在當(dāng)前 AI 發(fā)展突飛猛進(jìn)的時代，經(jīng)典的“摩爾定律”逐漸失效，“黃氏定律”開始引領(lǐng)風(fēng)潮——該定律預(yù)測 GPU 將推動 AI 性能每年翻倍，引發(fā)各行各業(yè)對“智能算力”需求的激增。
相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，承載智能算力的 AI 智算中心能實現(xiàn)更大的算力供給和更快的并行運算速度，但超高速運轉(zhuǎn)的大腦也對負(fù)責(zé)供給電能“養(yǎng)料”的配電設(shè)施提出了新的要求。西門子領(lǐng)先行業(yè)的創(chuàng)新配電解決方案，為數(shù)據(jù)中心客戶逐浪 AI 時代，提供高效、可靠、高質(zhì)、綠色的供電保障。
AI 浪潮席卷
傳統(tǒng)配電面臨五大挑戰(zhàn)
東毗北京，南鄰保定，河北省張家口市氣候涼爽，且具備豐富的風(fēng)能和太陽能資源，在發(fā)展算力產(chǎn)業(yè)方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。身為數(shù)據(jù)行業(yè)新生代引擎，北京中科合盈數(shù)據(jù)科技有限公司(合盈數(shù)據(jù))于 2020 年落子張家口懷來縣，開發(fā)建設(shè)國內(nèi)首個單體最大數(shù)據(jù)中心集群——合盈數(shù)據(jù)(懷來)科技產(chǎn)業(yè)園。
合盈數(shù)據(jù)(懷來)科技產(chǎn)業(yè)園
該科技產(chǎn)業(yè)園以“算力基礎(chǔ)設(shè)施+可再生能源”融合創(chuàng)新模式，打造新型綠色算力集群，完全投產(chǎn)后，最高可支撐算力規(guī)模 1000 EFlops(FP16)，同時達(dá)成“投產(chǎn)即零碳”的效應(yīng)。澎湃的智能算力為加速我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了新動能，但數(shù)據(jù)中心負(fù)載的急劇增加，也對傳統(tǒng)配電在容量、空間占用、能耗、交付周期、運維等方面提出了新的挑戰(zhàn)。
首先，AI 智算中心采用并行計算的組網(wǎng)架構(gòu)，需要集群內(nèi)服務(wù)器機柜更集中的部署，進(jìn)而要求配電設(shè)備對于空間的占用更小，功率密度更高。同時，配電設(shè)備的空間占用越小，靈活度就越高，可以為客戶預(yù)留更多空間布置服務(wù)器機柜，帶來經(jīng)濟(jì)效益上的大幅提升。
此外，在“雙碳”目標(biāo)大背景下，國家對“耗能大戶”數(shù)據(jù)中心的綠色化水平要求日益嚴(yán)格。國家四部門聯(lián)合印發(fā)的《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項行動計劃》要求，到 2025 年年底，國家樞紐節(jié)點數(shù)據(jù)中心項目電能利用效率(PUE)不得高于 1.2。只有更加緊湊的配電模塊才能縮短配電路徑，減少能耗。
“摩爾定律”的失效和“黃氏定律”的新啟，也讓數(shù)據(jù)中心的建設(shè)周期從過去的 12-18 個月縮短至 6-8 個月，為了減少工程周期，配電設(shè)備的模塊化和工廠預(yù)制化成為大勢所趨;運維階段，服務(wù)器更高的負(fù)載功率意味著宕機時留給運維人員的反應(yīng)時間更加有限，客戶對分布式智能運維的需求也愈發(fā)迫切。
對此，西門子創(chuàng)新的“一體化電力模塊”解決方案，能讓客戶從容應(yīng)對智算中心面臨的挑戰(zhàn)。
一體化電力模塊
“省心省力”
憑借悠久的歷史，西門子在配電領(lǐng)域具備深厚的技術(shù)積累和創(chuàng)新能力，因而能在 AI 新浪潮席卷而來時，快速推出契合市場需求的解決方案。在合盈數(shù)據(jù)(懷來)科技產(chǎn)業(yè)園 ND25 區(qū)，西門子為客戶提供了 10 套一體化電力模塊，由西門子 SIVACON 低壓開關(guān)柜共同組成。
西門子 SIVACON 低壓開關(guān)柜
一體化電力模塊解決方案采用工廠預(yù)制化，在施工現(xiàn)場可以如同“搭積木”一般高效部署電力模塊，無論安裝還是調(diào)試，可以縮減工程周期約 60%。從外觀來看，一體化電力模塊比同類產(chǎn)品顯得更加“小巧”，整體高度最低可達(dá) 2.3 米(包含底座)，面積占用相比傳統(tǒng)方案降低 30%。同樣得益于緊湊的設(shè)計，模塊內(nèi)部的配電線路大大減少，線路損耗隨之降低，鏈路效率可達(dá) 95.6%，能夠助力合盈數(shù)據(jù)有效改善 PUE。
當(dāng)項目正式投運之后，一體化電力模塊也會讓合盈數(shù)據(jù)的日常運維更加“省心省力”——其支持單臺 UPS 的在線更換和維護(hù)，不影響其他同組 UPS 的正常工作;同時，溫升監(jiān)控功能能夠及時將宕機事故的苗頭扼殺于搖籃之中;搭配西門子 Simaris 規(guī)劃軟件有效規(guī)劃上下級選擇性，還能避免越級跳閘等事故，減少斷電影響范圍。
