Stromverbrauch im Rechenzentrum überwachen
Gesamteinspeisung der Einrichtung messen und USV-Pfade, Kühlung und IT-Verteilung getrennt erfassen. PUE nur aus vollständigen Energiewerten derselben Bilanzgrenze und Zeit berechnen.
- Messgrößen
- Versorgung von Einrichtung, Kühlung, USV und IT-Verteilung
- Berechnung
- PUE-Überwachung braucht Energie von Einrichtung und IT über denselben Zeitraum The Green Grid
- Sensoren
- ZEM-65, Energiemonitore sowie bei Bedarf ZMB-31 für USV-Register
- Vor Ort
- ZGW-20 Gateway, Edge hält lokale Messwerte; eine Fachplattform ist optional
Vor dem Dashboard die elektrische Bilanzgrenze wählen
Beginnen Sie mit dem aktuellen einpoligen Schaltbild. Verfolgen Sie die Einspeisung der Einrichtung über USV-Eingang, USV-Ausgang und Stromverteiler (PDU) bis zu den IT-Geräten, während Kühlung und andere Lasten eigene Abgänge haben. Jeder Zähler erfasst alles nachgeschaltete; zählen Sie jede Last nur einmal. Vermerken Sie alle A- und B-Versorgungen, Bypässe und Alternativversorgungen sowie die Betriebszustände, die jeder Zähler noch abdeckt.
| Frage der Betreiber | Erforderlicher Nachweis | Unterstützte Entscheidung |
|---|---|---|
| Wo liegt die elektrische Last? | kW und Phasenstrom an benannten Versorgungen mit Beobachtungszeitraum | Stark belastete Pfade finden und Trends mit der zuständigen Elektrofachkraft untersuchen |
| Welche Eingänge braucht PUE? | Energie der Einrichtung und IT-Energie auf einer Messebene mit gleichem Anfangs- und Endzeitpunkt | PUE-Wert mit Messebene und Zeitraum direkt daneben |
| Wo verliert die Versorgungskette Energie? | Vor- und nachgelagerte Energie im selben Zeitraum sowie Ladezustand der Batterie | Energieverlauf zwischen zwei Zählern bestimmen und Ursache anhand von USV- und Verteilungsdaten prüfen |
Hardware für die elektrische Messung im Rechenzentrum
Zählen Sie die zu messenden Versorgungen und prüfen Sie, was USV und PDUs bereits melden, bevor Sie Schnittstellen ergänzen.
Misst Spannung, Strom, Leistung und Energie an jeder ausgewählten Grenze für Einrichtung, USV, Kühlung oder Verteilung
1 je separat gemessener Versorgung Drehstrom, 3- oder 4-Leiter
- Stromwandler je Versorgung wählen: aufklappbarer 120-A-Wandler oder Rogowski-Spulen für 300 A, 1 kA und 3 kA
Klasse 0,5S nach IEC 62053-22 für Zähler und kalibrierte Stromwandler zusammen; 110 bis 480 V zwischen Außenleitern
Sammelt die benannten elektrischen Messwerte, speichert lokale Verläufe und führt konfigurierte Überwachungsregeln aus
1 je geprüftem Abdeckungsbereich Funkabdeckung und Messpunktkapazität am Standort prüfen
Wenn das Gerät dokumentierte Modbus-RTU-Register bereitstellt und dieser Busabschnitt einen weiteren Master zulässt
Liest dokumentierte Energie-, Last- oder Statusregister einer kompatiblen vorhandenen USV, PDU oder eines Zählers
1 je geeignetem RS-485-Abschnitt bis zu 30 konfigurierte Register
Modbus-RTU-Master über RS-485, netzversorgt
Energieüberwachung im Rechenzentrum beginnt an benannten Grenzen
Geben Sie jedem Punkt einen übergeordneten Punkt, Ort, Einheit und Zweck in der Berechnung. Trennen Sie Gesamtsumme der Einrichtung, IT-Gesamtsumme und Diagnosezähler.
Von elektrischen Grenzen zu lokalen Versorgungsdaten
Getrennte Zähler kennzeichnen die Energiegrenzen. Ein optionaler rein lesender Modbus-Pfad ergänzt Gerätemesswerte oder Betriebskontext, wenn das genaue Modell sie bereitstellt.
