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图书名称：《数据中心供配电技术与设计》

【作　者】郭武

【页 数】 503

【出版社】 北京：机械工业出版社 , 2022.06

【ISBN号】978-7-111-70206-1

【价 格】178.00

【分 类】供电系统-配电系统

【参考文献】 郭武. 数据中心供配电技术与设计. 北京：机械工业出版社, 2022.06.

图书封面：

图书目录：

《数据中心供配电技术与设计》内容提要：

本书系统地对数据中心供配电系统的相关标准、市电电源引入、负荷统计计算、元器件选择、设备介绍及分析、系统设计、设备选择、机房设备布置、机房土建要求、电源馈线选择及敷设、接地系统、监控系统、抗震设计等内容进行了论述和介绍，从标准规范、基础理论、工程设计实践等方面都进行了详细的讲解与描述，是数据中心工程项目的供配电设计人员和维护人员理想的设计教科书、参考书及工具书，也可作为从事通信电源工程的相关技术人员的参考用书。

《数据中心供配电技术与设计》内容试读

第1章供电设计标准与规范

1.1数据中心建设

数据中心(Data Center,DC)的前身是数据机房，随着信息通信网络的发展，数据机房逐步变成了数据中心。数据中心通常是指在一个物理空间内实现信息的集中处理、存储、传输、交换、管理的系统，而计算机设备、服务器设备、网络设备、存储设备等通常被认为是数据中心的关键设备。

关键设备运行所需要的环境因素，如供配电系统、制冷系统、机柜系统、消防系统、监控系统等通常被认为是关键物理基础设施。

1.1.1关于数据中心建设布局的指导意见

2013年，工业和信息化部、国家发展改革委、国土资源部、国家电力监管委员会、国家能源局联合发布了《关于数据中心建设布局的指导意见》（工信部联通〔2013〕13号，以下称指导意见)。内容摘录如下©。

1.指导思想

数据中心的建设和布局应以科学发展为主题，以加快转变发展方式为主线，以提升可持续发展能力为目标，以市场为导向，以节约资源和保障安全为着力点，遵循产业发展规律，发挥区域比较优势，引导市场主体合理选址、长远规划、按需设计、按标建设，逐渐形成技术先进、结构合理、协调发展的数据中心新格局。

2.基本原则

1)市场需求导向原则：以应用为牵引，从市场需求出发，合理规划建设数据中心。2)资源环境优先原则：充分考虑资源环境条件，引导大型数据中心优先在能源相对富集、气候条件良好、自然灾害较少的地区建设，推进“绿色数据中心”建设

3)区域统筹协调原则：统筹考虑建设规模和应用定位，结合不同区域优势，分工协调、因地制宜建设各类型数据中心。

4)多方要素兼顾原则：在重点考虑市场需求、能源供给和自然环境基础上，兼顾用地保障、产业环境、人才支撑等多方因素，紧密结合基础网络布局，采用绿色节能等先进技术合理规划建设数据中心。

5)发展与安全并重原则：数据中心选址要避开地质灾害多发地区，在同一城市不宜集中建设过多的超大型数据中心；在数据中心设计、建设和运营等环节，要满足相关行业

⊙下文1~4引自指导意见

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数据中心供配电技术与设计

主管部门的安全管理要求。

3.布局导向

1)新建超大型数据中心，重点考虑气候环境、能源供给等要素。鼓励超大型数据中心，特别是以灾备等实时性要求不高的应用为主的超大型数据中心，优先在气候寒冷、能源充足的一类地区建设，也可在气候适宜、能源充足的二类地区建设。

2)新建大型数据中心，重点考虑气候环境、能源供给等要素。鼓励大型数据中心，特别是以灾备等实时性要求不高的应用为主的大型数据中心，优先在一类和二类地区建设，也可在气候适宜、靠近能源富集地区的三类地区建设

3)新建中小型数据中心，重点考虑市场需求、能源供给等要素。鼓励中小型数据中心，特别是面向当地、以实时应用为主的中小型数据中心，在靠近用户所在地、能源获取便利的地区，依市场需求灵活部署。

4)针对已建数据中心，鼓励企业利用云计算、绿色节能等先进技术进行整合、改造和升级。

4.保障措施

1)强化政策引导。符合大工业用电条件要求的可执行大工业用电电价。对满足布局

导向要求，PUE（PUE=数据中心总设备能耗IT设备能耗)在1.5以下的新建数据中心，

以及整合、改造和升级达到相关标准要求（暂定PUE降低到2.0以下）的已建数据中心，

在电力设施建设、电力供应及服务等方面给予重点支持；支持其参加大用户直供电试点。地方政府相关部门应合理安排上述数据中心的用地规模，在市政配套设施方面予以保障，在资金、人才、网络建设等方面给予支持。特殊情况下，不满足布局导向要求的新建超大

