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国网北京数据中心获认证成为国家电网系统内首家碳中和园区,披露气流优化与清洁用能改造细节

零碳园区,国网北京数据中心的绿色实践

AI 导读

国网北京数据中心今年8月获中国质量认证中心(CQC)核查认证,成为国家电网公司系统内首家碳中和园区,运维方为国网信通中心(大数据中心)。改造涵盖140个冷通道装配与82个冷通道封闭、796块地板送风口开度调节及空置U位加装挡风盲板等气流精细化措施,搭配52台模块化UPS将电能转换效率提至95.5%以上。

正文

CDCC 2026-10-12 13:35 北京

作为能源消耗与碳排放“大户”,各行业数据中心近年来将节能降碳理念融入规划设计。国网北京数据中心是国家电网有限公司系统内首家碳中和园区,由国网信通中心(大数据中心)运维。该中心应用清洁能源,构建低碳高效的基础设施运行体系——

▲国网信通中心(大数据中心)运维人员检查数据中心设施设备运行情况。

▲国网北京数据中心园区。

冷热气流各走各的“专用道”,冷却塔替代制冷机组做功,清洁能源不断供给生产系统……在由国家电网有限公司信息通信中心(大数据中心)运维的国网北京数据中心,楼宇、机房相比同体量建筑平均年碳排放量可减少约3.2万吨,数据中心园区碳排放量接近零。今年8月,该园区获得中国质量认证中心(CQC)核查认证,成为国家电网公司系统内首家碳中和园区。

作为能源消耗与碳排放“大户”,近年来,各行业数据中心将节能降碳理念融入规划设计。从“一阵风”的流向,到“一度电”的转换,国网信通中心(大数据中心)组建能效管理团队,通过气流组织精细优化、日常运维精益管理、清洁能源部署应用等举措,构建低碳高效的基础设施运行体系。

冷风有了“专用道”

在数据中心机房里,精密空调源源不断地吹出冷风,为发热的服务器降温。传统机房冷热通道未进行封闭处理,冷风往往还没抵达设备,就在半路和热风提前“碰头”,导致冷风流失,服务器降温效果不佳。冷量被浪费、电力白白消耗,用能成本居高不下,影响数据中心电能使用效率(PUE)。

气流组织作为机房散热调控的基础要素,是保障数据中心设备安全稳定运行的关键环节。国网信通中心(大数据中心)能效管理团队精细调整机房气流组织,提升冷量利用效率,压降机房能耗。

能效管理团队在数据中心完成140个冷通道装配及82个冷通道封闭改造,重新布局机柜并构建冷热通道,把机柜面对面、背对背摆放,让冷风从设备正面进、热风从背面出。原来的弥散式送风变成有明确方向的集中式送风,冷热气流互不干扰、温差得以保持,精密空调用电量较改造前最高节约20%。

空调将冷空气输送至地板下的静压箱后,通过地板送风口流至设备前端为其降温。团队成员调节796块地板送风口的开度,把过去“一刀切”的均匀送风,改为按设备散热需求分配,机房温度由此趋于均衡,将冷通道内温差从5摄氏度降到1摄氏度以内,累计消除局部热点25个。

机柜内安装设备的位置按照高度单位“U”划分,1U高约4.445厘米。由于设备往往分批上架,机柜里常留有空置的U位以备日后扩容。这些空位没有设备阻挡,就成了冷风直接穿过的“漏风口”。团队成员在机房每个空置U位安装挡风盲板,让冷空气不再从空位白白流过,把冷量真正用在发热处。安装后,机房能效进一步提升,单机房精密空调日均最高节电370千瓦时。

电能转换效率提升

气流组织优化了冷量“运输”,制冷设备则决定冷量如何生产更省。在国网北京数据中心,最“划算”的冷量来自室外。能效管理团队摸清全年制冷规律,在每年10月至次年5月低温时段用自然冷源替代或辅助制冷机组运行:冷却塔把室外冷量吸收进来,板式换热器完成热量交换,由此制冷机组得以“休息”。环境温差替代制冷机组做功,机械制冷能耗显著下降,数据中心年利用自然冷源时长约210天,年节电可达190万千瓦时。

制冷设备运行时间长、额定功率大、电能消耗高,参数的调节同样需要精细。“参数不是调好就不动了,要跟着天气、负荷动态调整。”国网信通中心(大数据中心)设备运维部员工冯睿介绍。能效管理团队成员计算出循环水泵实际的流量、扬程需求,把循环水泵运行频率从44赫兹下调到38赫兹、运行台数减少到2台,实现日节电1657千瓦时。在功能配置上,国网北京数据中心关闭精密空调的电极加湿器,改为用专业加湿除湿设备统一调节湿度,同时减少管道防冻加热带运行时间约24天,一年减少耗电量2.2万千瓦时。

电能通过电网来到服务器要经过多次转换。供配电设备的转换效率,直接决定多少电能被浪费在路上。能效管理团队为数据中心装配52台模块化不间断电源(UPS)设备,将电能转换效率提升至95.5%以上,相比传统UPS设备至少可节电20%,既减少电能损耗,也改善设备发热状况。

蓄电池的放电损耗也被优化利用。数据中心蓄电池需要定期通过试验核对实际容量。传统的核容方法是接上放电电阻充当“假负载”,放出来的电量全部变成热量散掉。能效管理团队研发应用智能充放电管理系统,采用逆变并网放电方式,把蓄电池核容过程中放出的直流电逆变成交流电送回电网。系统还支持远程一键核容放电,运维人员不必守在机房,通过运维管理平台远程下发控制指令,实时采集电池参数,即可完成无人值守核容试验。“以前做一次核容试验,放掉的电就是一笔成本,现在这部分电能回到电网,还能供别的设备使用。”国网信通中心(大数据中心)设备运维部员工林楠说。

园区用能更加低碳

除了深挖节能潜力多省电,电从哪里来同样重要。国网信通中心(大数据中心)优化国网北京数据中心用能结构,从源头加大清洁电能消纳比重,降低单位用电碳排放量。

2024年,国网北京数据中心在园区部署应用分布式光伏发电系统,共安装单晶硅双玻组件696块,总装机容量约400千瓦,采用自发自用并网形式。并网后,该项目年发电量约50万千瓦时。该系统所发电量全部在园区内消纳,每年可减少二氧化碳排放300吨。国网北京数据中心由此成为公司系统内首家将清洁能源应用于生产系统的集中式数据中心。

在国网北京数据中心,园区电力监控平台常态化监测电碳数据。该平台监测范围覆盖光伏发电、柴油发电等多源用电回路,可实时采集用电负荷、电量、发电数据,并结合区域电碳因子核算碳排放量,实现全链路电碳溯源。

绿证是可再生能源绿色电力证书,被称为绿电的“电子身份证”。1个绿证对应1000千瓦时可再生能源电量。国网信通中心(大数据中心)积极推进电力用户入市和绿电绿证采购相关流程办理,与代购电单位签订零售市场购售电合同。2025年起,在分布式光伏等园区自用新能源发电设备、绿电绿证采购等共同作用下,国网北京数据中心用能转为全绿电供应,每年可取得约8万张绿证,等效减少二氧化碳排放约5万吨。

来源:国家电网报

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