- Verbindung
- Zigbee
- Modbus
- Edge
- Plattformen
| Messstelle | Was sich daraus ablesen lässt | Referenz | Sensor |
|---|---|---|---|
| Gesamte Energie der Einrichtung | Energieversorgung des Rechenzentrums einschließlich IT, Kühlung, Stromverteilung und Hilfslasten | Eine ausschließlich dem Rechenzentrum zugeordnete Einspeisung verwenden. Gemeinsame Kühlung und andere Energiequellen brauchen eine ausdrückliche Zuordnungsmethode DOE und LBNL | ZEM-65 (auf dieser Seite) |
| USV-Eingang und -Ausgang | Zwei Ebenen der Stromversorgungskette und ihre zeitlich abgestimmte Energiedifferenz | USV-Eingang enthält Umwandlungs- und Speichereffekte. Ein einfacher IT-Näherungswert am USV-Ausgang umfasst auch nachgelagerte Verteilungsverluste; Nicht-IT-Lasten vermerken DOE und LBNL | ZEM-65 (auf dieser Seite) |
| PDU-Ausgang und IT-Eingang | IT-Gesamtsumme über alle Versorgungspfade zu Rechen-, Speicher- und Netzwerkgeräten | Eine Ebene wählen, PDU-Ausgang oder Eingang der IT-Geräte, alle A- und B-Versorgungen einschließen und für die Summe übergeordnete oder untergeordnete Zähler lesen, niemals beide The Green Grid | ZEM-65 (auf dieser Seite) |
| Kühlung und Hilfslasten | Wo Nicht-IT-Energie innerhalb der gemessenen Einrichtungssumme verbraucht wird | Kühlung, Lüfter, Pumpen und Beleuchtung erklären den Zusatzbedarf; Einrichtung minus IT enthält auch Verteilungsverluste DOE und LBNL | ZEM-65 (auf dieser Seite) |
| Daten vorhandener Geräte | Zugeordnete kumulative Energie, Last oder Bypass- und Batteriestatus, wenn die genaue USV oder PDU sie bereitstellt | Modell, Firmware, Registerkarte, Einheiten und Zeitstempel prüfen. ZMB-31 liest Modbus RTU über RS-485; SNMP- oder Modbus-TCP-Geräte brauchen einen anderen Pfad Datenblatt: Modbus-Schnittstelle | ZMB-31 (auf dieser Seite), optional |
PUE leer lassen, wenn eine Versorgung fehlt. Fehlt eine IT-Versorgung, die Kühlung oder ein anderer Energieeingang, behalten Sie vorhandene Messwerte als Abgangsdaten und kennzeichnen Sie jeden Schätzwert als Schätzung.
Differenz zwischen zwei Zählern erklären. Vor- minus nachgelagerte Energie kann ungemessene Hilfslasten, Verteilungsverluste, Zählerunsicherheit, asynchrone Uhren und Änderungen der gespeicherten Batterieenergie umfassen. Prüfen Sie Bypass und Ladung, bevor Sie die Differenz als USV-Verlust bezeichnen.
Lasttrends in die Kapazitätsprüfung einbringen. Vergleichen Sie kW und Phasenstrom mit den von der Elektrofachkraft freigegebenen Grenzen und dokumentieren Sie Abtastintervall und beobachtete Spitzen. Bewerten Sie Leistungsreserve anhand von kVA und Spitzenstrom statt mittlerer kW. Kabel- und Schutzschalterbemessung, Derating, Phasenausgleich, USV-Grenzen und der A/B-Umschaltzustand bleiben technische Eingaben.
PUE aus zeitlich abgestimmten Energiewerten berechnen
Berechnen Sie PUE aus Energie desselben Zeitraums, nicht aus momentanen kW: kWh der Einrichtung ÷ IT-kWh. Lassen Sie das Ergebnis leer, wenn ein Eingang fehlt, veraltet ist oder IT-Energie null beträgt; nennen Sie Messebene und Zeitraum beim Wert. Nutzen Sie den Quotienten der Energiesummen statt eines Mittelwerts von Intervallquotienten.
