高的应用场景。
然而，它的缺点也很明显，一旦电源故障，服务器将会宕机，造成服务中断和数据丢失。
双电源架构相比于单电源架构，提高了服务器的可用性，但是由于两个电源之间存在切换时间，仍然无法完全避免服务中断。
冗余电源架构通过多个电源和电源线路的组合，进一步提升了服务器的可用性和容错性，可以实现高达99.999%的可用性。
但是，冗余电源架构的成本和复杂性也相应增加。
除了以上常见的供电架构，还有一些高级的供电技术在数据中心中得到应用。
例如，无间断电源（UPS）和配电系统（PDU）可以提供稳定的电源输出和保护服务器免受电力波动和突发故障的影响。
UPS可以在电源中断时提供临时的电力支持，保证服务器正常运行。
PDU可以对电力进行分支和监控，确保服务器得到适当的供电并实现对电力的精细管理。
数据中心服务器供电架构是确保服务器正常运行的关键因素。
腾讯数据中心配电架构创新
新》2023-10-30•引言•数据中心配电架构概述•腾讯数据中心配电架构创新思路•腾讯数据中心配电架构创新方案•腾讯数据中心配电架构创新的实践案例目•结论与展望录01引言随着信息技术的快速发展，数据中心作为信息处理和存储的重要基础设施，对于现代社会的信息交流和数据处理具有重要意义。
数据中心的配电架构是保证其稳定运行的关键因素之一，随着数据中心的规模不断扩大，传统的配电架构已经难以满足其需求，因此需要研究创新的配电架构以适应数据中心的快速发展。
研究背景和意义研究现状和发展趋势随着数据中心规模的不断扩大，其配电架构也在不断演变，主要趋势是采用更高效的供电方式、更合理的供电结构、更智能的监控系统等。
同时，随着新能源技术的不断发展，数据中心也在探索采用新能源技术以降低能耗、减少对传统能源的依赖。
目前，国内外对于数据中心配电架构的研究主要集中在提高供电质量和降低能耗方面。
02数据中心配电架构概述定义数据中心配电架构是指数据中心电力分配的方案和布局，包括电力输入、配电设备、电缆和连接等组成部分。
组成数据中心配电架构主要由电源、配电设备、电缆和连接组成。
其中，电源是电力输入的来源，配电设备负责对电源进行分配和控制，电缆负责传输电力，连接则负责将各个设备连接在一起。
数据中心配电架构的定义和组成集中式配电架构集中式配电架构是将所有的电源和配电设备集中放置在一个或几个房间内，然后通过电缆和连接将电力分配到各个设备。
这种架构的优点是易于管理和维护，但缺点是空间利用率不高。
分布式配电架构分布式配电架构是将电源和配电设备分散放置在各个设备机柜中，每个机柜都配备独立的电源和配电设备。
这种架构的优点是空间利用率高，但缺点是管理和维护难度较大。
数据中心配电架构的基本类型传统数据中心配电架构的优缺点优点传统数据中心配电架构由于采用集中式配电架构，具有易于管理和维护的优点。
同时，由于电力输入稳定，可以保证数据中心的稳定运行。
缺点传统数据中心配电架构由于空间利用率不高，导致土地和建筑成本较高。
数据中心供配电系统架构
数据中心供配电系统架构数据中心供配电系统架构1. 引言为了确保数据中心正常运行并提供可靠的电力供应，一个完善的供配电系统是必不可少的。
本文档将介绍数据中心供配电系统的整体架构和各个组成部分的详细内容。
2. 数据中心电力需求分析2.1 数据中心负载需求分析2.2 数据中心电力密度分析2.3 数据中心容量规划3. 数据中心供电系统3.1 主电源接入3.2 主配电系统设计3.2.1 电源开关柜设计3.2.2 配电开关柜设计3.3 显性并行供电系统设计3.4 隐性并行供电系统设计4. 数据中心备用电源系统4.1 UPS系统设计4.1.1 UPS类型选择4.1.2 UPS容量规划4.1.3 UPS并联配置4.2 发电机组设计4.2.1 发电机组类型选择4.2.2 发电机组容量规划4.2.3 发电机组与UPS系统协同工作设计4.3 非常规备用电源设计4.3.1 可再生能源4.3.2 备用电池系统设计5. 