原创 绿色数据中心案例介绍：阿里巴巴、华为、电信、移动……

数据中心 | 阿里巴巴 | 东数西算 

余热利用 | 绿色数据 | 智算中心

在东数西算、深度学习、高性能计算、数据分析、数据挖掘、生命科学、仿真测绘、自动驾驶、遥感测绘的快速发展下，对数据中心的建设要求与日俱增。

为加快绿色数据中心建设，引领数据中心走高效、低碳、集约、循环的绿色发展道路。工业和信息化部、发展改革委、商务部、国管局、银保监会、能源局发布60家国家绿色数据中心，包括通信、互联网、公共机构、能源、金融等5个领域。为充分发挥国家绿色数据中心引领带动作用，推广先进经验技术，蓝海大脑梳理了部分国家绿色数据中心的先进经验，供参考借鉴。

阿里巴巴张北云计算

阿里巴巴张北云计算庙滩数据中心位于河北省张家口市张北县，总面积约13.3万平方米，机柜总量约4000架，可容纳10万台服务器。年均电能利用效率（PUE）为1.19。

主要做法包括：

应用先进节能技术

大面积应用组合式空调箱（AHU）风墙技术，将室外温度适宜、质量良好的新风通过AHU风墙输送至机房，直接为设备降温，充分实现自然冷却，降低了空调系统电力消耗。同时大规模使用高压直流供电（HVDC）系统，减少了传统“交-直-交”电源转换的电能损耗，提高整体PUE。

高效利用可再生能源

通过参与冀北可再生能源电力交易“四方协作”机制，开展市场化风电挂牌交易，直接向风电企业购买可再生能源，可再生能源使用占比达50%以上，2018年7月份至今累计减排二氧化碳超25万吨。

加强能源资源回收利用

采用空气热风回收和水源热泵技术，将部分机房热风回收至柴发配电室及部分设备间用于采暖，空调回水作为供暖换热的驱动动力，降低冬季供暖能耗。通过废水回收系统降低生产污水的硬度、电导率等指标，实现回收再利用，减少水资源消耗。

东江湖数据中心位于湖南资兴市东江湖，建筑面积约1.7万平方米，现有机柜总量约1300架。年均电能利用效率（PUE）为1.19。

主要做法包括：

采用东江湖水库大坝下游小东江江水直供全自然冷却系统

东江湖数据中心全年直接采用大坝下游8~12℃自然冷水作为散热冷源，表层江水经过滤器处理后进入能源站，再经过板式换热器制取冷冻水为机房降温，电能消耗低于传统制冷方式。经板式换热后的江水经密闭管道排放至下游，符合江水下游自然升温规律，整个过程不消耗水资源且不对江水水质造成影响。全年99%的时间完全利用江水源冷却，无需启动冷水机组，特殊情况下，由江水源和冷水机组共同冷却。该自然冷却系统正全面应用在东江湖大数据产业园。

实施节能辅助措施

合理利用湖面与河道、取水泵房蓄水池的落差形成虹吸效应降低湖水输配能耗。冷冻水采用高温水，提高了空调系统能效比，同时降低了机房除湿加湿功耗。水泵、冷水机组、冷却塔等设备均采用变频设计，降低运行功耗。机房采用地板下送风与冷通道相结合的送风方式，电池房与辅助设备间采用水冷多联分离式热管系统降低冷量损耗。

加强节能精细管理

建立严密高效的冷水资源水温、水位、浊度等指标检测机制，实现精细化管控。通过群控系统及内嵌智能算法，自动精密调节暖通设备的运行频率。加强绿色采购、废物回收利用、设备能效管理等措施，全面提升节能水平。通过采用湖水自然冷却系统及以上节能措施，与常规的冷水机组冷却模式相比，年均节省电费约480万元。

乌兰察布华为云服务数据中心位于内蒙古乌兰察布市，占地面积约3.5万平方米，机柜总量约1500架。年均电能利用效率（PUE）为1.32。

主要做法包括：

制定高效暖通方案，减少电能消耗

在冷源设计方面，配置3台3164kW（900RT）离心式制冷机组和3台1055kW（300RT）螺杆式冷水机组，总制冷量相当于两倍机房冷负荷量。在运行模式方面，当室外湿球温度>10℃、冷却塔出水温度≥15.5℃时，系统处于正常运行模式；当室外湿球温度≤10℃、冷却塔出水温度≤15℃时，冷机停止工作，系统进入完全自然冷却模式，全年约有10个月的时间使用自然冷源制冷模式，此模式下月度PUE约为1.22。此外，冷水机组、冷冻水泵、冷却塔风机等设备均采用变频控制方式，根据设备运行状况进行实时调节。

