Журнал «ИСУП». (Информатизация и системы управления в промышленности)
ИТ, КИПиА, метрология, АСУ ТП, энергетика, АСКУЭ, промышленный интернет, контроллеры, экология, электротехника, автоматизации в промышленности, испытательные системы, промышленная безопасность

Критерии выбора мощности энергоцентра для ЦОД

В статье рассмотрены критерии, по которым можно выбрать генераторную установку той или иной мощности для дата-центра. Перечислены самые известные стандарты, формирующие данные критерии, в первую очередь – стандарты Международного сертификационного института Uptime Institute.

Группа компаний «ГрандМоторс», г. Москва

GrandMotors.png

скачать pdf >>

При подборе инженерных систем для зданий и сооружений инженеры привыкли опираться на свод стандартов, норм и правил, соответствие которым обеспечивает эффективную, безопасную и гарантированную работу оборудования. Но если говорить о дата-центрах (ЦОД), то тут возникает ряд трудностей, ведь сама отрасль сравнительно молода, стандарты и требования только формируются.


Краткий экскурс в историю

В 1993 году в США был основан Uptime Institute – Международный сертификационный институт, который внес большой вклад в развитие центров обработки данных, изучая влияние инженерных систем на устойчивость вычислительных центров и формируя точные критерии для оценки этого влияния.

Также в это время появились: европейский стандарт EN50600‑x, международный стандарт ISO/IEC TS 22237, практики и руководство по проектированию дата-центров BICSI‑002. Бы­ли разработаны и российские стандарты. Так, ГОСТ Р 58811 описывает стадии создания дата-центра, а ГОСТ Р 58812 посвящен операционной модели эксплуатации. Однако ни в одном из перечисленных стандартов нет норм расчета мощности энергоцентра для ЦОД.


Полезные документы

Важную роль в решении этого вопроса сыграл Uptime Institute, разработав следующие стандарты: Tier Standard: Topology об уровнях надежности и резервирования дата-центров и Accredited Tier Designer Technical Paper Series: Engine-Generator Ratings, в котором говорится о значимости дизель-генераторных установок для дата-центров и об их номинальных характеристиках.

Tier Standard: Topology – ключевой документ в отрасли, который позволил преодолеть разночтения в понимании значений рейтингов мощности ДГУ для дата-центров.

Классификация ЦОД по уровню надежности (UI – Tier, EN/BICSI – Availability class):
- Tier I – базовый уровень, без резервирования (Uptime, время работы – 99,671 %, annual downtime, ежегодные простои – 28,8 ч);
- Tier II – с резервированием критически важных компонентов (соответственно 99,741 %, 22,0 ч);
- Tier III – возможность планового обслуживания (99,982 %, 1,6 ч);
- Tier IV – отказоустойчивый ЦОД (устойчивый к авариям) (99,995 %, 0,4 ч).

В зависимости от выбранного уровня надежности формируется соответствующая схема резервного энергоснабжения на ба­зе генераторных установок.


Состав и особенности энергопотребления ЦОД

Согласно перечисленным нормативам, классический дата-центр состоит из следующих систем:
инженерные системы ЦОД;
- энергетика;
- холодоснабжение;
- механические системы;
- телекоммуникационные инфраструктуры;
- системы управления и безопасности.

70 % энергопотребления ЦОД занимает IT-оборудование с постоянной нагрузкой 24 ча­са в сутки, 7 дней в неделю, круглый год без сезонных и суточных колебаний. Система охлаждения тоже работает непрерывно, но ее энергопотребление меняется в зависимости от внешней температуры.

Ris_1.png

Рис. 1. Особенности энергопотребления

Подбор мощности электростанций для энергоцентра зависит от состава и особенностей энергопотребления ЦОДа.


DCP и другие рейтинги мощности

Стандарт ISO 8528-1-2018 описывает классы применения генераторных установок в соответствии с различными потребителями. Для дата-центров требуются генераторные установки, обеспечивающие качество электроэнергии класса G3 и G4.

