主要观点总结
文章介绍了某电信运营商在数据中心节能技改工作中取得的成效，以及针对旧有大型数据中心能耗管理困难的问题，通过引入DCIM网管、实施数据集成和系统设计等措施，实现了数据中心能耗的实时监测和管理。文章还详细介绍了项目整体规划、数据集成、系统设计、系统应用、总结建议等方面的内容，并指出能耗监测系统的建设不仅响应政府部门要求，也积极推进整体局站的节能减排工作。
关键观点总结
关键观点1: 数据中心节能技改工作取得显著成效
文章开头介绍了某电信运营商在数据中心节能技改工作上的成果，这是文章的主要背景。
关键观点2: 旧有大型数据中心面临能耗管理困难
文章指出旧有大型数据中心受限于机械电表、引电路由、网管系统等问题，无法进行动态监测和展示能耗，也无法验证节能厂商报告数据的真实有效性。
关键观点3: 引入DCIM网管系统解决数据动态监测问题
为了解决上述问题，文章介绍了北京公司于2019年引入DCIM网管系统，通过整合原有数据，实现新建站FSU直通DCIM系统服务器。
关键观点4: 能耗系统建设对软硬件和现场施工能力的综合考验
能耗系统建设不仅是对基础动环数据的一次加工提纯，更是对软硬件和现场施工能力的综合考验。
关键观点5: 项目整体规划包括数据标准化和定制化补点
文章详细阐述了项目的整体规划，包括数据标准化、定制化补点、拆分机楼级和机房级能耗等方面。
关键观点6: 数据集成包括设备及测点采集和数据采集器增补
数据集成部分介绍了设备及测点的采集、有功电度、有功功率、暖通数据的标准化编码，以及采集器的增补等内容。
关键观点7: 系统设计包括算法定制和能耗预警
系统设计部分介绍了算法定制和能耗预警的公式和内容。
关键观点8: 系统应用涉及数据集中监控和呈现
系统应用部分介绍了现场施工与系统开发的同步进行，数据集中监控和呈现的方式和内容。
关键观点9: 总结与建议强调数据挖掘与探索
最后，文章总结了整个项目的成果和意义，并强调了数据挖掘与探索的重要性。
正文
互联网数据中心业务依托于数据中心，是某电信运营商的重要收入组成部分。伴随国家“节能减排”“双碳”等一系列战略的提出，某电信动环团队从配电、暖通等角度入手，开展数据中心节能技改工作，取得了显著成效。但针对旧有大型数据中心，受限于机械电表、引电路由、网管系统等条件限制，数据中心能耗计量通常采用人工定时抄表的方式进行，不具备楼宇能耗的动态监测和展示能力，亦无法有效验证节能厂商报告数据的真实有效性，给数据中心能耗管理带来较大困难。
某电信原动环监控运维方式为：动环集成商负责自身的系统网管和现场硬件，通过私有协议，完成硬件安装、数据接入、网管呈现工作；监控班组对若干动环集成商网管PC 终端进行数据运维工作；老旧局站内机械电表不具备通讯口，数据无法采集到动环网管。对此，北京公司于2019年引入DCIM网管，通过C接口整合原有网管动环数据，并定制省公司B接口规范，实现新建站FSU 直通DCIM 系统服务器。
能耗系统建设表面上是对基础动环数据的一次加工提纯，实际上是对软硬件和现场施工能力的一次综合考验，针对老旧动环系统集成的数据，有5个方面的问题亟待解决，分别为物理工程量、数据标准化、数据并发量、系统运算力、呈现精炼性。这要求我们要明确具体数据采集需求，勘察协调物理补点可行性，切分现场与网管侧工作界面，规划能耗数据呈现方式，系统闭环管理能力输出等多个方面内容，实现数据可用，系统可控。
以数据中心A为试点，能耗系统在存量动环数据的基础上，进行B接口改造和定制化补点，将能耗数据标准化，绕开系统间C接口对数据并发能力的限制；拆分机楼级UPS、直流、配电损耗、照明、冷机、冷塔、水泵能耗；拆分机房级IT列头柜、空调配电柜、照明配电箱、水冷分摊、配电损失能耗；融合机房内建筑结构、基础设施物理信息，以及机房温湿度、空调进排风、进出水、风机转速等暖通设施指标；整合自然冷、CO₂载冷、间接蒸发冷等已落地节能设施运行功耗，进行实时集约化展示分析。集约楼宇基础设施能耗数据，整合已有节能项目能耗数据，实现数据中心机楼、机房级能耗指标的实时监测。
