就是我们为什么不能把电能表短路然后不用交电费

就是我们为什么不能把电能表短路然后不用交电费,第1张

1、智能电表的用电信息是实时传输至电网公司的服务器。
2、电表属于供电公司资产,根据《供电营业规则》第一百零一条规定,私自开启供电企业加封的用电计量装置封印用电,属窃电行为。窃电违法,根据《中华人民共和国电力法》第七十一条规定,盗窃电能的,由电力管理部门责令停止违法行为,追缴电费并处应交电费五倍以下的罚款。构成犯罪的,依照刑法有关规定追究刑事责任。

通俗讲解边缘计算
随着物联网越来越火,同时伴随着物联网而来的,就是各种概念和各种技术,其中一个就是边缘计算,当然还有雾计算。其实边缘计算和雾计算都差不多,雾计算只是和云计算是相对的。只是叫边缘计算呢,比较高大上吧。
下面我们要通俗地讲一讲边缘计算。

为什么要通俗的讲呢,怕如果不通俗,你听不明白。新的东西在出来的时候,往往是需要一个接纳和理解的过程。就像以前互联网刚出来的时候,很多人都不知道互联网,于是就得慢慢科普,让大家慢慢接受和理解呀。谁现在还解释什么是互联网呀。

而边缘计算也有一段时间了,只是随着物联网的发展,边缘计算的概念也开始流行起来。我们先看一段非通俗的介绍边缘计算的概念:
边缘计算,是一种分散式运算的架构。在这种架构下,将应用程序、数据资料与服务的运算,由网络中心节点,移往网络逻辑上的边缘节点来处理。

或者说,边缘运算将原本完全由中心节点处理大型服务加以分解,切割成更小与更容易管理的部分,分散到边缘节点去处理。

边缘节点更接近于用户终端装置,可以加快资料的处理与传送速度,减少延迟。
以上是我从网络文章摘抄的一段对于边缘计算的解释。整个解释基本都是专业术语,搞工控的你,看完这段话,你来告诉我什么是边缘计算。

作为一名参与研发产品边缘计算的程序员,我决定写一篇文章来通俗讲解一下这个边缘计算。
首先,我要举一个不太恰当的例子。

比如有一款APP,用户在使用这款APP的时候,就会收集用户的信息,比如收集这个用户的年龄,性别,手机号,地址位置,搜索记录等等信息,而收集这些信息主要是更好地分析这个用户的行为和感兴趣的东西,比如车,房子,书,美食等什么感兴趣。然后更为准确地为其投放内容及广告。

    这个是很常见的一个功能,但是就是这样一个功能,怎么和边缘计算挂钩呢。

在边缘计算之前,就是云计算了。

如果是使用云计算,这款APP的行为是这样的:

    APP收集到信息后,把所有的基本信息,上传到服务器中,然后由服务器来执行算法,计算和识别出用户的兴趣爱好,甚至可能推算出这个用户的消费能力。然后服务器就可以根据这个推算出来的结果,为用户投放其感兴趣的内容和广告。

如果是使用边缘计算,这款APP的行为就是这样:

    APP收集了信息后,不上传到服务器中。然后由APP自己计算和识别出这个用户的兴趣和爱好,也可以推算出这个用户的消费能力,也就是服务器的计算功能,直接由APP来完成。然后服务器只需要问一下APP,哪个用户是有可能是年薪百万的,哪个用户是单身的。APP只需要告诉服务器说,这个一路向东用户很帅,而且还单身,喜欢旅游,写诗,可以为其投放相亲美女内容。

就这样,整个过程并没有服务器参与计算,服务器也没有参与收集信息。因为这个信息在APP本身收集和计算,并没有进行上传,所以也没有涉及信息收集。

而,这就是边缘计算。

也就是以前由服务器作计算的部分,现在改由信息采集的设备直接计算了,再把计算的结果,直接输出到服务器中。服务器只要结果,并不需要过程的数据。
下面我们就以回答问题的形式来通俗的聊一聊这个边缘计算吧。