建立运维管理制度和系统，提高管理效率

制定数据中心站点运维和运营排名评分制度，从事件管理、风险管理、报警管理、变更管理等方面制定考核标准及目标，实施排名奖惩考核，提升运维质量。设置建筑设备自动监控系统（BAS），高效监控建筑物内冷热源设备、空调通风设备及机房环境监控系统。建设电能管理系统，通过安装智能表计，实时监控供配电系统。

推动资源高效利用，提升可再生能源利用水平

设置专区存储危废品，制定回收处理制度，并与生产商、回收处理企业签订回收处理协议，跟踪记录处理流程。此外，参与内蒙古电力交易中心多边交易市场，数据中心可再生能源使用量占全年耗电量的40%以上，提升了数据中心可再生能源利用水平。

中国石油吉林数据中心位于吉林市丰满区，机房面积约5800平方米，机柜总数2010架。年均电能利用效率（PUE）为1.45。

主要做法包括：

设计高效IT系统

设计的IT系统具备虚拟化、云化功能，大幅降低设备采购成本，开发存储管理系统并构建“核心-边缘”存储网络，实现存储资源的统一管理、分级服务和自动化分配。建设虚拟化平台统一管理设备，确保核心业务的连续性，解决了传统IT常见的单点故障问题。

建立高效的冷源系统

分季节优化冷源系统运行方式，即夏季运行模式、过渡季运行模式（冷机加自然冷却）、冬季运行模式（完全自然冷却<湿式>模式）。选用高效变频离心机组和变频冷却水泵，根据负荷进行变频控制。采用机房空调变风量动态运行及冷通道封闭技术，提高能源综合利用率。选用热管背板空调和智能除湿机，充分利用自然冷源，智能化监控机房内部湿度。

建立高效的机房制冷和节能策略

机房内加装强制风机通风地板，采用ADU2650通风器解决空调系统局部送风不足的问题，提高空调系统整体工作效率。机柜之间按照冷热布局，将两个冷通道之间顶部和两端进行封闭，使冷空气只能从机柜侧面进行热量交换，并流动到热通道，从而提高精密空调的制冷效率。同时，在数据中心机架安装盲板，避免热短路现象。

中国联通深汕云数据中心位于广东省汕尾市海丰县，机房总面积约1.2万平方米，机柜总量约千架。年均电能利用效率（PUE）为1.31。

主要做法包括：

使用绿色节能设备，加强先进技术应用

数据中心使用高效绿色节能产品，冷却系统采用高效可靠系统设计方案，其中变频离心式冷水主机、水泵等设备均高于国家1级能效指标要求。机房采用微模块技术，实现供电系统和制冷系统一体化、模块化。模块内采用“市电直供+高压直流（HVDC）”高可靠节能供电技术，整体供电效率高达97%。采用列间级空调近端制冷，通过冷热通道隔离，实现短距离精确送风，最大限度提升冷量利用率。

配备智能化管理系统，实现精准控制

在能源、资源信息化管控方面，建设智能化动环监控平台和能源分析管控系统，对设备运行状态进行实时监控、数据采集。在冷源系统控制方面，采用群控系统变频控制冷水主机、水泵、冷却塔等设备，保证系统在高效区间运行，机房全年制冷负载系数（CLF）0.20，同比降低19%。在日常巡检方面，采用电子巡检新技术，提高巡检质量和效率，实现精准控制。

制定规章制度，加强资源管理

制定数据中心能耗分析管理、设备维护保养、人员培训等规章制度，组建专业节能队伍，系统分析机房运行状况，采取相应节能措施并取得实效，2019年全年PUE值同比降低5.2%。出台节约用水管理制度，使用节水型用水器具，有效降低水资源消耗。记录并存档废旧电器电子产品处理过程，及时进行无害化处理。

