Monitoraggio dell'energia nel data center e dati per il PUE
Misura l'energia all'ingresso del sito, sull'UPS e sulle alimentazioni IT, e ricava totali energetici riferiti allo stesso intervallo per valutare PUE e capacità.
- Misure
- Alimentazioni del sito, del raffreddamento, dell'UPS e della distribuzione IT
- Calcolo
- Il monitoraggio del PUE richiede l'energia totale del data center e quella IT nello stesso periodo The Green Grid
- Sensori
- ZEM-65, Monitor ZEM-65 e, se servono i registri dell'UPS, un'interfaccia ZMB-31
- Sul sito
- Gateway ZGW-20, Edge conserva le letture localmente; una piattaforma specializzata è opzionale
Definire il confine elettrico prima del cruscotto
Partire dallo schema unifilare aggiornato. Seguire l'alimentazione in ingresso al data center attraverso ingresso e uscita dell'UPS e unità di distribuzione elettrica (PDU) fino alle apparecchiature IT, con raffreddamento e altri carichi su rami propri. Ogni contatore comprende tutti i carichi a valle: contare ogni carico una sola volta. Annotare ogni alimentazione A e B, bypass e fonte alternativa e gli stati operativi coperti da ciascun contatore.
| Domanda dell'operatore | Prove necessarie | Decisione supportata |
|---|---|---|
| Dove si trova il carico elettrico? | kW e corrente per fase sulle alimentazioni identificate, con il periodo di osservazione | Localizzare i percorsi molto caricati e indagare gli andamenti con il responsabile elettrico |
| Quali sono gli ingressi del PUE? | Energia totale del data center ed energia IT a un solo livello di misura, con gli stessi istanti iniziale e finale | Un valore di PUE con livello di misura e periodo indicati accanto |
| Dove si perde energia nella catena elettrica? | Energia a monte e a valle nello stesso periodo, insieme allo stato di carica della batteria | Individuare dove va l'energia tra due contatori e confermare la causa nei registri dell'UPS e della distribuzione |
Dispositivi per la misura elettrica del data center
Contare le alimentazioni da misurare, poi verificare i dati già disponibili da UPS e PDU prima di aggiungere interfacce.
Misura tensione, corrente, potenza ed energia su ogni confine selezionato del sito, dell'UPS, del raffreddamento o della distribuzione
1 per alimentazione misurata separatamente trifase, 3 o 4 fili
- Scegliere i TA per ogni alimentazione: nucleo apribile da 120 A oppure bobine Rogowski da 300 A, 1 kA o 3 kA
Classe 0,5S secondo IEC 62053-22 per il contatore insieme ai TA tarati, da 110 a 480 V tra le fasi
Raccoglie le letture elettriche nominate, conserva lo storico locale ed esegue le regole di monitoraggio configurate
1 per area di copertura verificata copertura radio e capacità dei punti controllate per il sito
Se l'apparecchiatura espone registri Modbus RTU documentati e il segmento consente questo master
Legge registri documentati di energia, carico o stato da un UPS, PDU o contatore esistente e compatibile
1 per segmento RS-485 idoneo fino a 30 registri configurati
Master Modbus RTU su RS-485, alimentato dalla rete elettrica
Il monitoraggio energetico del data center parte da confini definiti
Assegnare a ogni punto un riferimento a monte, una posizione, un'unità e un ruolo nel calcolo. Tenere distinti il totale del data center, il totale IT e i contatori diagnostici.
Dai confini elettrici alle registrazioni locali della catena di alimentazione
Contatori distinti identificano i confini energetici. Un percorso Modbus opzionale di sola lettura aggiunge misure o contesto operativo delle apparecchiature quando il modello esatto lo supporta.
