华东区域金融云数据中心（A/B双路 + N+1并机 + 锂电后备）

1. 项目背景

某省级金融云数据中心承担地市级核心业务、支付清算、中小银行托管及互联网直连，IT初期负载约 0.9 MW，三年增长到 1.6 MW。业主目标：在不新建楼宇的前提下完成“扩容 + 可靠性升级 + 能效优化”，并满足节能考核与等保要求。原有供电系统以单路 UPS 为主，旁路与检修窗口受限，PUE 长期在 1.55~1.62，容量边界紧张。

2. 负载画像与约束

• IT结构：机柜 520→900 柜，虚拟化/数据库/对象存储分区，峰谷差 0.62。

• 等级与目标：数据中心可靠性目标接近 Tier III/IV（关键区 2N，通用区 N+1）；月维护必须“不断电”；PUE 目标 ≤ 1.45。

• 场地限制：旧楼机房净高 3.5 m、承重 8 kN/m²，电池与UPS空间紧张。

3. 供电总体架构

• 一次链路：市电双路 → 双路低压母线（A/B） → UPS 集群 → 列头柜（PDU） → 机柜 A/B PDU。

• 冗余形态：

• 关键 IT 区：2N（A、B 两套独立UPS系统）；

• 通用 IT 区：单路 N+1 模块化并机；

• 切换逻辑：机柜端 ATS/STS 保障 A/B 路无扰切换；UPS 端配置静态旁路与维护旁路。

4. UPS 选型与规模

• 关键区：每路 3×400 kVA 并机（N+1），可在不降载前提下停运任意一台；

• 通用区：1 组 6×100 kVA 模块化 UPS（N+1），按增长逐步上架；

• 并联系统：去中心化控制，支持热同步负载均分，避免主控单点故障。

5. 电池与后备策略

• 化学体系：以 LFP（磷酸铁锂） 为主，关键区 576 V 50 Ah×多簇并联，通用区 384 V 65 Ah（初期 VRLA，逐步替换为 LFP）；

• 后备时间：关键区 15–20 min（支撑发电机黑启动），通用区 10–15 min；

• 管理：BMS 提供簇/单体电压、温度、SOH、均衡、事件；与 UPS 通过 Modbus/TCP 联动，异常触发分级下电策略与有序关机脚本。

6. 监控与集成

• 平台：UPS/电池/列头柜/机柜 PDU/发电机统一纳入 DCIM；

• 协议：SNMPv3、Modbus‑TCP、Syslog；

• 可视化：实时功率、效率、THD、温度、告警、寿命曲线；

• AIOps：风扇/电容寿命模型、容量趋势、事件根因与演练回放；

• 安全：管理网与生产网分区，账号最小权限，配置基线与固件签名。

7. 实施与调试

• 土建机电：局部抬高地板，UPS 前后维护≥1.2 m；电池室独立排风，设置氢气/温度探头；

• 电气施工：输入/输出/旁路分色，铜排绝缘间隙复核；

• 联调：空载→带载→故障注入（市电跌落、UPS退一、旁路切换、发电机切入），形成书面演练脚本与录像；

• 验收：FAT/SAT 报告、单线图/端子图、点表、SLA 与备件清单。

8. 能效与TCO成效

• 效率提升：在线双变换效率在 35–75% 负载区维持高位；良网时启用高效模式，实测 PUE 从 1.58 降至 1.43；

• 占地缩减：LFP 能量密度提升，电池间面积减少 28%，释放两个机柜列位；

• 维护：模块化热插拔，MTTR < 20 min；预测性维护降低非计划停机；

• 财务：按当地电价测算，年节电（含制冷）约 48 万 kWh，三年回收额外投资。

9. 风险与应对

• 轻载效率波动：以集群自动节能策略维持在高效区；

• 切换误操作：旁路/ATS 机械+电气互锁，演练与双人复核；

• 电池热失控：温控+BMS 双阈值、分区灭火、事件联动 EPO。

10. 运营结果

• 年度可用性达到 99.999%，重要业务零中断；

• 维保工单闭环效率提升 36%，故障平均恢复时间缩短 41%；

• 通过等保/节能评估审核，获得“绿色数据中心”称号。