所以,什么是边缘计算呢。

边缘计算,说白了,就是(服务器)云计算懒得算了,就这点数据,你在数据采集的时候,顺便自己算得了,什么都丢到服务器来算,很累的。于是,边缘计算就这么来了。
那么,工控领域行业中使用到边缘计算的都有哪呢

这个就太多了。随着很多PLC,控制器和触摸屏等都开始接入到物联网中,每个设备需要采集的信息不一样,有温度,湿度,产量,生产数据,运行状态等。而不同行业的参数指标,性能数据都不一样,这很难在服务器通过云计算来形成一套标准,这使得PLC,控制器等,都会用到边缘计算。
为什么以前的DTU,或者物联模块等不流行边缘计算,现在开始流行了呢。

因为现在的IoT使用的模块或者芯片的处理能力也越来越高,资源也比较丰富,随着一些芯片成本的下降,以及开发模式的简化,使得一些芯片或模块在处理基本的数据采集功能后,仍存在资源过剩及功能利用率低的情况,也就是一个100%的芯片或模块,你只使用了10%的来采集数据,那还有90%你可以用来作计算
那么,使用边缘计算的优势在哪里呢。

1 可以使得设备的支持数量提升几个数量级。

   比如一个服务器有10000点血。而接入一个设备,就要消耗1点血,如果再对这个设备进行数据分析,需要消耗9点血。也就是接入并计算一个设备就需要10点血。那么这个服务器最多只能接入1000个设备就挂了。

   如果服务器只负责接入设备,不进行计算和分析,那么接入一个设备,消耗1点血,由设备自己进行数据计算和分析,再输出结果。这时候服务器就可以接入10000个设备了。

  没有使用边缘计算,服务器可以接1000个设备。

  如果使用了边缘计算,服务器可以接10000个设备。提升了一个数量级。而对于一些复杂的设备,特别是一些工厂,现场作业等需要数据量多的,如果使用了边缘计算来给服务器节省空间和资源,这个优势更能体现出来了。

2 让计算变得更为灵活和可控

   前面说到,接入设备的服务器很难做到统一的计算分析标准,因为物联网可是一个万物接入的网络,每一个设备采集的数据不一样。如果使用了边缘计算,就可以单独针对每一个设备进行相应的计算和分析。当然,如果相同的设备或者相同参数的,可以进行复制使用同一套计算标准或算法。如果将计算脚本开放出来给用户,用户就可以自定义去添加自己的计算公式和行为。
边缘计算的模式和拓扑结构是什么样的呢。
比如要在一套数据采集系统里,以一个云服务器为中心,移动客户端,PC客户端或第三方接口等接入到云服务器获取数据,而数据采集方呢,由数据采集模块来连接到云服务中。

    数据采集模块可以采集PLC,变频器,智能仪表等,将数据上传到云服务器中,由服务器进行数据分析和计算,然后PC或移动客户端,第三方接口就可以获取数据分析的结果。但是这种情况下,随着设备的接入越来越多,云服务器的负担也会越来越重,而且接入的PLC,控制器等的种类也越来越多,原来的云服务数据计算模式难以满足越来越复杂的应用。这时候边缘计算就应运而生了。

    在原拓扑结构不变的情况,可无缝引入边缘计算。在数据采集模块端开放边缘计算功能,将复杂的计算,策略,规则等,由数据采集模块进行运算,得到输出结果后,只需要将结果上传到云服务中。再由PC客户端,移动客户端及第三方接口从云服务获取。

    比如数据采集模块需要采集一个电表,电表能采集的数据有电流,电压,偏偏没有功率。当然现在的电表采集不到功率很少了,只是举例。

    那怎么办呢,偏偏客户很想看到功率。那在没有边缘计算的时候,为了要看到功率,只好在云服务里,增加一定的计算规则,将采集到的电流和电压通过计算得到功率。如果有1000个电表,云服务器就要对这1000个电表进行计算。这就增加了云服务器的工作量和负担了。

    如果有了边缘计算,那么在数据采集模块,就可以添加计算功能,直接将采集的电流和电压通过计算得到功率,只需要把功率上传给服务器就可以了。这样,即便有50000个电表,云服务也毫无计算压力,因为它并不需要计算。
    这就是通俗的讲一讲边缘计算。

