安科瑞 李雨轩
咨询家：Acrel_LYX
数据中心的存在，就是为了保障计算的安全与可连续性。然而，仅仅最近三年中，数据中心发生了十余件故障乃至灾难。数据中心系统庞杂，运维安全本就不易，近年来的极端气候、技术发展等因素，也为数据中心高可靠性带来了新挑战，我们应该如何预防与应对？
经过盘点近年来灾难事件不难发现，电力系统、制冷系统、人工操作一直是导致数据中心故障的最常见因素。
线路老化
线路老化引发火灾，常见于建成多年的数据中心，韩国SK数据中心火灾就是由于线路起火导致的。
线路故障的主要原因是旧+热：
旧：电线外包绝缘层，正常使用寿命在10~20年，线路老化后，可能造成破损，绝缘性能下降，遇到液体或湿度过大时容易引起短路、着火。
热：根据焦耳定律，负载电流经过电线时产生热量。数据中心24小时运转，电线长期高负荷运行情况下，高温加速线路绝缘老化，以至绝缘被击穿。
UPS/电池故障
Telstra英国数据中心火灾、北京邮电大学数据中心火灾，即由电池故障导致。
数据中心电池/UPS故障的主要原因有过度循环放电、电池接头密封不严、链接松动、高温、高浮/低浮充电压等。铅酸电池一般寿命为5年，锂电池寿命在10年左右，随着电池使用年限的增加，性能降低，故障率也随之提升。如果维护、检查疏漏，可能未及时更换快到年限的电池。
又因为数据中心电池数量庞大，串联及并联使用，一旦一节电池故障后起火、爆炸，会蔓延造成大的灾难事故。锂电池一旦起火爆炸的危险性高于铅酸电池，灭火难度也更大。例如2021年北京市丰台区西红门储能电站起火爆炸事故，就是因为电池间内磷酸铁锂电池发生内短路故障，引发电池热故障起火和扩散，进而遇电气火花发生爆炸。 近年来锂电池应用中受到主要疑虑即来自于此。
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制冷故障
无论是压缩机、安全阀抑或停水导致的制冷故障、制冷效率低，均会引发机房温度升高，影响设备性能，如果不能及时处理，机房温度持续上升，或因过热宕机，服务中断、硬件损坏、数据丢失。
人工误操作
日常巡检是数据中心的重要保障手段，但操作不当也是造成故障的重要原因。此前多起数据中心起火就是由于人员操作不当产生电火花，引燃易燃材料导致的，也有数据中心在维护保养时未严格执行工作手册，导致电池短路等故障。
系统介绍
AcrelEMS-IDC数据中心综合能效管理系统，为数据中心的能源管理提供全方位的监测和控制，主要分为电力监控、动环监控、消防监控、能源管理、照明控制、新能源监测几个模块。
1）电力监控
a 实时监控变电站、变配电所开关柜、变压器、应急电源以及主要用电设备运行状况，采集微机保护测控装置数据包括电气参数、开关状态、远程遥控、事故报警及记录等；
b 监测各进线回路电能质量，包括电压暂降、谐波畸变、闪变等数据波形记录，进而判断配电系统扰动方向，生成电能质量分析报告；
c 对中高压回路进行故障录波、事件顺序记录等功能，协助分析故障原因并改进；
d 对中压开关柜母排设置弧光保护装置，探测到故障性弧光快速跳闸并报警；
e 监测0.4kV馈线电气参数和开关状态，自动抄表；
f 对0.4kV进行电能质量治理，包括谐波治理和无功补偿。
2）动环监控
a 实时监测动力设备的供配电情况；
b 监控配电室、机房等场所的环境情况，包含有温湿度、水浸、烟感、有害气体等；
c 接入视频摄像头、门禁系统；
3）电气安全
a 实时监测0.4kV馈线漏电电流，异常时报警；
b 监测各电气接点、母排温度并实时预警；
c 实时监测消防设备的电源状态，发生异常时报警；
d 实时监测建筑内防火门、安全门状态，发生异常时及时报警；
e 监测建筑内消防应急照明和疏散指示灯具工作状态，在发生火灾时提供疏散应急预案，灯具有异常时报警；
f 对UPS电池间电池温度、电流、电压、内阻进行监测；
4）能源管理
a 采集数据中心内建筑的能耗数据，包括电、水、气、汽、压缩空气、冷热量等，并进行折标煤计算和CO2排放趋势统计；
b 采集数据中心的暖通系统、给排水系统、动力系统、动环系统、照明系统能耗数据，包括制冷/制热量、用水量、压缩空气和氧气消耗量、照明系统用电量等；
c 根据采集的数据实时计算出数据中心能效指标PUE和WUE；
5）智能照明
a 对数据中心内照明进行集中管理，包括机房内、配电房和走廊灯公共区域照明；
b 通过系统实现集中控制、定时控制、光照度感应控制、人体感应控制、区域控制等；
c 对光照度有要求的特定区域实现调光控制；
6）新能源监测
a 接入数据中心的分布式光伏电站发电数据，采集光伏逆变器、并网柜数据，并进行日、月、年、累计收益分析和减排分析；
b 对光伏系统异常及时预警；
c 接入储能系统和BMS数据，根据负荷曲线制定储能充放电使用策略；
d 对数据中心内电动汽车和汽车充电桩进行状态监测和充电交易管理；
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