摘要：绿色智能控制系统最大限度的实现了环境能效的利用，有效提高了绿色能源占比和使用效率，达成了绿色、低碳、节能的目标，为数据机房的信息化、智能化、精益化管理奠定了基础。鉴于此，本文主要分析智能控制系统在绿色数据机房中的应用。
关键词：智能控制系统；绿色数据机房；应用
数据机房是电力企业的重要基础设施，也是能源消耗的“大户”。一个良好的数据机房不仅需要为核心网络和IT设备提供高可靠的供配电系统，为设备的良好运行提供高度洁净的、恒温恒湿的空间环境，同时还需要具备能够随时了解供配电、空调、消防、门禁等系统运行情况和温湿度等环境状态的集中监控系统，以确保机房内信息系统的安全、稳定、可靠运行。
传统机房空调系统能耗约占到机房总能耗的40%左右，能源效率（Power Usage Effectiveness，PUE）值约为2.4~2.8，部署绿色制冷控制系统，采用智能化IT机房节能技术，可充分提高绿色能源的使用占比和使用效率，降低PUE，以达到PUE值小于1.6的绿色机房指标。
1、绿色智能控制系统概述
某供电局智能控制系统主要包括空调控制、环境监控、能耗管控、实时数据展示等子系统。绿色智能控制系统结构如图1所示。
图1绿色智能控制系统结构
（1）空调控制子系统。采用新风+蒸发式制冷+精密空调的智能空调控制系统，可最大限度地利用环境实现机房温、湿度调节。（2）环境监控子系统。应用基于智能无线网络的环境监控系统构建机房温湿度场图，全面监测机房设备环境状况，为IT设备的安全可靠运行提供保障，并为优化机房设备部署、精密调节制冷系统提供数据支持。（3）能耗管控子系统。利用能耗管控系统全面监控机房IT设备、空调系统、照明系统以及其他辅助系统的能耗，提供实时PUE和PUE统计功能，并为进一步提升管理水平和降低能耗积累数据。（4）实时数据展示子系统。通过实时数据展示子系统，用户可随时了解机房运行状况，以便对故障和异常进行预警，实现及时管控和优化。
2、智能控制系统在绿色数据机房中的应用
2.1、系统目标
绿色智能控制系统将空调系统协同控制、机房环境监控、能耗管控、辅助系统管控融为一体，实现机房环境的全面监控（包括机房关键节点的温度、湿度、气压、光照强度等数据）、设备/系统能耗的全面监控、机房空调系统的自动控制、机房照明系统的自动控制等。
2.2、系统原理及实现
（1）智能空调控制
数据机房建设了3条独立制冷通道，每个通道实行了冷通道封闭措施；每个通道有1套独立的新风及蒸发式制冷系统，并通过冷通道侧送风方式实现冷风送入。每个通道还部署了1台精密空调，并通过冷通道地板送风实现冷风送入。
（2）环境监控及能耗管控
关键监控及能耗管控系统采用了基于智能无线网络的智能传感器实现了环境监测和电能监测，并通过无线网关（MCU-01等）接入系统。智能控制系统实时采集智能设备采集的环境、能耗数据并存入数据库，并作为智能控制和报警的数据来源。无线智能设备包括了部署于机房各处的多功能传感器（监测温度、湿度、气压、光照强度、人员走动等信息）、部署于机柜上下的温湿度传感器、智能PDU，部署于配电柜的电能传感器等。这些智能设备的部署实现了机房环境和能耗的全面监控。
（3）实时数据展示
1）智能控制系统的实时数据展示系统采用信息系统直观展示机房环境。2）温度场/湿度场图功能，可以实时了解机房运行是的温度和湿度分布状况，并根据分布状况对设备位置、部署密度、风量分配进行优化，最终实现机房温湿度分布均匀.实时/统计数据（包括功率、电量、PUE等实时/历史/统计数据等），可以实时了解系统运行状况，并对系统进行管控。
（4）绿色空调协同控制策略
控制系统将根据环境状况自动设定温湿度调节目标，以实现自适应调节，控制系统的控制目标为区间控制，新风及蒸发式制冷系统利用新风实现送冷风制冷、回风实现送风制热并降低送风湿度（因回风经过IT设备加热）、水蒸发实现送风制冷及增加送风湿度等调控手段的有机结合实现了空气调节的目标，从而达成节能最大化。
3、改供电局绿色机房建设成效
在互联网信息技术迅猛发展的时代背景之下，昆明供电局较早的意识到绿色机房建设对于自身发展的重要意义，为此采取了一系列有效的措施，经过前期的调研分析、上线测试等试运行，绿色建设已经取得了显著的成效。自2014年正式开展绿色机房建设项目以来，智能控制系统运行稳定，PUE均值维持在1.2之下，基本实现了绿色机房建设的预期目标，已经能够利用智能控制系统对机房的各项运行指标进行全面的控制和监管。
就智能空调系统来看，昆明供电局累计投23.5万元人民币，引进了最先进的智能空调控制系统，现已实现正常运转。实践表明，在这种智能空调系统的作用下，昆明供电局的能源消耗量大大降低，一度达到近十年能耗的最低水平。
就环境和能耗监控来看，受天气条件、能源稀缺等因素的影响，近年来昆明供电局的机房环境常常处于较大的波动中，能耗也未能得到很好的控制。但自从建成环境控制系统和能耗监控系统以来，昆明供电局的机房环境稳定性得到了大幅度优化，由于环境不稳定而引起的故障数量也显著减少。这就充分表明，环境控制系统与能耗监控系统正在发挥作用，有效的改善了供电局机房的日常运转。
就实时数据展示来看，昆明供电局的机房工作量相对较大，稍有不慎就会影响机房的运转效果，造成不必要的效益损失。当下，昆明供电局机房的实时数据展示系统已经完成第一阶段的建设，但尚未正式投入使用，机房管理者已经需要进行大量的测算和计量获得机房的各项指标数据及相关信息，不仅耗时耗力，还很容易出现测算误差，影响机房管理效果。此后，昆明供电局还需进一步分析实时数据展示系统的建设策略，充分结合目前绿色机房的建设实况，在吸收该方面先进经验的前提下制定真正合适的建设策略，尽快完成实时数据展示系统的各项建设任务。
结束语
结合当前绿色机房建设的特点，在传统数据机房建设的基础上，采用智能化IT节能技术和模块化设计，将绿色空调协同控制、机房环境监控与能耗管控、智能综合控制融为一体，充分提高绿色能源占比和能源使用效率，实现信息机房的综合智能管控。在系统综合控制管理界面，智能空调控制系统能够根据制定的策略自动进行设备的启停控制、空气调节和智能控制；环境监测系统可实时监测机柜内上下层的温度、湿度、气压数据，构建温度场模型、湿度场模型和气压场模型，同时监测人员移动状况，对实时/历史数据进行统计分析，对异常状态进行报警；能耗管控系统可实时采集机房的能耗信息，实现能耗管控，并对数据进行智能分析，实现基于能耗数据的设备寿命管理，应用效果显著。
参考文献：
[1]陈武.物联网信息技术在数据机房建设中的应用研究[J].信息系统工程,2016,(12):70-72.
[2]周立鹤,陈武.智能控制系统在数据机房中的应用[J].云南电力技术,2016,44(S2):141+157.
论文作者:王锦杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
标签：机房论文; 控制系统论文; 智能论文; 数据论文; 环境论文; 实时论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第33期论文;