用户用电行为分析系统意义是电力技术领域。本发明公开了一种用户用电行为分析系统,属于电力技术领域。所述用户用电行为分析系统包括监测设备、智能电表和服务器,其中:所述监测设备获取第一用电信息,所述第一用电信息至少包括入户线路的电压、电流、功率以及谐波。所述监测设备将所述第一用电信息发送至所述智能电表。所述智能电表将所述第一用电信息发送至所述服务器:所述服务器根据所述第一用电信息确定用户用电行为。

随着电力工业的发展,特别是一户一表的推行,方便了用户,可是对电力营业管理提出了挑战。传统的电表需要人工抄表,工作单调辛苦、环境恶劣,抄表难度大、效率低;电费欠费现象严重,收缴率偏低,影响电力部门的经济效益和发展;调度、营业、监控各成系统,数据库独立维护,缺乏统一的基础用电数据造成资源浪费、决策不系统、不能最大限度地追求经济效益。

因此,电力营业现代化势在必行。实践经验证明,推广应用预付费电表及售电系统,有效避免和控制了欠费现象,充分提高了抄收效率,使电力营业管理在较短的时间内达到了轻松管理,事半功倍的效果。迄今为止,国际电能预付费售电系统及电能表的发展大体经过以下发展阶段:

1、早期记忆卡式,包括IC存储卡、IC逻辑加密卡等。

2、智能卡式,包括接触式CPU卡和非接触式RF卡等。

3、编码按键式,包括键表一体式、分离式、载波分离式等。

4、网络式,包括集中器式、GPRS/CDMA

短信式、电力载波式等。智能电表是智能电网的核心设备之一它的核心作用:实现用电客户与电力公司之间的信息交换。

因此,客户端必须安装用电信息采集和电网信息处理、双向互动的智能电表才能实现智能远程抄报和网上缴费。智能电表远程抄表的原理不同环境下远程抄表的方式也是有所不同的。

原理一:国电目前较多采用的是电力载波表,通过电线连接到采集器,采集器通过GPRS上传数据到远抄服务器,所以国家电网居民用户基本上可以通过掌上电力查看到自己家每天的用电量。

原理二:

大型建筑里用的都是RS485总线连网的智能电表,通过RS485总线连上采集器,采集器再转换成TCP/IP接网线直接上远抄服务器。提供这个系统的商家比较多,如社为表计,直接面向建筑做集成。

原理三:当前青年公寓,白领公寓,酒店式公寓采用比较多的wifi电表,这种电表直接联上公寓里的wifi远抄服务器,当然还有gprs电表,这种都是在智能电表使用量不大的情况下使用。这种使用量直接可以网上买电表自己装上,再通过app软件就能直接使用了。

原理四:未来真正的物联网智能电表,NB-IoT电表,这是华为与运营商正在主推还未成熟的产品。就是智能电表通过NB-IoT网络直接连远抄服务器。电能预收费系统随着售电管理模式以及用电管理方式需求的变化,我国逐渐发展了集成电路卡式预付费系统、键盘式电能表预付费系统和自动抄表系统三大类电力预付费系统。下图是一份预付费IC卡卡表系统方案。

系统主要包括以下几个部分:

1、预付费系列电能表

2、预付费IC卡

3、读写卡器

4、售电管理信息系统5、银行网络售电系统6、电力MIS系统通过电能预收费系统方案,我们可以清晰的看出来:其实这时取电和在ATM机里取钱,已经没有区别了,ATM机里取的是钱,智能电表里取的是电。ATM和智能电表才是最终的执行者。

你得先把钱通过银行或者电网营业厅存到电网公司的账户把钱兑换成电,当你成功缴费后,银行服务器和电网的服务器之间就会有协议数据传输,电网系统得知你充值的数据金额就会将你的充值金额告诉智能电表。

