一、项目背景

为积极响应碳达峰、碳中和“双碳”战略目标，贯彻落实绿色数据中心发展规划和节能减排举措，切实提高数据中心能源资源利用效率，不断提升绿色、高效运行管理水平，贵州农信于2022年对观山湖数据中心实施了节能诊断与绿色优化改造。

1.数据中心简介

贵州农信观山湖数据中心是贵州省农村信用社联合社总行级生产数据中心，位于贵州省贵阳市，于2018年9月建成投入生产运营，主要分布于大楼4层、5层、6层，规划使用面积约为2.2万平方米，按照20年周期分期建设投产，*****期建设投产面积约为8500平方米，总共分为6个主机房模块，现有机柜数量为386台，部署服务器、存储、网络等IT设备1800余台，运行生产业务系统150余套。

2.运行情况分析

由于观山湖数据中心为贵州农信自用数据中心，以模块化分区、按业务分类别集中化布局，存有设备上架率和负载率较低的情况，通过对机柜、冷源机组、精密空调、变压器、UPS、列头柜、照明等主要用能设备的统计分析，年总用电量约为790.46万千瓦时，IT设备用电量约为474.89万千瓦时，年总用水量约为401立方米，年总用柴油约4.14吨，年综合能耗约1664.25吨标准煤（当量值），设备上架率约为40%。

图1  数据中心所在大楼

二、项目方案

按照PUE值小于1.4或更优的总体要求，采取节能措施和技术不断降低观山湖数据中心能耗，提升能源资源利用效率，具体节能优化方案如下：

一是通过机房实际运行IT负荷率与冷机开机运行数量，及冷机运行数据分析，冷机制冷实际效率略有衰减，采取改变机组群控加载逻辑减少运行台数，提升机组制冷效率；二是通过水泵、冷机、蓄冷罐运行状态分析，一次冷冻水供回水压差过大，蓄冷流量偏大，说明一次泵流量过高，采取优化一次泵频率减小流量，降低一次泵能耗；三是通过二次水泵、水系统供回水压力与温度运行状态进行分析，采取调整二次泵频率控制逻辑，降低运行频率降耗节能。四是通过对机房实际IT运行负荷、空调运行记录数据、机房环境温度进行分析，在满足机房温度设定需求前提下，采取调低风机转速。五是通过机房运行温度分析，采取调高机房控制温度，以及封堵机柜进行冷热通道隔离达到降耗节能。

三、创新点

1.优化BA系统控制逻辑。一是经BA系统对末端负载量的计算，在满足制冷需求的前提下，减少配套冷冻单元的运行数量，优化冷机加减机逻辑；二是在BA系统中增加对一次泵正常制冷模式、充冷模式、放冷模式等不同工时的控制逻辑；三是优化BA系统依据末端水流需求动态调节二次泵电机转速的控制逻辑，使其在满足需求的同时不发生水流过剩情况；四是量化蓄冷罐的充冷需求，充冷模式时，BA系统根据充冷需求动态调节一次泵的电机转速。

2.充分利用能源资源。一是对未上架服务器的机柜和单机柜中未上架服务器的区域进行盲板封堵，更好地隔离冷热通道，降低冷空气气流损耗，提高末端循冷量利用率；二是通过可调节送风地板或静电地板下冷通道增加导流板等措施，根据冷通道温度分布与风量实际需求对风量按需分配，大化实现机房风量需求分布平衡。

3.提升既有设备运行效率。一是梳理每个冷通道的IT负载类型及负载率，适当调高对应精密空调的回风温度控制点，精准设置对应精密空调的风机运行速度下限；二是依据IT模块机房、电池室、配电室等功能区环境参数满足设计要求，合理调整进出风温度，调控精密空调均匀带载。