数据中心配电系统5.1 配电回路设计5.1.1 低压配电回路设计5.1.2 中压配电回路设计5.2 配电柜设计5.2.1 低压配电柜设计5.2.2 中压配电柜设计5.3 配电线路保护设计5.3.1 过载保护5.3.2 短路保护5.3.3 接地保护6. 数据中心电力监控与管理6.1 电力监测系统设计6.2 遥控遥信系统设计6.3 电力管理系统设计附件：本文档所涉及的附件包括供配电系统的图纸、技术规范、设备清单等。
法律名词及注释：1. 供电：指向数据中心提供电力供应的行为。
2. 配电：指将输入电源进行合理分配，并提供给数据中心各个设备和部件使用的行为。
3. 主电源：指直接与电力公司的主网相连接的电源系统，为数据中心提供主要电力供应。
4. 备用电源：指在主电源发生故障或停电时，为数据中心提供备用电力供应的电源系统。
5. UPS：全称为不间断电源，是一种通过内部电池或蓄电池组提供电力，用于在主电源故障或停电时提供临时电力供应的设备。
数据中心配电架构介绍
数据中心配电架构介绍
哎呀呀，同学们，你们知道啥是数据中心配电架构不？
就好像我们的身体需要血管来输送血液一样，数据中心也得有一套厉害的配电架构来给各种设备输送“能量”呢！
想象一下，数据中心里有好多好多的服务器、电脑，还有各种各样的设备，它们就像一群勤劳的小蜜蜂，不停地工作着。
那它们靠啥来有劲儿干活呀？对啦，就是靠配电架构给它们送电！
比如说，有一个超大的数据中心，里面的设备多得数都数不过来。
要是没有一套合理的配电架构，那可就乱套啦！就好像我们家里的电线乱成一团，电灯不亮，电视也打不开，多糟糕呀！
在数据中心的配电架构里，有像大力士一样的变压器，把电压变得合适，让设备们能“吃得饱饱”的。
还有像聪明的小管家一样的配电柜，把电合理地分配给每一个需要的地方。
“嘿，小张，你说这配电架构是不是超级重要？”“那当然啦，没有它，数据中心就得瘫痪！”
而且呀，这配电架构还得能应对各种突发情况。
万一停电了咋办？这时候就得有备用电源像救星一样马上顶上，不能让数据中心的工作停下来。
这就好比我们考试的时候，突然笔没水了，还好旁边有备用的笔能接着用，不然不就惨啦？
还有哦，配电架构还得保证电的质量好，不能有太多的波动和干扰，要不然设备们会“生病”的。
总之，数据中心的配电架构就像是一个超级英雄，默默地守护着数据中心的正常运行，让那些设备们能欢快地工作，为我们的生活带来便利。
我觉得呀，这数据中心配电架构可真是太厉害啦，没有它，我们的网络世界可就没法这么精彩啦！。
[实用参考]腾讯数据中心配电架构创新.pptx
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• 腾讯数据中心配电复合创新
传统配电模式
高压直流配电模式
在不降低数据中心可靠性情况下，精简数据中心配电架构。
• 腾讯数据中心配电复合创新
低成本高可靠方案（2N备份Tier3+可靠性等级） 服务器两电源分别接市电和高压直流，各带一半负载 市电+高压直流架构有一次简化配电架构，在可靠性满足的情况下实现96%效率。
风冷、封闭冷通道（南）
2013.06
HVDC技术
此HVDC技术应用在南方，制冷为风冷方式年平均在1.4左右
高压直流技术运营优势
高压直流 优势
自动休眠，效率更高 拓扑简单，可靠性提高
运维便利，容错热拔插
7/19/2014
像更换硬盘一样运维
腾讯数据中心微模块创新
• 腾讯数据中心微模块创新
工业化 标准化 产品化
新能源
电池革新 busbar
电力 系统
制冷 系统
空气处理 置顶空调
管理系统
基础设施自动化管 理平台
• 冷电两连供-数据中心应用方案