刚才我们已经说到智能电表是最终的执行者,它知道你充了多少电、每时每刻用了多少电、快没电了它会提醒你、没电了它会自动断电、充值了它会自动续电。智能电表的数据会不间断的和电网服务器进行相互交换,这样一个过程就实现了远程抄表和预付费的功能。

世界能源委员会1995年对能源效率的定义为:减少提供同等能源服务的能源投入。对于能耗居高不下的数据中心,研究提高能源效率具有深远的社会效益和经济效益。除了能源效率之外,数据中心还有多项其他性能指标,按照国际标准组织ISO的定义统称为关键性能指标,或称为关键绩效指标,研究这些指标对于数据中心同样具有十分重要的意义。

在已经颁布的数据中心性能指标中最常见的是电能使用效率PUE。在我国,PUE不但是数据中心研究、设计、设备制造、建设和运维人员最为熟悉的数据中心能源效率指标,也是政府评价数据中心工程性能的主要指标。

除了PUE之外,2007年以后还出台了多项性能指标,虽然知名度远不及PUE,但是在评定数据中心的性能方面也有一定的参考价值,值得关注和研究。PUE在国际上一直是众说纷纭、莫衷一是的一项指标,2015年ASHRAE公开宣布,ASHRAE标准今后不再采用PUE这一指标,并于2016年下半年颁布了ASHRAE 904标准,提出了新的能源效率;绿色网格组织(TGG)也相继推出了新的能源性能指标。对PUE和数据中心性能指标的讨论一直是国际数据中心界的热门议题。

鉴于性能指标对于数据中心的重要性、国内与国际在这方面存在的差距,以及在采用PUE指标过程中存在的问题,有必要对数据中心的各项性能指标,尤其是对PUE进行深入地研究和讨论。

1.性能指标

ISO给出的关键性能指标的定义为:表示资源使用效率值或是给定系统的效率。数据中心的性能指标从2007年开始受到了世界各国的高度重视,相继推出了数十个性能指标。2015年之后,数据中心性能指标出现了较大变化,一系列新的性能指标相继被推出,再度引发了国际数据中心界对数据中心的性能指标,尤其是对能源效率的关注,并展开了广泛的讨论。

2.PUE

21PUE和衍生效率的定义和计算方法

211电能使用效率PUE

TGG和ASHRAE给出的PUE的定义相同:数据中心总能耗Et与IT设备能耗之比。

GB/T329103—2016给出的EEUE的定义为:数据中心总电能消耗与信息设备电能消耗之间的比值。其定义与PUE相同,不同的是把国际上通用的PUE(powerusage effectiveness)改成了EEUE(electricenergy usage effectiveness)。国内IT界和暖通空调界不少专业人士对于这一变更提出了不同的看法,根据Malone等人最初对PUE的定义,Et应为市电公用电表所测量的设备总功率,这里的Et就是通常所说的数据中心总的设备耗电量,与GB/T329103—2016所规定的Et应为采用电能计量仪表测量的数据中心总电能消耗的说法相同。笔者曾向ASHRAE有关权威人士咨询过,他们认为如果要将“power”用“electricenergy”来替代,则采用“electricenergy consumption”(耗电量)更准确。显然这一变更不利于国际交流。虽然这只是一个英文缩写词的变更,但因为涉及到专业术语,值得商榷。

ISO给出的PUE的定义略有不同:计算、测量和评估在同一时期数据中心总能耗与IT设备能耗之比。

212部分电能使用效率pPUE

TGG和ASHRAE给出的pPUE的定义相同:某区间内数据中心总能耗与该区间内IT设备能耗之比。

区间(zone)或范围( boundary)可以是实体,如集装箱、房间、模块或建筑物,也可以是逻辑上的边界,如设备,或对数据中心有意义的边界。

ISO给出的pPUE的定义有所不同:某子系统内数据中心总能耗与IT设备总能耗之比。这里的“子系统”是指数据中心中某一部分耗能的基础设施组件,而且其能源效率是需要统计的,目前数据中心中典型的子系统是配电系统、网络设备和供冷系统。

