如何為世界500強(qiáng)銀行數(shù)據(jù)中心“退燒”？國(guó)雙智慧能源方案小試牛刀

來源：國(guó)雙Gridsum 時(shí)間：2021-01-15 16:29:11 作者：

數(shù)據(jù)中心是數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的重要載體。2020年，數(shù)據(jù)中心建設(shè)被中央正式列入新基建戰(zhàn)略，被視為“新基建的基礎(chǔ)設(shè)施”、經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的“數(shù)字底座。截至2019年底，我國(guó)數(shù)據(jù)中心數(shù)量約為7.4萬個(gè)，占全球數(shù)據(jù)中心總量的23%。

然而隨著數(shù)據(jù)流量呈指數(shù)增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心設(shè)備功耗也在不斷攀升，電能消耗數(shù)目彌巨和運(yùn)營(yíng)成本居高不下的問題愈發(fā)凸顯。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)數(shù)據(jù)中心年耗電量已經(jīng)達(dá)到社會(huì)耗電總量的2%，比三峽大壩的年發(fā)電量還高出30%。

2019年2月，工信部發(fā)布《三部門關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見》，明確提出到2020年，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的PUE值要達(dá)到1.4以下。節(jié)能減排，降低數(shù)據(jù)中心的能耗，進(jìn)一步限制PUE值，成各行各業(yè)工作重點(diǎn)。

PUE（Power Usage Effectiveness的簡(jiǎn)寫）=數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備能耗，其中數(shù)據(jù)中心總能耗包括IT設(shè)備能耗和制冷、配電等系統(tǒng)的能耗，其值大于1，越接近1表明非IT設(shè)備耗能越少，即能效水平越好。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)中心能源側(cè)的碳排放核算，主要來自于IT設(shè)備及基礎(chǔ)設(shè)施的電力消耗，在數(shù)據(jù)中心能耗結(jié)構(gòu)中，主設(shè)備耗電占45%~55%，空調(diào)設(shè)備占35%~45%，電源及其他設(shè)備占10%~15%。節(jié)能降耗無疑是數(shù)據(jù)中心的重中之重，而空調(diào)制冷系統(tǒng)又是降低數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施能耗的關(guān)鍵所在。

與耗電量居高不下形成反差的是，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的能源效率卻一直無法有效提升，整體水平處于偏低的狀態(tài)。如何給數(shù)據(jù)中心“退燒”，構(gòu)建綠色節(jié)能、高效穩(wěn)定的新型數(shù)據(jù)中心？這既是國(guó)家能源戰(zhàn)略所指，也是企業(yè)承擔(dān)社會(huì)責(zé)任和實(shí)現(xiàn)降本增效的關(guān)鍵。

空調(diào)能耗成為數(shù)據(jù)中心高PUE的“原罪”

讓我們從國(guó)雙新近完成的一個(gè)智慧能源項(xiàng)目中來尋找答案。

銀行作為數(shù)據(jù)中心的核心應(yīng)用領(lǐng)域，在聚焦安全可靠合規(guī)以及保障業(yè)務(wù)連續(xù)性方面，一直引領(lǐng)數(shù)據(jù)中心發(fā)展潮流。該銀行為全球品牌價(jià)值500強(qiáng)、中國(guó)六大銀行之一、領(lǐng)先的大型零售商業(yè)銀行。其數(shù)據(jù)中心中央空調(diào)能耗僅次于IT設(shè)備能耗，2019年其PUE≈1.49，節(jié)能降耗迫在眉睫。同時(shí)，以人工調(diào)節(jié)為主、工作量大且依靠經(jīng)驗(yàn)主義的設(shè)備管理，無法實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行最優(yōu)設(shè)置，這也是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)中的“硬傷”，智慧運(yùn)營(yíng)的呼聲也越來越高。

國(guó)雙提供智慧能源解決方案，是如何幫助客戶從能源精細(xì)化管理、AI優(yōu)化控制、設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)等幾個(gè)方面幫助客戶實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的呢？讓我們來一探究竟。

數(shù)據(jù)中心“綠化“三步走，AI優(yōu)化控制智能提效

在充分調(diào)研了客戶數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀，剖析了業(yè)務(wù)需求后，國(guó)雙為該銀行打造數(shù)據(jù)中心AI能效管理系統(tǒng)，通過采集中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行智能優(yōu)化控制，從全面感知到學(xué)習(xí)/思考，再到?jīng)Q策支撐，提升能源系統(tǒng)運(yùn)行效率。