Но стандарт не определяет, при каком набросе нагрузки должен выдерживаться класс качества электропитания. Бывают случаи, что производитель гарантирует соблюдение параметров класса G3 при набросе нагрузки не 100 %, а только 30 %. Это будет означать необходимость наброса нагрузки на электростанцию в 3 ша­га. И тут важным параметром становится время восстановления качества электропитания – 4 секунды согласно стандарту.

Также в стандарте определены ти­пы выходной мощности по рейтингам ISO 8528-1. Рейтинги мощности:
- MAX (Maximum Power) – максимальная мощность;
- ESP (Emergency Stand-by Power) – резервная мощность;
- PRP (Primary Power) – основная мощность;
- LTP (Limited Time Power) – ограниченная по времени мощность;
- COP (Continuous Operation Po­wer) – непрерывная мощность;
- DCP – Data Centre Power, этот рейтинг принят с 2018 года, и о нем мы расскажем ниже.

Ris_2_small.png

Рис. 2. Типы выходной мощности в соответствии со стандартом ISO 8528-1:2018 (увеличить изображение)

Единственным условием для генераторных установок, встречающимся во всех стандартах, является отсутствие ограничения времени работы на определенной мощности со стороны производителя. Под это условие подходят рейтинги PRP, COP и DCP (с оговорками).


Рейтинг DCP

DCP – относительно новый рейтинг. Он был добавлен в стандарт в угоду отрасли ЦОД только в 2018 го­ду, и прямые потребители этого рейтинга ему не очень доверяют.

DCP – максимальная энергия без ограничения времени работы. В зависимости от внешней электросети производитель обязан определить максимальную мощность, которую способна выдавать электростанция непрерывно и длительное (условно неограниченное) время. Важно, что эту мощность электростанция должна выдавать при наличии хорошей и качественной электросети на объекте. Другими словами, этот рейтинг делает ставку на то, что электростанция не будет работать длительно на заявленной мощности.

Исходя из этого, рекомендуем выбирать мощность электростанции не ни­же рейтинга PRP (или по основной мощности). Иначе при длительной работе (более нескольких часов) на мощности с рейтингом DCP резко увеличивается износ двигателя, снижается ресурс, и ни один производитель не подтвердит гарантию при таких условиях.


Генераторные установки KOHLER-SDMO KD Series – идеальное решение для дата-центров

Если же приводить пример генераторной установки, которая подходит по всем вышеперечисленным параметрам и отвечает самым строгим требованиям, то однозначно речь пойдет об инновационной серии электростанций марки KOHLER-SDMO KD Series.

В 2016 году модельный ряд KOHLER-SDMO пополнился новой линейкой серии KD на основе инновационных двигателей, сконструированных специально для генераторных установок. Над созданием двигателей KD более 6 лет трудились лучшие инженеры мира. Серия электростанций KD предлагается в диапазоне мощности от 800 до 4500 кВА и идеально подходит для объектов с критически важными потребителями, таких как дата-центры, больницы, аэропорты.

Основными преимуществами электростанций KD Series являются:
- DCP (DCC) = ESP по ГОСТ ISO 8525-1:2017;
- максимально быстрый прием нагрузки за счет давления впрыска 2200 бар;
- запуск и готовность к приему нагрузки за 10 секунд TYPE 10 U.S. NFPA 110;
- обеспечение класса электропитания G3;
- экологичность European Stage 2;
- до 10 раз ниже расход топлива и масла;
- расширенные (максимум в 4 ра­за) межсервисные интервалы;
- самый компактный размер, удельная мощность до 20 % вы­ше, чем у аналогов;
- расширенные гарантийные условия (3 года в резервном режиме);
- низкие показатели OPEX.

Опубликовано в журнале ИСУП № 2(92)_2021

Д. А. Докуко, вице-президент,
ГК «ГрандМоторс», г. Москва,
тел.: +7 (495) 411‑9460,
e‑mail: info@grandmotors.ru,
сайт: grandmotors.ru


Реклама. ООО «НПО РИЗУР»   ИНН 6234114269  LjN8KASZz

Реклама. ООО «НПО РИЗУР»   ИНН 6234114269  LjN8KASZz