2013年2月25日《上海市 天然气分布式供能系统和
燃气空调发展专项扶持办 法》
中国天然气所占比例5%左右
2013年7月18日国家发展 改革委向各省直辖市自治 区政府及主要的电力企业 下发了（关于印发《分布 式发电管理暂行办法》的 通知》(发改能源 [2013]1381号)
• 冷电两连供-数据中心应用方案
燃气发电机+溴化锂制冷机，一方气可发近5度冷电
• 冷电两连供-数据中心应用方案
燃气发电机组为核心设备 的能源站
高温缸套水 高温排气
99°C
89°C 405°C
烟气热水混 合型吸收式 冰水机（加 补燃头）
数据中心供配电解决方案
数据中心供配电解决方案在当今数字化时代，数据中心已成为企业运营和社会发展的核心基础设施。
而稳定可靠的供配电系统则是保障数据中心正常运行的关键。
一个良好的数据中心供配电解决方案不仅要满足当前的业务需求，还要具备可扩展性和高可用性，以应对未来不断增长的业务压力。
一、数据中心供配电系统的重要性数据中心承载着大量的服务器、存储设备和网络设备，这些设备的正常运行对于企业的业务连续性至关重要。
供配电系统作为数据中心的动力源泉，其稳定性和可靠性直接影响到数据中心的运行效率和服务质量。
一旦供配电系统出现故障，可能会导致数据丢失、业务中断，给企业带来巨大的经济损失和声誉损害。
二、数据中心供配电系统的需求分析1、高可靠性数据中心的业务通常不能容忍任何停电事件，因此供配电系统必须具备极高的可靠性。
这通常需要采用冗余设计，如冗余的电源模块、UPS（不间断电源）系统和备用发电机等。
2、高可用性数据中心需要保证 24×7 的不间断运行，因此供配电系统的可用性要求非常高。
这意味着系统中的设备需要易于维护和更换，并且能够在故障发生时快速恢复。
3、可扩展性随着业务的增长，数据中心的设备数量和电力需求也会不断增加。
供配电系统必须具备良好的可扩展性，能够方便地增加电源容量和供电回路。
4、高效节能数据中心的能耗巨大，供配电系统的效率直接影响到整个数据中心的能耗水平。
因此，需要采用高效的电源设备和节能技术，降低系统的运行成本。
三、数据中心供配电系统的组成1、市电接入市电是数据中心的主要电源来源。
通常会接入两路或多路市电，以提高供电的可靠性。
市电经过变压器降压后，进入配电柜进行分配。
2、变压器变压器用于将市电的高电压转换为适合数据中心设备使用的低电压，如 400V 或 220V。
3、配电柜配电柜用于对市电和备用电源进行分配和控制，包括进线柜、出线柜、联络柜等。
4、 UPS 系统UPS 系统用于在市电中断时为数据中心设备提供不间断的电源。
数据中心电气架构的优化设计
数据中心电气架构的优化设计随着信息技术的飞速发展，数据中心作为信息存储和处理的重要基础设施，承担着越来越重要的角色。
而数据中心的电气架构设计直接关系到数据中心的稳定性、可靠性和高效性。
因此，对数据中心电气架构进行优化设计显得尤为重要。
本文将从电气架构的概念、优化设计的意义、优化设计的原则和方法等方面展开探讨。
一、电气架构概念数据中心的电气架构是指数据中心内部电气系统的组织结构和布局方式。
它包括供电系统、配电系统、接地系统、UPS系统等各个方面。
一个合理的电气架构设计能够确保数据中心设备的正常运行，提高数据中心的可靠性和稳定性。
二、优化设计的意义1. 提高数据中心的可靠性：优化的电气架构设计能够减少电气故障的发生，提高数据中心的稳定性和可靠性。
2. 提升数据中心的安全性：合理的电气架构设计能够降低火灾、电击等安全事故的风险，保障数据中心的安全运行。
3. 提高数据中心的能效性：优化的电气架构设计能够提高数据中心的能效比，降低能耗成本，符合节能减排的要求。
4. 便于维护和管理：优化的电气架构设计能够简化数据中心的维护和管理流程，降低维护成本，提高运维效率。
