文章主要介紹大型數據中心冷源系統優化控制策略的探索與應用，同時針對數據中心冷源優化控制總結出一些可行性策略并在工程中應用實踐。智能化、優化后的控制方式為數據中心安全、節能、增效提供了強大的支撐。

　　【關鍵詞】數據中心;冷源;優化;控制

　　1引言

　　隨著大數據、云計算、5G技術的時代來臨，各互聯網公司、通訊運營商、銀行等行業及重點的企業都在構建自主的生態圈與云平臺。擁有大量數據流量就能開創下一個時代，所以各地紛紛建設了許多數據中心。數據中心全年不間斷運行，穩定可靠、優化的冷源控制系統是數據中心正常運行、高效運維重要保證[1]。據調研已經投入運行的數據中心，有近30%的數據中心沒有實現智能化控制或者控制系統、控制策略不完善，導致整個中心運行效率低、運營能耗居高不下、運維單位感覺壓力倍增。為了解決上述問題，通過研究探索、工程實踐，總結了一些優化控制策略。某大型數據中心由5幢建筑組成，其中1#建筑安裝3臺磁懸浮離心式高效冷水機組、2#安裝2臺磁懸浮離心式高效冷水機組。該項目采用浙江源創建筑GCS大型分布式樓宇控制系統，先進的工業級Contrix控制平臺軟件。該平臺支持的擾動在線下載技術、組態上傳、控制模塊在線診斷檢測、在線仿真技術可以動態測試控制策略的正確性。本數據中心系統的結構詳見圖1，該系統中實現的先進功能將后續介紹。

　　2本數據中心冷源系統采用以下優化控制策略

　　2.1“金字塔式”群控策略

　　本項目中5個制冷單元，在手動模式下各制冷單元可以獨立運行。由于1#、2#建筑的冷凍水管道、集水器、分水器、蓄冷罐互為連通。采用1個GCU控制器為核心群控控制器進行5個制冷單元控制器的統一管理與調度控制。當一幢建筑冷水機組冷量可以滿足整個數據中心IDC服務器機房負荷要求時，另外一幢建筑的制冷單元不用開啟。當一個制冷單元出現設備故障時，系統會自動切換到另外一組制冷單元設備。這樣大幅度提升了數據中心運行可靠性，多套制冷單元設備均處于“多制冷單元冗余”狀態。

　　2.2工況模式智能切換

　　由于數據中心全年不間斷運行，隨著季度變化室外氣溫度隨之變化，為了節約能源、建設綠色數據中心。數據中心將按照三種工況模式運行：全電制冷、半電制冷、自然冷卻。見圖2，即：全電制冷模式，冷凍水完全由冷水機組制冷;半電制冷模式，冷凍水部分冷負荷由冷卻水經冷卻塔再經板換后進行預降溫，另外部分冷負荷由冷水機組承擔;自然冷卻模式，冷凍水所有冷負荷由冷卻水經冷卻塔再經板換后進行直接將溫處理。系統設計了室外濕球啟用和人工選擇工況兩種模式，一般情況下系統將運行在“濕球啟用”狀態。系統根據室外干球溫度、空氣濕度等空氣參數計算濕球溫度并由此確定冷卻水設定溫度以及制冷工況模式。當室外溫濕度傳感器故障時，可以人工設定已勾選制冷單元的工況模式。通過三種工況模式的自動切換，使整個冷源系統處于超低能耗下運行，實現節能降耗的目標。

　　2.3冷源系統“設備智能管理”

　　數據中心冷源系統中設備數量和種類都特別繁多，將狀態合格設備投入運行，這是數據各中心冷源單元可靠運行的基礎。例如：在運行風機進行增加加減過程中需要實施的判斷設備狀態、選擇運行最短時間的設備。本系統開發的“設備智能管理模塊”可以實現：實時設備狀態診斷、自動輪詢切換、顯示運行設備數量、空閑數量、故障設數量、啟動成功、失敗設備數量、故障預警等。通過設備智能管理模塊選擇出“最優狀態”的設備，延長了設備整體生命周期，系統控制參數非常穩定，確保長期可靠的運行、為高效運維提供數據支撐。詳見圖3。

　　2.4智能冷源系統一鍵啟停

　　冷源控制系統主要包含：冷水機組、冷卻水泵、冷凍水泵、閥門及各類傳感設備。冷源系統設計了豐富工況模式管理庫、完善的控制流程與可靠的安全聯鎖。系統會根據設備系統在設備啟動前，系統自動檢測各設備狀態是否正常。當工況流程執行完畢后，系統再進入制冷流程，為了確保控制指令的有效性，采用信號回檢機制，確保下一級設備可靠啟動。當該組設備出現故障時系統自動切換到另外一組設備并啟動。通過各種邏輯機制的管理控制、整個數據中心可以實現一鍵啟停，系統會根據數據中心IDC機房末端負荷情況進行其他制冷單元的自動啟動與停止。

　　3結語

　　通過數據中心冷源控制優化探索與實踐應用，大大提升了數據中心運行與管理效率、提高了數據中心安全性、可靠性，從而正真實現數據中心IDC機房冷源空調系統的節能、綠色可持續發展。

　　參考文獻

　　[1]上海市建筑建材業市場管理總結;上海市建筑科學研究院.數據中心技能技術應用指南.北京：中國電力出版社，2019.

　　作者：韓海強