伴随数据中心业务量动态变化，对各节能子项推进过程中的能耗指标进行实时监测管理，确认碳排放指标、PUE等关键指标降低的可靠性和有效性。以IDC机房为单位，围绕降低机房PUE的指标，探索IDC机房空调运行工况与机房能耗及PUE指标匹配模式，对标业内先进友商，探索机房PUE模型最优解，进而推进整体局站的节能减排工作。
能耗系统的建设依托于数据，数据自设备产生。围绕机楼、机房级能耗指标的采集运算，我们活用高低压负荷输出柜与机房内各类列头柜，共梳理出7种要增补测点的设备，如表1所示。
为使测点数据在集成上线和查询统计过程中更为清晰，我们从有功电度、有功功率、暖通数据入手，针对重要设备内关键能耗测点进行梳理和标准化编码，如表2所示。有功功率数据可实时反映数据中心能耗运营情况，指导运维人员管理调优；有功电度数据累计能耗用量，反映数据中心一段时间内整体能耗情况和平均指标；暖通数据聚焦机房内空调和温湿度 数据，反映暖通系统运行与能耗指标相关性，给设备运行调优提供决策依据。
通过现场勘查，能耗补点主要涉及8类采集设备，如表3所示。增补的地点包含配电室、IT机房、综合机房、照明竖井。增补场景分为两种：一是机房智能电表全量具备情况下，只需要修复或更换故障电表，更换FSU 采集器，更新通讯协议，关键测点通道标准化编码即可；二是部分电表缺失情况下，除了基础操作外，还需要额外协调客户或业务部门进行双路倒换。针对照明通道的补点，优先利旧机房内照明配电箱内空调进行传感器增补，若不具备则协调物业在楼层照明间对应空开处增补能耗测点。
楼宇级能耗指标应具备总括性、典型性，各指标间数量级应具备可比性，主要包含全局PUE、全局IT、配套暖通、机房照明、配电损耗5个指标，涉及公式如下。其中：全局PUE的分子为与机房IT设备运行直接或间接相关的能耗总量，未考虑公共区域照明、电梯、生活水泵等非生产负荷；全局IT从IDC托管机房和电信自有网络机房负荷；配套暖通综合考虑冷站和机房内空调末端风机负荷，为机房水冷分摊基数；楼宇配电损耗为配电室低压负荷输出柜（UPS）与各IT 机房列头柜电表能耗总和做差得出，为机房配电损耗分摊基数；节能项目为间接蒸发冷、CO₂ 载冷、自然冷源等单独计量工程能耗。
全局PUE=(全局IT+配套暖通+机房照明+节能项目)/全局IT（1）
楼宇配套暖通=冷冻机组+冷却塔+水泵+电子阀门+空调配电柜 （3）
楼宇节能项目=间接蒸发冷+CO₂载冷+自然冷源+其他 （5）
机房级能耗指标要能如实反映机房基础设施特点，区分、拆解IT、暖通、照明类别能耗，主要包含机房IT、配电分摊、水冷分摊、节能项目分摊、空调配电柜、机房照明6类能耗指标以及机房暖通运行指标。其中机房IT 为所有列头柜电表能耗值之和；配电分摊、水冷分摊和节能项目分摊为依据机房IT实时负载占比，分别计算出UPS 自损和线损，水冷系统，节能项目实时能耗在机房内的分摊量；暖通系统运行指标为重点关注对象，在计量能耗数值的同时也反映机房环境的安全性，包含空调送回风、进出水、风机转速、机房温湿度等测点数据。
单机房PUE=(机房IT+配套分摊+水冷分摊+节能项目分摊+空调配电柜+机房照明)/机房IT（6）
配电柜分摊=楼宇配电损耗×（单机房IT列头柜总功/下游列头柜总功） （7）
水冷分摊=楼宇配套暖通×（单机房列头柜IT/全局IT） （8）
节能项目分摊=楼宇节能项目×（单机房列头柜IT/全局IT） （9）
对标北京市发改委《关于进一步加强数据中心项目节能审查的若干规定》（京发改规〔2021〕4号）文件要求：对于超过标准限定值（PUE值1.4）的数据中心，将按《北京市完善差别电价政策的实施意见》（京发改〔2015〕1359号）中超过单位产品能耗限额的情形，确定执行差别电价单位的名单，并通知北京市电力公司按月征收差别电价电费。能耗系统应具备闭环管理能力，如图1所示，从机楼、机房两个角度，围绕1.4和1.8两道红线值产生能耗预警，及时通知局所维护班组，协调各方资源及时制定PUE优化措施，保障节能项目效益稳定性。
