某数据中心能耗监测系统设计(附件)【字数：8090】
摘 要伴随着我国经济的快速发展，我国已然进入社会加速转型期，社会、经济、政治等多个领域都取得突破性进步。然而，近半个世纪以来，工业经济高速发展所带来的能源利用率低问题日益严峻。因此，数据中心能耗监测系统的建设可谓是众望所归，其提供了一个公平、定量衡量各数据中心能耗状况的“标杆”基于规范化的能耗分项统计测量，通过数据分析、诊治，实时进行能耗管理、行政监管，这样有利于提高能源的利用率[]。本文主要阐述数据中心能耗监测系统的系统组成、系统设计、工作方式，并结合金昌数据中心能耗监测系统具体的设计需求和控制功能，实现能耗监测系统对电能采集、传输、统计、控制并加以利用的全过程。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.2课题研究现状和发展趋势 1
1.3课题研究意义 1
1.4课题研究内容 1
第二章 数据中心能耗监测系统介绍 2
2.1能耗监测系统内容 2
2.2管理层 2
2.3 通讯层 2
2.4 间隔层 3
2.5 设备层 3
第三章 系统设计方案 4
3.1 项目概述 4
3.2 系统设计目标 4
3.3系统设计 4
3.4 系统功能 11
3.5能耗设备监控内容 13
第四章 硬件介绍 15
4.1管理层 15
4.2 通讯层 15
4.3 间隔层 16
4.4 设备层 16
第五章 主要软件介绍 18
5.1 Acrel3000交配电监控系统软件技术要求 18
5.2 管理软件的管理内容 18
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
伴随着我国经济的快速发展，我国已然进入社会加速转型期，社会、经济、政治等多个领域都取得了突破性进步。然而，近半个世纪以来，工业经济高速发展所带来的能源利用率低问题日益严峻，这与国家倡导绿色节能美丽生态的主题格格不入。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
1.2课题研究现状和发展趋势
数据中心能耗监测系统未来的发展趋势可能是通过建立网络和数据库,对数据中心的主要能耗源进行监测和控制,这主要是依靠现代新兴科技对能耗进行精准的数据采集和监测控制,这样的发展趋势可以解决能耗管理中长期存在的一些难以解决的问题[]。
1.3课题研究意义
数据中心能耗监测系统的建设，提供了一个公平、定量衡量各数据中心能耗状况的“标杆”基于规范化的能耗分项统计测量，通过数据分析、诊治，实时进行能耗管理、行政监管，这样有利于提高能源的利用率，从而达到保护环境，共建美丽生态祖国的中国梦。
1.4课题研究内容
目前数据中心的能耗监测主要是针对水、电、气三种能耗进行检测，本论文主要是搭建具体的能耗监测系统[]，通过研究“电气智能电力监控系统 ”是如何对数据中心最主要的能耗电能进行数据采集和监测控制以及检测到的数据如何处理，使其成为提升数据中心能耗利用率的关键点。
数据中心能耗监测系统介绍
2.1能耗监测系统内容
能耗监测系统是为耗电量、耗水量、耗气量（天然气量或者煤气量）与其他能源应用量的控制与测量提供解决方案的能耗监控系统。其主要由管理层、通讯层、间隔层、设备层组成。
/
图21 能耗监测系统
2.2管理层
2.2.1 组成：显示器、高性能产业控制计算机、UPS不中断电源、GPS时间对时器等组成。
2.2.2 主要作用：把下一层通讯层采集到的设备现场数据通过ACRHMI人机对话方式将设备的实际执行情况展示给管理人员，管理人员根据现场情况编辑相应命令传达给设备层的相应设备，从而达到远程对设备进行三遥（遥测、遥信、遥控），它也是系统与运行管理人员之间的对话接口[]。
2.3 通讯层
2.3.1 组成：前置处理机、通讯服务器、光纤环网交换机、以太网关等组成。
2.3.2 主要作用：将多种现场装置通过现场总线技术，联系到一起，并且在对应的数据库中完成资源共享和信息交换，它拥有强大的通信和数据解决处理能力，可以将现场设备运行情况传达给管理层，并将管理层下达的命令传递给间隔层。
2.4 间隔层
2.4.1组成：综合电力监控仪表、模拟量采集模块、开关量采集模块、继电器输出模块等。
/
图22 现场数据采集模块举例
2.4.2 主要作用：采用高精度交流采样技术通过RS485通信接口传送到通讯层，完成对现场数据采集和就地显示功能以及通信命令地实施，是分散控制的根本所在。
2.5 设备层
2.5.1 组成：配电柜、照明设备等。
2.5.2 主要作用：实时显示电能使用状况，方便数据实时采集，是保证管理层得到正确数据的源头。
第三章 系统设计方案
3.1 项目概述
甘肃省金昌市紫金云产业园数据中心一期工程项目，是甘肃省“十三五”信息化发展规划中的重中之重工程和2017年全省特大建设项目，被国家工信部列入2017年制造业与互联网融合发展试点范例项目。项目投产后，预估年平均产值将达到3.4亿元，年盈利6000万元，对调整现行企业资本结构、优化产业体系、推进金昌市乃至全省转型发展具有特别重要的意义。
本数据中心能耗监测系统为分层分布式系统,以虚拟仪器技术、计算机技术以及网络通信技术为依托, 主要针对数据中心的IT设备、照明设备、电源等的用电情况进行实时监测，通过间隔层各数据采集模块对设备层的现场设备的各电参量及开关量状态(包括三相电压、电流、电能、温度、开关位置、设备运行状态)等进行采集，并把采集来的数据采用高精度交流采样技术通过RS485通讯接口上传到通讯层[]，从而实现对现场数据采集和就地显示功能以及通信命令地实施。然后通过操作服务器把通讯层采集到现场设备的数据通过人机对话界面的方式显示在实时数据库中，最后通过数据分类记录，并进行分析，发现存在问题，并通过相应命令对现场设备实现三遥，完成对数据中心能耗的监测和管理。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.2课题研究现状和发展趋势 1