型、大型数据中心，如果达到相关标准要求(PUE在1.5以下)，经过工业和信息化部、国

家发展和改革委员会等部门组织的专家评审，认为符合特定需要和国家支持发展方向的，也可以享受上述支持政策。

2)加强应用引领。在保障安全的前提下，鼓励行政机关带头使用专业机构提供的云服务，逐步减少政府自建数据中心的数量；引导企事业单位逐步将相关应用向专业机构提供的云服务上迁移。

3)夯实网络能力。结合“宽带中国”战略，加快推动宽带网络建设，进一步优化互联网架构，提升互联网骨干网间互联互通水平，重点加强一类和二类地区的高速骨干网络建设和扩容力度，全面提升基础网络的能力和服务质量，满足各类数据中心建设和发展的需要。4)落实安全保障。加快数据中心安全技术研发，加强数据中心网络与信息安全管理。数据中心的设计、建设和运营要按照行业主管部门的政策标准，在网络安全、应用系统安全、业务安全、管理安全等方面落实安全措施和要求，制定和完善应急预案，健全运行安全保障机制，提高突发事件应急处置能力。

5)发挥示范作用。加强数据中心标准化工作，研究制定能源效率、服务质量、安全保障等方面的标准及相应测评方法，探索开展评测工作。通过对数据中心优秀案例的总结宣传，推广先进经验，发挥优秀企业的示范带动作用。

5.数据中心分类

指导意见从建设规模上把数据中心分为超大型数据中心、大型数据中心、中小型数据中心。超大型数据中心是指规模大于等于10000个标准机架的数据中心；大型数据中心是指规模大于等于3000个标准机架小于10000个标准机架的数据中心；中小型数据中心是指规模

第1章供电设计标准与规范

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小于3000个标准机架的数据中心。而上述的标准机架的平均功耗是按2.5kW/台计列的。

6.地区分类

指导意见根据各地区气候条件把不同地区分为一类地区、二类地区、三类地区和其他地区。

1)一类地区：气候寒冷（最冷月平均温度≤-10℃，日平均温度≤5℃的天数大于等于145天)、能源充足（发电量大于用电量）、地质灾害较少。

2)二类地区：气候适宜（最冷月平均温度为-10~0℃，日平均温度≤5℃的天数在90到145天之间；或最冷月平均温度为-13~0℃，最热月平均温度为18~25℃，日平均温度≤5℃的天数在0~90天)、能源充足（发电量大于用电量）、地质灾害较少。

3)三类地区：气候适宜、靠近能源（紧邻能源富集地区）、地质灾害较少。4)其他地区：除上述三类以外的地区。

进人21世纪以来，由于信息通信及数据业务飞速发展，互联网数据中心、金融数据中心、通信行业数据中心、企业数据中心等各类数据中心犹如雨后春笋般地出现。数据中心的机架数量不断扩大，最大规模的数据中心所拥有的机架数已达数万架，单机架的平均功耗也越来越大，从2kW到十几千瓦不等。目前，国内建设的数据中心，无论从机架数，还是单机架功耗已经与指导意见中所规定的数据中心分类变化甚大，而且，还出现由多栋数据中心建筑组成的基地型数据中心，也有几十到几百个机架的小型数据中心（以下称为微型数据中心)。

1.1.2关于加强绿色数据中心建设的指导意见

2019年1月21日，工业和信息化部、国家机关事务管理局、国家能源局联合印发《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》（工信部联节〔2019〕24号），明确提出要建立健全绿色数据中心标准评价体系和能源资源监管体系，打造一批绿色数据中心先进典型，形成

一批具有创新性的绿色技术产品、解决方案，培育一批专业第三方绿色服务机构。提出到2022年，数据中心平均能耗基本达到国际先进水平，新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下，高能耗老旧设备基本淘汰，水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升，废旧电器电子产品得到有效回收利用。该意见全文如下。

工业和信息化部国家机关事务管理局国家能源局

关于加强绿色数据中心建设的指导意见

工信部联节〔2019】24号

各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团工业和信息化、机关事务、能源主管部门，各省、自治区、直辖市通信管理局，有关行业组织，有关单位：

建设绿色数据中心是构建新一代信息基础设施的重要任务，是保障资源环境可持续的基本要求，是深入实施制造强国、网络强国战略的有力举措。为贯彻落实《工业绿色发展规划(2016-2020年)》（工信部规〔2016〕225号）、《工业和信息化部关于加强“十三五”信息通信业节能减排工作的指导意见》（工信部节〔2017〕77号），加快绿色数据中心建设，现提出以下意见。

