专利名称：计算机机房能效管理方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力自动化领域，特别是涉及计算机机房能效管理方法和装置。
背景技术：
计算机机房的电能消耗由以下部分组成IT设备、制冷设备、供配电系统、照明等其它消耗电能的机房设备。目前普遍采用的一种衡量机房基础设施能效的指标能效利用率PUE，其计算公式为PUE=机房总耗电/IT设备耗电；在实际工程中，对于建设在办公大楼中的计算机机房而言，采用传统能效指标测 量计算的方法还面临若干现实问题通过测量机房UPS输出功率作为IT负载耗电量，但机房内的UPS系统往往也同时为其他机房以外的重要负载供电,此部分负荷不属于机房IT负载之列，但在实际测量中又难以将其分离。将UPS输出功率作为IT负载耗电量实际上忽略了 UPS后端至IT负载前端的配电设备及线路的损耗，如配电列头柜、机柜配电单元(PDU)以及之间的线缆损耗。由于机房是建设在办公大楼当中，机房中的某些子系统往往与机房以外的办公区域共用一些基础设施。典型的如机房空调的室外冷冻水系统往往是与其他办公用房共用的。若采用传统的机房能效管理方法，会产生较大的误差，难于准确了解机房的能效情况。

发明内容
本发明的目的在于提出计算机机房能效管理方法，可以提高计算机机房能效测量的准确度，便于准确了解计算机机房的能效情况。为达到上述目的，采用的技术方案是计算机机房能效管理方法，包括步骤在预定时间长度内，获取以下机房电能信息，包括市电输入机房变压器的电能PM1、柴油发电机输入机房变压器的电能Pje、机房配电列头柜输出端的电能Pm3、办公设备耗电量Pm4 ;以及机房空调的制冷量Pm5 ;将上述机房电能信息上传数据处理中心；在数据处理中心处，根据公式PUE= (PM1+PM2+PM5X a -PM4) / (PM3-PM3X @ )计算机房电能利用率；其中，PUE为机房电能利用率；a为冷冻水系统能效比；P为机房配电单元损耗率；当所述PUE超过预设值时，发出警报信息。本发明方法通过在预定时间长度内，获取市电输入机房变压器的电能、柴油发电机输入机房变压器的电能、机房配电列头柜输出端的电能、办公设备耗电量；以及机房空调的制冷量，来计算计算机机房的电能利用率；当该电能利用率超过预设的门限值时，发出报警；可以提高计算机机房能效测量的准确度，便于准确了解计算机机房的能效情况。
本发明的目的还在于提出计算机机房能效管理装置，可以提高计算机机房能效测量的准确度，便于准确了解计算机机房的能效情况。为达到上述目的，采用的技术方案是计算机机房能效管理装置，包括获取单元、通讯单元、数据处理中心、判断单元以及报警单元；在预定时间长度内，所述获取单元获取以下机房电能信息，包括市电输入机房变压器的电能PM1、柴油发电机输入机房变压器的电能Pje、机房配电列头柜输出端的电能Pm3、办公设备耗电量Pm4 ;以及机房空调的制冷量Pm5 ;所述通讯单元将上述机房电能信息上传数据处理中心；数据处理中心根据公式PUE= (PmJPm^Pm5X a -PM4)/(PM3-PM3X ^ )计算机房电能利用率；其中，PUE为机房电能利用率；a为冷冻水系统能效比；P为机房配电单元损耗·率；当所述判断单元判断所述PUE超过预设值时，通知所述报警单元发出警报信息。本发明装置通过在预定时间长度内，获取市电输入机房变压器的电能、柴油发电机输入机房变压器的电能、机房配电列头柜输出端的电能、办公设备耗电量；以及机房空调的制冷量，来计算计算机机房的电能利用率；当该电能利用率超过预设的门限值时，发出报警；可以提高计算机机房能效测量的准确度，便于准确了解计算机机房的能效情况。


