專利名稱：計算機機房能效管理方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力自動化領域，特別是涉及計算機機房能效管理方法和裝置。
背景技術：
計算機機房的電能消耗由以下部分組成IT設備、制冷設備、供配電系統(tǒng)、照明等其它消耗電能的機房設備。目前普遍采用的一種衡量機房基礎設施能效的指標能效利用率PUE，其計算公式為PUE=機房總耗電/IT設備耗電；在實際工程中，對于建設在辦公大樓中的計算機機房而言，采用傳統(tǒng)能效指標測 量計算的方法還面臨若干現(xiàn)實問題通過測量機房UPS輸出功率作為IT負載耗電量，但機房內(nèi)的UPS系統(tǒng)往往也同時為其他機房以外的重要負載供電,此部分負荷不屬于機房IT負載之列，但在實際測量中又難以將其分離。將UPS輸出功率作為IT負載耗電量實際上忽略了 UPS后端至IT負載前端的配電設備及線路的損耗，如配電列頭柜、機柜配電單元(PDU)以及之間的線纜損耗。由于機房是建設在辦公大樓當中，機房中的某些子系統(tǒng)往往與機房以外的辦公區(qū)域共用一些基礎設施。典型的如機房空調(diào)的室外冷凍水系統(tǒng)往往是與其他辦公用房共用的。若采用傳統(tǒng)的機房能效管理方法，會產(chǎn)生較大的誤差，難于準確了解機房的能效情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出計算機機房能效管理方法，可以提高計算機機房能效測量的準確度，便于準確了解計算機機房的能效情況。為達到上述目的，采用的技術方案是計算機機房能效管理方法，包括步驟在預定時間長度內(nèi)，獲取以下機房電能信息，包括市電輸入機房變壓器的電能PM1、柴油發(fā)電機輸入機房變壓器的電能Pje、機房配電列頭柜輸出端的電能Pm3、辦公設備耗電量Pm4 ;以及機房空調(diào)的制冷量Pm5 ;將上述機房電能信息上傳數(shù)據(jù)處理中心；在數(shù)據(jù)處理中心處，根據(jù)公式PUE= (PM1+PM2+PM5X a -PM4) / (PM3-PM3X @ )計算機房電能利用率；其中，PUE為機房電能利用率；a為冷凍水系統(tǒng)能效比；P為機房配電單元損耗率；當所述PUE超過預設值時，發(fā)出警報信息。本發(fā)明方法通過在預定時間長度內(nèi)，獲取市電輸入機房變壓器的電能、柴油發(fā)電機輸入機房變壓器的電能、機房配電列頭柜輸出端的電能、辦公設備耗電量；以及機房空調(diào)的制冷量，來計算計算機機房的電能利用率；當該電能利用率超過預設的門限值時，發(fā)出報警；可以提高計算機機房能效測量的準確度，便于準確了解計算機機房的能效情況。
本發(fā)明的目的還在于提出計算機機房能效管理裝置，可以提高計算機機房能效測量的準確度，便于準確了解計算機機房的能效情況。為達到上述目的，采用的技術方案是計算機機房能效管理裝置，包括獲取單元、通訊單元、數(shù)據(jù)處理中心、判斷單元以及報警單元；在預定時間長度內(nèi)，所述獲取單元獲取以下機房電能信息，包括市電輸入機房變壓器的電能PM1、柴油發(fā)電機輸入機房變壓器的電能Pje、機房配電列頭柜輸出端的電能Pm3、辦公設備耗電量Pm4 ;以及機房空調(diào)的制冷量Pm5 ;所述通訊單元將上述機房電能信息上傳數(shù)據(jù)處理中心；數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)公式PUE= (PmJPm^Pm5X a -PM4)/(PM3-PM3X ^ )計算機房電能利用率；其中，PUE為機房電能利用率；a為冷凍水系統(tǒng)能效比；P為機房配電單元損耗·率；當所述判斷單元判斷所述PUE超過預設值時，通知所述報警單元發(fā)出警報信息。本發(fā)明裝置通過在預定時間長度內(nèi)，獲取市電輸入機房變壓器的電能、柴油發(fā)電機輸入機房變壓器的電能、機房配電列頭柜輸出端的電能、辦公設備耗電量；以及機房空調(diào)的制冷量，來計算計算機機房的電能利用率；當該電能利用率超過預設的門限值時，發(fā)出報警；可以提高計算機機房能效測量的準確度，便于準確了解計算機機房的能效情況。