213设计电能使用效率dPUE

ASHRAE之所以在其标准中去除了PUE指标,其中一个主要原因是ASHRAE认为PUE不适合在数据中心设计阶段使用。为此ISO给出了设计电能使用效率dPUE,其定义为:由数据中心设计目标确定的预期PUE。

数据中心的能源效率可以根据以下条件在设计阶段加以预测:1)用户增长情况和期望值;2)能耗增加或减少的时间表。dPUE表示由设计人员定义的以最佳运行模式为基础的能耗目标,应考虑到由于数据中心所处地理位置不同而导致的气象参数(室外干球温度和湿度)的变化。

214期间电能使用效率iPUE

ISO给出的期间电能使用效率iPUE的定义为:在指定时间测得的PUE,非全年值。

215电能使用效率实测值EEUE-R

GB/T329103—2016给出的EEUE-R的定义为:根据数据中心各组成部分电能消耗测量值直接得出的数据中心电能使用效率。使用EEUE-R时应采用EEUE-Ra方式标明,其中a用以表明EEUE-R的覆盖时间周期,可以是年、月、周。

216电能使用效率修正值EEUE-X

GB/T329103—2016给出的EEUE-X的定义为:考虑采用的制冷技术、负荷使用率、数据中心等级、所处地域气候环境不同产生的差异,而用于调整电能使用率实测值以补偿其系统差异的数值。

217采用不同能源的PUE计算方法

数据中心通常采用的能源为电力,当采用其他能源时,计算PUE时需要采用能源转换系数加以修正。不同能源的转换系数修正是评估数据中心的一次能源使用量或燃料消耗量的一种方法,其目的是确保数据中心购买的不同形式的能源(如电、天然气、冷水)可以进行公平地比较。例如,如果一个数据中心购买当地公用事业公司提供的冷水,而另一个数据中心采用由电力生产的冷水,这就需要有一个系数能使得所使用的能源在相同的单位下进行比较,这个系数被称为能源转换系数,它是一个用来反映数据中心总的燃料消耗的系数。当数据中心除采用市电外,还使用一部分其他能源时,就需要对这种能源进行修正。

218PUE和EEUE计算方法的比较

如果仅从定义来看,PUE和EEUE的计算方法十分简单,且完全相同。但是当考虑到计算条件的不同,需要对电能使用效率进行修正时,2种效率的计算方法则有所不同。

1)PUE已考虑到使用不同能源时的影响,并给出了修正值和计算方法;GB/T329103—2016未包括可再生能源利用率,按照计划这一部分将在GB/T329104《可再生能源利用率》中说明。

2)PUE还有若干衍生能源效率指标可供参考,其中ISO提出的dPUE弥补了传统PUE的不足;EEUE则有类似于iPUE的指标EEUE-Ra。

3)EEUE分级(见表1)与PUE分级(见表2)不同。

4)EEUE同时考虑了安全等级、所处气候环境、空调制冷形式和IT设备负荷使用率的影响。ASHRAE最初给出了19个气候区的PUE最大限值,由于PUE已从ASHRAE标准中去除,所以目前的PUE未考虑气候的影响;ISO在计算dPUE时,要求考虑气候的影响,但是如何考虑未加说明;PUE也未考虑空调制冷形式和负荷使用率的影响,其中IT设备负荷率的影响较大,应加以考虑。

22.PUE和EEUE的测量位置和测量方法

221PUE的测量位置和测量方法

根据IT设备测点位置的不同,PUE被分成3个类别,即PUE1初级(提供能源性能数据的基本评价)、PUE2中级(提供能源性能数据的中级评价)、PUE3高级(提供能源性能数据的高级评价)。

PUE1初级:在UPS设备输出端测量IT负载,可以通过UPS前面板、UPS输出的电能表以及公共UPS输出总线的单一电表(对于多个UPS模块而言)读取。在数据中心供电、散热、调节温度的电气和制冷设备的供电电网入口处测量进入数据中心的总能量。基本监控要求每月至少采集一次电能数据,测量过程中通常需要一些人工参与。