總而言之，一體化電力模塊解決方案集電力轉(zhuǎn)換、分配、監(jiān)控和管理等多項功能于一身，為大型數(shù)據(jù)中心提供了高效、可靠、高質(zhì)、綠色的供電保障。
明星斷路器當(dāng)家
“呵護(hù)”配電系統(tǒng)穩(wěn)定運行
在一體化電力模塊中，內(nèi)置于 SIVACON 低壓開關(guān)柜中的 3WA 智能空氣斷路器，為整套配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行奠定了堅實基礎(chǔ)。3WA 作為西門子低壓的最強明星產(chǎn)品，在傳承 3WL 的所有優(yōu)異性能的同時，全面升級了數(shù)字化功能和產(chǎn)品性能提升，是一款真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)型斷路器，全面滿足了合盈數(shù)據(jù)在安全、智能、綠色方面的要求。
西門子 3WA 智能空氣斷路器
安全維度，每一臺 3WA 都標(biāo)配安全維護(hù)模式，可以通過自設(shè)的一套維護(hù)專用保護(hù)參數(shù)來降低脫扣閾值，從而確保斷路器脫扣的閾值低于正常運行所需且無延遲時間。這能有效降低維護(hù)人員進(jìn)行故障排查和診斷時，靠近、接觸帶電設(shè)備時可能出現(xiàn)的電氣風(fēng)險，充分保障負(fù)載設(shè)備和運營維護(hù)人員的安全。
智能維度，全新的智能脫扣器 ETU600 采用雙芯片設(shè)計，基本保護(hù)功能和應(yīng)用升級功能互不干擾，對供電連續(xù)性提供更可靠的保障，其中的應(yīng)用芯片未來可以隨時升級測量和增強保護(hù)功能，直面客戶當(dāng)下和未來的需求。在通訊方面，3WA 具備業(yè)界獨有的單模塊雙通訊協(xié)議，即目前電氣數(shù)字化用途最廣泛的兩大通訊協(xié)議 Profinet IO 和 Modbus TCP 協(xié)議可并行運行，真正實現(xiàn)互聯(lián)互通;并且有無線藍(lán)牙和有線 Type-C 的雙模態(tài)鏈接，更加便捷。
綠色維度，ETU600 具有彩色顯示屏，可測量，可通訊，可升級——無論是本地還是遠(yuǎn)端 APP，客戶都能隨時查看電能狀況，真正做到能耗易洞察，綠色可持續(xù)。
面向智算產(chǎn)業(yè)未來
數(shù)字化大有可為
合盈數(shù)據(jù)的需求，可以說在數(shù)據(jù)中心行業(yè)具有普遍性和代表性。面向未來，數(shù)字化將為整個算力產(chǎn)業(yè)帶來新的機遇。
2023 年 10 月，工信部等六部門發(fā)布《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》，提出“到 2025 年，算力規(guī)模超過 300 EFLOPS，智能算力占比達(dá)到 35%”的發(fā)展目標(biāo)。隨著智算規(guī)模不斷增長，數(shù)據(jù)中心客戶在長期運維過程中，對設(shè)備穩(wěn)定安全運行、能耗管理和優(yōu)化等方面的需求也愈發(fā)明顯，數(shù)字化管理系統(tǒng)將在其中大有可為。
基于對市場的精準(zhǔn)洞察，西門子推出了配電站智能運維專家 Panel Manager，以期幫助更多行業(yè)客戶實現(xiàn)配電設(shè)備的數(shù)字化監(jiān)測和運維。
西門子配電站智能運維專家 Panel Manager
不同于很多遠(yuǎn)在“云端”的系統(tǒng)，Panel Manager 部署在靠近設(shè)備的邊緣側(cè)——它就如同一位“貼身主管”，能夠更加及時地傳遞從低壓柜、元器件等采集到的數(shù)據(jù)和 AI 分析結(jié)果。一旦哪些指標(biāo)出現(xiàn)異常，便會第一時間提示運維人員，進(jìn)行提前保養(yǎng)、更換老化的元器件，或是查看溫度異常的區(qū)域——從而“先知先覺”地提前消滅風(fēng)險，實現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)。
與此同時，Panel Manager 對于能碳管理也十分拿手。用能方面，Panel Manager 不僅讓客戶洞悉整體能耗，甚至還能透視單臺設(shè)備的細(xì)分能耗，有利于客戶進(jìn)行更加精準(zhǔn)的能耗優(yōu)化決策;降碳方面，Panel Manager 還能和西門子 Smart ECX 智慧能碳管理平臺進(jìn)行直聯(lián)，從而讓配電站的碳排放數(shù)據(jù)一覽無余。
如今，智能算力已成為算力增長最主要的驅(qū)動力，智算中心作為 AI 時代的“算力底座”，將持續(xù)賦能千行百業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型。而西門子領(lǐng)先的配電解決方案，也會在“幕后”提供助力，讓每一分算力的產(chǎn)生都更加智慧、綠色、安心。
（來源：西門子）
