数据中心配电案例研究

项目概述

一家大型云服务提供商在亚利桑那州凤凰城委托建设新的三级数据中心，设计容纳2,000个服务器机柜，总IT负载为12MW。该设施需要整个配电系统的超低压降，以确保敏感计算设备的稳定运行并满足严格的效率目标。本案例研究探讨了用于实现世界级配电性能的工程方法。

数据中心代表了电力配电最苛刻的应用之一。与住宅或商业建筑可接受3-5%压降建议不同，数据中心通常要求从公用事业服务到服务器机架PDU的总压降小于2%。这一严格要求存在两个重要原因：设备性能和能源效率。

现代服务器电源设计在一定输入电压范围内运行，通常为200-240V以实现国际兼容性。然而，当输入电压接近设计最佳点时，这些电源的运行效率最高。较低的电压意味着需要更高的电流来向IT负载提供相同的功率，这会增加热量产生并降低电源效率。在连续运行的12MW数据中心中，即使是微小的效率增益也能转化为大量的能源和成本节省。

设计要求

配电架构

数据中心使用2N冗余电源架构，意味着每台服务器从两条独立路径接收电源。每条路径包括自己的公用事业馈线、主开关设备、UPS系统和配电基础设施。如果一条路径上的任何组件发生故障，服务器将继续在另一条路径上运行而不会中断。此架构有效地使配电基础设施翻倍，并提供了众多压降优化机会。

该设施从公用事业接收13.8kV电力，通过主变电站降压至480V以便在整个建筑中配电。UPS系统在480V下运行，输出通过架空母线分配到行级PDU。PDU将电压转换为208V，通过地板下电缆输送到服务器机架。

压降优化策略

在这种规模的设施中实现低于1%的压降需要在配电系统的每一级应用多种优化策略：

结果和性能指标

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