某市数据中心供电规划

俞杰

（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

某市数据中心供电规划

俞杰

（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

为进一步推动中国移动集中化，实现低成本高效运营，中国移动借鉴国内外成功经验，探索研究中国移动未来的集中化建设，提出建设专业化、集中化和低成本化的IDC基地。本文针对数据中心选址和供电规划要点，提出其市电引入规划和供电规划思路。

数据中心；互联网数据中心；供电安全

1 概述

互联网数据中心(IDC)是为满足企事业信息网络平台建设需求而建设的基础设施，通过与互联网的高速连接，以丰富的网络资源向各类企事业单位、应用及内容服务提供商(SP)等客户提供大规模、高质量、安全可靠的主机托管、主机租赁、网络带宽租用、内容分发等基础服务和企业邮箱、企业建站等增值服务。

IDC向用户提供机房环境和空间存放用户的托管设备(用于网站建设或互联网业务的服务器、交换机、路由器等设备)，在机位出租、机架及机房出租、互联网端口出租等基础服务外，还可根据用户需求提供多种形式的设备代维服务，以及网络安全、灾备等增值服务。

中国移动的数据中心包括IDC和DC。DC主要设置自身需求业务：包括集中化的IT支撑平台、核心网和业务平台等。IDC主要用于开展客户需求业务：包括传统IDC业务和公众服务业务。其中传统IDC业务包括提供主机托管服务、互联网内容引入等业务。

中国移动通信集团有限公司对IDC的建设做了统一部署：在北京、上海、广东、江苏、四川、浙江、重庆7个公司建设一类IDC，满足全国性、规模性资源和应用支撑需求，并兼做本地IDC，各IDC既吸纳和聚合本区域的热点内容资源，又分别侧重于发展不同领域的内容。其他各省(区、市)根据本地业务需求建设二类IDC，满足省内本地内容托管和集团客户应用等需求，同时作为一类IDC的补充，提供镜像、内容分发等，部分二类IDC可根据网络和业务发展需要逐步转为一类IDC。IDC节点网络体系架构如图1所示。

中国移动省级数据中心用房的定义为：以服务于省网集中化的IT支撑平台、核心网、业务平台等自有业务需求和地域要求较强的传统IDC业务等客户需求为主，同时兼顾服务于全网的部分业务需求。

2 数据中心选址要求

某市数据中心规模约1.5万机架，同时涵盖机房和办公需求。数据中心建设主要考虑土地资源和供电情况两方面，具体要求及参数情况如表1所示。

图1 IDC节点体系架构

表1 某市数据中心建设指标要求

3 某市建设数据中心优势分析

3.1 具有得天独厚的低供电成本优势能够确保数据中心长期低成本运营

IDC数据机房主要消耗的是电能。某市是向数据中心提供直供电的唯一地市，可向数据中心提供直购电和直供电两种方式。直购电与直供电优惠幅度比较如表2所示。

方式1：直供电。《国家能源局关于促进低热值发电产业健康发展的通知》明确指出低热值煤发电厂可作为自备电厂或直接参与大用户直供电。某市低热值煤资源丰富，“十二五”末低热值煤发电装机容量将突破2000 mW，新增约800 mW发电装机容量均可用于开展大用户直供电。根据《电力用户与发电企业直接交易试点实施方案(试行)》，某市现有大型火电机组中田家庵电厂符合开展直供电的条件。

表2 直购电与直供电优惠幅度比较表

方式2：专用电厂。某市即将获得国家能源局和省里核准的专用电厂供电试点，具备承载中国移动IDC数据机房的成本优势。可向数据中心同时提供直供电和专用电厂供电两种电源引入，正常情况下通过专用电厂供电方式向数据中心优惠供电；极端情况下调度至国家电网供电方式供电，确保数据中心市电不间断。

3.2 具有充足的能源优势确保数据中心充足的电力供应

目前数据中心普遍朝着规模扩大、功率密度增高方向发展，如图2所示。

采用刀片服务器计算平台，设备集中度的提高直接导致相同规模的机房对供电容量需求急剧增加。因此，IDC数据中心需要有稳定、充足的电力保障。

某煤炭远景储备500亿吨，探明储量153亿吨。全市可用于发电的低热值煤资源量约900万吨，预计“十二五”末可用于发电的低热值煤将达到1 100万吨左右。建成现代化坑口电厂5座，火电装机容量960万千瓦，是中国电力工业的“摇篮”。2011年，该市发电约523亿千瓦时，用电量约为65.7亿千瓦时，电力供应充足，无需强制错峰用电。可充分保证数据中心近远期的用电需求。