- Collegamento
- Zigbee
- Modbus
- Edge
- Piattaforme
| Posizione | Cosa indica la misura | Riferimento | Sensore |
|---|---|---|---|
| Energia totale del data center | Energia che alimenta il data center, inclusi IT, raffreddamento, distribuzione elettrica e carichi di supporto | Usare un ingresso dedicato al data center. Raffreddamento condiviso e altre fonti energetiche richiedono un metodo esplicito di attribuzione DOE e LBNL | ZEM-65 (in questa pagina) |
| Ingresso e uscita dell'UPS | Due livelli della catena elettrica e la differenza tra le rispettive energie allineate | L'ingresso UPS comprende effetti di conversione e accumulo. La misura IT approssimata dall'uscita UPS include anche le perdite della distribuzione a valle; registrare gli eventuali carichi non IT DOE e LBNL | ZEM-65 (in questa pagina) |
| Uscita PDU e ingresso IT | Il totale IT, comprendente ogni percorso di alimentazione verso apparecchiature di calcolo, storage e rete | Scegliere un solo livello, uscita PDU o ingresso delle apparecchiature IT, includere ogni alimentazione A e B e sommare i contatori padri o figli per il totale, mai entrambi The Green Grid | ZEM-65 (in questa pagina) |
| Raffreddamento e carichi di supporto | Dove viene usata l'energia non IT compresa nel totale misurato del data center | Raffreddamento, ventilatori, pompe e illuminazione spiegano parte dei consumi aggiuntivi; la differenza tra sito e IT comprende anche le perdite di distribuzione DOE e LBNL | ZEM-65 (in questa pagina) |
| Dati delle apparecchiature esistenti | Energia cumulativa, carico o stato di bypass e batteria mappati, se l'UPS o la PDU esatti li espongono | Verificare modello, firmware, mappa dei registri, unità e marcature temporali. ZMB-31 legge Modbus RTU su RS-485; apparecchiature SNMP o Modbus TCP richiedono un altro percorso Scheda tecnica: Interfaccia Modbus | ZMB-31 (in questa pagina), opzionale |
Lasciare il PUE vuoto se manca un'alimentazione. Se manca un'alimentazione IT, il raffreddamento o un altro ingresso energetico, conservare le letture disponibili come dati dei rami e indicare esplicitamente ogni stima come tale.
Spiegare lo scarto tra due contatori. L'energia a monte meno quella a valle può comprendere ausiliari non misurati, perdite di distribuzione, incertezza dei contatori, orologi disallineati e variazioni dell'energia immagazzinata nella batteria. Verificare bypass e carica prima di chiamare la differenza perdita dell'UPS.
Portare gli andamenti di carico alla verifica della capacità. Confrontare gli andamenti di kW e corrente per fase con limiti approvati dal responsabile elettrico del sito e registrare intervallo di campionamento e picchi osservati. Valutare la capacità residua in base a kVA e corrente di picco, non ai kW medi. Portata di cavi e interruttori, declassamento, bilanciamento delle fasi, limiti UPS e stato di commutazione tra A e B restano valutazioni tecniche.
Come calcolare il PUE da energie allineate
Calcolare il PUE dall'energia nello stesso periodo, non dai kW istantanei: kWh del data center ÷ kWh IT. Non mostrare il risultato se un ingresso è mancante o obsoleto o se l'energia IT è zero; indicare livello di misura e periodo accanto al valore. Usare il rapporto tra i totali energetici, non la media dei rapporti degli intervalli.
PUE for the period = Efacility ÷ EIT
non-IT energy = Efacility − EIT- Efacility
- energia del data center nel periodo, kWh
- EIT
- energia di alimentazioni IT non sovrapposte nello stesso periodo e al livello di misura scelto, kWh; deve essere maggiore di zero
Esempio di calcolo
In 24 ore l'ingresso del data center registra 1.500 kWh e le uscite PDU 1.000 kWh. Il PUE giornaliero è 1.500 ÷ 1.000 = 1,50, con 500 kWh fuori dal carico IT. Se il ramo di raffreddamento usa 350 kWh, gli altri 150 kWh comprendono illuminazione, altri consumi aggiuntivi e perdite. Indicarlo come PUE giornaliero all'uscita PDU: le perdite dei cavi dopo le PDU sono conteggiate come IT.
In Edge
Edge conserva le letture sul sito per il calcolo e per un'eventuale piattaforma ricevente. Ricavare i kWh di ogni intervallo dalla differenza tra letture cumulative dei registri, considerando azzeramenti e passaggi per il valore massimo con ripartenza del registro, anziché sommare letture di kW. Sospendere il rapporto se un ingresso richiesto è obsoleto, incompleto, disallineato o il denominatore è zero; mantenere come lacuna un'alimentazione mancante e inviare l'allarme di assenza dati a un operatore nominato. Un intervallo di campionamento lento non può rivelare picchi ignoti al suo interno.
Verifiche di messa in servizio
Eseguire la messa in servizio secondo la procedura di modifica approvata dal sito, con responsabili degli impianti e dell'IT concordi sullo stesso schema elettrico.
-
Contabilizzare ogni percorso operativo
Segnare ingressi, UPS, bypass, PDU, alimentazioni A e B, raffreddamento e ausiliari sullo schema unifilare. Identificare servizi condivisi, funzionamento del generatore, accumulo e ogni carico fuori dal confine scelto.
Superata se le energie del data center e IT comprendono ciascuna tutte le alimentazioni in ogni stato operativo dichiarato e ogni carico è contato una sola volta.