PUE2中级:通常在数据中心配电单元前面板或配电单元变压器二次侧的电能表读取,也可以进行单独的支路测量。从数据中心的电网入口处测量总能量,按照中等标准的检测要求进行能耗测量,要求每天至少采集一次电能数据。与初级相比,人工参与较少,以电子形式采集数据为主,可以实时记录数据,预判未来的趋势走向。

PUE3高级:通过监控带电能表的机架配电单元(即机架式电源插座)或IT设备,测量数据中心每台IT设备的负载(应该扣除非IT负载)。在数据中心供电的电网入口处测量总能量,按照高标准的检测要求进行能耗测量,要求至少每隔15min采集一次电能数据。在采集和记录数据时不应该有人工参与,通过自动化系统实时采集数据,并支持数据的广泛存储和趋势分析。所面临的挑战是以简单的方式采集数据,满足各种要求,最终获取数据中心的各种能量数据。

对于初级和中级测量流程,建议在一天的相同时间段测量,数据中心的负载尽量与上次测量时保持一致,进行每周对比时,测量时间应保持不变(例如每周周三)。

222EEUE的测量位置和测量方法

1)Et测量位置在变压器低压侧,即A点;

2)当PDU无隔离变压器时,EIT测量位置在UPS输出端,即B点;

3)当PDU带隔离变压器时,EIT测量位置在PDU输出端,即C点;

4)大型数据中心宜对各主要系统的耗电量分别计量,即E1,E2,E3点;

5)柴油发电机馈电回路的电能应计入Et,即A1点;

6)当采用机柜风扇辅助降温时,EIT测量位置应为IT负载供电回路,即D点;

7)当EIT测量位置为UPS输出端供电回路,且UPS负载还包括UPS供电制冷、泵时,制冷、泵的能耗应从EIT中扣除,即扣除B1和B2点测得的电量。

223PUE和EEUE的测量位置和测量方法的差异

1)PUE的Et测量位置在电网输入端、变电站之前。而GB/T329103—2016规定EEUE的Et测量位置在变压器低压侧。数据中心的建设有2种模式:①数据中心建筑单独设置,变电站自用,大型和超大型数据中心一般采用这种模式;②数据中心置于建筑物的某一部分,变电站共用,一般为小型或中型数据中心。由于供电局的收费都包括了变压器的损失,所以为了准确计算EEUE,对于前一种模式,Et测量位置应该在变压器的高压侧。

2)按照222节第6条,在计算EIT时,应减去机柜风机的能耗。应该指出的是,机柜风机不是辅助降温设备,起到降温作用的是来自空调设备的冷空气,降温的设备为空调换热器,机柜风机只是起到辅助传输冷风的作用,因此机柜风机不应作为辅助降温设备而计算其能耗。在GB/T329103征求意见时就有人提出:机柜风机的能耗很难测量,所以在实际工程中,计算PUE时,EIT均不会减去机柜风机的能耗。在美国,计算PUE时,机柜风机的能耗包括在EIT中。

3)PUE的测点明显多于GB/T329103—2016规定的EEUE的测点。

23.PUE存在的问题

1)最近两年国内外对以往所宣传的PUE水平进行了澄清。我国PUE的真实水平也缺乏权威调查结果。GB/T329103—2016根据国内实际状况,将一级节能型数据中心的EEUE放宽到10~16,其上限已经超过了国家有关部委提出的绿色数据中心PUE应低于15的要求,而二级比较节能型数据中心的EEUE规定为16~18,应该说这样的规定比较符合国情。

2)数据中心总能耗Et的测量位置直接影响到PUE的大小,因此应根据数据中心建筑物市电变压器所承担的荷载组成来决定其测量位置。

3)应考虑不同负荷率的影响。当负荷率低于30%时,不间断电源UPS的效率会急剧下降,PUE值相应上升。对于租赁式数据中心,由于用户的进入很难一步到位,所以数据中心开始运行后,在最初的一段时间内负荷率会较低,如果采用设计PUE,也就是满负荷时的PUE来评价或验收数据中心是不合理的。