图2 数据中心设备功耗变迁

3.3 具有华东地区最安全可靠的电力供应

市电网结构安全合理，目前，电网已形成220 kV洛河电厂—金家岭（双回）—西山（双回）—八公山—芦集—洛河电厂（双回）的环网结构。具有其他城市无可比拟的安全运行和抵御自然灾害的能力。

数据中心拟选区域可通过万岗变电站提供双回路供电；此外，地方政府还可以配套建设专用电厂供电（即两路国家电网市电+专用电厂）。

3.4 具有充足的水源，可确保数据中心对水资源的需求

节能降耗是当前IDC数据机房面临的一个重要难题，相对于传统的风冷式空调，采用冷水机组空调是中国移动数据中心节能降耗的一个重要手段。冷水机组工作示意图如图3所示。

图3 数据中心自然水冷却示意图

该市地处淮河中游，淮河流经淮南87 km，过境水年均216亿立方米，水资源总量达10亿立方米，可用淮河水，也可用地下水，可充分保障数据中心冷水机组对于水源的需求。

4 某市数据中心供电规划

4.1 某市数据中心市电规划

按某市数据中心1.5万个业务机架，随着云计算技术发展和成熟，可以预见，数据中心未来将越来越推广使用刀片式服务器，1.5万业务机架功耗需求如表3所示。

表3 数据中心耗电需求测算

根据相关规范，110 kV变电站的经济容量为220～280 mVA的容量，供电半径1.4 km以内，即(17.6～22.4)万千瓦，因此，数据中心需独立建设一个110 kV的变电站。该变电站需要采用2路市电引入线路，一方面自新庄孜不同输出机组上引入2路市电，另一方面，需要通过万岗变引入一套备用供电电源。此外，需建设一段字新庄孜变电站至山南新区的空高压引入线路，引入至新建设110 kV变电站。

4.2 某市数据中心油机及UPS供电规划

根据中国移动通信集团公司企业标准关于两路市电一路油机的保证用电需求。因此，总共需提供12万千瓦的油机容量，而这相当于一个中型电厂的发电能力（100～250 MW），一方面，如此大的发电能力，需要国家发改委单独审批，另一方面，由于数据中心用电容量是逐渐提升的，其油机规划建设及其降噪，油量保证都存在极大难题。最后，12万千瓦的油机容量仅设备投资一项就需要2亿多元，并且利用率极低，此外，设备维保，检修和折旧也将是高额的成本支出。

结合实际情况，笔者认为中国移动通信集团公司企业标准中关于两路市电一路油机的企业规范，已不适用于如此大型数据中心的配置标准。建议数据中心根据市电保障能力单独制定油机配置标准。

由于数据中心安装设备多为互联网设备，并且整个数据中心设备和系统对供电安全等级要求也不尽相同，部分SP追求低成本，对于偶尔的业务中断要求并不高。因此，建议对于安装设备进行等级划分，高供电安全等级设备要求提供油机保证，相对低的供电安全等级SP，建议直接采用市电保证。

建议初期按照1路油机进行配置，远期按照1/3油机进行配置油机资源池，灵活按需调度。此外，由于该市高可靠的市电条件，可降低UPS电池的放电时间来降低造价。

5 结束语

数据中心的供电规划将是一个长期的大型综合性的系统工程，国内关于大型数据中心的供电安全保障规范非常缺乏，涉及到IDC设备和供电等级划分、重新制定油机配置标准以及充分吸收新技术发展成果，此外，客户需求也对建设标准产生较大影响，甚至关系到IDC业务发展成败。因此需要业务发展部门、工程建设部门和网络维护部门共同努力，不断完善。

[1] 中国移动通信企业标准，通信枢纽楼通信电源总体技术要求[S]．

Some country data center power supply planning

YU Jie
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Anhui Branch, Heifei 230041, China)

To further promote the centralization of China Mobile, achieving the operation eff i ciency and low cost, China Mobile draw lessons from home and abroad, explore the centralized construction of China Mobile future, proposed the construction of specialization, centralization and low cost of the IDC base. This paper aims at the data center site selection and power supply planning, throw out some suggestion to the data center power supply planning.

DC; IDC; power supply security

TN915

A

1008-5599（2013）06-0022-04

2013-04-16