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数据中心的电力,你了解多少?

来源:新天域互联 作者: 更新时间:2019/8/23 16:50:21

摘要:数据中心的宕机事件对于任何人来说都是不可接受的,因为停机意味着利益的直接损失。这就是为什么选择配备可靠的电力的数据中心是何等的重要。今天除了给大家介绍下香港的城市电力是如何保障当地数据中心持续运行外,还简单说说日本和新加坡当地电力供应的状况。

  数据中心的宕机事件对于任何人来说都是不可接受的,因为停机意味着利益的直接损失。这就是为什么选择配备可靠的电力的数据中心是何等的重要。今天除了给大家介绍下香港的城市电力是如何保障当地数据中心持续运行外,还简单说说日本和新加坡当地电力供应的状况。

  香港数据中心用电

  众所周知,中国香港凭借其稳健的世界级电力供应网络,得以成为许多高端数据中心的首选位置。

  在香港,总共有两家电力公司负责该座城市的电力供应。其中中华电力(中电)负责九龙新界,包括大屿山、长洲及大部分离岛的电

  力供应。而香港电灯(港灯)负责香港岛及南丫岛的发电、输电和配电。

  中华电力


  大家所熟知的港珠澳大桥,广深港高铁就是由中电负责供电的。根据中电的公布资料,中电拥有及营运的电力业务,包括6,908兆瓦的总装机容量,和超过13,700公里的输电与配电网络。在2010年,中电已达到6,766兆瓦的最大电力需求。中电的发电厂总共有6个,分别是:

  龙鼓滩发电厂(全球最大的燃气联合循环发电厂)

  青山发电厂(占中电发电容量的4成)

  竹篙湾燃气轮机发电厂(重要后备发电设施,快速应付突发事故及高峰发电需求)

  广东大亚湾核电站(部分电量供应给香港)

  广州蓄能水电厂(支援电网系统应付高峰发电量,在突发事故时作为后备能源)

  中电作为亚洲最大的私营电力公司之一,其供电可靠度已达99.999%的世界级水平。据报告称,在2013至2015年间,中电客户每年经历平均约1.5分钟的意外停电时间,远低于纽约、悉尼和伦敦的17至28分钟。(根据2012-2014年的数据可得)

  香港电灯


  而港灯提供的电力来自旗下位于南丫岛的南丫发电厂。根据网站资料,该电厂当前的总发电量为 3,237兆瓦,并全日二十四小时不停运作,为香港岛及南丫岛超过570,000的客户提供可靠的电力。自1997年起,与中电一样,港灯的供电可靠程度已经维持在每年99.999%的高水平,这有赖于南丫发电厂所提供安全可靠的电力供应。

  可靠供电质量

  那么既然他们有如此雄厚实力,是如何帮助香港数据中心不间断运行呢?


  在基建设备方面,中电能维持高水平的供电可靠度,全赖多元化的发电组合,包括三座设于香港的发电厂及两座内地发电厂。这些发电厂建于不同输电路径的网状电网内,互相连接,即使出现突发事故,仍可确保电力如常供应。


  也就说当某一发电厂发生电源中断的情况,数据中心不但依然能够切换其他线路从其他发电厂获得电力,而且还会有后备供电系统以备不时之需。

  11kV配电线路作为电网中是最主要的线路之一,如果不幸发生中断,也不用担心,因为其线路设计保证供电网络正常运作,而且也会配备后备供电系统。

  中电可靠的供电有赖于输配电网络採用的是环形配置,为客户提供双重电源。中电通过设备完善的系统控制中心,以先进技术实时监控各输配电网络的情况,其中包括13,900座变电站以及长达14,500公里的高压电缆。

  除了设施外,人力服务也是十分重要的。中电完备的系统控制中心及专业且充足的外勤队伍,提供全天候 24 小时紧急服务,确保供电服务日夜无间。当出现状况时,能够立即派人处理问题。


  而作为香港岛及南丫岛的供电公司, 香港港灯的输电及配电网络主要设在地底,不易受外来因素如雷击及恶劣天气影响。为维持世界级的供电可靠度,除了全年的预防性保养措施外,他们还会利用全天候的电脑系统遥远控制及密切监察系统的运作,以确保可靠的供电服务。

