数据中心用集装箱式发电机组的布置特点

摘要：鉴于集装箱柴油发电机组在建造数据中心备用电源方面的明显优势，在国外的数据中心也有非常广泛的应用，与国内的数据中心集装箱柴发相比，有其不同的特点。康明斯公司在本文中以康明斯发电机组为例进行简单的介绍，选型的用户可以借鉴下列方法中比较适合本单位的做法。

根据国家《IDC业机房星级的划分与评定》GB2887-89规定了IDC业机房星级的划分条件。标准适用于正式营业的各种经济性质的IDC业机房。以星(★)的数量和颜色表示IDC业机房的等级，星级分为五个等级，即一星级、二星级、三星级、四星级、五星级(含钻石五星级)，星级越高，表示IDC业机房的档次越高。其中，三星级及以下机房定义为低端机房，四星级定义为中端机房，五星级及以上定义为高端机房，另外，分别通过机房的建筑规模、基础建设规格、地理位置、采用的设备型号（进口/国产）以及机房所采用的带宽层级（核心层/骨干层/城域层）进行了划分，对符合条件的IDC机房，颁发国家认定证书。

备注：国内国外的标准虽然不一样，但相对应的国际T4标准数据中心，相当于国家五星级数据中心，国际T3标准数据中心，相当于国家四星级数据中心；这里对应的分别是中端IDC机房&高端IDC机房。

T1数据中心可以接受数据业务的计划性和非计划性中断。要求提供计算机配电和冷却系统，但不一定要求高架地板、备用电源或者发电机组。如果没有备用电源或柴油发电机，那么这将是一个单回路系统并将产生多处单点故障。在年度检修和维护时，这类系统将完全宕机，遇紧急状态时宕机的频率会更高，同时操作故障或设备自身故障也会导致系统中断。

T2数据中心的设备具有组件冗余功能，以减少计划性和非计划性的系统中断。这类数据中心要求提供高架地板，备用电源和发电机组，同时设备容量设计应满足N+1备用要求，单路由配送。当重要的电力设备或其他组件需要维护时，可以通过设备切换来实现系统不中断或短时中断。

T3级别的数据中心允许支撑系统设备任何计划性的动作而不会导致机房设备的任何服务中断。计划性的动作包括规划好的定期的维护、保养、元器件更换、设备扩容或减容、系统或设备测试等等。大型数据中心会安装冷冻水系统，要求双路或环路供水。当其他路由执行维护或测试动作时，必须保证工作路由具有足够的容量和能力支撑系统的正常运行。非计划性动作诸如操作错误，设备自身故障等导致数据中心中断是可以接受的。当业主有商业需求或有充足的预算追加，T3机房应可以方便升级为T4机房。

T4级别的数据中心要求支撑系统有足够的容量和能力规避任何计划性动作导致的重要负荷停机风险。同时容错功能要求支撑系统有能力避免至少1次非计划性的故障或事件导致的重要负荷停机风险，这要求至少两个实时有效地配送路由，N+N是典型的系统架构。对于电气系统，两个独立的（N+1）备用电源是一定要设置的。但根据消防电气规范的规定，火灾时允许消防电力系统强切。T4机房要求所有的机房设备双路容错供电。同时应注意T4机房支撑设备必须与机房IT设备的特性相匹配。

由于柴油发电机的体型较大，常常放在室外场所，而在用电量较大的环境中麻陂发电机租赁，单台发电机组已经无法满足发电所需要的功率，需要多台发电机组同时工作才能带动发电，而多台发电机占用的安装空间较大，占用了其他可利用的安装空间。为此设计了一种能节省安装空间的双层平台集装箱式发电机组。其优点如下：

可减少发电机组占地面积，增加单位面积的功率输出，在许多地方显得非常迫切，采用堆迭式的集装箱柴发是一个非常有效的方法，虽然不是非常普遍，但是在美国确实能看到一些特别的应用，通过堆迭集装箱柴发的方法实现了单位面积功率密度的大幅提升。

随着大型数据中心的建设，大量的备用柴油发电机组布置在室外，由于柴发运行需要大量的冷却风吸入集装箱同时加热后排出，同时还有高温尾气排出。为了避免热空气的回流，在北美的大数据中心中常常采用提升排风通道和排烟管路的方法，例如采用电动百叶。这一方案可能带来工程建设周期加长、投资增加、外观不美观的问题，但是数据中心的建设方还是把保证发电机组能正常运行以及满足环境排放要求作为第一考虑的要素。

在国外的数据中心设计中，柴油发电机组供油系统的设计也需要严格遵守当地的法律、法规和规范的要求。通常柴发供油系统的设计需要考虑以下几个因素：运行时间标准，燃油储存与油泵输送，燃油冷却，管路及维护，系统控制，适用的规范和标准等。国内数据中心的多台发电机组的储油系统几乎都是集中放置在地下大油罐中，而在国外还会有另外一种储油的方式榄核发电机租赁，就是在集装箱柴发的底部设置一个大的储油箱，可以满足单台柴发几小时至24小时的运行消耗。