如何为世界500强银行数据中心“退烧”？国双智慧能源方案小试牛刀

来源：国双Gridsum 时间：2021-01-15 16:29:11 作者：

数据中心是数字基础设施的重要载体。2020年，数据中心建设被中央正式列入新基建战略，被视为“新基建的基础设施”、经济高质量发展的“数字底座。截至2019年底，我国数据中心数量约为7.4万个，占全球数据中心总量的23%。

然而随着数据流量呈指数增长，数据中心设备功耗也在不断攀升，电能消耗数目弥巨和运营成本居高不下的问题愈发凸显。据相关数据显示，目前我国数据中心年耗电量已经达到社会耗电总量的2%，比三峡大坝的年发电量还高出30%。

2019年2月，工信部发布《三部门关于加强绿色数据中心建设的指导意见》，明确提出到2020年，新建大型、超大型数据中心的PUE值要达到1.4以下。节能减排，降低数据中心的能耗，进一步限制PUE值，成各行各业工作重点。

PUE（Power Usage Effectiveness的简写）=数据中心总能耗/IT设备能耗，其中数据中心总能耗包括IT设备能耗和制冷、配电等系统的能耗，其值大于1，越接近1表明非IT设备耗能越少，即能效水平越好。

数据统计，数据中心能源侧的碳排放核算，主要来自于IT设备及基础设施的电力消耗，在数据中心能耗结构中，主设备耗电占45%~55%，空调设备占35%~45%，电源及其他设备占10%~15%。节能降耗无疑是数据中心的重中之重，而空调制冷系统又是降低数据中心基础设施能耗的关键所在。

与耗电量居高不下形成反差的是，传统数据中心的能源效率却一直无法有效提升，整体水平处于偏低的状态。如何给数据中心“退烧”，构建绿色节能、高效稳定的新型数据中心？这既是国家能源战略所指，也是企业承担社会责任和实现降本增效的关键。

空调能耗成为数据中心高PUE的“原罪”

让我们从国双新近完成的一个智慧能源项目中来寻找答案。

银行作为数据中心的核心应用领域，在聚焦安全可靠合规以及保障业务连续性方面，一直引领数据中心发展潮流。该银行为全球品牌价值500强、中国六大银行之一、领先的大型零售商业银行。其数据中心中央空调能耗仅次于IT设备能耗，2019年其PUE≈1.49，节能降耗迫在眉睫。同时，以人工调节为主、工作量大且依靠经验主义的设备管理，无法实现设备运行最优设置，这也是数据中心运营中的“硬伤”，智慧运营的呼声也越来越高。

国双提供智慧能源解决方案，是如何帮助客户从能源精细化管理、AI优化控制、设备预测性维护等几个方面帮助客户实现节能降耗的呢？让我们来一探究竟。

数据中心“绿化“三步走，AI优化控制智能提效

在充分调研了客户数据中心现状，剖析了业务需求后，国双为该银行打造数据中心AI能效管理系统，通过采集中央空调系统运行数据，利用机器学习、深度学习等技术，对中央空调系统进行智能优化控制，从全面感知到学习/思考，再到决策支撑，提升能源系统运行效率。

数据中心AI能效管理系统界面图

具体而言，分为以下几个步骤：

1/3 汇数据——打破建筑数据孤岛，打通空调BA、动环、电监等数据，实时获取暖通空调系统详细运行数据，形成建筑的数据资源池，全面感知系统运行情况。

2/3 建模型——利用机器学习、知识图谱等技术，建立空调系统能耗预测模型及空调安全控制机制，实现最优量求解。

3/3 达目标——以环境边界为控制边界，以能耗最低为控制目标进行最优控制量控制。如通过实时获取系统运行大数据，根据建筑空调系统能耗预测模型及空调安全控制机制，自动输出满足建筑环境要求下的空调能耗最小控制策略。

原有控制方式 VS AI优化控制 AI能效系统实力完胜

效果对比数据显示，在原有的手动调节与系统自动调节相结合的控制方式下，中央空调系统平均功率1554.2kw；而AI优化控制方式下，平均功率1362.1kw，节能量192.1kw，AI节能率12.4%。水系统节能量95.3kW，节能率为8.7%，风系统节能量96.8kW，节能率为20.9%。

可见，无论是相较于无人值守或是人工值守的自控系统，AI能效系统的节能率都十分可观，系统既实现了空调系统的节能降耗，也在一定程度上做到了机房无人值守。

按照该数据中心全年中央空调系统用电548万kWh计算，AI优化控制方式可为该银行减少近40万元/年的成本。可以预见，随着系统的持续应用，国双的智慧能源解决方案将产生更大的社会效益与经济效益。

中央空调系统各设备节能量（单位：kW）

据透露，该银行还将与国双合力建设数据中心AI运维大脑，区别于传统的阈值设定、故障点位监测，国双通过数据中心故障预警算法，利用大数据、机器学习方式搭建系统点位预警算法模型，提高报警准确率；通过搭建数据中心运维知识图谱，解决数据中心运维知识资产积累难的问题；基于故障预警及运维知识图谱，搭建数据中心设备设施故障智能诊断系统，提高设备运维效率，进一步提升数据中心运营智慧化。

该项目的落地，也为国双积累了大量的技术与业务经验。除了赋能数据中心节能降耗，国双智慧能源解决方案还在智慧园区、商业建筑、能源中心、医院、机场等场景中大展身手。紧随2020年国务院新闻办发布的《新时代的中国能源发展》白皮书所明确的中国能源发展方针，“着力推动数字化、大数据、人工智能技术与能源清洁高效开发利用技术的融合创新，大力发展智慧能源技术”，国双智慧能源解决方案有效优化能源系统运行方式，提高能源系统的运行效率，从而降低能耗，间接减少碳排放，真正推动我国“把能源技术及其关联产业培育成带动产业升级的新增长点”。

作为”新基建“的参与者与建设者，国双将继续结合能源领域资深专家行业经验，推动更多技术创新，助力我国大力发展智慧能源技术，推动我国达成”2060年前实现碳中和“的坚定目标！