大數據助力節能減排

1. 數據中心如何節能降耗呢

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數據中心在節能方面的潛力，是難以想像的。根據去年3月份工信部、國家機關事務管理局、國家能源局聯合印發的《國家綠色數據中心試點工作方案》透露，隨著信息化快速發展，全球數據中心建設步伐明顯加快，總量已超過300萬個，耗電量佔全球總耗電量的比例為1.1%～1.5%，其高能耗問題已引起各國政府的高度重視。我國數據中心發展同樣迅猛，總量已超過40萬個，年耗電量超過全社會用電量的1.5%，其中大多數數據中心的PUE(平均電能使用效率)仍普遍大於2.2，與國際先進水平相比有較大差距，如美國數據中心PUE已達1.9，先進數據中心PUE甚至達到1.2以下，可以看到，我國在降低能源消耗方面發展空間極大。與此同時，人類社會從機械化、電氣化、自動化一路走來，正邁進萬物互聯、萬物智能的智能化時代，移動互聯網、雲計算、物聯網等產業的崛起，使得需要節能改造的數據中心日益增多，據悉，2015年我國數據中心節能改造規模已達30億元左右。「數據中心節能市場的空間是非常大的，在未來有望達到85億元的市場空間。」南京佳力圖機房環境技術股份有限公司高級工程師張衛星認為在這樣一個廣闊的市場下，無論是從廠商角度還是從客戶角度出發，都應該去做更多的工作。面對數據中心能源消耗猛增的形勢以及節能改造規模日漸擴大的局面，工業和信息化部節能與綜合利用司處長尤勇強調，要把數據中心的綠色化改造要做深做細。「綠色數據中心將是我們工作非常重要的方向。3年前，工信部就聯合發改委等五大政府部門共同發布《關於數據中心建設布局的指導意見》。去年，工信部又聯合國家機關事務管理局、國家能源局制定了《國家綠色數據中心試點工作方案》(簡稱《方案》)，並按照《方案》的要求，確定了84個國家綠色數據中心試點單位。不久前第一批《綠色數據中心先進適用技術目錄》也已公示，引導數據中心積極採用先進綠色技術，構建綠色數據中心。綠色數據中心工作正由點到系統全面推開。」尤勇說道。

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2. 打造綠色節能大數據中心 湖南移動5G低碳運營助力雙碳綠色行動

綠色是高質量發展底色。為加快綠色數據中心建設，湖南移動推動清潔能源安全高效利用，以完善能源管控、引導能源結構升級為目標，聚焦低碳建設、低碳運維兩個關鍵環節，一方面加強數據中心的節能降耗能力打造，多舉措降低供電損耗、提升設備效能，另一方面加快5G基站用能轉型，完成能源改造後的5G基站可節省30%用電量，為實現碳達峰、碳中和目標貢獻力量。

數據中心智慧化系統應用

打造綠色節能大數據中心智慧管理心中有」數「

移動互聯網時代，數據是最重要的資源之一，而數據中心作為承載數據的新型基礎設施，重要程度不言而喻。但隨著互聯網產業的蓬勃發展，大型數據中心的耗能和碳排放也日益加重。因此，打造綠色數據中心，降低數據中心碳排放勢在必行。

湖南移動在株洲數據中心規劃之初，就優先考慮節能減排，從建築格局、外形結構、體形系數等方面著手，大力推廣標准化綠色節能設計。不僅在建築設計、材料選擇等方面開展環保評估，在電源和空調等配套設備選型上堅持應用綠色先進技術，其中電源設備採用巴拿馬電源技術，通過10KV直接輸入，DC240V輸出供ICT設備使用，化繁為簡，將原本若干套設備精簡集成為一套設備，提高3％電源轉換效率，節省電費的同時還能節約投資、節約機房面積，實現快速部署。

數據中心設備功能強大，但會產生大量熱量，而伺服器、處理器必須在一定溫度以下才能保持最佳性能，空調製冷系統就成為耗電「大戶」。湖南移動在空調設備方面，採用水冷空調、水泵變頻、熱管冷卻等技術，利用高壓離心式冷水機組+板式換熱器+開式冷卻塔系統，在冬季充分利用自然冷源，減少冷水機組機械製冷的運行時間，再疊加新型空調末端技術，直接就近對設備進行冷卻，進一步降低製冷傳輸造成的能耗。以上多種技術相結合，使空調製冷系統的能效比提升近一倍。