图I为本发明方法的一个实时例流程图；图2为本发明所应用的一个实际场景结构示意图；图3为本发明装置的一个结构示意图。
具体实施例方式为便于理解本发明，下面将结合附图进行阐述。本发明提出计算机机房能效管理方法，请参考图1，包括步骤S101、获取计算机机房的电能信息；在预定时间长度内，获取以下机房电能信息，包括市电输入机房变压器的电能PM1、柴油发电机输入机房变压器的电能Pje、机房配电列头柜输出端的电能Pm3、办公设备耗电量Pm4 ;以及机房空调的制冷量PM5。S102、将机房的电能信息上传数据处理中心；S103、根据机机房的电能信息，计算电能利用率；在数据处理中心处，根据公式PUE= (PmJPm^Pm5X a -PM4)/(PM3-PM3X ^ )计算机房电能利用率；其中，PUE为机房电能利用率；a为冷冻水系统能效比，一般为4至5间的数值；^为机房配电单元损耗率。PDU的损耗率是一个基本确定的值，直接采用该损耗率来计算可得出更为准确的结果。根据国内外相关的研究，PDU损耗率约为3% (空载损耗+平方率损耗)。又因在一般机房当中，配电列头柜已经较为靠近IT负载，其后端的电缆损耗相对于PDU损耗来说可以忽略。
S104、当电能利用率超过预设值时，发出报警信息。本发明方法通过在预定时间长度内，获取市电输入机房变压器的电能、柴油发电机输入机房变压器的电能、机房配电列头柜输出端的电能、办公设备耗电量；以及机房空调的制冷量，来计算计算机机房的电能利用率；当该电能利用率超过预设的门限值时，发出报警；可以提高计算机机房能效测量的准确度，便于准确了解计算机机房的能效情况。在其中一个实施方式中，为了得到更加合理和准确的电能利用效率，通常的，预定时间长度包括繁忙时段和空闲时段；在数据处理中心处，分别计算出繁忙时段对应的机房电能利用率、空闲时段对应的机房电能利用率；当繁忙时段对应的机房电能利用率、空闲时段对应的机房电能利用率的平均值，超过预设值时，发出报警。机房电能信息的获取是一个多次且长期的过程，可以采用以下方式进行获取1、每次测量不小于一小时；2、每天测量不少于2次，在业务忙时和闲时分别进行；3、每月不少于3天，如5日、15日、25日进行测量。因为机房PUE的数值受到多方面因素的影响，时间过短的PUE数据并无太大参考意义。且若采用优化计算方法，冷却水系统等参数一般是通过一个恒定的平均能效比数值估算出来的，无法真实反映随时间变化的实时数据。因此，机房的PUE能效指标，应在指定测量点测量并记录至少一个季度或一年的数据。季度按照春季(3月-5月)、夏季(6月-8月)、秋季(9月-11月)、冬季(12月-2月)划分。在其中一个实施方式中，为了可以提高机房能效管理的灵活性，可以将机房电能信息通过有线方式上传数据处理中心；或者，通过无线方式上传数据处理中心。在其中一个实施方式中，当计算的机房电能利用率超过预定值时，发出声音报警和/或灯光报警，其中，该预定值可以设定为I至3之间的数值，通常设置为2。目前国内外对PUE指标还没有统一的分级标准，国内在运行的机房PUE值基本在2-3之间，较为节能新建机房一般在I. 6-1. 8左右，国外最先进的绿色机房PUE值甚至在I. 2以下。通过机房能效测量、计算与统计，可有效计算机房的能源成本，指导机房的能效管理，优化机房的能源效率。根据目前国内机房的一般情况，若统计出PUE值大于2. 