D 数据中心双碳运营系统接口及建模体系白皮书

数据中心双碳运营系统接口及建模体系白皮书ODCC-2023-0600D 1 [编号ODCC-2023-0600D] 数据中心双碳运营系统接口及建模体系白皮书 开放数据中心委员会2023-09发布 数据中心双碳运营系统接口及建模体系白皮书ODCC-2023-0600D 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。 I 数据中心双碳运营系统接口及建模体系白皮书ODCC-2023-0600D 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 II 数据中心双碳运营系统接口及建模体系白皮书ODCC-2023-0600D 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。 III 数据中心双碳运营系统接口及建模体系白皮书ODCC-2023-0600D 目录 版权声明I 编写组II 前言III 一、范围1 (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 (一)文件格式6 (二)监控点信息10 (三)减碳10 1、间接蒸发冷却塔系统监控点表协议10 2、BA水冷自控系统Bacnet接口点表协议11 3、CO2载冷系统点表协议12 4、冷媒直冷点表协议13 5、风墙AHU点表协议13 6、双工况制冷机组点表协议14 7、能耗监测系统协议14 (四)零碳15 1、水源热泵S7接口点表协议15 2、储能设备点表协议16 IV 数据中心双碳运营系统接口及建模体系白皮书ODCC-2023-0600D (五)负碳17 1、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18 1、IT负荷趋势AI算法18 2、温场预警AI算法20 3、机房能效健康度打分AI分析23 4、机房能效波动分析算法24 (二)AI分析采集点24 1、功率趋势预测分析采集点24 2、机房温场类别预警分析采集点25 3、机房健康度打分分析采集点25 4、机房能效波动分析采集点25 七、附录25 V 数据中心双碳运营系统接口及建模体系白皮书ODCC-2023-0600D 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。 表1 序号 术语 定义 1 点表 测点和控制点的列表。 2 标准化监控点 对设备类型、设备类型编码、测点编码、测点名称、告警门限等标准化处理。 3 设备 指完成特定功能的软硬件集合体，如精密空调、水冷机组、UPS、柴发等。 4 动环监控系统 通信电源及机房环境监控系统(简称动环监控系统/DCIM系统)是对分布在各机房的电源柜、UPS、空调、蓄电池等多种动力设备及门磁、红外、窗破、水浸、温湿度、烟感等机房环境的各种参数进行遥测、遥信、遥调和遥控,实时监测其运行参数，诊断和处理故障，记录和分析相关数据，并对设备进行集中监控和集中维护的计算机控制系统。 5 集中监控中心－SupervisionCenter （SC) 面向多FSU现场监控单元管理的高级监控层次，即统一监控平台，通过开放的数据协议，连接各个局站的FSU。 6 现场监控单元－ 监控系统的最小子系统，由若干监控模块和其它辅助设备 1 数据中心双碳运营系统接口及建模体系白皮书ODCC-2023-0600D FieldSupervisionunit（FSU) 组成，面向直接的设备数据采集、处理的监控层次，可以包含采样、数据处理、数据中继等功能。 7 通信协议— CommunicationProtocol 规范两个实体之间进行标准通信的应用层的规约。 8 监控对象— SupervisionObject(SO) 被监控的局站中的各类基础设施，包括但不限于高低压配电系统、柴油发电机组、通信直流电源、UPS、各类空调设备以及机房环境。 9 监控点—SupervisionPoint(SP) 监控对象上某个特定的监控信号，可分为模拟量监测点（AI）、数字量监测点（DI）、远程控制点（DO）、遥调测点（AO）、软件定义监控点（阈值监测点）等5种类型。 10 WebService服务 WebService是一种跨编程语言和跨操作系统平台的远程调用技术，通过Internet进行基于Http协议的网络应用间的交互。 11 XML ExtensibleMarkupLanguage，国际通用标记语言，是Internet环境中跨平台、依赖于内容的传输数据技术。 12 WSDL WebServicesDescriptionLanguage，Web服务描述语言，是用来描述WebService的，它用XML的格式描述了WebService有哪些方法、参数类型、访问路径等等。 