數據中心空調新技術應用

為推進智慧化數據中心運維管理，湖南移動搭建了數據中心能耗管理平台、IDC集中運維平台，通過分析樓棟、機房、設備的能耗數據，定位IT設備、供電、空調等高能耗點位，並根據IDC業務運行數據的實時監控，輸出自適應的調優維護策略，通過空調運行參數優化、主設備運行調優，使各設備處於整體能耗最優模式下運行，也避免了因局部熱島問題導致整體能耗升高問題，實現了智慧製冷，確保數據中心低能耗、高性能運行。

MIMO電源+太陽能 打造5G基站低碳示範站

圖為應用太陽能清潔能源的5G低碳基站

5G基站的耗電量有多大？來自湖南移動數據顯示，基站耗電量占整個移動通信網路能耗的60%，5G基站功耗是4G基站的3倍。因此，提高5G基站自身的節能降耗水平，是5G發展和通信業助力全 社會 實現雙碳目標的重要基礎。

5G低碳基站示範站一體化能源櫃

湖南移動以5G組網架構為演進方向，開展全網CRAN化改造，採用「一站一櫃」的低碳建網方案，將主設備、空調、電源、電池集成在一體化室外能源機櫃內，逐步替代傳統土建機房，再結合「MIMO電源+太陽能」的疊光運行方案，利用太陽能資源為基站供電和電池充電，節省基站市電直接使用量，再通過引入MIMO電源技術，實現太陽能、市電、發電機組等多能源的接入，保障網路安全穩定運行。在空調設備新技術應用方面，通過「重力熱管型雙循環空調+封閉熱通道」的機櫃級製冷方式，直接就近對設備進行冷卻，可大量節省製冷量，降低能耗。

為推進5G基站綠色運維、降本增效，湖南移動在一體化能源櫃基礎上搭建了基站能耗智慧管理平台，集成「AI+大數據+IoT+電力電子+儲能技術+感測技術」於一體，可免電表實現每個設備的電量精確測量，用電足跡精確可視。智慧平台將能源與業務聯動，實現設備遠程上下電控制，以及空調精確製冷。

「未來，湖南移動將繼續推廣5G低碳基站應用。」湖南移動相關負責人表示，湖南移動還將同時開展零碳基站研究，加大5G+能源應用推廣，以「節能、潔能、賦能」計劃為綱要，助力全 社會 實現雙碳目標。

圖為一體化能源櫃內電源監控模塊

3. 高大上的百度數據中心節能減排技術有哪些

1. 全球首例採用市電直供，HVDC offline(高壓直流離線)供電架構，Capex節省80%，供電效率由%左右提升至99.5%，做到了極致。
2. 網路自研分布式鋰電系統(BBS)與整機櫃伺服器完美結合，國內首發上線，極大簡化前端配電，模塊化彈性部署，供電效率高達99.5%，節省機房面積25%以上。
3. 充用利用機房樓頂空間，清潔的太陽能光伏直接並網發電技術，即發即用，在節能的同時還極大減少污染物排放。
4. 數據中心冷凍站通過板式換熱系統，實現極致水側免費冷卻，華北地區全年超過94%的時間可利用室外自然冷源免費冷卻。
5. 採用AHU(Air Handle Unit)風牆冷卻技術，通過與高溫耐腐蝕伺服器配合，採用全新氣流組織方案，解決了空氣污染及腐蝕難題，全年100%實現風側免費冷卻。
6. 自研「蜂巢」預制模塊技術，採用無架空地板設計，全面支持整機櫃部署，在保證高質量交付的同時，成本持續下降，建設工期縮短一半。
7. 網路自研OCU(Overhead Cooling Unit)新型空調末端，與預制模塊技術完美結合，利用空氣對流原理，空調末端無風扇、零功耗。
8. 網路獨創的數據中心污水回收再利用技術，冷卻水系統節水率為44.8%，數據中心園區年均節水量可達到48萬噸。
9. 網路自主研發的「北極」(天蠍)整機櫃伺服器，採用共享電源、共享風扇架構，部件全部標准化、模塊化、一體化，支持40攝氏度環境溫度長期運行。總擁有成本(TCO)降低15%，交付效率提升20倍，日可交付能力超過1萬台。
10. 伺服器集群全面混部並採用智能流量調度系統，大幅提升伺服器利用率，降低冗餘伺服器數量;通過智能數據中心節電技術，在同樣供電能力下，可多裝伺服器25%以上。
11. 智能決策運維平台，由監控系統、統一管理平台、大數據分析平台、策略決策平台四大模塊組成。其故障定位準確率達92%，停電恢復時間由10分鍾縮短到30秒