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Verificare i canali elettrici
Un installatore elettrico competente verifica idoneità, isolamento e procedura d'installazione, poi confronta portata e orientamento dei TA, riferimenti di tensione e associazione delle fasi con una misura di riferimento idonea.
Superata se ogni contatore nominato risponde al circuito previsto con valori per fase, segno e incrementi di energia plausibili e l'installazione richiede soltanto le interruzioni alle alimentazioni critiche che sono state approvate.
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Verificare i registri di UPS e PDU esistenti
Confrontare modello, firmware, indirizzo, tipo di dato, ordine dei byte, scala, unità e frequenza di aggiornamento con il display dell'apparecchiatura. Stabilire chi controlla il bus prima di aggiungere un master Modbus RTU e acquisire solo in lettura.
Superata se i punti mappati coincidono con i valori documentati delle apparecchiature, il master esistente continua a interrogare normalmente e ogni punto Edge è di sola lettura.
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Riprodurre un periodo energetico completo
Usare letture dei registri agli stessi istanti iniziale e finale. Verificare azzeramenti, conversioni di fuso orario e lacune, poi riconciliare il contatore del sito con rami non sovrapposti usando una tolleranza basata sull'incertezza della catena di misura installata.
Superata se le letture grezze riproducono il rapporto, il residuo è spiegato e il confine scelto, uscita UPS, uscita PDU o ingresso IT, compare accanto al risultato.
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Verificare che gli ingressi non validi restino tali
Riprodurre ingressi IT mancanti, obsoleti, disallineati o a energia zero in una prova isolata del calcolo. Usare una prova delle comunicazioni approvata per la regola di assenza dati senza spegnere un carico critico.
Superata se un ingresso non valido sospende il rapporto, l'operatore riceve la segnalazione di assenza dati e il ripristino conserva la lacuna come lacuna.
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Concordare i limiti per la verifica del carico
Registrare limiti per fase e UPS approvati dal tecnico, risoluzione delle registrazioni e configurazioni normali e di commutazione. Verificare che ogni regola di soglia configurata nomini il percorso interessato e il destinatario responsabile.
Superata se l'andamento operativo indica periodo di osservazione e risoluzione e ogni decisione di aggiungere carico IT passa per la verifica della capacità del sito.
Limiti della misura
Queste letture aiutano a prendere decisioni su infrastrutture critiche. Restano determinanti le procedure elettriche, IT e operative del sito.
- Il monitoraggio non sostituisce DCIM, un sistema di gestione della potenza elettrica, relè di protezione, controlli UPS o la risposta agli incidenti del sito. Edge non dispone di un cruscotto PUE o di un modello di capacità già pronti: il calcolo va configurato per ogni sito. Il monitoraggio non garantisce continuità di servizio.
- Il PUE descrive i consumi aggiuntivi dell'infrastruttura energetica; non misura lavoro informatico utile, utilizzo dei server, intensità carbonica o efficienza aziendale complessiva.
- Livelli diversi di misura dell'IT includono perdite di distribuzione diverse. Confrontare solo risultati con lo stesso livello, periodo e copertura dei dati.
- Se il sito usa anche gas, generazione sul posto o raffreddamento condiviso, il solo ingresso elettrico non rappresenta il totale energetico del data center. Misurare anche queste fonti prima di calcolare il PUE.
- Gli andamenti a intervalli non sono registrazioni dei transitori di livello protettivo, verifica del coordinamento degli interruttori, certificazione della qualità elettrica o prova della ridondanza. Non autorizzano nuovo carico IT né una prova di commutazione.
- Temperatura e umidità all'ingresso dei rack richiedono sensori, collocazione e piano di escalation propri. Il carico elettrico non dimostra la sicurezza termica.
Fonti
- Guida alle misure e alle risorse dei data center (2017) (si apre in una nuova scheda) Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e Lawrence Berkeley National Laboratory
- PUE: analisi completa dell'indicatore, White Paper 49 (2012) (si apre in una nuova scheda) The Green Grid, ospitato dal Lawrence Berkeley National Laboratory
- Scheda tecnica: Monitor trifase wireless dell’energia elettrica (si apre in una nuova scheda) EpiSensor. Specifiche, intervalli di misura e codici d’ordine.
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Dispositivi di terzi per questa applicazione
Altri dispositivi nella Directory: Energy meters (56), Current transformers (7)
Inviare lo schema unifilare e il confine di rendicontazione
Includere modelli UPS e PDU, mappe dei registri, alimentazioni A e B, percorsi di bypass, alimentazioni del raffreddamento, contatori esistenti e decisione da supportare. Un tecnico potrà così definire le misure mancanti e il piano di messa in servizio.