數據中心是數字基礎設施的重要載體。2020年，數據中心建設被中央正式列入新基建戰略，被視為“新基建的基礎設施”、經濟高質量發展的“數字底座。截至2019年底，我國數據中心數量約為7.4萬個，占全球數據中心總量的23%。
然而隨著數據流量呈指數增長，數據中心設備功耗也在不斷攀升，電能消耗數目彌巨和運營成本居高不下的問題愈發凸顯。據相關數據顯示，目前我國數據中心年耗電量已經達到社會耗電總量的2%，比三峽大壩的年發電量還高出30%。
2019年2月，工信部發布《三部門關于加強綠色數據中心建設的指導意見》，明確提出到2020年，新建大型、超大型數據中心的PUE值要達到1.4以下。節能減排，降低數據中心的能耗，進一步限制PUE值，成各行各業工作重點。
PUE（Power Usage Effectiveness的簡寫）=數據中心總能耗/IT設備能耗，其中數據中心總能耗包括IT設備能耗和制冷、配電等系統的能耗，其值大于1，越接近1表明非IT設備耗能越少，即能效水平越好。
數據統計，數據中心能源側的碳排放核算，主要來自于IT設備及基礎設施的電力消耗，在數據中心能耗結構中，主設備耗電占45%~55%，空調設備占35%~45%，電源及其他設備占10%~15%。節能降耗無疑是數據中心的重中之重，而空調制冷系統又是降低數據中心基礎設施能耗的關鍵所在。
與耗電量居高不下形成反差的是，傳統數據中心的能源效率卻一直無法有效提升，整體水平處于偏低的狀態。如何給數據中心“退燒”，構建綠色節能、高效穩定的新型數據中心？這既是國家能源戰略所指，也是企業承擔社會責任和實現降本增效的關鍵。
空調能耗成為數據中心高PUE的“原罪“
讓我們從國雙新近完成的一個智慧能源項目中來尋找答案。
銀行作為數據中心的核心應用領域，在聚焦安全可靠合規以及保障業務連續性方面，一直引領數據中心發展潮流。該銀行為全球品牌價值500強、中國六大銀行之一、領先的大型零售商業銀行。其數據中心中央空調能耗僅次于IT設備能耗，2019年其PUE≈1.49，節能降耗迫在眉睫。同時，以人工調節為主、工作量大且依靠經驗主義的設備管理，無法實現設備運行最優設置，這也是數據中心運營中的“硬傷”，智慧運營的呼聲也越來越高。
國雙提供智慧能源解決方案，是如何幫助客戶從能源精細化管理、AI優化控制、設備預測性維護等幾個方面幫助客戶實現節能降耗的呢？讓我們來一探究竟。
數據中心“綠化“三步走，AI優化控制智能提效
在充分調研了客戶數據中心現狀，剖析了業務需求后，國雙為該銀行打造數據中心AI能效管理系統，通過采集中央空調系統運行數據，利用機器學習、深度學習等技術，對中央空調系統進行智能優化控制，從全面感知到學習/思考，再到決策支撐，提升能源系統運行效率。
數據中心AI能效管理系統界面圖
具體而言，分為以下幾個步驟：
匯數據——打破建筑數據孤島，打通空調BA、動環、電監等數據，實時獲取暖通空調系統詳細運行數據，形成建筑的數據資源池，全面感知系統運行情況。
建模型——利用機器學習、知識圖譜等技術，建立空調系統能耗預測模型及空調安全控制機制，實現最優量求解。
達目標——以環境邊界為控制邊界，以能耗最低為控制目標進行最優控制量控制。如通過實時獲取系統運行大數據，根據建筑空調系統能耗預測模型及空調安全控制機制，自動輸出滿足建筑環境要求下的空調能耗最小控制策略。
原有控制方式VS AI優化控制，AI能效系統實力完勝
效果對比數據顯示，在原有的手動調節與系統自動調節相結合的控制方式下，中央空調系統平均功率1554.2kw；而AI優化控制方式下，平均功率1362.1kw，節能量192.1kw，AI節能率12.4%。水系統節能量95.3kW，節能率為8.7%，風系統節能量96.8kW，節能率為20.9%。
可見，無論是相較于無人值守或是人工值守的自控系統，AI能效系統的節能率都十分可觀，系統既實現了空調系統的節能降耗，也在一定程度上做到了機房無人值守。
按照該數據中心全年中央空調系統用電548萬kWh計算，AI優化控制方式可為該銀行減少近40萬元/年的成本。可以預見，隨著系統的持續應用，國雙的智慧能源解決方案將產生更大的社會效益與經濟效益。
中央空調系統各設備節能量（單位：kW）
據透露，該銀行還將與國雙合力建設數據中心AI運維大腦，區別于傳統的閾值設定、故障點位監測，國雙通過數據中心故障預警算法，利用大數據、機器學習方式搭建系統點位預警算法模型，提高報警準確率；通過搭建數據中心運維知識圖譜，解決數據中心運維知識資產積累難的問題；基于故障預警及運維知識圖譜，搭建數據中心設備設施故障智能診斷系統，提高設備運維效率，進一步提升數據中心運營智慧化。
該項目的落地，也為國雙積累了大量的技術與業務經驗。除了賦能數據中心節能降耗，國雙智慧能源解決方案還在智慧園區、商業建筑、能源中心、醫院、機場等場景中大展身手。緊隨2020年國務院新聞辦發布的《新時代的中國能源發展》白皮書所明確的中國能源發展方針，“著力推動數字化、大數據、人工智能技術與能源清潔高效開發利用技術的融合創新，大力發展智慧能源技術”，國雙智慧能源解決方案有效優化能源系統運行方式，提高能源系統的運行效率，從而降低能耗，間接減少碳排放，真正推動我國“把能源技術及其關聯產業培育成帶動產業升級的新增長點”。
作為”新基建“的參與者與建設者，國雙將繼續結合能源領域資深專家行業經驗，推動更多技術創新，助力我國大力發展智慧能源技術，推動我國達成”2060年前實現碳中和“的堅定目標！
