数据中心节能改造与实践案例

数据中心节能改造与实践案例

1. 数据中心发展现状和能效水平

1.1 数据中心发展现状

• 规模不断扩大

  • 机架数量：2015年至2020年，全国数据中心机架数量增长超两倍，从124万架增长到288万架。
  • 保有面积：从1503万平方米增加到超过3000万平方米。
  • 在建数据中心：2019年在建数据中心机架规模约185万架，同比增长30%。

• 结构持续优化

  • 数据中心分类：可分为中小型、大型和超大型数据中心。
  • 占比变化：
    • 2019年前后，中小型数据中心占比由50%迅速下降到26%，而超大型数据中心占比由17%提高到37%。
  • 发展趋势：大型化和集群化是数据中心发展的大趋势，预计2020年，大型和超大型数据中心合计占比将超过80%。

• 布局调整

  • 早期布局：主要集中在经济发达地区如环渤海、长三角、珠三角。
  • 调整趋势：近年来，随着土地和电力资源紧张，数据中心建设逐渐向中西部地区转移。
  • 具体案例：百度公司在北京阳泉建设超大型数据中心，中国移动在内蒙古呼和浩特建设超大型数据中心，中国联通在贵州贵安新区建设超大型数据中心。

2. 数据中心能源消费情况

• 总用电量

  • 统计难度：由于电力统计中的混合计入，数据中心能耗难以准确统计。
  • 官方统计数据：中国电子学会估算2019年总用电量为600~700亿千瓦时，约占全社会用电总量的1.0%。
  • 预测数据：预计2020年总耗电量将达到2023亿千瓦时，占2020年全社会用电量的2.7%。

• 能耗构成

  • IT设备和软件：能耗占比约42%。
  • 制冷系统：能耗占比约40%。
  • 电气系统：能耗占比约18%。

3. 数据中心节能改造技术措施

3.1 概述

• 节能改造措施：包括建筑与建筑热工、信息系统、通风及空调系统、电气系统和能耗管理等方面的改造。

3.2 建筑与建筑热工

• 隔热材料：采用高效隔热材料减少建筑热损失。
• 窗户遮阳：安装遮阳设施减少阳光直射导致的热量积累。

3.3 信息系统

• 硬件升级：采用高效能服务器和存储设备。
• 虚拟化技术：利用虚拟化技术提高资源利用率。

3.4 通风及空调系统

• 自然冷却：利用自然冷却技术降低能耗。
• 节能空调：选用高效节能的空调设备。

3.5 电气系统

• 智能控制：采用智能控制系统优化电力分配。
• 节能灯具：使用LED等节能灯具替代传统照明。

3.6 能耗管理

• 能源管理系统：建立全面的能源管理系统监控能耗。
• 优化调度：通过优化调度减少不必要的能耗。

4. 数据中心节能改造实践案例

4.1 中国电建总部数据中心节能改造

• 主要措施：采用高效制冷系统和智能控制技术。

4.2 贵州省信息园数据中心智能新风系统

• 主要措施：利用自然冷却技术，减少空调使用。

4.3 黑龙江省某数据中心蒸发冷却改造

• 主要措施：采用蒸发冷却技术，降低能耗。

4.4 江苏省某互联网数据中心智能群控系统改造

• 主要措施：利用智能群控系统优化电力分配。

4.5 上海某数据中心制冷系统智慧节能案例

• 主要措施：采用智能控制系统优化制冷系统运行。

4.6 数据中心节能改造实践经验

• 总结经验：通过实际案例总结节能改造的有效方法和技术。

5. 数据中心节能工作面临的形势与对策分析

5.1 面临的形势

• 高能耗问题：数据中心能耗高，增速快。
• 政策要求：国家提出碳达峰、碳中和目标，对数据中心节能提出更高要求。

5.2 应对的策略

• 技术创新：加大节能技术研发投入，提高能效。
• 政策支持：制定更多优惠政策，鼓励企业实施节能改造。
• **行业协作