4)数据中心的PUE低并非说明其碳排放也低。完全采用市电的数据中心与部分采用可再生能源(太阳能发电、风电等),以及以燃气冷热电三联供系统作为能源的数据中心相比,显然碳排放指标更高。数据中心的碳排放问题已经引起国际上广泛地关注,碳使用效率CUE已经成为数据中心重要的关键性能指标,国内对此的关注度还有待加强。

5)GB/T329103—2016规定,在计算EIT时,应减去机柜风机的耗能。关于机柜风机的能耗是否应属于IT设备的能耗,目前国内外有不同的看法,其中主流观点是服务器风机的能耗应属于IT设备的能耗,其原因有二:一是服务器风机是用户提供的IT设备中的一个组成部分,自然属于IT设备;二是由于目前服务器所采用的风机基本上均为无刷直流电动机驱动的风机(即所谓EC电机),风机的风量和功率随负荷变化而改变,因此很难测量风机的能耗。由于数据中心风机的设置对PUE的大小影响很大,需要认真分析。从实际使用和节能的角度出发,有人提出将服务器中的风机取消,而由空调风机取代。由于大风机的效率明显高于小风机,且初投资也可以减少,因此这种替代方法被认为是一个好主意,不过这是一个值得深入研究的课题。

6)国内相关标准有待进一步完善。GB/T329103—2016《数据中心资源利用第3部分:电能能效要求和测量方法》的发布,极大地弥补了国内标准在数据中心电能能效方面的不足;同时,GB/T329103—2016标准颁布后,也引起了国内学术界和工程界的热议。作为一个推荐性的国家标准如何与已经颁布执行的强制性行业标准YD 5193—2014《互联网数据中心(IDC)工程设计规范》相互协调?在标准更新或升级时,包括内容相似的国际标准ISOIEC 30134-2-2016在内的国外相关标准中有哪些内容值得借鉴和参考?标准在升级为强制性国家标准之前相关机构能否组织就其内容进行广泛的学术讨论?都是值得考虑的重要课题。ASHRAE在发布ASHRAE904标准时就说明,数据中心的标准建立在可持续发展的基础上,随着科学技术的高速发展,标准也需要不断更新和创新。

7)PUE的讨论已经相当多,事实上作为大数据中心的投资方和运营方,更关心的还是数据中心的运行费用,尤其是电费和水费。目前在数据中心关键性能指标中尚缺乏一个经济性指标,使得数据中心,尤其是大型数据中心和超大型数据中心的经济性无法体现。

24.PUE的比较

不同数据中心的PUE值不应直接进行比较,但是条件相似的数据中心可以从其他数据中心所提供的测量方法、测试结果,以及数据特性的差异中获益。为了使PUE比较结果更加公平,应全面考虑数据中心设备的使用时间、地理位置、恢复能力、服务器可用性、基础设施规模等。

3.其他性能指标

31.ASHRAE904

ASHRAE904-2016提出了2个新的能源效率指标,即暖通空调负载系数MLC和供电损失系数ELC。但这2个指标能否为国际IT界接受,还需待以时日。

311暖通空调负载系数MLC

ASHRAE对MLC的定义为:暖通空调设备(包括制冷、空调、风机、水泵和冷却相关的所有设备)年总耗电量与IT设备年耗电量之比。

312供电损失系数ELC

ASHRAE对ELC的定义为:所有的供电设备(包括UPS、变压器、电源分配单元、布线系统等)的总损失。

32.TGG白皮书68号

2016年,TGG在白皮书68号中提出了3个新的能源效率指标,即PUE比(PUEr)、IT设备热一致性(ITTC)和IT设备热容错性(ITTR),统称为绩效指标(PI)。这些指标与PUE相比,不但定义不容易理解,计算也十分困难,能否被IT界接受,还有待时间的考验。

321PUE比

TGG对PUEr的定义为:预期的PUE(按TGG的PUE等级选择)与实测PUE之比。

322IT设备热一致性ITTC

TGG对ITTC的定义为:IT设备在ASHRAE推荐的环境参数内运行的比例。

服务器的进风温度一般是按ASHRAE规定的18~27℃设计的,但是企业也可以按照自己设定的服务器进风温度进行设计,在此进风温度下,服务器可以安全运行。IT设备热一致性表示符合ASHRAE规定的服务器进风温度的IT负荷有多少,以及与总的IT负荷相比所占百分比是多少。例如一个IT设备总负荷为500kW的数据中心,其中满足ASHRAE规定的服务器进风温度的IT负荷为450kW,则该数据中心的IT设备热一致性为95%。