1.3课题研究意义 1
1.4课题研究内容 1
第二章 数据中心能耗监测系统介绍 2
2.1能耗监测系统内容 2
2.2管理层 2
2.3 通讯层 2
2.4 间隔层 3
2.5 设备层 3
第三章 系统设计方案 4
3.1 项目概述 4
3.2 系统设计目标 4
3.3系统设计 4
3.4 系统功能 11
3.5能耗设备监控内容 13
第四章 硬件介绍 15
4.1管理层 15
4.2 通讯层 15
4.3 间隔层 16
4.4 设备层 16
第五章 主要软件介绍 18
5.1 Acrel3000交配电监控系统软件技术要求 18
5.2 管理软件的管理内容 18
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
伴随着我国经济的快速发展，我国已然进入社会加速转型期，社会、经济、政治等多个领域都取得了突破性进步。然而，近半个世纪以来，工业经济高速发展所带来的能源利用率低问题日益严峻，这与国家倡导绿色节能美丽生态的主题格格不入。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
1.2课题研究现状和发展趋势
数据中心能耗监测系统未来的发展趋势可能是通过建立网络和数据库,对数据中心的主要能耗源进行监测和控制,这主要是依靠现代新兴科技对能耗进行精准的数据采集和监测控制,这样的发展趋势可以解决能耗管理中长期存在的一些难以解决的问题[]。
1.3课题研究意义
数据中心能耗监测系统的建设，提供了一个公平、定量衡量各数据中心能耗状况的“标杆”基于规范化的能耗分项统计测量，通过数据分析、诊治，实时进行能耗管理、行政监管，这样有利于提高能源的利用率，从而达到保护环境，共建美丽生态祖国的中国梦。
1.4课题研究内容
目前数据中心的能耗监测主要是针对水、电、气三种能耗进行检测，本论文主要是搭建具体的能耗监测系统[]，通过研究“电气智能电力监控系统 ”是如何对数据中心最主要的能耗电能进行数据采集和监测控制以及检测到的数据如何处理，使其成为提升数据中心能耗利用率的关键点。
数据中心能耗监测系统介绍
2.1能耗监测系统内容
能耗监测系统是为耗电量、耗水量、耗气量（天然气量或者煤气量）与其他能源应用量的控制与测量提供解决方案的能耗监控系统。其主要由管理层、通讯层、间隔层、设备层组成。
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图21 能耗监测系统
2.2管理层
2.2.1 组成：显示器、高性能产业控制计算机、UPS不中断电源、GPS时间对时器等组成。
2.2.2 主要作用：把下一层通讯层采集到的设备现场数据通过ACRHMI人机对话方式将设备的实际执行情况展示给管理人员，管理人员根据现场情况编辑相应命令传达给设备层的相应设备，从而达到远程对设备进行三遥（遥测、遥信、遥控），它也是系统与运行管理人员之间的对话接口[]。
2.3 通讯层
2.3.1 组成：前置处理机、通讯服务器、光纤环网交换机、以太网关等组成。
2.3.2 主要作用：将多种现场装置通过现场总线技术，联系到一起，并且在对应的数据库中完成资源共享和信息交换，它拥有强大的通信和数据解决处理能力，可以将现场设备运行情况传达给管理层，并将管理层下达的命令传递给间隔层。
2.4 间隔层
2.4.1组成：综合电力监控仪表、模拟量采集模块、开关量采集模块、继电器输出模块等。
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图22 现场数据采集模块举例
2.4.2 主要作用：采用高精度交流采样技术通过RS485通信接口传送到通讯层，完成对现场数据采集和就地显示功能以及通信命令地实施，是分散控制的根本所在。
2.5 设备层
2.5.1 组成：配电柜、照明设备等。
2.5.2 主要作用：实时显示电能使用状况，方便数据实时采集，是保证管理层得到正确数据的源头。
第三章 系统设计方案
3.1 项目概述
甘肃省金昌市紫金云产业园数据中心一期工程项目，是甘肃省“十三五”信息化发展规划中的重中之重工程和2017年全省特大建设项目，被国家工信部列入2017年制造业与互联网融合发展试点范例项目。项目投产后，预估年平均产值将达到3.4亿元，年盈利6000万元，对调整现行企业资本结构、优化产业体系、推进金昌市乃至全省转型发展具有特别重要的意义。
本数据中心能耗监测系统为分层分布式系统,以虚拟仪器技术、计算机技术以及网络通信技术为依托, 主要针对数据中心的IT设备、照明设备、电源等的用电情况进行实时监测，通过间隔层各数据采集模块对设备层的现场设备的各电参量及开关量状态(包括三相电压、电流、电能、温度、开关位置、设备运行状态)等进行采集，并把采集来的数据采用高精度交流采样技术通过RS485通讯接口上传到通讯层[]，从而实现对现场数据采集和就地显示功能以及通信命令地实施。然后通过操作服务器把通讯层采集到现场设备的数据通过人机对话界面的方式显示在实时数据库中，最后通过数据分类记录，并进行分析，发现存在问题，并通过相应命令对现场设备实现三遥，完成对数据中心能耗的监测和管理。
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