圖I為本發(fā)明方法的一個實時例流程圖；圖2為本發(fā)明所應用的一個實際場景結構示意圖；圖3為本發(fā)明裝置的一個結構示意圖。
具體實施例方式為便于理解本發(fā)明，下面將結合附圖進行闡述。本發(fā)明提出計算機機房能效管理方法，請參考圖1，包括步驟S101、獲取計算機機房的電能信息；在預定時間長度內(nèi)，獲取以下機房電能信息，包括市電輸入機房變壓器的電能PM1、柴油發(fā)電機輸入機房變壓器的電能Pje、機房配電列頭柜輸出端的電能Pm3、辦公設備耗電量Pm4 ;以及機房空調(diào)的制冷量PM5。S102、將機房的電能信息上傳數(shù)據(jù)處理中心；S103、根據(jù)機機房的電能信息，計算電能利用率；在數(shù)據(jù)處理中心處，根據(jù)公式PUE= (PmJPm^Pm5X a -PM4)/(PM3-PM3X ^ )計算機房電能利用率；其中，PUE為機房電能利用率；a為冷凍水系統(tǒng)能效比，一般為4至5間的數(shù)值；^為機房配電單元損耗率。PDU的損耗率是一個基本確定的值，直接采用該損耗率來計算可得出更為準確的結果。根據(jù)國內(nèi)外相關的研究，PDU損耗率約為3% (空載損耗+平方率損耗)。又因在一般機房當中，配電列頭柜已經(jīng)較為靠近IT負載，其后端的電纜損耗相對于PDU損耗來說可以忽略。
S104、當電能利用率超過預設值時，發(fā)出報警信息。本發(fā)明方法通過在預定時間長度內(nèi)，獲取市電輸入機房變壓器的電能、柴油發(fā)電機輸入機房變壓器的電能、機房配電列頭柜輸出端的電能、辦公設備耗電量；以及機房空調(diào)的制冷量，來計算計算機機房的電能利用率；當該電能利用率超過預設的門限值時，發(fā)出報警；可以提高計算機機房能效測量的準確度，便于準確了解計算機機房的能效情況。在其中一個實施方式中，為了得到更加合理和準確的電能利用效率，通常的，預定時間長度包括繁忙時段和空閑時段；在數(shù)據(jù)處理中心處，分別計算出繁忙時段對應的機房電能利用率、空閑時段對應的機房電能利用率；當繁忙時段對應的機房電能利用率、空閑時段對應的機房電能利用率的平均值，超過預設值時，發(fā)出報警。機房電能信息的獲取是一個多次且長期的過程，可以采用以下方式進行獲取1、每次測量不小于一小時；2、每天測量不少于2次，在業(yè)務忙時和閑時分別進行；3、每月不少于3天，如5日、15日、25日進行測量。因為機房PUE的數(shù)值受到多方面因素的影響，時間過短的PUE數(shù)據(jù)并無太大參考意義。且若采用優(yōu)化計算方法，冷卻水系統(tǒng)等參數(shù)一般是通過一個恒定的平均能效比數(shù)值估算出來的，無法真實反映隨時間變化的實時數(shù)據(jù)。因此，機房的PUE能效指標，應在指定測量點測量并記錄至少一個季度或一年的數(shù)據(jù)。季度按照春季(3月-5月)、夏季(6月-8月)、秋季(9月-11月)、冬季(12月-2月)劃分。在其中一個實施方式中，為了可以提高機房能效管理的靈活性，可以將機房電能信息通過有線方式上傳數(shù)據(jù)處理中心；或者，通過無線方式上傳數(shù)據(jù)處理中心。在其中一個實施方式中，當計算的機房電能利用率超過預定值時，發(fā)出聲音報警和/或燈光報警，其中，該預定值可以設定為I至3之間的數(shù)值，通常設置為2。目前國內(nèi)外對PUE指標還沒有統(tǒng)一的分級標準，國內(nèi)在運行的機房PUE值基本在2-3之間，較為節(jié)能新建機房一般在I. 6-1. 8左右，國外最先進的綠色機房PUE值甚至在I. 2以下。通過機房能效測量、計算與統(tǒng)計，可有效計算機房的能源成本，指導機房的能效管理，優(yōu)化機房的能源效率。根據(jù)目前國內(nèi)機房的一般情況，若統(tǒng)計出PUE值大于2. 