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数据中心供配电技术与设计

一、总体要求

(一)指导思想

以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中全会精神，坚持新发展理念，按照高质量发展要求，以提升数据中心绿色发展水平为目标，以加快技术产品创新和应用为路径，以建立完善绿色标准评价体系等长效机制为保障，大力推动绿色数据中心创建、运维和改造，引导数据中心走高效、清洁、集约、循环的绿色发展道路，实现数据中心持续健康发展。(二)基本原则

政策引领、市场主导。充分发挥市场配置资源的决定性作用，调动各类市场主体的积极性、创造性。更好发挥政府在规划、政策引导和市场监管中的作用，着力构建有效激励约束机制，激发绿色数据中心建设活力。

改造存量、优化增量。建立绿色运维管理体系，加快现有数据中心节能挖潜与技术改造，提高资源能源利用效率。强化绿色设计、采购和施工，全面实现绿色增量。

创新驱动、服务先行。大力培有市场创新主体，加快建立绿色数据中心服务平台，完善标准和技术服务体系，推动关键技术、服务模式的创新，引导绿色水平提升。

(三)主要目标

建立健全绿色数据中心标准评价体系和能源资源监管体系，打造一批绿色数据中心先进典型，形成一批具有创新性的绿色技术产品、解决方案，培育一批专业第三方绿色服务机构。到2022年，数据中心平均能耗基本达到国际先进水平，新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下，高能耗老旧设备基本淘汰，水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升，废旧电器电子产品得到有效回收利用。

二、重点任务

(一)提升新建数据中心绿色发展水平

1.强化绿色设计

加强对新建数据中心在T设备、机架布局、制冷和散热系统、供配电系统以及清

洁能源利用系统等方面的绿色化设计指导。鼓励采用液冷、分布式供电、模块化机房

以及虚拟化、云化IT资源等高效系统设计方案，充分考虑动力环境系统与T设备运行

状态的精准适配：鼓励在自有场所建设自然冷源、自有系统余热回收利用或可再生能源发电等清洁能源利用系统；鼓励应用数值模拟技术进行热场仿真分析，验证设计冷量及机房流场特性。引导大型和超大型数据中心设计电能使用效率值不高于1.4。

2.深化绿色施工和采购

引导数据中心在新建及改造工程建设中实施绿色施工，在保证质量、安全基本要求的同时，最大限度地节约能源资源，减少对环境负面影响，实现节能、节地、节水节材和环境保护。严格执行《电器电子产品有害物质限制使用管理办法》和《电子电

气产品中限用物质的限量要求》(GB/T26572)等规范要求，鼓励数据中心使用绿色电

力和满足绿色设计产品评价等要求的绿色产品，并逐步建立健全绿色供应链管理制度。

(二)加强在用数据中心绿色运维和改造

1.完善绿色运行维护制度

指导数据中心建立绿色运维管理体系，明确节能、节水、资源综合利用等方面发

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展目标，制定相应工作计划和考核办法；结合气候环境和自身负载变化、运营成本等因素科学制定运维策略；建立能源资源信息化管控系统，强化对电能使用效率值等绿色指标的设置和管理，并对能源资源消耗进行实时分析和智能化调控，力争实现机械制冷与自然冷源高效协同；在保障安全、可靠、稳定的基础上，确保实际能源资源利用水平不低于设计水平。

2.有序推动节能与绿色化改造

有序推动数据中心开展节能与绿色化改造工程，特别是能源资源利用效率较低的在用老旧数据中心。加强在设备布局、制冷架构、外围护结构（密封、遮阳、保温等)、供配电方式、单机柜功率密度以及各系统的智能运行策略等方面的技术改造和优化升级。鼓励对改造工程进行绿色测评。力争通过改造使既有大型、超大型数据中心电能使用效率值不高于1.8。

3.加强废旧电器电子产品处理

加快高耗能设备淘汰，指导数据中心科学制定老旧设备更新方案，建立规范化可追溯的产品应用档案，并与产品生产企业、有相应资质的回收企业共同建立废旧电器电子产品回收体系。在满足可靠性要求的前提下，试点梯次利用动力电池作为数据中心削峰填谷的储能电池。推动产品生产、回收企业加快废旧电器电子产品资源化利用，推行产品源头控制、绿色生产，在产品全生命周期中最大限度提升资源利用效率。(三)加快绿色技术产品创新推广

1.加快绿色关键和共性技术产品研发创新

鼓励数据中心骨干企业、科研院所、行业组织等加强技术协同创新与合作，构建产学研用、上下游协同的绿色数据中心技术创新体系，推动形成绿色产业集群发展。重点加快能效水效提升、有毒有害物质使用控制、废弃设备及电池回收利用、信息化管控系统、仿真模拟热管理和可再生能源、分布式供能、微电网利用等领域新技术、新产品的研发与创新，研究制定相关技术产品标准规范。

