數(shù)據(jù)中心配電改造是一個(gè)復(fù)雜的項(xiàng)目，需要滿(mǎn)足多種特定的要求和標(biāo)準(zhǔn)，其主要分為機(jī)房等級(jí)改造、配電節(jié)能改造以及機(jī)房面積優(yōu)化改造三部分。

• 機(jī)房等級(jí)改造

根據(jù)國(guó)標(biāo)GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》，數(shù)據(jù)中心劃分為A、B、C三級(jí)。設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)中心的使用性質(zhì)，數(shù)據(jù)丟失或網(wǎng)絡(luò)中斷在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)上造成的損失和影響程度確定所屬級(jí)別。從配電方面來(lái)說(shuō)，A、B、C三級(jí)在供電電源、變壓器架構(gòu)、后備柴油發(fā)電機(jī)及其燃料存儲(chǔ)系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)配電、變電所物理隔離方面均有不同的要求。

1.供電電源改造

國(guó)標(biāo)GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)于A、B、C三級(jí)數(shù)據(jù)中心供電電源的具體要求如下： C級(jí)機(jī)房?jī)H需要從同一個(gè)高壓站引兩路電源即可；若C級(jí)機(jī)房改B級(jí)機(jī)房，在有條件的情況下，應(yīng)由不同的高壓站各引一路電源；若C級(jí)機(jī)房改A級(jí)機(jī)房，則必須由不同的高壓站各引一路電源，在一路電源故障時(shí)，另一路電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。 2.變壓器架構(gòu)改造

國(guó)標(biāo)GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)于A、B、C三級(jí)數(shù)據(jù)中心變壓器架構(gòu)的具體要求如下： C級(jí)機(jī)房不需要考慮變壓器的冗余；若C級(jí)機(jī)房改B級(jí)機(jī)房，需在現(xiàn)有變壓器的基礎(chǔ)上多增加一臺(tái)備用變壓器，當(dāng)任意一臺(tái)工作變壓器故障時(shí)，可由備用變壓器代替供電；若C級(jí)機(jī)房改A級(jí)機(jī)房，則變壓器容量需按實(shí)際負(fù)載的兩倍配置。 3.后備柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)改造

國(guó)標(biāo)GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)于A、B、C三級(jí)數(shù)據(jù)中心后備柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的具體要求如下： C級(jí)機(jī)房不需設(shè)置柴發(fā)系統(tǒng)；若C級(jí)機(jī)房改B級(jí)機(jī)房，在雙路高壓電源供電時(shí)，不需設(shè)置柴發(fā)系統(tǒng)，只有在單路供電時(shí)，需按N+1冗余設(shè)置柴發(fā)；若C級(jí)機(jī)房改A級(jí)機(jī)房，則不論高壓電源數(shù)量，均需按N+X冗余設(shè)置柴發(fā)系統(tǒng)，一般X取1。 4.柴油發(fā)電機(jī)燃料存儲(chǔ)系統(tǒng)改造
國(guó)標(biāo)GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)于A、B、C三級(jí)數(shù)據(jù)中心后備柴油發(fā)電機(jī)燃料存儲(chǔ)系統(tǒng)的具體要求如下： C級(jí)、B級(jí)機(jī)房無(wú)柴發(fā)儲(chǔ)油量要求；若C級(jí)、B級(jí)機(jī)房改A級(jí)機(jī)房，則需設(shè)置埋地油罐，儲(chǔ)油量按12小時(shí)柴發(fā)用油考慮，油罐、油泵也需考慮一用一備。當(dāng)設(shè)置注油口時(shí)，儲(chǔ)油量可維持柴發(fā)運(yùn)行至外部供油時(shí)即可。 5.不間斷電源系統(tǒng)架構(gòu)改造