數(shù)據(jù)中心AI能效管理系統(tǒng)界面圖

具體而言，分為以下幾個(gè)步驟：

1/3 匯數(shù)據(jù)——打破建筑數(shù)據(jù)孤島，打通空調(diào)BA、動(dòng)環(huán)、電監(jiān)等數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)獲取暖通空調(diào)系統(tǒng)詳細(xì)運(yùn)行數(shù)據(jù)，形成建筑的數(shù)據(jù)資源池，全面感知系統(tǒng)運(yùn)行情況。

2/3 建模型——利用機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜等技術(shù)，建立空調(diào)系統(tǒng)能耗預(yù)測(cè)模型及空調(diào)安全控制機(jī)制，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)量求解。

3/3 達(dá)目標(biāo)——以環(huán)境邊界為控制邊界，以能耗最低為控制目標(biāo)進(jìn)行最優(yōu)控制量控制。如通過實(shí)時(shí)獲取系統(tǒng)運(yùn)行大數(shù)據(jù)，根據(jù)建筑空調(diào)系統(tǒng)能耗預(yù)測(cè)模型及空調(diào)安全控制機(jī)制，自動(dòng)輸出滿足建筑環(huán)境要求下的空調(diào)能耗最小控制策略。

原有控制方式 VS AI優(yōu)化控制 AI能效系統(tǒng)實(shí)力完勝

效果對(duì)比數(shù)據(jù)顯示，在原有的手動(dòng)調(diào)節(jié)與系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)相結(jié)合的控制方式下，中央空調(diào)系統(tǒng)平均功率1554.2kw；而AI優(yōu)化控制方式下，平均功率1362.1kw，節(jié)能量192.1kw，AI節(jié)能率12.4%。水系統(tǒng)節(jié)能量95.3kW，節(jié)能率為8.7%，風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能量96.8kW，節(jié)能率為20.9%。

可見，無論是相較于無人值守或是人工值守的自控系統(tǒng)，AI能效系統(tǒng)的節(jié)能率都十分可觀，系統(tǒng)既實(shí)現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能降耗，也在一定程度上做到了機(jī)房無人值守。

按照該數(shù)據(jù)中心全年中央空調(diào)系統(tǒng)用電548萬kWh計(jì)算，AI優(yōu)化控制方式可為該銀行減少近40萬元/年的成本?？梢灶A(yù)見，隨著系統(tǒng)的持續(xù)應(yīng)用，國(guó)雙的智慧能源解決方案將產(chǎn)生更大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

中央空調(diào)系統(tǒng)各設(shè)備節(jié)能量（單位：kW）

據(jù)透露，該銀行還將與國(guó)雙合力建設(shè)數(shù)據(jù)中心AI運(yùn)維大腦，區(qū)別于傳統(tǒng)的閾值設(shè)定、故障點(diǎn)位監(jiān)測(cè)，國(guó)雙通過數(shù)據(jù)中心故障預(yù)警算法，利用大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)方式搭建系統(tǒng)點(diǎn)位預(yù)警算法模型，提高報(bào)警準(zhǔn)確率；通過搭建數(shù)據(jù)中心運(yùn)維知識(shí)圖譜，解決數(shù)據(jù)中心運(yùn)維知識(shí)資產(chǎn)積累難的問題；基于故障預(yù)警及運(yùn)維知識(shí)圖譜，搭建數(shù)據(jù)中心設(shè)備設(shè)施故障智能診斷系統(tǒng)，提高設(shè)備運(yùn)維效率，進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)智慧化。

該項(xiàng)目的落地，也為國(guó)雙積累了大量的技術(shù)與業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)。除了賦能數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗，國(guó)雙智慧能源解決方案還在智慧園區(qū)、商業(yè)建筑、能源中心、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)景中大展身手。緊隨2020年國(guó)務(wù)院新聞辦發(fā)布的《新時(shí)代的中國(guó)能源發(fā)展》白皮書所明確的中國(guó)能源發(fā)展方針，“著力推動(dòng)數(shù)字化、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)與能源清潔高效開發(fā)利用技術(shù)的融合創(chuàng)新，大力發(fā)展智慧能源技術(shù)”，國(guó)雙智慧能源解決方案有效優(yōu)化能源系統(tǒng)運(yùn)行方式，提高能源系統(tǒng)的運(yùn)行效率，從而降低能耗，間接減少碳排放，真正推動(dòng)我國(guó)“把能源技術(shù)及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)培育成帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的新增長(zhǎng)點(diǎn)”。

作為”新基建“的參與者與建設(shè)者，國(guó)雙將繼續(xù)結(jié)合能源領(lǐng)域資深專家行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)更多技術(shù)創(chuàng)新，助力我國(guó)大力發(fā)展智慧能源技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)達(dá)成”2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和“的堅(jiān)定目標(biāo)！

責(zé)任編輯：姚治