0，則屬于偏高水平，有較大的優(yōu)化空間，可采用以下的方法改進機房的能效水平I、提升機房空調(diào)運行效率改善機房氣流組織，加強空調(diào)協(xié)同管理；2、降低空調(diào)使用時長合理設置制冷環(huán)境參數(shù)，空調(diào)與新風聯(lián)動控制，條件許可時采用自然冷卻替代；3、空調(diào)間接節(jié)能降低室內(nèi)外溫差，改善室外環(huán)境，強化機房圍護結構保溫；4、供配電設備節(jié)能采用高效率的供配電設備，如高壓直流電源、模塊化UPS電源；5、提升UPS設備轉換效率合理配置UPS,降低冗余量，提高UPS負載率，從而有效降低UPS設備的能源消耗；6、機房布線改造優(yōu)化機房強弱電線路，減少對氣流組織的影響，降低線纜上的電力損耗；或者采用其他節(jié)能方式采用高效率照明系統(tǒng)、加強機房管理等。為便于理解，下面介紹本發(fā)明所應用的實際場景，請參考圖2，該實際場景包括、市電、柴油發(fā)電機、自動切換開關、機房變壓器、UPS系統(tǒng)(不間斷電源系統(tǒng))、配電列頭柜、PDU (配電單元)、IT負載、冷卻水系統(tǒng)、制冷設備、照明等其他設備以及辦公設備；在圖2中的A位置獲取市電輸入機房變壓器的電能Pmi ;在B位置獲取柴油發(fā)電機輸入機房變壓器的電能P12 ;在6位置獲取機房配電列頭柜輸出端的電能Pm3 ;在E位置獲取辦公設備耗電量Pm4 ;以及機房空調(diào)上監(jiān)測機房空調(diào)的制冷量Pm5 ;
根據(jù)機房空調(diào)制冷量和冷凍水系統(tǒng)能效比，可計算出在C位置給冷卻水系統(tǒng)提供的電能，具體方法是PC= E機房空調(diào)制冷量X冷凍水系統(tǒng)能效比；根據(jù)G位置獲取的機房配電列頭柜輸出端的電能PM3、PDU的損耗率，可以得到輸給IT負載的電量，其等效于在H位置獲取的IT負載電量；具體方法是pH = Pm3X (I-PDU損耗率)；至此，即可采用根據(jù)公式PUE=(PM1+PM2+PM5X a -PM4)/(PM3-PM3X ^ )計算機房電能利用率；然后判斷該機房電能利用率是否超過預設值，若是，則發(fā)出報警。本發(fā)明還提出計算機機房能效管理裝置，請參考圖3，包括獲取單元301、通訊單元302、數(shù)據(jù)處理中心303、判斷單元304以及報警單元305 ；在預定時間長度內(nèi)，獲取單元301獲取以下機房電能信息，包括市電輸入機房變壓器的電能PM1、柴油發(fā)電機輸入機房變壓器的電能Pje、機房配電列頭柜輸出端的電能Pm3、辦公設備耗電量Pm4 ;以及機房空調(diào)的制冷量Pm5 ;通訊單元302將上述機房電能信息上傳數(shù)據(jù)處理中心；數(shù)據(jù)處理中心303根據(jù)公式PUE=(PM1+PM2+PM5X a -PM4)/(PM3-PM3X ^ )計算機房電能利用率；其中，PUE為機房電能利用率；a為冷凍水系統(tǒng)能效比；P為機房配電單元損耗率；當判斷單元304判斷PUE超過預設值時，通知報警單元305發(fā)出警報信息。本發(fā)明裝置通過在預定時間長度內(nèi)，獲取市電輸入機房變壓器的電能、柴油發(fā)電機輸入機房變壓器的電能、機房配電列頭柜輸出端的電能、辦公設備耗電量；以及機房空調(diào)的制冷量，來計算計算機機房的電能利用率；當該電能利用率超過預設的門限值時，發(fā)出報警；可以提高計算機機房能效測量的準確度，便于準確了解計算機機房的能效情況。在其中一個實施方式中，為了得到合理和更準確的機房電能利用率，獲取機房電能信息時，預定時間長度包括繁忙時段和空閑時段；數(shù)據(jù)處理中心303處分別計算出繁忙時段對應的機房電能利用率、空閑時段對應的機房電能利用率；當判斷單元304判斷繁忙時段對應的機房電能利用率、與空閑時段對應的機房電能利用率的平均值，超過預設值時，通知報警單元305發(fā)出報警。在其中一個實施方式中，通訊單元302將機房電能信息通過有線方式上傳數(shù)據(jù)處理中心303 ;或者，通過無線方式上傳數(shù)據(jù)處理中心303。在其中一個實施方式中，警報單元305為聲音報警單元和/或燈光報警單元。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.計算機機房能效管理方法，其特征在于，包括步驟 在預定時間長度內(nèi)，獲取以下機房電能信息，包括 市電輸入機房變壓器的電能PM1、柴油發(fā)電機輸入機房變壓器的電能PK、機房配電列頭柜輸出端的電能Pm3、辦公設備耗電量Pm4 ;以及機房空調(diào)的制冷量Pm5 ; 將所述機房電能信息上傳數(shù)據(jù)處理中心； 在數(shù)據(jù)處理中心處，根據(jù)公式PUE= (PM1+PM2+PM5 X a _PM4)/ (Pm3-Pm3X @ )計算機房電能利用率； 其中，PUE為機房電能利用率；a為冷凍水系統(tǒng)能效比^為機房配電單元損耗率； 當所述PUE超過預設值時，發(fā)出警報信息。