國(guó)標(biāo)GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)于A、B、C三級(jí)數(shù)據(jù)中心不間斷電源系統(tǒng)架構(gòu)的具體要求如下： A級(jí)數(shù)據(jù)中心同時(shí)滿(mǎn)足下列要求時(shí)，電子信息設(shè)備的供電可采用不間斷電源系統(tǒng)和市電電源系統(tǒng)相結(jié)合的供電方式。
（1）設(shè)備或線路維護(hù)時(shí)，應(yīng)保證電子信息設(shè)備正常運(yùn)行；
（2）市電直接供電的電源質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足電子信息設(shè)備正常運(yùn)行的要求；
（3）市電接入處的功率因數(shù)應(yīng)符合當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)的要求；
（4）柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)能夠承受容性負(fù)載的影響
（5）向公用電網(wǎng)注入的諧波電流分量（方均根值）不應(yīng)超過(guò)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》GB/T14549規(guī)定的諧波電流允許值。
當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上地處不同區(qū)域的數(shù)據(jù)中心同時(shí)建設(shè)，互為備份，且數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，業(yè)務(wù)滿(mǎn)足連續(xù)性要求時(shí)，數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施可按容錯(cuò)系統(tǒng)配置，也可按冗余系統(tǒng)配置。
C級(jí)機(jī)房UPS按設(shè)備總?cè)萘窟x型即可，不需要冗余；B級(jí)機(jī)房UPS每四臺(tái)之外還要設(shè)置一臺(tái)冗余UPS，以備四臺(tái)中的一臺(tái)故障時(shí)接替其供電；A級(jí)機(jī)房可按照市電情況選擇2N架構(gòu)或者一路市電、一路UPS架構(gòu)，一般項(xiàng)目均采用2N架構(gòu)。 6.不間斷電源系統(tǒng)旁路及備用時(shí)間改造
國(guó)標(biāo)GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)于A、B、C三級(jí)數(shù)據(jù)中心不間斷電源系統(tǒng)旁路及備用時(shí)間的具體要求如下： C級(jí)機(jī)房不需要設(shè)置UPS自動(dòng)轉(zhuǎn)換旁路和手動(dòng)維修旁路；若C級(jí)機(jī)房改B級(jí)、A級(jí)機(jī)房，需新增上述旁路。C級(jí)機(jī)房無(wú)UPS備用時(shí)間要求；B級(jí)機(jī)房UPS備用時(shí)間要求7分鐘；A級(jí)機(jī)房UPS備用時(shí)間要求15分鐘。 7.空調(diào)系統(tǒng)配電改造
國(guó)標(biāo)GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)于A、B、C三級(jí)數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)配電的具體要求如下： C級(jí)機(jī)房無(wú)冷機(jī)末端切換要求；若C級(jí)機(jī)房改B級(jí)、A級(jí)機(jī)房，則部分冷機(jī)需做末端互投，以保證在一個(gè)變電所完全斷電時(shí)，另一個(gè)變電所可以帶載滿(mǎn)足機(jī)房冷卻工況的全部冷機(jī)。 8.變電所物理隔離改造
國(guó)標(biāo)GB50174-2017《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)于A、B、C三級(jí)數(shù)據(jù)中心變電所物理隔離的具體要求如下： C級(jí)、B級(jí)機(jī)房無(wú)變配電所物理隔離要求；若C級(jí)、B級(jí)機(jī)房改A級(jí)機(jī)房，則每個(gè)變電所之間需做物理隔離。若配電系統(tǒng)采用2N構(gòu)架，則至少需要設(shè)置兩個(gè)物理隔離的變電所，每個(gè)變電所平時(shí)各帶50%負(fù)荷，當(dāng)一個(gè)變電所完全斷電時(shí)，另一個(gè)變電所帶載100%負(fù)荷。若配電系統(tǒng)采用2+1的DR構(gòu)架，則至少需要設(shè)置三個(gè)物理隔離的變電所，每個(gè)變電所平時(shí)各帶66%負(fù)荷，當(dāng)其中一個(gè)變電所完全斷電時(shí)，另兩個(gè)變電所帶載100%負(fù)荷。

