根據(jù)調研機構的調查，全球數(shù)據(jù)中心的能源消耗與航空行業(yè)一樣多。并且數(shù)據(jù)中心能耗量將會繼續(xù)增加。由于能源成本和潛在需求的增長，數(shù)據(jù)中心電力支出每年至少增長10%。對于部署了更高功率密度服務器的數(shù)據(jù)中心來說尤其如此。數(shù)據(jù)中心電力成本目前已經占到運營支出(OPEX)的10%，并且這一數(shù)字很可能在五年內提高到15%。

隨著越來越多的組織在托管數(shù)據(jù)中心、超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心以及私有/企業(yè)內部部署數(shù)據(jù)中心運行其新的IT系統(tǒng)，提高能源效率至關重要。而且由于多種原因，減少能耗是必不可少的措施。數(shù)據(jù)中心管理人員正在努力降低電力成本，并提高數(shù)據(jù)中心基礎設施的效率，但并不總是那么容易。

美國自然資源保護委員會最近發(fā)布的一份調查報告表明，預計全球數(shù)據(jù)中心的用電量今后每年將增加約1400億度，相當于50個大型發(fā)電廠的年產量，而美國數(shù)據(jù)中心每年的電力支出為130億美元。

但是，不僅僅是大型數(shù)據(jù)中心能耗增加，很多組織建設的大量分布式計算設施和邊緣計算設施也在消耗大量電能。超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心通常建設在電力成本較低的地方，通常在偏遠地區(qū)。而農村或偏遠地區(qū)使用可靠的電源解決方案可能是一個挑戰(zhàn)。而且這些地區(qū)的環(huán)境條件(例如暴風雨、強風、高溫)比較嚴苛，組織需要采用一些方法和措施為邊緣數(shù)據(jù)中心持續(xù)運營提供支持。

在建設和運營數(shù)據(jù)中心之前，首先了解一下當?shù)氐碾娋W(wǎng)和輸電系統(tǒng)的運營情況。

電網(wǎng)解決方案和電源可用性

組織在構建邊緣計算數(shù)據(jù)中心、關鍵基礎設施或數(shù)據(jù)中心解決方案時，必須了解區(qū)域電網(wǎng)基礎設施。只是因為某個地理區(qū)域可以提供充足的電力，并不意味著輸送到數(shù)據(jù)中心的電力并不中斷，也并不意味著組織的數(shù)據(jù)中心具備多個不同來源的電力。

組織需要確定發(fā)電站、變電站和數(shù)據(jù)中心設施電力線路的位置，以及輸電系統(tǒng)中的冗余位置。另外，研究最近的區(qū)域電力中斷事件以了解電力公司的維修時間。在運營關鍵基礎設施時，必須了解其設備的使用時間以及當?shù)仉娋W(wǎng)的安全性和冗余性等指標。組織需要了解當?shù)仉娏镜墓╇娔芰?，以及?shù)據(jù)中心的電源可用性。

在對美國28年停電數(shù)據(jù)的分析中，Climate Central公司的調查表明從上世紀80年代中期至2012年期間電力中斷事件增加了10倍。

數(shù)據(jù)中心的冗余和電源可用性

隨著數(shù)字經濟的發(fā)展，將有更多的組織將其業(yè)務遷移到云平臺中，這些組織將需要更加可靠的電源。因此，如果邊遠地區(qū)只有一條輸電線路，那么如何提高數(shù)據(jù)中心的冗余性和效率?如何確保向邊緣計算設施有效地提供穩(wěn)定的電力?

也許組織無法為核心數(shù)據(jù)中心或邊緣計算數(shù)據(jù)中心找到可靠的冗余能源。但如果這些是關鍵系統(tǒng)(例如醫(yī)療保健設施)，那么應采取什么樣的措施減少停機時間?

天氣和氣候災害將影響電力供應

天氣對于電源的可用性和可靠性方面起著重要作用。例如森林火災、地震、洪水、強風和極端溫度都可能導致頻繁或長期斷電。美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的調查表明，自從上世紀80年代以來，美國已發(fā)生258次天氣和氣候災害，每次災害造成的損失達到或超過10億美元。雖然其規(guī)模并不是很大，但實際上幾乎每周在美國某處就會出現(xiàn)惡劣天氣。這些事件通常會破壞脆弱的電網(wǎng)，并導致電力中斷數(shù)小時甚至數(shù)天的時間。

不幸的是，如今極端天氣事件變得越來越頻繁、更加劇烈，并且造成的損失更大。根據(jù)美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的調查數(shù)據(jù)，2019年，美國發(fā)生了14起天氣和氣候災難事件，每起災害帶來的損失超過10億美元。而從1980年到2019年，每年平均發(fā)生6.5起損失10億美元以上的災害事件，最近五年(2015年至2019年)的年平均災害事件數(shù)為13.8起。

Climate Central公司發(fā)布的調查報告發(fā)現(xiàn)，惡劣天氣是造成美國電力中斷的一個最主要原因，并且美國與天氣有關的停電事件呈上升趨勢。Climate Central公司在對美國28年停電數(shù)據(jù)的分析中指出，從上世紀80年代中期到2012年，美國大規(guī)模停電次數(shù)增加了10倍。

為了應對電力中斷，政府、企業(yè)和區(qū)域電力供應商應該尋求可靠的能源替代解決方案，例如微電網(wǎng)，以確保其關鍵基礎設施正常運行。美國能源部(DOE)電力辦公室已經擁有全面的方案組合，這些方案的重點是微電網(wǎng)的開發(fā)和實施，以進一步提高電網(wǎng)的可靠性和彈性。微電網(wǎng)可以幫助社區(qū)更好地為未來的天氣事件做準備，并朝著更清潔的能源戰(zhàn)略邁進。

美國能源剖電力辦公室表示，創(chuàng)建微電網(wǎng)計劃的目標是開發(fā)可擴展的微電網(wǎng)，微電網(wǎng)能夠提供傳統(tǒng)電力解決方案相媲美的成本，將所需負荷的停電時間減少98%以上，同時將碳排放量減少20%以上，并將電力系統(tǒng)能源效率提高20%以上。

很多組織已經在采用微電網(wǎng)解決方案，以幫助應對電力需求，創(chuàng)建更具彈性的電力系統(tǒng)并改善基本電力服務。然而，并不是所有的微電網(wǎng)都是一樣的。如果認為微電網(wǎng)只是為了取代備用發(fā)電機，那么可能會錯過微電網(wǎng)提供的一些好處。