D 数据中心双碳运营系统接口及建模体系白皮书

版权声明 ODCC（开放数据中心委员会）发布的各项成果，受《著作权法》保护，编制单位共同享有著作权。 转载、摘编或利用其它方式使用ODCC成果中的文字或者观点的，应注明来源：“开放数据中心委员会ODCC”。 对于未经著作权人书面同意而实施的剽窃、复制、修改、销售、改编、汇编和翻译出版等侵权行为，ODCC及有关单位将追究其法律责任，感谢各单位的配合与支持。 编写组 项目经理： 翟骏中国电信股份有限公司北京分公司 工作组长： 岳上腾讯科技（深圳）有限公司 贡献专家： 赵晓丹中国电信股份有限公司北京分公司庞婧浪潮软件科技有限公司杨朴深圳市腾讯信息技术有限公司许可欣中国信息通信研究院赵金铎浪潮软件科技有限公司燕艳浪潮软件科技有限公司陈之元浪潮软件科技有限公司张明星浪潮软件科技有限公司胡志华浪潮软件科技有限公司杨鹏维谛技术有限公司余光百度在线网络技术（北京）有限公司罗立夫深圳市中电电力技术股份有限公司 前言 2022年9月总书记提出2030年碳达峰，2060年碳中和的双碳战略。在双碳关键技术和智能监控技术的推广应用背景下，在AI技术多行业适配发展背景下，在传统数据中心向智算中心转型的背景下，适配未来绿色智能算力中心需求，双碳运营系统接口及建模体系应运而生。 双碳运营系统接口及建模体系在北京电信动环B接口和互联网数据中心基础设施监控系统北向接口规范基础上，结合能耗/双碳系统针对新建/老旧数据中心定制开发经验，扩展间接蒸发冷水机组、热管多联机、水源热泵、光伏、储能等新型节能设施，融合AI技术在能耗/双碳运营系统的价值应用，覆盖减碳、零碳碳、负碳全维度，给数据中心能耗/双碳系统的开发提供接口通讯、点表择选、数据分析提供参考标准。 双碳运营系统接口及建模体系从数字化、智能化角度去审视双碳运营工作，整合了行业内传统的系统接口开发方案；从碳减排、碳零排、碳负排三个角度介绍了主流节能减排方案对应关键能效点表；列举了部分机器学习算法在DC机房能效监测中的创新应用，旨在从系统接口开发，设备能效点表择选，AI算法应用三个方面规范引导双碳运营系统接口及建模体系，适配行业发展，探索价值应用。 由于时间仓促，水平所限，错误和不足之处在所难免，欢迎各位读者批评指正。如有意见或建议请联系编写组。 目录 (一)规范性引用文件..............................................1 二、术语和定义......................................................1 三、项目背景........................................................4 四、接口体系........................................................5 五、标准化监控点表文件说明..........................................6 (五)负碳.......................................................171、光伏发电系统点表协议.....................................17六、AI分析场景应用................................................18(一)AI算法应用.................................................181、IT负荷趋势AI算法.......................................182、温场预警AI算法..........................................203、机房能效健康度打分AI分析................................234、机房能效波动分析算法.....................................24(二)AI分析采集点...............................................241、功率趋势预测分析采集点...................................242、机房温场类别预警分析采集点...............................253、机房健康度打分分析采集点.................................254、机房能效波动分析采集点...................................25 七、附录...........................................................25 数据中心双碳运营系统接口及建模体系白皮书 一、范围 本标准规定了双碳运营系统组成部分的监控点表（包括：动环监控系统、制冷空调系统、BA水冷自控系统、间接蒸发冷却系统、CO2载冷系统、水源热泵系统、光伏系统等）的数据接口协议。 本标准适用于双碳运营系统与动环DCIM网管、变配电系统、BA水冷自控系统、间接蒸发冷却系统、冷媒直冷系统、二氧化碳载冷系统等专业网管的数据对接。 (一)规范性引用文件 北京电信动环监控统一互联B接口技术规范 互联网数据中心基础设施监控系统北向接口规范 二、术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 三、项目背景 北京电信数据中心于2015年投产，历时8年的运营，团队先后测试并推广应用了间接蒸发冷却、二氧化碳载冷、水源热泵、AI节能、光伏发电等多项节能技术；在属地动环监控系统基础上建立了能耗监测系统，完成部分关键机房的孪生建模和数据集约；2023年计划引入光伏发电系统，实现可再生能源占比零的突破。 