0，则属于偏高水平，有较大的优化空间，可采用以下的方法改进机房的能效水平I、提升机房空调运行效率改善机房气流组织，加强空调协同管理；2、降低空调使用时长合理设置制冷环境参数，空调与新风联动控制，条件许可时采用自然冷却替代；3、空调间接节能降低室内外温差，改善室外环境，强化机房围护结构保温；4、供配电设备节能采用高效率的供配电设备，如高压直流电源、模块化UPS电源；5、提升UPS设备转换效率合理配置UPS,降低冗余量，提高UPS负载率，从而有效降低UPS设备的能源消耗；6、机房布线改造优化机房强弱电线路，减少对气流组织的影响，降低线缆上的电力损耗；或者采用其他节能方式采用高效率照明系统、加强机房管理等。为便于理解，下面介绍本发明所应用的实际场景，请参考图2，该实际场景包括、市电、柴油发电机、自动切换开关、机房变压器、UPS系统(不间断电源系统)、配电列头柜、PDU (配电单元)、IT负载、冷却水系统、制冷设备、照明等其他设备以及办公设备；在图2中的A位置获取市电输入机房变压器的电能Pmi ;在B位置获取柴油发电机输入机房变压器的电能P12 ;在6位置获取机房配电列头柜输出端的电能Pm3 ;在E位置获取办公设备耗电量Pm4 ;以及机房空调上监测机房空调的制冷量Pm5 ;
根据机房空调制冷量和冷冻水系统能效比，可计算出在C位置给冷却水系统提供的电能，具体方法是PC= E机房空调制冷量X冷冻水系统能效比；根据G位置获取的机房配电列头柜输出端的电能PM3、PDU的损耗率，可以得到输给IT负载的电量，其等效于在H位置获取的IT负载电量；具体方法是pH = Pm3X (I-PDU损耗率)；至此，即可采用根据公式PUE=(PM1+PM2+PM5X a -PM4)/(PM3-PM3X ^ )计算机房电能利用率；然后判断该机房电能利用率是否超过预设值，若是，则发出报警。本发明还提出计算机机房能效管理装置，请参考图3，包括获取单元301、通讯单元302、数据处理中心303、判断单元304以及报警单元305 ；在预定时间长度内，获取单元301获取以下机房电能信息，包括市电输入机房变压器的电能PM1、柴油发电机输入机房变压器的电能Pje、机房配电列头柜输出端的电能Pm3、办公设备耗电量Pm4 ;以及机房空调的制冷量Pm5 ;通讯单元302将上述机房电能信息上传数据处理中心；数据处理中心303根据公式PUE=(PM1+PM2+PM5X a -PM4)/(PM3-PM3X ^ )计算机房电能利用率；其中，PUE为机房电能利用率；a为冷冻水系统能效比；P为机房配电单元损耗率；当判断单元304判断PUE超过预设值时，通知报警单元305发出警报信息。本发明装置通过在预定时间长度内，获取市电输入机房变压器的电能、柴油发电机输入机房变压器的电能、机房配电列头柜输出端的电能、办公设备耗电量；以及机房空调的制冷量，来计算计算机机房的电能利用率；当该电能利用率超过预设的门限值时，发出报警；可以提高计算机机房能效测量的准确度，便于准确了解计算机机房的能效情况。在其中一个实施方式中，为了得到合理和更准确的机房电能利用率，获取机房电能信息时，预定时间长度包括繁忙时段和空闲时段；数据处理中心303处分别计算出繁忙时段对应的机房电能利用率、空闲时段对应的机房电能利用率；当判断单元304判断繁忙时段对应的机房电能利用率、与空闲时段对应的机房电能利用率的平均值，超过预设值时，通知报警单元305发出报警。在其中一个实施方式中，通讯单元302将机房电能信息通过有线方式上传数据处理中心303 ;或者，通过无线方式上传数据处理中心303。在其中一个实施方式中，警报单元305为声音报警单元和/或灯光报警单元。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.计算机机房能效管理方法，其特征在于，包括步骤 在预定时间长度内，获取以下机房电能信息，包括 市电输入机房变压器的电能PM1、柴油发电机输入机房变压器的电能PK、机房配电列头柜输出端的电能Pm3、办公设备耗电量Pm4 ;以及机房空调的制冷量Pm5 ; 将所述机房电能信息上传数据处理中心； 在数据处理中心处，根据公式PUE= (PM1+PM2+PM5 X a _PM4)/ (Pm3-Pm3X @ )计算机房电能利用率； 其中，PUE为机房电能利用率；a为冷冻水系统能效比^为机房配电单元损耗率； 当所述PUE超过预设值时，发出警报信息。