2.根據(jù)權利要求I所述的計算機機房能效管理方法，其特征在于， 所述預定時間長度包括繁忙時段和空閑時段； 在數(shù)據(jù)處理中心處，分別計算出繁忙時段對應的機房電能利用率、空閑時段對應的機房電能利用率； 當繁忙時段對應的機房電能利用率，與空閑時段對應的機房電能利用率的平均值，超過所述預設值時，發(fā)出報警。
3.根據(jù)權利要求I所述的計算機機房能效管理方法，其特征在于， 將所述機房電能信息通過有線方式上傳數(shù)據(jù)處理中心；或者，通過無線方式上傳數(shù)據(jù)處理中心。
4.根據(jù)權利要求I至3任一項所述的計算機機房能效管理方法，其特征在于， 所述警報信息為聲音報警和/或燈光報警。
5.計算機機房能效管理裝置，其特征在于，包括獲取單元、通訊單元、數(shù)據(jù)處理中心、判斷單元以及報警單元； 在預定時間長度內(nèi)，所述獲取單元獲取以下機房電能信息，包括 市電輸入機房變壓器的電能PM1、柴油發(fā)電機輸入機房變壓器的電能PK、機房配電列頭柜輸出端的電能Pm3、辦公設備耗電量Pm4 ;以及機房空調(diào)的制冷量Pm5 ; 所述通訊單元將上述機房電能信息上傳數(shù)據(jù)處理中心； 數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)公式=PUE= (PmJPm^Pm5X a-PM4)/(Pm3-Pm3X ￠)計算機房電能利用率；其中，PUE為機房電能利用率；a為冷凍水系統(tǒng)能效比；P為機房配電單元損耗率；當所述判斷單元判斷所述PUE超過預設值時，通知所述報警單元發(fā)出警報信息。
6.根據(jù)權利要求5所述的計算機機房能效管理裝置，其特征在于， 所述預定時間長度包括繁忙時段和空閑時段； 所述數(shù)據(jù)處理中心處分別計算出繁忙時段對應的機房電能利用率、空閑時段對應的機房電能利用率； 當所述判斷單元判斷繁忙時段對應的機房電能利用率、空閑時段對應的機房電能利用率的平均值，超過所述預設值時，通知所述報警單元發(fā)出報警。
7.根據(jù)權利要求5所述的計算機機房能效管理裝置，其特征在于， 所述通訊單元將所述機房電能信息通過有線方式上傳數(shù)據(jù)處理中心；或者，通過無線方式上傳數(shù)據(jù)處理中心。
8.根據(jù)權利要求5至7任一項所述的計算機機房能效管理裝置，其特征在于，所述警報單元為聲音報警單元和/或燈光報 警單元。
全文摘要
本發(fā)明提出計算機機房能效管理方法，包括步驟在預定時間長度內(nèi)，獲取以下機房電能信息，包括市電輸入機房變壓器的電能PM1、柴油發(fā)電機輸入機房變壓器的電能PM2、機房配電列頭柜輸出端的電能PM3、辦公設備耗電量PM4；以及機房空調(diào)的制冷量PM5；將上述機房電能信息上傳數(shù)據(jù)處理中心；在數(shù)據(jù)處理中心處，根據(jù)公式PUE=(PM1+PM2+PM5×α-PM4)/(PM3-PM3×β)計算機房電能利用率；其中，PUE為機房電能利用率；α為冷凍水系統(tǒng)能效比；β為機房配電單元損耗率；當所述PUE超過預設值時，發(fā)出警報信息。本發(fā)明還提出計算機機房能效管理裝置，可以提高計算機機房能效測量的準確度，便于準確了解計算機機房的能效情況。
文檔編號G01R31/00GK102749534SQ20121017014
公開日2012年10月24日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權日2012年5月28日
發(fā)明者利韶聰, 周鵬, 李光泰, 李卓暉, 洪軍, 涂衛(wèi)平, 胡榮 申請人:中國南方電網(wǎng)有限責任公司, 廣東省電力設計研究院