虽然TGG解释说,IT设备热一致性涉及的只是在正常运行条件下可接受的IT温度,但是IT设备热一致性仍然是一个很难计算的能源效率,因为必须知道:1)服务器进风温度的范围,包括ASHRAE规定的和企业自己规定的进风温度范围;2)测点位置,需要收集整个数据中心服务器各点的进风温度,由人工收集或利用数据中心基础设施管理(DCIM)软件来统计。

323IT设备热容错性ITTR

TGG对ITTR的定义为:当冗余制冷设备停机,或出现故障,或正常维修时,究竟有多少IT设备在ASHRAE允许的或建议的送风温度32℃下送风。

按照TGG的解释,ITTR涉及的只是在出现冷却故障和正常维修运行条件下可接受的IT温度,但是ITTR也是一个很难确定的参数。ITTR的目的是当冗余冷却设备停机,出现冷却故障或在计划维护活动期间,确定IT设备在允许的入口温度参数下(<32℃)运行的百分比,以便确定数据中心冷却过程中的中断或计划外维护的性能。这个参数很难手算,因为它涉及到系统 *** 作,被认为是“计划外的”条件,如冷却单元的损失。

33.数据中心平均效率CADE

数据中心平均效率CADE是由麦肯锡公司提出,尔后又被正常运行时间协会(UI)采用的一种能源效率。

CADE提出时自认为是一种优于其他数据中心能源效率的指标。该指标由于被UI所采用,所以直到目前仍然被数量众多的权威著作、文献认为是可以采用的数据中心性能指标之一。但是笔者发现这一性能指标的定义并不严谨,容易被误解。另外也难以测量和计算。该指标的提出者并未说明IT资产效率如何测量,只是建议ITAE的默认值取5%,所以这一指标迄今为止未能得到推广应用。

34.IT电能使用效率ITUE和总电能使用效率TUE

2013年,美国多个国家级实验室鉴于PUE的不完善,提出了2个新的能源效率——总电能使用效率TUE和IT电能使用效率ITUE。

提出ITUE和TUE的目的是解决由于计算机技术的发展而使得数据中心计算机配件(指中央处理器、内存、存储器、网络系统,不包括IT设备中的电源、变压器和机柜风机)的能耗减少时,PUE反而增加的矛盾。但是这2个性能指标也未得到广泛应用。

35.单位能源数据中心效率DPPE

单位能源数据中心效率DPPE是日本绿色IT促进协会(GIPC)和美国能源部、环保协会、绿色网格,欧盟、欧共体、英国计算机协会共同提出的一种数据中心性能指标。GIPC试图将此性能指标提升为国际标准指标。

36.水利用效率WUE

TGG提出的水利用效率WUE的定义为:数据中心总的用水量与IT设备年耗电量之比。

数据中心的用水包括:冷却塔补水、加湿耗水、机房日常用水。根据ASHRAE的调查结果,数据中心基本上无需加湿,所以数据中心的用水主要为冷却塔补水。采用江河水或海水作为自然冷却冷源时,由于只是取冷,未消耗水,可以不予考虑。

民用建筑集中空调系统由于总的冷却水量不大,所以判断集中空调系统的性能时,并无用水量效率之类的指标。而数据中心由于全年制冷,全年的耗水量居高不下,已经引起了国内外,尤其是水资源贫乏的国家和地区的高度重视。如何降低数据中心的耗水量,WUE指标是值得深入研究的一个课题。

37.碳使用效率CUE

TGG提出的碳使用效率CUE的定义为:数据中心总的碳排放量与IT设备年耗电量之比。

CUE虽然形式简单,但是计算数据中心总的碳排放量却很容易出错。碳排放量应严格按照联合国气象组织颁布的计算方法进行计算统计。


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