三、优化设计的原则1. 可靠性原则：电气架构设计应该以确保数据中心设备正常运行为首要目标，保证供电系统的可靠性和稳定性。
2. 安全性原则：电气架构设计应该符合相关的安全标准和规范，确保数据中心的安全运行。
3. 节能性原则：电气架构设计应该考虑节能减排的要求，提高数据中心的能效比，降低能耗成本。
4. 灵活性原则：电气架构设计应该具有一定的灵活性和可扩展性，能够适应数据中心的不断发展和扩张。
四、优化设计的方法1. 合理规划供电系统：根据数据中心的负荷需求和发展规划，合理规划供电系统的容量和备用方案，确保供电系统的可靠性和稳定性。
2. 设计可靠的配电系统：采用合适的配电设备和保护装置，设计可靠的配电系统，确保电能的有效分配和传输。
3. 建立完善的接地系统：建立完善的接地系统，确保数据中心设备的安全接地，减少接地故障的发生。
数据中心的网络架构和优化
数据中心的网络架构和优化一、引言在数字化时代，大规模的数据的存储和处理需求引发了数据中心的兴起。
数据中心作为重要的信息基础设施，承担着企业或组织的数据存储、处理、传输等核心任务。
网络架构和优化是数据中心设计和运营的重要方面，本文将从不同维度对数据中心的网络架构和优化进行探讨。
二、数据中心网络架构数据中心网络架构是指数据中心各个组件之间的连接方式和布局。
常用的数据中心网络架构包括三层架构、二层架构和合并架构。
1.三层架构三层架构是最常用的数据中心网络架构之一。
它由核心层、汇聚层和接入层组成。
核心层负责整个数据中心网络的内部和外部连接，汇聚层聚合数据流量，接入层为服务器提供接入端口。
2.二层架构二层架构以虚拟局域网（VLAN）为基础，将服务器直接接入数据中心网络。
这种架构具有低时延和高吞吐量的优点，但由于广播和单个故障点的限制，不能满足大规模数据中心的需求。
3.合并架构合并架构是当前数据中心网络的趋势之一。
它将传统的三层架构和二层架构进行了创新，结合了它们的优点。
通过采用软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）技术，实现了对网络结构和服务的灵活配置。
三、数据中心网络的优化数据中心网络的优化包括带宽管理、负载均衡、高可用性和安全性等方面的内容。
1.带宽管理数据中心网络通常面临大规模的数据传输需求，因此带宽管理是至关重要的。
通过合理规划网络拓扑、优化传输路径以及使用流量调度算法等手段，可以实现带宽的合理分配和利用，提高数据传输效率。
2.负载均衡负载均衡是确保数据中心网络高效运行的关键。
通过将流量均匀分布到不同的服务器上，避免某个服务器负载过重而导致性能下降。
采用负载均衡算法，如轮询、最小连接数等，可以实现负载均衡。
3.高可用性数据中心网络必须具备高可用性，以确保数据中心始终处于可用状态。
通过设计冗余路由、备份服务器和采用热备份等技术手段，可以提高数据中心网络的可用性，减少网络中断导致的数据丢失和服务中断。
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• 冷电两连供-数据中心应用方案
燃气发电机+溴化锂制冷机，一方气可发近5度冷电
• 冷电两连供-数据中心应用方案
燃气发电机组为核心设备 的能源站
IDC能源需求 99°C
电力 备用 冰水机
高温缸套水
89°C
烟气热水混 合型吸收式 冰水机（加 补燃头）
12°C
冷水储 槽或环 路 机房制冷 7.6 MWth
• 冷电两连供-数据中心应用方案
2013年2月25日《上海市 天然气分布式供能系统和 燃气空调发展专项扶持办 法》 2013年7月18日国家发展 改革委向各省直辖市自治 区政府及主要的电力企业 下发了（关于印发《分布 式发电管理暂行办法》的 通知》(发改能源 [2013]1381号)