  港灯供电在香港岛及南丫岛。电力由南丫发电厂生产,然后以极高电压275kV及 132 kV经输电系统输往不同的负荷中心。输送电力主要以地底电缆及海底电缆进行,目前只有少数 132 kV架空电缆仍保留在系统中。在主要负荷中心的输电路末端,则会以大容量的变压器把电力再降压至11kV或 22kV,然后才分配至变电站。

  输电系统使用地底电缆,即使遇着恶劣天气,如台风,仍可确保电力的稳定供应,而且这对于高负载密度的香港是十分理想。?

  以新天域互联的香港数据中心为例,它位于九龙区的数据中心专用建筑内,所以采用中电作为市电来源。数据中心通用电源方面,接入中电的环形配电网络的双11kV馈线以及专用变压器,也就是大家常听说的双路市电接入,最大程度地保证数据中心建筑的稳定电力供应。

  不仅如此,新天域互联还拥有2N变压器和发电机组。而且当发生紧急情况时,我们的2N不间断电源UPS,15分钟备用电池支持关键任务运作。同时还配有2N柴油发电机及燃料储存,支持在紧急情况下发电,保持数据中心的24小时运作。

  这里可能有些朋友不了解以上配置对机房的意义,这么给大家说,一家合格的数据中心必须具备持续不间断运行的特性,那么电力作为基本的运行要素,就一定要考虑电气冗余,那就不得不谈UPS。UPS顾名思义就是维持稳定不断的电力供应的设备。那么2N的意思就是说我们有2套独立的UPS系统同时为一套IT负载系统供电。同理,2N柴油发电机组就是2台柴油发电机。所以整个流程如下,当市电不幸发生中断时,机房的UPS系统就会立马启动避免机房断电,并且在大概1分钟过后,柴油发电机就会完全启动,继续持续为机房供应电力,直到市电恢复正常。

  各地区电力情况

  那么除了香港数据中心比较有名外,日本和新加坡也是知名选址之一,下面给大家简单说下他们当地的电力系统又是如何的。

  日本

  日本作为亚洲区重要的数据中心地点之一,自然也有不俗的表现。根据日本东京电力公司(TEPCO)报告显示,2009年其客户经历平均约2分钟的实际停电时间。而且据日本数据中心理事会(JDCC)报告显示,同期录得近十年来最长的年度商业停电时间为18分钟。


  UPS和空调等作为数据中心可靠性的主要设备,其中日本数据中心不一样的地方在于,他们通常采用日本制造的UPS空调,因为它们的故障率较低或效率较高。这些产品的高可靠性体现在设备的高稳定性,从而决定数据中心整体的高可靠性。

  通常海外使用的UPS据说至少每年一次失败。修理和恢复所需的时间约为24小时。这些可以转换为单个UPS的运行可靠性(连续运行的比率)为99.7260%(1 - 24/8760)。日本通常使用的UPS具有更高的可靠性,停机时间低于8小时,运行可靠性为99.9087%(1 - 8/8760)。


  但说到电力就不得不说日本资源匮乏的问题。根据日本电力公司联合会报告称,日本依赖进口的能源占其总量的90%以上,因此日本的能源供应结构是比较脆弱的。尽管日本早期通过核能、天然气和煤炭的使用促进了能源利用效率和实现了能源多样性,但石油仍然占其能源供应的40%,其中超过80%的进口石油是来自政治不稳定的中东。此外,虽说日本能源需求中电力比例比较高,超过了40%,但从邻国进口电力的前景比较差,因为它是一个岛屿国家。

  对此,日本政府在上年7月修订的“第五战略能源计划”中指出:“核电是一种重要的基本负荷能源,可以严格以安全为前提,有助于稳定能源供需结构” 。可以看出,他们依旧想通过核能来解决本土能源稀缺的困境。但不可忽视的是,日本位于环太平洋火山地震带,所以火山、地震活动频繁,而且日本夏秋季多台风。综合下来,日本是个自然灾害频发的地方。所以各国企业在日本选择数据中心时都十分谨慎。

