主编解读Vol.16｜GB50174-2017《数据中心设计规范》：数据中心供配电系统架构

关于数据中心供配电系统架构，新版《数据中心设计规范》GB50174-2017在附录“电气”中规定：A级数据中心应满足容错要求，可采用2N系统，也可采用其他避免单点故障的系统配置。

A级数据中心供配电系统主要有三种架构：2N、DR、RR。

一、供配电系统架构介绍

1、2N系统：

由两个供配电单元组成，每个单元均能满足全部负载的用电需要，两个单元同时工作，互为备用。正常运行时，每个单元向负载提供50%的电能，当一个单元故障停止运行时，另一个单元向负载提供100%的电能。2N供配电系统架构见图一。

图一：2N供配电系统架构

2、DR系统（Distribution Redundancy 分布冗余）：

由N（N≥3）个配置相同的供配电单元组成，N个单元同时工作。将负载均分为N组，每个供配电单元为本组负载和相邻负载供电，形成“手拉手”供电方式。正常运行情况下，每个供配电单元的负荷率为66%。当一个供配电系统发生故障，其对应负载由相邻供配电单元继续供电。DR供配电系统架构见图二。

图二：DR供配电系统架构

3、RR系统（Reserve Redundancy 后备冗余）：

由多个供配电单元组成，其中一个单元作为其它运行单元的备用。当一个运行单元发生故障，通过电源切换装置，备用单元继续负载供电。RR供配电系统架构见图三。

图三：RR供配电系统架构

二、2N、DR、RR三种架构对比

1、可用性对比

采用美国电气分析软件ETAP16对2N、DR、RR三种架构的可用度进行分析，分析结果如下：

从可用度数值来看，2N、DR、RR三种架构的可用性大致相同，2N系统可用性最高。

2、成本对比

建设成本、运行成本（电费）对比分析如下（假设2N系统为100）：

建设成本2N系统最高，DR系统比2N系统低8.6%，RR系统比2N系统低8.1%。运行成本RR系统最高，DR系统最低。

系统架构、物理隔离、运维难度对比分析如下：

三、结论

1、 2N系统的优势：可用性高、系统架构简单、设备和线路容易实现物理隔离、运行成本适中、运维难度最低。

劣势：建设成本偏高。

2、 DR系统的优势：建设成本最低，可用性、系统架构复杂程度、运维难度、运行成本在三个系统中均处于中间水平。

劣势：设备和线路很难实现物理隔离。

3、 RR系统的优势：建设成本较低，可靠性满足基本要求，设备和线路可以实现物理隔离。

劣势：系统架构复杂、运行成本和运维难度偏高。

从以上分析可以看出，2N系统优点最明显，国内数据中心采用2N系统的最多。新版《数据中心设计规范》推荐供配电系统采用2N架构，但也允许采用其他避免单点故障的系统架构。