在国家双碳战略大背景下，由于各专业系统之间相对割裂，围绕A数据中心碳相关数据的北向对接，客户参观，故障处理等工作让依托于各专业网管，因此亟需定制开发一套双碳运营系统，从宏观至围观层面支撑数据中心碳运营工作。 双碳系统定制开发过程需要集约多专业网管数据，围绕场景功能对专业网管系统碳相关数据进行定制择选，涵盖多种系统接口开发；同时整合碳减排、碳零排和关键耗能单元的数据交叉集成，布局CCER、碳汇等碳负排内容；应用回归、聚类等机器学习算法对大数据进行处理分析，探索碳系统运营的价值应用。 因此，围绕碳数据的海集约，多接口，智应用工作。基于ODCC行业平台，北京电信、浪潮科技、腾讯科技、百度科技、维谛技术、信通院、中电电力组成联合技术团队，围绕碳数据集约定制，接口开发，AI应用三方面进行行业调研和技术分析，输出“数据中心双碳运营系统接口及建模体系”白皮书，为行业双碳系统的开发运营提供技术支撑。 四、接口体系 描述监控系统、智能传感器与采集器/网关/上位机之间的通信协议。 五、标准化监控点表文件说明 (一)文件格式 标准化监控点表从减碳、零碳、负碳三个角度进行分类，减碳指通过前期建设规划或节能技术改造，对数据中心碳排放进行压降的措施，能量的主要组成部分仍是化石能源，整个生产活动仍然产生碳排放；零碳指在源头摒弃化石能源，从太阳能、风能、地热能等可再生能源入手，转化成数据中心需求的电或冷资源，进行消纳，整个生产活动不会产生碳排放；负碳指在生产活动过程中利用CCUS、碳汇等技术对大气中CO2进行捕集，封存，再利用，实现二氧化碳总量的减少。 标准化监控点表中动环设备的配置包括设备ID、设备名称、所属局站ID、所属局站名称、所属机房ID、所属机房名称、设备类型、设备子类型、设备型号、设备品牌、版本、运行开始时间、设备描 述等，监测点的配置包括阈值生成信号的告警级别、告警门限值、告警回差设置、告警产生延时设置、告警结束延时设置，DI遥信信号与AI遥测信号的存储周期、变化绝对阀值设置、百分比阀值设置。 标准化配置文件建议是UTF-8编码，xml格式代码示例如下： <Config> <Devices> <Device DeviceID="06000100" DeviceName="艾默生配电屏" SiteID="1101022000001" SiteName="西单dx大楼" RoomID="000307170" RoomName="西单5层综合机房" DeviceType="06" DeviceSubType="0" Model="ups" Brand="emerson"RatedCapacity="90kw"Version="1" BeginRunTime="2019-12-13 00:00:00"DevDescribe="" ConfRemark=""> <Signals Count="2"> SPType="2" Unit="" AlarmLevel="1" AlarmThreshold="0" StartDelay="5"EndDelay="0" Period="60" AbsoluteVal="0.00" RelativeVal="0.00"/> </Signals></Device></Devices></Config> json格式代码示例如下： "SUID": "23201910150001","Devices": [{"DeviceID": "06000100","DeviceName": "艾默生配电屏", "SPID": "120600170010","SPName": "水浸告警","SPType": "2","Unit": "","AlarmLevel": "1","AlarmThreshold": "0","StartDelay": "5", Device节点代表动环设备，属性信息如下 Signal节点代表监测点，属性说明如下 (二)监控点信息 监控点信息工作表头定义示例如下： (三)减碳 1、间接蒸发冷却塔系统监控点表协议 冷却系统的作用就是通过消耗一定的能量，使热量由机房室内排放到机房外环境，因此室外散热条件的好坏直接影响到整个冷却效率。间接蒸发冷却塔充分利用可再生能源--干空气能进行自然冷却，通过两级高效蒸发过程制取更低温度的冷却水，在华北地区延长自然冷时长2000小时以上，实现全年近60%时间利用室外环境来进行自然冷却。 针对传统冷却塔改造工程，可在楼顶平台增设间接蒸发冷水机组接入原冷却水系统，通过三通实现跟原冷却水供回水管路互通。根据室外环境温度的不同，冷却系统可实现完全自然冷、自然冷复合机械制冷、机械制冷三种运行模式，通过合理的控制参数可以实现全年的节能运行。此方案最大限度保持原系统架构，原冷却塔可作为备份使用，安全性得到保障。 2、BA水冷自控系统Bacnet接口点表协议 BA水冷自控系统为数据中心制冷系统的监控系统，通过PLC、NCE、DDC等方式进行系统集成控制，涵盖冷水机组、冷却塔、冷冻 泵、冷却泵、板式换热器、蓄冷罐、电磁阀等多类元器件，为数据中心制冷系统中的高耗能单元。 3、CO2载冷系统点表协议 二氧化碳载冷制冷系统由制冷循环和载冷循环两部分构成，制冷循环采用磁悬浮变频离心式压缩机，相比传统的压缩机，磁悬浮无任何接触摩擦，且不需要润滑油润滑，可提高系统制冷效率约10-15%；载冷循环以CO2作为载冷剂，具有载冷量大、流动阻力小等特点，可大幅降低水泵等输送设备的能耗；采用CO2作为载冷剂，还可以有效的延长自然冷源的使用时间。传统的水冷系统只有在室外温度低于8度左右时才能使用，而二氧化碳系统在室外温度低于15度时都可以使用，这样可以大幅降低空调系统的能耗。 4、冷媒直冷点表协议 冷媒直冷空调制冷系统跟常规的蒸气压缩制冷原理类似，只是将传统的机房风冷空调做成了集中化的模式，空调主机与蒸发器之间由冷媒泵来提供驱动动能。整个制冷系统通过磁悬浮离心式压缩机将空调制冷剂(冷媒介质R134a)