中国天然气所占比例5%左右
高温排气
405°C 2.5kPa≤P≤5 kPa
5°C
电力 5MW
10 kV 燃气发电机组 市电
天然气
电力 5.0 MW
• 冷电两连供-数据中心应用方案
需要改进： 工程量大 建设周期长
需经过一番复合创新方可适应数据中心的应用
风冷、封闭冷通道（南）
HVDC技术
此HVDC技术应用在南方，制冷为风冷方式年平均在1.4左右
高压直流技术运营优势
自动休眠，效率更高
高压直流 优势
拓扑简单，可靠性提高
运维便利，容错热拔插
像更换硬盘一样运维
7/19/2014
腾讯数据中心微模块创新
• 腾讯数据中心微模块创新
工业化 标准化 产品化
我们对高压直流模块进行拓扑的改造，抑制先前大谐波等问题，用于数据中心配电主架构
• 腾讯数据中心配电复合创新
传统配电模式 高压直流配电模式
在不降低数据中心可靠性情况下，精简数据中心配电架构。
• 腾讯数据中心配电复合创新
低成本高可靠方案（2N备份Tier3+可靠性等级） 服务器两电源分别接市电和高压直流，各带一半负载 市电+高压直流架构有一次简化配电架构，在可靠性满足的情况下实现96%效率。
• 数据中心模块化分级
艺术、缺陷、独一无二
标准、缜密、万众如一
• 数据中心模块化分级-定性法
从机架到园区的全程模块化设计 和建设 特点：
模块化设计
模块化建设
模块间设计分割清晰 土建建筑单体模块化 方案可复制 设计方案版本化管理
• 数据中心模块化分级-定量法
设计考量5要素： 业务模块容量 模块化设计的 机型配比 变压器最佳容量 兼容（传统机架微模块） 前瞻性 设计考量3要素： 10KV中压容量 IT模块数量 统一制冷容量
高压直流运营实践-服务器故障率
北方机房案例：
1. HVDC自2011启用以来，运营稳定，HVDC系统未发生过运营故障。该机房 仅发生过1次因服务器电源模块故障导致的机架掉电。 2.HVDC机房网络设备运行稳定，未发生过网络设备故障。 3.服务器故障率，统计自2012年10月至今的自动化平台数据，故障率低于全国 平均水平。
高压直流运营实践-机房PUE
各种技术PUE展现： 各种技术PUE值比较
1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 2012.11 2013.01 2013.02 2013.03 2013.04 2013.05 2013.06
风冷、无冷热通道（南） 水冷、市电+高压直流（南）
水冷、封闭热通道（南） 水冷+水侧节能、封闭热通道（北）
复合创新-腾讯数据中心技术发展
前言-数据中心概述
数据中心-传统与新兴的交集
传 统 产 业
数 据 中 心
信 息 产 业
数据中心是信息产业的生产车间
数据中心涉及的十数个专业
电力
消防
制冷 …… 综合布线
复合传统及现代的十数个专业，而且还在持续复合
腾讯数据中心配电架构创新
高压直流技术的前身
高压直流240VDC电源，以其高可靠性的特点，广泛应用于电网关键设备（断路器开合）的控制。
去工程化， 脱离中国国情的工程之黄泛区
TMDC建设思路
基建与IT建设分离。 大楼主体及基础水电一次性建设完成，微模块则按需灵活部署（从到货到安装测试完成仅需4周） 。
• 腾讯数据中心微模块创新
产品化的方式，灵活应用在自建，运营商合建等模式 部署在蛇口，宝安，天津，以及坪山
腾讯数据中心方法论创立
5-3原则
机柜
设计考量5要素： 节点功耗 机架高度 架内机型配比 布线策略 机柜功率
IT模块
设计考量3要素： 用地经济指标 园区总电力 市政配套
建筑单体园区腾讯源自据中心技术研发方向• 腾讯数据中心技术研发方向
新能源
电池革新 busbar
电力 系统
制冷 系统
空气处理 置顶空调
管理系统
基础设施自动化管 理平台