[发明专利]一种数据中心节能系统及方法

权利要求书

1.一种数据中心节能系统，其特征是，它包括放置在数据中心的若干智能配电柜、UPS电池组、若干空调、若干通风地板和若干机柜，在机柜内设有若干服务器，在数据中心内设有采控装置，采控装置对机柜内、机柜外的微环境数据进行采集，所述微环境数据指温度、湿度、气流、气压的数据，采控装置将采集到的数据上传到后台；在通风地板上设有风速传感器和风向传感器，采集通风地板的风速和风向数据，风速传感器和风向传感器采集的数据通过通讯网络上传给后台；智能配电柜对供配电系统的三相运行数据进行采集，智能配电柜通过通讯装置利用通讯网络将采集的运行数据上传给后台；空调对自身的运行参数及模式数据进行采集，空调通过通讯装置利用通讯网络将采集数据上传给后台；服务器通过自身板卡对内部运行状态数据进行采集，服务器将采集的内部运行状态数据通过通讯网络传给后台；在UPS电池组表面粘有无线温度传感器，无线温度传感器采集的UPS电池组表面温度并上传给后台，UPS的运行信息通过直接在UPS数据口安装的无线通讯装置上传给后台；后台对接收到的数据进行建模分析，进而对数据中心的整体环境进行控制。

2.如权利要求1所述的一种数据中心节能系统，其特征是，所述采控装置包括安装在数据中心建筑内部的至少一个温湿度传感器和安装在机柜内的至少一个温湿度传感器、气流传感器和气压传感器，所述安装在数据中心建筑内部的温湿度传感器用来测量机柜外的温湿度；所述机柜内的温湿度传感器、气流传感器和气压传感器在机柜内壁沿垂直方向分层分布，测量机柜内部微环境的温湿度、气流、气压信息。

3.如权利要求1所述的一种数据中心节能系统，其特征是，所述通讯网络包括有线通讯网络和无线通讯网络。

4.基于权利要求1所述的一种数据中心节能方法，具体步骤为：

步骤一：数据采集和传输：服务器对自身的运行状态数据采集、采控装置对机柜内和机柜外的微环境数据进行采集、智能配电柜自身对供配电系统所使用的三相运行数据进行采集，空调对自身的运行参数及模式数据进行采集，通风地板上的风速传感器和风向传感器对通风地板的风速和风向数据进行采集，粘在UPS电池组的无线温度传感器采集UPS电池组表面温度，UPS的运行信息通过直接在UPS数据口安装的无线通讯装置上传给后台，各装置采集的数据通过通讯网络上传到后台；

步骤二：建模分析：后台根据系统建立初期输入的基础数据以及实时接收到的数据进行建模，建立数据中心整个建筑物及设备的基础设施三维模型；

通过对供配电系统中三相运行数据分析，把负荷简化为以功率为依据的模型，即建立负荷用电和能效模型；

通过数据中心中供配电系统的线路规格、长短、数据中心环境数据、负荷量数据，建立多变量的等效线路损耗模型；

通过采集到的供配电系统运行数据或通过采集数据的简单运算得到的供配电系统的频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变信息，建立多参数的电能质量测量模型；

步骤三：云图绘制和仿真：采用三维虚拟现实技术，通过后台收到的机柜内和机柜外的温度和湿度数据，绘制整个数据中心在不同水平面、不同垂直面或其它方向的平面云图或立体云图，并通过CFD技术仿真出整个数据中心冷气流量分布图；

步骤四：确定节能方案：运用步骤三中的立体云图，及对步骤二中建立的负荷用电和能效模型、线路损耗模型、电能质量测量模型的仿真，综合后台中已有的能效优化方案库，提供节能方案以及节能建议或直接对设备进行智能化操作，实现节能。

5.如权利要求4所述的一种数据中心节能方法，其特征是，所述步骤一中的供配电监测使用的三相运行数据主要包括供配电系统三相的有功、无功、电压、电流、功率因数、功率、开关状态、通讯状态、谐波、负荷量数据；所述空调运行参数及模式数据主要包括回风温度、回风湿度、加湿器状态、传感器状态、电加热状态、除湿运行状态数据；所述服务器的运行数据包括CPU温度、风扇转速数据。

6.如权利要求4所述的一种数据中心节能方法，其特征是，所述步骤二中的具体步骤为所述根据立体云图直观的分析整个数据中心的温度/湿度分布情况，以及局部热/湿点的位置，再结合通风地板风向传感器和风力传感器采集到的数据、空调回风温度、回风湿度以及基础设施的三维模型数据信息，运用CFD技术对数据中心整个冷气流量分布进行仿真绘制。