中国移动（重庆）数据中心位于重庆市两江新区，现有建筑面积约5万平方米，机柜总量约1500架。年均电能利用效率（PUE）为1.33。

主要做法包括：

应用绿色技术产品

积极响应《工业节能诊断服务行动计划》，主动接受节能诊断服务，深挖节能潜力。选用《国家绿色数据中心先进适用技术产品目录》推荐的热管冷却技术、列间空调、水蓄冷技术、模块化不间断电源（UPS）、市电直供等技术产品。其中，热管冷却技术较传统空调节电约30%。采用“市电+UPS”混合供电方式优化UPS配置数量，降低了UPS运行时的自身电能损耗，提升整体电能利用效率。

规范运维和管理制度

建成动力环境监控系统、PUE监测系统和智能管控平台，实时监测数据中心供电、供冷设备的运行状态及流量。采用智能巡检系统监测机柜的运行状态。制定能源管理制度、节能奖惩实施细则、节水管理制度等，加强能耗统计分析。

实施绿色采购和回收

制定供应商负面行为处理规则，明确规定采购产品需满足国家绿色设计产品评价及节能节水低碳环保等相关标准要求。建立废旧电器电子产品回收机制及废弃物处理管理制度，对产生的空气滤芯、废旧电缆、废旧电池等废弃物严格按照管理规定进行处置和回收利用。

环首都·太行山能源信息技术产业基地位于山西省大同市灵丘县，总面积约1.5万平方米，机柜总量约2500架。年均电能利用效率（PUE）为1.16。

主要做法包括：

实现100%可再生能源应用

通过电力市场化交易，实现100%可再生能源稳定供给，每年可消纳可再生能源超100GWh，年减排二氧化碳当量超8万吨。采用火风光储一体化备用电源方案，确保数据中心用电安全，并配套110KV方舱式变电站提高电力可靠性，突破传统的2N架构，线路使用负荷率从30%提升至66.7%。

研发分布式预制模块化产品

使用一体化热通道封闭高密计算模块，在设计中充分考虑了DC与IT负载的有效协同，单个计算模块由26个高密（7.2KW 52U）IT机柜及2个配电柜组成，中间为封闭通道，经顶部热夹层与空气处理机回风口相贯通，降低了设备之间的局部热点。供电设备位于负荷中心区域，采用模块化布局，中压设备居中布局，低压设备贴近IT设备，缩短供电距离，降低电缆损耗。

应用自然冷却技术

冷源使用间接蒸发自然冷却设备，大部分时间采用风侧高效换热器冷却和蒸发冷却相结合的方式，与常规冷冻水制冷系统相比可节能 50%以上。针对不同天气切换控制模式，延长利用自然环境冷源的时间；每年运行蒸发冷却湿工况3000~5000小时，可将数据中心PUE从1.5降至1.2以下，节水率超过70%。

丽水市公安局数据中心位于浙江省丽水市莲都区，建筑面积约4700平方米。年均电能利用效率（PUE）为1.35。

主要做法包括：

推动数据中心存量优化

丽水市公安系统老旧机房均由办公楼改建，存在空间规划不合理、运维管理不科学等问题，机房平均PUE超2.0。通过整合分散在市级和10个县（市、区）的16个公安系统老旧数据机房，由市级层面按A类机房标准设计建造统筹建设丽水市公安局数据中心，选用高可靠性、高性能的绿色节能设备，推动存量数据中心的整合利用。新建数据中心全年节电约216万kW·h，节约电费约140万元。

应用先进的节能工艺技术装备

在保证公安系统数据中心可靠性和安全性前提下，空调系统采用高效节能直流无极调速风机，并配置有电子膨胀阀，确保系列高效率动态运行，比传统交流风机节电50%。不间断电源（UPS）系统采用具有快速调控能力、无变压器设计、带有增效节能模式的高频主机，运行效率较传统UPS提高3%以上，高达94.5%，年节电约14.7万kW·h。

加强节能精细管理

联动控制机房精密空调，负载较轻自动关闭部分空调，室外环境温度低于15℃自动启动新风系统并关闭空调，湿度低于45%时新风系统湿膜加湿器自动运行。机房使用了封闭式冷通道，将冷通道与外界封闭隔离，形成热通道和冷通道，定期对机柜间缝隙进行封堵，封闭未运行冷池，保证冷通道密封性。建立机房能耗分析制度，每日统计所有设备用电情况，及时分析并解决能耗异常现象，确保数据中心在南方湿热地区安全高效运行。