13 标准化监控测点全表 根据需要，对监控的电源、空调等设备的重要测点信号进行标准化命名，形成统一管理的模板。 14 标准化监控点配置方案全表 系统给每个标准监控测点SP设置若干配置模板，每个配置模板设置了一套完整的标准监控点SP配置参数。监控点SP的配置方案参数包含以下内容：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。 15 厂家配置文件 除标准化配置文件以外，FSU正常工作需要的配置文件，包括网络参数、端口参数、协议转换等内容。 16 A接口 指现场监控单元（FSU）与监控对象（SO）之间的通信接口。 17 B接口 指现场监控单元（FSU）与监控中心（SC）之间的通信接口。 18 C接口 指互联网数据中心基础设施监控系统北向接口规范C接口，用于系统之间的数据对接。 19 S7协议 S7Comm（S7Communication）是西门子专有的协议，是西门子S7通讯协议簇里的一种。 20 BACnet协议 楼宇自动控制网络数据通信协议BACnet（ADataCommunicationProtocolforBuildingAutomationandControlNetwork）由美国供热、制冷与空调工程师协会组织的标准项目委员会135P于1995年6月正式通过制定。广泛应用于数据中心BA水冷自控系统中NCE、DDC等网络设备通信使用。一般楼宇自控设备从功能上讲分为两部分：一部分专门处理设备的控制功能；另一部分专门处理设备的数据通信功能。而BACnet就是要建立一种统一的数据通信标准，使得设备可以互操作。BACnet协议只是规定了设备之间通信的规则，并不涉及实现细节。 21 MQTT协议 MQTT（MessageQueuingTelemetryTransport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅 2 数据中心双碳运营系统接口及建模体系白皮书ODCC-2023-0600D （publish/subscribe）模式的“轻量级”通讯协议，MQTT一般多用于IoT即物联网上，在数据中心动环监测过程中，针对配电、暖通、环境等数据监测，基于传感器设备，通过MQTT协议，实现物联感知，支撑数据采集，实现数据中心全连接、全感知。 22 modbus协议 Modbus是Modicon（施耐德）公司于1979年开发的串行通信协议。Modbus是一种开放式协议，支持使用RS232/RS485/RS422协议的串行设备，同时还支持调制解调器。Modbus协议广泛应用于数据中心设备许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。数据中心的智能电表，精密空调，UPS，柴油发电机，以及各种智能传感器可以通过Modbus协议，通过A接口协议接入FSU，组成监控网络，实现数据中心全方位的集中监控，为安全生产提供保证，节能减排提供依据。 23 数据库中间表 主要是用来兼容数据，建立映射关系，来兼容新老数据表的数据。一般是在实体之间存在多对多的关系时，会创建一个中间表实体来给它们两个实体建立起联系，这个中间表实体与其他两个实体形成一对多的关系，这样可以有效的降低数据的冗余。数据库中间表广发适配于定制化场景和数据点位的数据接口开发集成方案，对接双方可通过对原系统接口压力较小。 24 HTTP协议 HTTP协议(超文本传输协议HyperTextTransferProtocol)，它是基于TCP协议的应用层传输协议，是客户端和服务端进行数据传输的一种规则。数据中心能耗监测过程中，向政府提供能耗数据采用HTTPV1.1协议。能耗监测历史数据，通过HTTP协议，传递给其它系统，用于数据分析、共享。 25 OPCUA协议 UA全称是unifiedarchitecture（统一架构）。为了应对标准化和跨平台的趋势，为了更好地推广OPC，OPC基金会近些年在之前OPC成功应用的基础上推出了一个新的OPC标准-OPCUA。OPCUA接口协议包含了之前的A&E,DA,OPCXMLDAorHDA，只使用一个地址空间就能访问之前所有的对象，而且不受WINDOWS平台限制，因为它是从传输层以上来定义的，导致了灵活性和安全性比之前的OPC都提升了。 26 SNMP协议 SNMP(SimpleNetworkManagementProtocol)设计在TCP/IP协议簇上的，为网络节点提供了一个通用的管理方法。对于系统维护人员，SNMP是其必须要掌握的一个工具。SNMP常常会被部署在其Linux系统中，专门用于管理BMC所监视的所有系统硬件资源。MIB