如何為世界500強銀行數(shù)據(jù)中心“退燒”？國雙智慧能源方案小試牛刀

來源：國雙Gridsum 時間：2021-01-15 16:29:11 作者：

數(shù)據(jù)中心是數(shù)字基礎設施的重要載體。2020年，數(shù)據(jù)中心建設被中央正式列入新基建戰(zhàn)略，被視為“新基建的基礎設施”、經濟高質量發(fā)展的“數(shù)字底座。截至2019年底，我國數(shù)據(jù)中心數(shù)量約為7.4萬個，占全球數(shù)據(jù)中心總量的23%。

然而隨著數(shù)據(jù)流量呈指數(shù)增長，數(shù)據(jù)中心設備功耗也在不斷攀升，電能消耗數(shù)目彌巨和運營成本居高不下的問題愈發(fā)凸顯。據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，目前我國數(shù)據(jù)中心年耗電量已經達到社會耗電總量的2%，比三峽大壩的年發(fā)電量還高出30%。

2019年2月，工信部發(fā)布《三部門關于加強綠色數(shù)據(jù)中心建設的指導意見》，明確提出到2020年，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的PUE值要達到1.4以下。節(jié)能減排，降低數(shù)據(jù)中心的能耗，進一步限制PUE值，成各行各業(yè)工作重點。

PUE（Power Usage Effectiveness的簡寫）=數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設備能耗，其中數(shù)據(jù)中心總能耗包括IT設備能耗和制冷、配電等系統(tǒng)的能耗，其值大于1，越接近1表明非IT設備耗能越少，即能效水平越好。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計，數(shù)據(jù)中心能源側的碳排放核算，主要來自于IT設備及基礎設施的電力消耗，在數(shù)據(jù)中心能耗結構中，主設備耗電占45%~55%，空調設備占35%~45%，電源及其他設備占10%~15%。節(jié)能降耗無疑是數(shù)據(jù)中心的重中之重，而空調制冷系統(tǒng)又是降低數(shù)據(jù)中心基礎設施能耗的關鍵所在。

與耗電量居高不下形成反差的是，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的能源效率卻一直無法有效提升，整體水平處于偏低的狀態(tài)。如何給數(shù)據(jù)中心“退燒”，構建綠色節(jié)能、高效穩(wěn)定的新型數(shù)據(jù)中心？這既是國家能源戰(zhàn)略所指，也是企業(yè)承擔社會責任和實現(xiàn)降本增效的關鍵。

空調能耗成為數(shù)據(jù)中心高PUE的“原罪”

讓我們從國雙新近完成的一個智慧能源項目中來尋找答案。

銀行作為數(shù)據(jù)中心的核心應用領域，在聚焦安全可靠合規(guī)以及保障業(yè)務連續(xù)性方面，一直引領數(shù)據(jù)中心發(fā)展潮流。該銀行為全球品牌價值500強、中國六大銀行之一、領先的大型零售商業(yè)銀行。其數(shù)據(jù)中心中央空調能耗僅次于IT設備能耗，2019年其PUE≈1.49，節(jié)能降耗迫在眉睫。同時，以人工調節(jié)為主、工作量大且依靠經驗主義的設備管理，無法實現(xiàn)設備運行最優(yōu)設置，這也是數(shù)據(jù)中心運營中的“硬傷”，智慧運營的呼聲也越來越高。

國雙提供智慧能源解決方案，是如何幫助客戶從能源精細化管理、AI優(yōu)化控制、設備預測性維護等幾個方面幫助客戶實現(xiàn)節(jié)能降耗的呢？讓我們來一探究竟。

數(shù)據(jù)中心“綠化“三步走，AI優(yōu)化控制智能提效

在充分調研了客戶數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀，剖析了業(yè)務需求后，國雙為該銀行打造數(shù)據(jù)中心AI能效管理系統(tǒng)，通過采集中央空調系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，利用機器學習、深度學習等技術，對中央空調系統(tǒng)進行智能優(yōu)化控制，從全面感知到學習/思考，再到決策支撐，提升能源系統(tǒng)運行效率。