• 配電節(jié)能改造

許多老舊的數(shù)據(jù)中心設(shè)備效率較低，能耗較高，使用更高效的設(shè)備升級(jí)替換老舊設(shè)備可以降低能耗。例如使用更節(jié)能的變壓器、更高效的UPS等。1.變壓器節(jié)能改造選擇高效的供電設(shè)備可以降低能耗并提高供電效率，如：干式變壓器改為非晶合金變壓器后，可降低變壓器總損耗30%。其對(duì)比傳統(tǒng)變壓器的節(jié)能效果如下： 非晶合金變壓器對(duì)比傳統(tǒng)變壓器，空載損耗下降約2/3，空載電流下降約70%，具有更好的節(jié)能效果。通常，在變壓器30年的有效周期壽命內(nèi)，變壓器的運(yùn)行成本要高達(dá)制造成本的6~7倍，而能耗電費(fèi)是運(yùn)行成本的主要組成部分，變壓器空載損耗的降低不僅能提高我國(guó)電力利用率，降低電力浪費(fèi)，還能為用戶(hù)節(jié)省運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)收益。 2.不間斷電源系統(tǒng)節(jié)能改造
UPS設(shè)備是數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的核心設(shè)備之一，其效率直接影響供電系統(tǒng)的能耗。選擇高效的UPS設(shè)備，可以降低能耗并提高供電系統(tǒng)的可靠性。 上海某銀行老舊UPS改為高效節(jié)能型UPS后，運(yùn)行效率可從90%提升至97%。 同時(shí)，UPS動(dòng)態(tài)在線功能也在很多廠家的產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)，其采用自適應(yīng)智能算法，可做到在網(wǎng)絡(luò)故障（電壓變化、低阻抗/高阻抗主電源故障）和負(fù)載故障（UPS下游短路）時(shí)0ms快速切換。采用UPS動(dòng)態(tài)在線功能后，其運(yùn)行效率可高達(dá)99%。 3.光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)改造
項(xiàng)目可根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r增加光伏儲(chǔ)能一體化設(shè)備，光伏、谷電、平電為儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，峰電時(shí)段儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，減少機(jī)房用電成本。 （1）采用“并網(wǎng)不上網(wǎng)”的運(yùn)行方式，根據(jù)數(shù)據(jù)中心所在地峰平谷時(shí)間區(qū)間與電價(jià)情況，儲(chǔ)能系統(tǒng)可采用不同的充放策略。（2）光伏發(fā)電、谷電及平電時(shí)段的市電為儲(chǔ)能系統(tǒng)充電；峰電時(shí)段儲(chǔ)能系統(tǒng)供電，不足部分由市電補(bǔ)充。
（3）減少數(shù)據(jù)中心用電成本，提高經(jīng)濟(jì)收益；光儲(chǔ)一體化最多可降低綜合PUE0.035。

• 機(jī)房面積優(yōu)化改造

數(shù)據(jù)中心劃分為許多功能區(qū)，隨著IT機(jī)架功率密度的提高，輔助區(qū)域占地面積比例也越來(lái)越高。在輔助區(qū)域中供電設(shè)施的占用面積最大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中壓變配電設(shè)備、低壓配電設(shè)備、電能質(zhì)量處理設(shè)備、不間斷電源設(shè)備、電池設(shè)備及其輔助系統(tǒng)占地面積一般超過(guò)數(shù)據(jù)中心機(jī)柜面積的50%以上，隨著單IT機(jī)柜功率增加，其比例更高，這部分供電設(shè)備嚴(yán)重?cái)D占了IT機(jī)柜的可用面積。如何減少數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的占地面積，提高數(shù)據(jù)中心機(jī)柜占地面積，提高數(shù)據(jù)中心空間利用率和土地資源利用率已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)與改造的關(guān)鍵。1.配電設(shè)備預(yù)制化改造預(yù)制化電力模組精簡(jiǎn)了中間環(huán)節(jié)，設(shè)備的使用量變少，結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)緊湊，減少了電纜等材料的工程施工量，投資成本大大節(jié)省，同時(shí)還可節(jié)省機(jī)房面積。 2.UPS電池改造
UPS采用鋰電池已經(jīng)成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，UPS鉛酸電池改為鋰電池后，可節(jié)省機(jī)房面積60%，機(jī)房承重減少70%，相應(yīng)減少機(jī)房的土建成本。同時(shí)，其具備多項(xiàng)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)鉛酸電池的優(yōu)勢(shì)，具體如下： 盡管鋰電池具備諸多優(yōu)勢(shì)，但在不間斷電源中使用鋰電池對(duì)于閥控鉛酸蓄電池而言還相對(duì)較新，后者仍是當(dāng)下普遍采用的主導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)。隨著鋰電池成本的持續(xù)下降，其優(yōu)勢(shì)會(huì)更加廣為人知，且隨著廠商不斷將其UPS打造得更具兼容性，這一格局有可能發(fā)生改變。 3.后備柴油發(fā)電機(jī)選型改造
新增的柴油發(fā)電機(jī)可采用集裝箱式，放置于室外，可節(jié)省機(jī)房面積，相應(yīng)減少機(jī)房的土建成本。 總之，數(shù)據(jù)中心配電改造是一個(gè)需要高度關(guān)注的項(xiàng)目，需要仔細(xì)評(píng)估現(xiàn)有系統(tǒng)、制定詳細(xì)的計(jì)劃、選擇合適的設(shè)備、設(shè)計(jì)合理的配電架構(gòu)，并綜合考慮多個(gè)方面、采用多種解決方案來(lái)提高數(shù)據(jù)中心的能源利用效率，降低能耗，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的綠色發(fā)展。