PUE for the period = Efacility ÷ EIT
non-IT energy = Efacility − EIT- Efacility
- Energie der Einrichtung im Zeitraum, kWh
- EIT
- Energie nicht überlappender IT-Versorgungen im selben Zeitraum auf der gewählten Messebene, kWh; sie muss größer als null sein
Rechenbeispiel
In einem 24-Stunden-Zeitraum misst die Einspeisung der Einrichtung 1.500 kWh, die PDU-Ausgänge 1.000 kWh. Der Tages-PUE ist 1.500 ÷ 1.000 = 1,50; 500 kWh liegen außerhalb der IT-Last. Wenn der Kühlungsabgang 350 kWh verbraucht, entfallen die übrigen 150 kWh auf Beleuchtung, anderen Zusatzbedarf und Verluste. Geben Sie den Wert als täglichen PUE am PDU-Ausgang an: Kabelverluste nach den PDUs zählen dann zur IT.
In Edge
Edge hält die Messwerte vor Ort für die Berechnung und eine mögliche empfangende Plattform. Bilden Sie Intervall-kWh aus Differenzen kumulativer Registerwerte und berücksichtigen Sie Resets und Überläufe, statt kW-Werte zu addieren. Unterdrücken Sie den Quotienten, wenn ein erforderlicher Eingang veraltet, unvollständig, zeitlich versetzt oder der Nenner null ist. Eine fehlende Versorgung bleibt eine Lücke; senden Sie den Alarm für fehlende Daten an eine benannte Bedienperson. Ein langsames Abtastintervall kann unbekannte Spitzen im Zeitraum nicht zeigen.
Prüfungen bei der Inbetriebnahme
Nehmen Sie die Anlage nach dem freigegebenen Änderungsverfahren des Standorts in Betrieb; Gebäudetechnik und IT müssen dieselbe elektrische Übersicht vereinbaren.
-
Alle Betriebspfade erfassen
Markieren Sie Einspeisungen, USV, Bypass, PDUs, A- und B-Versorgungen, Kühlung und Hilfslasten im einpoligen Schaltbild. Benennen Sie gemeinsame Dienste, Generatorbetrieb, Speicher und jede Last außerhalb der gewählten Grenze.
Bestanden, wenn Einrichtungs- und IT-Energie decken in jedem berichteten Betriebszustand alle Versorgungen ab; jede Last wird einmal gezählt.
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Elektrische Kanäle prüfen
Eine qualifizierte Elektrofachkraft prüft Eignung, Freischaltung und Montageverfahren und danach Stromwandlerbereich, Richtung, Spannungsbezug und Phasenzuordnung gegen eine geeignete Referenzmessung.
Bestanden, wenn Jeder benannte Zähler reagiert auf den vorgesehenen Stromkreis mit plausiblen Phasenwerten, Richtung und Energieanstieg; kritische Versorgungen werden nur für freigegebene Unterbrechungen angefasst.
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Vorhandene USV- und PDU-Register qualifizieren
Prüfen Sie Modell, Firmware, Adresse, Datentyp, Byte-Reihenfolge, Skalierung, Einheiten und Aktualisierungsrate anhand der Geräteanzeige. Klären Sie die Buszuständigkeit, bevor ein Modbus-RTU-Master ergänzt wird, und lesen Sie ausschließlich.
Bestanden, wenn Die zugeordneten Punkte entsprechen dokumentierten Gerätewerten, der bestehende Master fragt weiter normal ab und jeder Edge-Punkt ist rein lesend.
-
Einen vollständigen Energiezeitraum nachvollziehen
Verwenden Sie gespeicherte Registerwerte mit identischen Start- und Endzeitstempeln. Prüfen Sie Resets, Zeitzonenumrechnung und Lücken und gleichen Sie den Zähler der Einrichtung mit nicht überlappenden Abgängen innerhalb einer Toleranz aus der installierten Messunsicherheit ab.
Bestanden, wenn Die Rohwerte ergeben denselben Quotienten, die Restdifferenz ist erklärt und die gewählte Grenze am USV-Ausgang, PDU-Ausgang oder IT-Eingang steht beim Ergebnis.
-
Ungültige Eingänge bleiben ungültig
Spielen Sie fehlende, veraltete, zeitlich versetzte und Null-IT-Energie-Eingänge in einem isolierten Berechnungstest ein. Prüfen Sie die Regel für fehlende Daten mit einem freigegebenen Kommunikationstest, ohne eine kritische Last abzuschalten.