數(shù)據(jù)中心AI能效管理系統(tǒng)界面圖

具體而言，分為以下幾個步驟：

1/3 匯數(shù)據(jù)——打破建筑數(shù)據(jù)孤島，打通空調BA、動環(huán)、電監(jiān)等數(shù)據(jù)，實時獲取暖通空調系統(tǒng)詳細運行數(shù)據(jù)，形成建筑的數(shù)據(jù)資源池，全面感知系統(tǒng)運行情況。

2/3 建模型——利用機器學習、知識圖譜等技術，建立空調系統(tǒng)能耗預測模型及空調安全控制機制，實現(xiàn)最優(yōu)量求解。

3/3 達目標——以環(huán)境邊界為控制邊界，以能耗最低為控制目標進行最優(yōu)控制量控制。如通過實時獲取系統(tǒng)運行大數(shù)據(jù)，根據(jù)建筑空調系統(tǒng)能耗預測模型及空調安全控制機制，自動輸出滿足建筑環(huán)境要求下的空調能耗最小控制策略。

原有控制方式 VS AI優(yōu)化控制 AI能效系統(tǒng)實力完勝

效果對比數(shù)據(jù)顯示，在原有的手動調節(jié)與系統(tǒng)自動調節(jié)相結合的控制方式下，中央空調系統(tǒng)平均功率1554.2kw；而AI優(yōu)化控制方式下，平均功率1362.1kw，節(jié)能量192.1kw，AI節(jié)能率12.4%。水系統(tǒng)節(jié)能量95.3kW，節(jié)能率為8.7%，風系統(tǒng)節(jié)能量96.8kW，節(jié)能率為20.9%。

可見，無論是相較于無人值守或是人工值守的自控系統(tǒng)，AI能效系統(tǒng)的節(jié)能率都十分可觀，系統(tǒng)既實現(xiàn)了空調系統(tǒng)的節(jié)能降耗，也在一定程度上做到了機房無人值守。

按照該數(shù)據(jù)中心全年中央空調系統(tǒng)用電548萬kWh計算，AI優(yōu)化控制方式可為該銀行減少近40萬元/年的成本。可以預見，隨著系統(tǒng)的持續(xù)應用，國雙的智慧能源解決方案將產生更大的社會效益與經濟效益。

中央空調系統(tǒng)各設備節(jié)能量（單位：kW）

據(jù)透露，該銀行還將與國雙合力建設數(shù)據(jù)中心AI運維大腦，區(qū)別于傳統(tǒng)的閾值設定、故障點位監(jiān)測，國雙通過數(shù)據(jù)中心故障預警算法，利用大數(shù)據(jù)、機器學習方式搭建系統(tǒng)點位預警算法模型，提高報警準確率；通過搭建數(shù)據(jù)中心運維知識圖譜，解決數(shù)據(jù)中心運維知識資產積累難的問題；基于故障預警及運維知識圖譜，搭建數(shù)據(jù)中心設備設施故障智能診斷系統(tǒng)，提高設備運維效率，進一步提升數(shù)據(jù)中心運營智慧化。

該項目的落地，也為國雙積累了大量的技術與業(yè)務經驗。除了賦能數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗，國雙智慧能源解決方案還在智慧園區(qū)、商業(yè)建筑、能源中心、醫(yī)院、機場等場景中大展身手。緊隨2020年國務院新聞辦發(fā)布的《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書所明確的中國能源發(fā)展方針，“著力推動數(shù)字化、大數(shù)據(jù)、人工智能技術與能源清潔高效開發(fā)利用技術的融合創(chuàng)新，大力發(fā)展智慧能源技術”，國雙智慧能源解決方案有效優(yōu)化能源系統(tǒng)運行方式，提高能源系統(tǒng)的運行效率，從而降低能耗，間接減少碳排放，真正推動我國“把能源技術及其關聯(lián)產業(yè)培育成帶動產業(yè)升級的新增長點”。

作為”新基建“的參與者與建設者，國雙將繼續(xù)結合能源領域資深專家行業(yè)經驗，推動更多技術創(chuàng)新，助力我國大力發(fā)展智慧能源技術，推動我國達成”2060年前實現(xiàn)碳中和“的堅定目標！

責任編輯：姚治