图2  密闭冷通道

四、技术实现特点及优势

1.高效利用能源资源技术。为切实解决设备上架率低，且存在局部过热或功率密度极度不均的能源资源利率，在实施机柜盲板封堵措施中，采用机柜内部动态平衡变风量导流送风技术分区域按需送风，实现区域差异化动态均衡送风供冷；采用反向控制节能技术控制送风和回风，确保机柜内保持恒压；采用气流组织静电消除技术解决设备表面静电，确保IT设备运行安全。同时，采用控制冷热通道内的温度、压力等进行测量分析，合理调配空调风机的运行，优化气流组织，使服务器在任何负荷都能在适当温度的状况下正常工作。该技术的应用，有效解决了机柜上架率不足产生局部过热的问题，具有节能率高、建设投资成本低、安全运行指标高、运维管理成本低等特点。

2.设备运行管控技术。充分利用既有基础设施管理（DCIM）平台贯通BA系统，对冷机、一次泵、二次泵、蓄冷罐等设施的能耗监测及智能节能控制，将数据分析整理成系统级和设备级能效指标分析，与动环系统所采集的IT设备实际进风温度信息，自动联动控制对应的空调工作状态，动态平衡冷热负荷，降低无效能耗的输出。该技术较好地实现了对设备、流量、压力、环境温湿度等设施和参数的全覆盖实时监控管理，从而实现运维管理各项指标、能耗数据的可视化、数据化。

图3  基础设施管理（DCIM）平台

五、项目过程管理

项目各阶段的实施周期。数据中心“绿色”运维技术交流:2022年4月;观山湖数据中心节能诊断:2022年7月-9月;观山湖数据中心节能优化:2022年8月-2022年10月;绿色数据中心等级评估：2022年11月-12月；国家绿色数据中心自评及第三方评价：2022年12月。

六、运营情况

贵州农信观山湖数据中心主要运行自有业务系统、人行、银联、农信支付系统，包括贵州农信核心系统、大零售系统、黔农云、银行卡交易平台、网联支付、客服系统、POS收单系统等金融业务系统，数据方向包括数据中心到各地（市、州）、区（县），数据中心到人行、银联、农信银、税务、公积金、外汇局等机构。主要承载生产及开发测试功能，自建成投产以来，较好地保障了我社各项业务系统的安全、稳定、持续运行。

七、项目成效

贵州农信观山湖数据中心“绿色”节能优化项目的实施，是在充分分析论证数据中心冷源系统、供配电系统、IT设备功耗等多项参数的基础上完成，是对数据中心高效、清洁、集约的绿色运维管理体系的不断优化和完善，通过项目的实施，贵州农信观山湖数据中心电能利用效率（PUE)值从投产运营初期的1.66降至现阶段平均1.40。

贵州农信观山湖数据中心在2022年12月获得了中国电子学会绿色数据中心等级评估“金级”，同时，于2023年5月入围由工业和信息化部、国家发展和改革委员会、商务部、国家机关事务管理局、中国银行保险监督管理委员会、国家能源局等部门评选认定的“2022年度国家绿色数据中心”名单，成为全国农信系统第三家、贵州省内*****家入围“国家绿色数据中心”名单的金融机构。

八、经验总结

随着金融科技数字化、IT设备信创国产化、业务系统资源云平台化的发展，数据存储、计算和应用需求大幅提升，对数据中心绿色化、节能降耗的运维管理提出了更高的要求。

1.充分利用基础设施管理（DCIM）平台，动态监测电力设备、冷源机组、精密空调、环境温湿度、机柜资源等信息参数，实时分析能源资源使用效率，避免IT设备增减、区域功率密度变化造成能耗浪费；

2.加强各类基础设施设备的运行维护管理，做好预防性维护，保证各类设备设施的电气性能、机械性能、维护技术指标等符合标准要求，确保各类设备设施高效、稳定、可靠、持续运行；

3.不断探索节能降耗新技术，依据绿色数据中心先进适用技术的目录，结合自身实际情况进行研判和分析，在保证数据中心安全运行前提下，对当前运行设备、系统逻辑等进行优化改造。

贵州农信将以获得的“金级”绿色数据中心、“国家绿色数据中心”称号为契机，积极探索能源资源综合利用、清洁可再生能源利用、绿色运维管理体系等领域先进技术，积极落实绿色发展理念，努力提升数据中心能效，助力实现碳达峰碳中和目标。