2.根据权利要求I所述的计算机机房能效管理方法，其特征在于， 所述预定时间长度包括繁忙时段和空闲时段； 在数据处理中心处，分别计算出繁忙时段对应的机房电能利用率、空闲时段对应的机房电能利用率； 当繁忙时段对应的机房电能利用率，与空闲时段对应的机房电能利用率的平均值，超过所述预设值时，发出报警。
3.根据权利要求I所述的计算机机房能效管理方法，其特征在于， 将所述机房电能信息通过有线方式上传数据处理中心；或者，通过无线方式上传数据处理中心。
4.根据权利要求I至3任一项所述的计算机机房能效管理方法，其特征在于， 所述警报信息为声音报警和/或灯光报警。
5.计算机机房能效管理装置，其特征在于，包括获取单元、通讯单元、数据处理中心、判断单元以及报警单元； 在预定时间长度内，所述获取单元获取以下机房电能信息，包括 市电输入机房变压器的电能PM1、柴油发电机输入机房变压器的电能PK、机房配电列头柜输出端的电能Pm3、办公设备耗电量Pm4 ;以及机房空调的制冷量Pm5 ; 所述通讯单元将上述机房电能信息上传数据处理中心； 数据处理中心根据公式=PUE= (PmJPm^Pm5X a-PM4)/(Pm3-Pm3X ￠)计算机房电能利用率；其中，PUE为机房电能利用率；a为冷冻水系统能效比；P为机房配电单元损耗率；当所述判断单元判断所述PUE超过预设值时，通知所述报警单元发出警报信息。
6.根据权利要求5所述的计算机机房能效管理装置，其特征在于， 所述预定时间长度包括繁忙时段和空闲时段； 所述数据处理中心处分别计算出繁忙时段对应的机房电能利用率、空闲时段对应的机房电能利用率； 当所述判断单元判断繁忙时段对应的机房电能利用率、空闲时段对应的机房电能利用率的平均值，超过所述预设值时，通知所述报警单元发出报警。
7.根据权利要求5所述的计算机机房能效管理装置，其特征在于， 所述通讯单元将所述机房电能信息通过有线方式上传数据处理中心；或者，通过无线方式上传数据处理中心。
8.根据权利要求5至7任一项所述的计算机机房能效管理装置，其特征在于，所述警报单元为声音报警单元和/或灯光报 警单元。
全文摘要
本发明提出计算机机房能效管理方法，包括步骤在预定时间长度内，获取以下机房电能信息，包括市电输入机房变压器的电能PM1、柴油发电机输入机房变压器的电能PM2、机房配电列头柜输出端的电能PM3、办公设备耗电量PM4；以及机房空调的制冷量PM5；将上述机房电能信息上传数据处理中心；在数据处理中心处，根据公式PUE=(PM1+PM2+PM5×α-PM4)/(PM3-PM3×β)计算机房电能利用率；其中，PUE为机房电能利用率；α为冷冻水系统能效比；β为机房配电单元损耗率；当所述PUE超过预设值时，发出警报信息。本发明还提出计算机机房能效管理装置，可以提高计算机机房能效测量的准确度，便于准确了解计算机机房的能效情况。
文档编号G01R31/00GK102749534SQ20121017014
公开日2012年10月24日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者利韶聪, 周鹏, 李光泰, 李卓晖, 洪军, 涂卫平, 胡荣 申请人:中国南方电网有限责任公司, 广东省电力设计研究院