中国电信上海公司漕盈数据中心1号楼位于上海市青浦区，机房面积约4千平方米，机柜总量为1068个。年均电能利用效率（PUE）为1.28。

主要做法包括：

应用高效微模块技术，降低电力消耗

漕盈数据中心大规模应用高效微模块技术，将分散的蓄电池（UPS）、空调机房、电池室等进行集成控制，整个模块只需接入一对电源外加一对水管，就可以独立运行，实现末端空调的精确化管理。单个微模块的PUE约1.08，节省了电能消耗。

建设分布式三联供能源站，节约用能成本

以天然气为主要燃料，为数据中心提供电能和冷源，通过板式换热器将冷量送入大楼冷源系统，一年可节约冷源用电约300万kW·h。白天使用三联供制冷，晚上使用冷机制冷，按照2.5MW内燃机100%满载运行工况测算，全年综合节约用电成本约350万元。

实现精准管理，加强自然冷源高效利用

制冷系统中水冷主机、冷却塔、水泵均采用变频控制，精确管理末端空调温度和供水流量，同时配备了板式交换器；在湿球温度 7℃以下时，关闭冷机，开启冬季自然冷却模式，每月节电超45万kW·h。

蓝海大脑深度学习大数据平台是由蓝海大脑推出的一款面向多源空间数据生产的数据处理平台，该平台集成存储、计算和数据处理软件，旨在为大数据时代的行业用户提供一个低成本的数据处理平台，利用其高效、易操作、低成本、多层次扩展和快速部署等显著优势，在测绘、农业、林业、水利、环保等领域提升用户图像处理能力，减少投资成本，高效应对大数据挑战，促成业务突破和转型。

主要技术指标

• 可 靠 性：平均故障间隔时间MTBF≥15000 h

• 工作温度：5～40 ℃

• 工作湿度：35 %～80 %

• 存储温度：－40～55 ℃

• 存储湿度：20 %～90 %

• 声       噪：≤35dB

  
  

产品特点：

• 基于统一的整体架构，采用先进成熟可靠的技术与软硬件平台，保证基础数据平台易扩展、易升级、易操作、易维护等特性。基于业界热门，且领先的 Spark 技术，极速提高平台的整体计算性能。

• 随着新的业务需求的不断产生，支持基础数据模型、应用分析模型、前端应用的扩展性；支持在统一系统架构中服务器、存储、I/O 设备等的可扩展性。 

• 制定并实施基础数据平台高可用性方案、运行管理监控制度、运行维护制度、故障处理预案等，保证系统在多用户、多节点等复杂环境下的可靠性。 

• 高效性包含两方面内容，一方面系统需要在规定时间内完成数据写入操作，并将数据写入对数据分析的影响降到最低；另一方面系统需要实现规划要求的数据查询和统计分析速度。

• 数据质量贯穿基础数据平台系统建设的每个环节，基础数据平台系统通过合理的数据质量管理解决方案保证数据质量。 

• 按国家标准、行业标准、安全规范等实现数据安全管理。 

• 系统要有统一的管理平台, 管理基础数据平台系统的各个环节，能对系统进行相应的性能管理和日志监控。 

• 有良好的人机接口灵活多样的展现方式，需要对最终用户提供适当的培训就可以方便地使用新的分析工具，从而减少 IT 人员的工作量，同时加强了集群监管的时效性。

• 具有超强影像处理能力，每天（24小时）可处理多达500景对（全色和多光谱）高分一号影像数据；

• 广泛适用于基础测绘、农业、林业、水利、环保等领域，适合常规模式下测绘产品生产和应急模式下快速影像图生成。

针对大数据原始技术存在的问题，蓝海大脑大数据平台从企业应用角度出发，对 Apache Hadoop 进行了系列技术开发，形成了适应企业级应用的一站式大数据平台——蓝海大脑，从而使这一理论框架更能满足各类企业用户的要求：

• 超大数据的分布式存储、流数据实时计算要求

• 满足大数据的高并发、低延迟查询请求

• 分布式应用系统异常故障时，业务切换

• 系统线性扩展时，无需增加开发工作，实现无成本扩展