[发明专利]一种一体化设计的模块化数据中心系统及能耗调控方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种数据中心能耗调控技术领域，具体地说是一种一体化设计的模块化数据中心系统及能耗调控方法。

背景技术

数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。

随着计算机技术的发展和计算机应用的普及扩大，服务器的数量快速的增长，因此服务器能耗问题越来越突出，据统计2012年中国数据中心的耗能占到了全国发电量的2%，相当于三峡水电站的同期年发电量。 

传统的数据中心都是IT设备、空调设备、供电设备分离设计，虽然在一定程度上实现了几个系统之间的解耦合设计，但是由于各个系统之间没有信息的互通，没有根据实际需求进行联动控制，供电设备、空调设备不关注IT设备的实现需求，单向的提供制冷能力和供电。因此在空调设备和供电设备的设计方面，只能按照做大的额定指标设计和运行，不能根据实际IT设备的需求动态进行调整。因此不管是空调设备还是供电系统使用效率都比较低，在一定程度上造成散热能力的过提供，造成设备成本、运营成本的浪费。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种将IT设备、空调设备、供电设备一体化设计，保证了空调设备、供电设备和IT设备的密切结合的一种一体化设计的模块化数据中心系统及能耗调控方法。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：

一种一体化设计的模块化数据中心系统，包括统一监控平台、IT设备、空调设备、供电设备；通过统一监控平台连接监控IT设备、空调设备、供电设备；建立空调设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路；建立供电设备和IT设备之间闭环式调控的通信链路。

IT设备包括设备控制单元、温度信息监控芯片、温度传感器、供电状态检测单元，设备控制单元连接控制温度信息监控芯片、供电状态检测单元，温度信息监控芯片连接温度传感器；

空调设备包括空调控制单元、温度采集单元、制冷调控电路，控制单元连接控制温度采集单元、制冷调控电路；

供电设备包括UPS、供电设备，UPS连接供电设备；

统一监控平台分别连接监控设备控制单元、空调控制单元、UPS；

IT设备的温度信息监控芯片与空调设备的温度采集单元连接，IT设备的供电状态检测单元与供电设备的UPS连接。

IT设备的温度传感器包括CPU温度传感器、入风口温度传感器及其他IT设备部件温度传感器。

IT设备的供电状态检测单元连接能耗峰值设置单元，能耗峰值设置单元连接IT设备部件。

供电设备包括市电、电池组、发电机备电设备，市电、电池组、发电机备电设备分别连接至UPS给其供电。

一种一体化设计的模块化数据中心系统的能耗调控方法，针对上述的任意一项的一种一体化设计的模块化数据中心系统进行能耗调控，步骤为：

（1）、建立空调设备和IT设备之间的通信链路；

（2）、IT设备的温度信息监控芯片将温度传感器检测到的温度信息传递给空调设备的温度采集单元；

（3）、统一监控平台根据设备控制单元提供的IT设备的温度信息以及空调控制单元提供的空调设备的风机制冷信息；通过空调控制单元及制冷调控电路对空调设备实施策略性制冷调控；

（4）、建立供电设备和IT设备之间的通信链路；

（5）、供电设备的UPS将供电状态信息传递给IT设备的供电状态检测单元；

（6）、统一监控平台根据UPS提供的供电状态信息以及设备控制模块提供的IT设备部件的能耗信息；调控能耗峰值设置策略，通过能耗峰值设置单元对IT设备部件能耗状态调控。

IT设备的温度信息包括IT设备部件的实际运行温度参数、散热需求参数；对空调设备实施策略性制冷调控包括调整冷水流量、风机转速、风机的开启数量。

供电设备的供电状态信息包括市电的在线状态信息、供电设备的实时利用率、供电设备的实时转换效率。

当供电设备出现市电缺失的情况时，将此供电状态信息传递到IT设备，IT设备可以采取功耗限制的能耗峰值设置策略，强制IT设备部件工作在低功耗状态，在维持业务运转不停止服务的前提下，减少对电池组或发电机备份设备供电来源的需求，从而延长续航的时间，提高数据中心的整体服务延续时间。

在保证相同持续时间的情况下，减小电池组的配置容量，降低数据中心供电设备的建设成本，提高客户感受度。