Bestanden, wenn Ungültige Eingänge unterdrücken den Quotienten, die Bedienperson erhält den Zustand fehlender Daten und nach Wiederherstellung bleibt die Lücke sichtbar.
-
Grenzen für die Lastprüfung vereinbaren
Dokumentieren Sie von der Elektrofachkraft freigegebene Phasen- und USV-Grenzen, Auflösung der Aufzeichnung sowie Normal- und Umschaltkonfiguration. Prüfen Sie, ob eine konfigurierte Grenzwertregel den betroffenen Pfad und die zuständige Person nennt.
Bestanden, wenn Der Betriebstrend trägt Beobachtungszeitraum und Auflösung; zusätzliche IT-Last wird nur nach Kapazitätsprüfung des Standorts beschlossen.
Grenzen dieser Messung
Diese Werte unterstützen Entscheidungen über kritische Infrastruktur. Die Elektro-, IT- und Betriebsverfahren des Standorts bestimmen sie weiterhin.
- Die Überwachung ersetzt weder DCIM noch Energieverwaltungssystem, Schutzrelais, USV-Steuerung oder Störfallverfahren. Edge hat kein fertiges PUE-Dashboard oder Kapazitätsmodell; die Berechnung wird je Standort eingerichtet. Überwachung garantiert keine Verfügbarkeit.
- PUE beschreibt den Energie-Zusatzbedarf der Infrastruktur; er misst weder nützliche Rechenarbeit noch Serverauslastung, CO₂-Intensität oder gesamten Geschäftsnutzen.
- Unterschiedliche IT-Messebenen enthalten unterschiedliche Verteilungsverluste. Vergleichen Sie nur Werte mit gleicher Messebene, gleichem Zeitraum und gleicher Datenabdeckung.
- Nutzt der Standort zusätzlich Gas, Eigenerzeugung oder gemeinsame Kühlung, ist die Einspeisung allein nicht die Einrichtungssumme. Messen Sie diese Versorgungen vor Berechnung des PUE ebenfalls.
- Intervalltrends sind weder Schutztechnik-Transientenaufzeichnung noch Nachweis für Schutzschalterkoordination, Stromqualitätszertifizierung oder Redundanz. Sie erlauben keine zusätzliche IT-Last und keinen Umschalttest.
- Rack-Einlasstemperatur und Feuchte benötigen eigene Sensoren, Positionen und einen Eskalationsplan. Elektrische Last beweist keine thermische Sicherheit.
Quellen
- Data Center Metering and Resource Guide (2017) (öffnet in einem neuen Tab) US-Energieministerium und Lawrence Berkeley National Laboratory
- PUE: A Comprehensive Examination of the Metric, White Paper 49 (2012) (öffnet in einem neuen Tab) The Green Grid, bereitgestellt vom Lawrence Berkeley National Laboratory
- Datenblatt: Drahtloses Dreiphasen-Strommessgerät (öffnet in einem neuen Tab) EpiSensor. Technische Daten, Messbereiche und Bestellcodes.
Weiterführend
-
Temperaturüberwachung im Serverraum
Fühler an Rack-Einlass und -Abluft messen ausgewählte Temperaturen. Ein separater, versorgter Messumformer liefert relative Feuchte über seine eigene Schnittstelle. -
Überwachung von Stromverteilungen
Ein Zähler an der Einspeisung und weitere an ausgewählten Abgängen zeigen Leistung, Energie und Phasenströme dort, wo sie Entscheidungen unterstützen. -
Überwachung der Kältemaschinenleistung
Die Kühlleistung folgt aus Durchfluss und abgestimmten Ein- und Austrittstemperaturen. Die gemessene elektrische Leistungsaufnahme bildet den Nenner.
Drittgeräte für diese Anwendung
Weitere Geräte im Geräteverzeichnis: Energy meters (56), Current transformers (7)
Einpoliges Schaltbild und Bilanzgrenze zusenden
Nennen Sie USV- und PDU-Modelle, Registerkarten, A- und B-Versorgungen, Bypass-Pfade, Kühlungsversorgung, vorhandene Zähler und die zu unterstützende Entscheidung. Eine Fachperson kann die fehlenden Messpunkte und einen Inbetriebnahmeplan festlegen.