2.加快先进适用绿色技术产品推广应用

加快绿色数据中心先进适用技术产品推广应用，重点包括：一是高效T设备，包括

液冷服务器、高密度集成T设备、高转换率电源模块、模块化机房等；二是高效制冷系统，

包括热管背板、间接式蒸发冷却、行级空调、自动喷淋等；三是高效供配电系统，包括分

布式供能、市电直供、高压直流供电、不间断供电系统ECO模式、模块化UPS等；四是

高效辅助系统，包括分布式光伏、高效照明、储能电池管理、能效环境集成监控等。(四)提升绿色支撑服务能力

1.完善标准体系

充分发挥标准对绿色数据中心建设的支撑作用，促进绿色数据中心提标升级。建立健全覆盖设计、建设、运维、测评和技术产品等方面的绿色数据中心标准体系，加强标准宣贯，强化标准配套衔接。加强国际标准话语权，积极推动与国际标准的互信互认。以相关测评标准为基础，建立自我评价、社会评价和政府引导相结合的绿色数据中心评价机制，探索形成公开透明的评价结果发布渠道。

2.培育第三方服务机构

加快培育具有公益性质的第三方服务机构，鼓励其创新绿色评价及服务模式，向

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数据中心供配电技术与设计

数据中心提供咨询、检测、评价、审计等服务。鼓励数据中心自主利用第三方服务机构开展绿色评测，并依据评测结果开展有实效的绿色技术改造和运维优化。依托高等院校、科研院所、第三方服务等机构建立多元化绿色数据中心人才培训体系，强化对绿色数据中心人才的培养。

(五)探索与创新市场推动机制

鼓励数据中心和节能服务公司拓展合同能源管理，研究节能量交易机制，探索绿色数据中心融资租赁等金融服务模式。鼓励数据中心直接与可再生能源发电企业开展电力交易，购买可再生能源绿色电力证书。探索建立绿色数据中心技术创新和推广应用的激励机制和融资平台，完善多元化投融资体系。

三、保障措施

(一)加强组织领导。工业和信息化部、国家机关事务管理局、国家能源局建立协调机制，强化在政策、标准、行业管理等方面的沟通协作，加强对地方相关工作的指导。各地工业和信息化、机关事务、能源主管部门要充分认识绿色数据中心建设的重要意义，结合实际制定相关政策措施，充分发挥行业协会、产业联盟等机构的桥梁纽带作用，切实推动绿色数据中心建设。

(二)加强行业监管。在数据中心重点应用领域和地区，了解既有数据中心绿色发展水平，研究数据中心绿色发展现状。将重点用能数据中心纳入工业和通信业节能监察范围，督促开展节能与绿色化改造工程。推动建立数据中心节能降耗承诺、信息依法公示、社会监督和违规惩戒制度。遴选绿色数据中心优秀典型，定期发布《国家绿色数据中心名单》。充分发挥公共机构特别是党政机关在绿色数据中心建设的示范引领作用，率先在公共机构组织开展数据中心绿色测评、节能与绿色化改造等工作。

(三)加强政策支持。充分利用绿色制造、节能减排等现有资金渠道，发挥节能节水、环境保护专用设备所得税优惠政策和绿色信贷、首台（套）重大技术装备保险补偿机制支持各领域绿色数据中心创建工作。优先给予绿色数据中心直供电、大工业用电、多路市电引入等用电优惠和政策支持。加大政府采购政策支持力度，引导国家机关、企事业单位优先采购绿色数据中心所提供的机房租赁、云服务、大数据等方面服务。

(四)加强公共服务。整合行业现有资源，建立集政策宣传、技术交流推广、人才培训、数据分析诊断等服务于一体的国家绿色数据中心公共服务平台。加强专家库建设和管理，发挥专家在决策建议、理论指导、专业咨询等方面的积极作用。持续发布《绿色数据中心先进适用技术产品目录》，加快创新成果转化应用和产业化发展。鼓励相关企事业单位、行业组织积极开展技术产品交流推广活动，鼓励有条件的企业、高校、科研院所针对绿色数据中心关键和共性技术产品建立实验室或者工程中心。(五)加强国际交流合作。充分利用现有国际合作交流机制和平台，加强在绿色数据中心技术产品、标准制定、人才培养等方面的交流与合作，举办专业培训、技术和政策研讨会、论坛等活动，打造一批具有国际竞争力的绿色数据中心，形成相关技术产品整体解决方案。结合“一带一路”倡议等国家重大战略，加快开拓国际市场，推动优势技术和服务走出去。

···试读结束···