  而且自东日本大地震以来,几乎所有核电站都暂停了,火力发电占能源结构的主要部分。这导致了日本的能源自给率从地震前的20.2%降到了2014年的6.4%,燃料成本也几乎翻了一番,从3.6万亿日元增加到同期的7.2亿日元,导致了当地电费的提升。对于电力消耗大户的数据中心来讲,自然也要留意当地的电费水平变化。

  新加坡

  新加坡除了是全球第四大国际金融中心,占地719.1平方公里,仅为日本东京面积的3成多。同时,他也受地域和资源所限,是一个典型的“缺油少气”的国家。

  据新加坡能源市场管理局(EMA)称,新加坡约95%的电力供应来自进口天然气。根据2018年EMA能源统计报告称,2018年天然气进口量9.9 Mtoe(2016年为9.7 Mtoe),年度耗电49643.7 GWh,天然气耗量60226.6 TJ。除此之外,新加坡用电量从2016年的48.6 TWh到2017年的49.6 TWh增长了2.1%,。工业、商业、服务业和居民消费分别占消费总额的43.3%、35.9%和14.7%。终端用户对天然气的消费也从2016年的56949.2 TJ到2017年的60226.6 TJ增长了5.8%,原因是与工业相关的行业需求增加。

  而新加坡作为全球最受欢迎的数据中心选址之一,在过去的几个月里,Equinix,Digital Realty,ST Telemedia和至少两家其他运营商已经从新加坡裕廊集团(JTC)获得了土地以建立新的数据中心。

  据新加坡资讯通信媒体发展管理局IMDA称,2012年数据中心占新加坡总能源需求的7%。由于新加坡大力推动采用智能技术和数字连接,预计数据中心需求将持续增长,到2030年可将达到12%。

  而且据Cushman&Wakefield报告称,新加坡的数据中心约为400 MW的供应经已超过韩国、日本和澳大利亚。

  新加坡能源有限公司(新加坡唯一的电网和燃气电网运营商)在报告中称,2016-17年度,客户平均0.25分钟的电力中断。那一年,98%的电力中断在2小时内恢复,90%在一小时内恢复。可见在电力供应方面新加坡也有不俗的表现。而且继新加坡开发电力市场OEM计划的推广,相信电费会有一定程度的降低。

  而且回归到源头问题,新加坡本土资源缺乏,作为主要燃料的天然气也是主要从印尼和马来西亚购买的,而且自2004年新加坡城市大停电以来,当局大力研究如何稳定供应电力。所以在发电方面,电厂采用混合燃料发电。据报告称,2018年发电燃料中的95%为天然气,0.7%为石油产品,1.3%为煤,3.0%为其他(相比2010年77.2%为天然气,20.2%为石油产品,2.6%为其他)。虽说看下2018年全年投入发电公司的能量总量及全年总发电量,可见当局的改革举措是稳定且有成效的。但是相信在未来一段日子里,他们的能源结构及获取渠道不会有太大变化。而且由于新加坡地处热带,全年炎热潮湿,其中近37%用于保持设备冷却,所以相比其他地区,不但数据中心的PUE要求较高,而且消耗在冷却的电力也比较多,换句话说其机房的建设成本也会高一点。

  那么影响电力的除了能源外,还有人力资源,而新加坡少人也是老生常谈的话题了。根据新加坡统计局资料显示,截止2018年6月底,新加坡总人口仅564万人,永久居民399万人。其中25岁以上居民,有31.6%有大学文凭。虽说整体教育普及率较高,但是随着整体社会老龄化,新加坡电力行业可能面临着“无人可用”的情况。这里我们从当局以及电力公司大力与多方开展合作行动,推动能源行业人才培养就可见一斑了。

  所以总体来说,相比其他地区,这三地都有较好的电力供应表现,能够为当地数据中心提供持续稳定的电力。而且他们各有千秋,所以如果企业要这这三选一,那么您除了要花点时间仔细评估各地的电力是否稳定可靠外,还要从网络带宽、服务、主机质量等多方面进行评估。

  责任编辑:DJ编辑

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