topics:25:inputs []

Эта страница только для чтения. Вы можете посмотреть её исходный текст, но не можете его изменить. Сообщите администратору, если считаете, что это неправильно.
====== Исходные данные и требования для проектирования энергообеспечения ЦОД ======

<WRAP box round>
Раздел формирует полную структуру исходных данных, необходимых для разработки архитектуры электроснабжения ЦОД. Параметры адаптированы под условия РФ: климатические диапазоны, особенности внешних сетей (СН/ВН), статистику отказов и типовое ИТ-оборудование российских и международных вендоров.
</WRAP>

===== 1. Общие критерии формирования требований ======

<WRAP info>
Ключевые параметры, определяющие архитектуру системы питания ЦОД:
  * требуемая доступность и устойчивость (цель по SLA);
  * состав и характеристики ИТ-нагрузки;
  * инженерные нагрузки (охлаждение, вспомогательные системы);
  * стратегия резервирования внешних и внутренних источников;
  * требования к модульности и возможности роста.
</WRAP>

Эти критерии образуют основу «backbone requirements» — на их базе выстраивается топология, резервирование, селективность защиты и объём вводимого оборудования.

===== 2. Требования по доступности (Uptime) ======

Требуемая доступность — главный параметр, определяющий:
  * глубину резервирования;
  * наличие двух независимых вводов;
  * структуру распределительных щитов и транзитных секций;
  * необходимость избыточности в системах охлаждения.

==== 2.1. Оценка критичности ИТ-процессов ====

Вопросы, формирующие уровень доступности:
  * сколько перерывов допустимо в год?
  * какова максимальная длительность одного перерыва?
  * допускается ли отключение части стоек без потери сервиса?
  * обеспечена ли ИТ-редундантность (кластеризация, репликации)?

==== 2.2. Типовые сценарии отказов ====

| Тип отказа | Статистика (международная/RU) | Комментарий |
|-----------|-------------------------------|-------------|
| Краткие просадки и провалы напряжения | 10–30 раз/год | Характерно для СН-сетей в городах РФ |
| Краткие отключения | 0,5–10 раз/год | Причины: КЗ, ремонтные переключения |
| Длительные отключения | 0,1–1 раз/год | Наиболее критично для ЦОД без ДГУ |
| Отказы РУ/ТП | 0,001–0,01 отказа/год | Для крупных ТП 6–10 кВ в РФ |

==== 2.3. Уровни обеспечения непрерывности ====

  * **Уровень 1 (Basic)** — отсутствие резервирования.  
  * **Уровень 2 (Grid short resilience)** — резерв ИБП/ДГУ только на короткие провалы.  
  * **Уровень 3 (Grid long resilience)** — защита от коротких и длительных сетевых отказов.  
  * **Уровень 4 (Full facility resilience)** — полная избыточность внешних вводов, распределения и ИТ-сегментов.

<WRAP important>
Для достижения уровня 4 в РФ требуется: два независимых ввода от разных ТП/ПС, независимые цепочки трансформаторов, секционированные ГРЩ, два независимых ДГУ-парка и полная N+1/N+N избыточность на всех уровнях.
</WRAP>

===== 3. Исходные вопросы для построения архитектуры питания ======

^ Область ^ Основные инженерные вопросы ^
| Устойчивость системы | Какой уровень редундантности требуется при КЗ, сетевых провалах и отказах оборудования? |
| Узел присоединения | На каком уровне напряжения (6–10 кВ / 35 кВ / 110 кВ) подключать объект? Где граница балансовой принадлежности? Какие ожидаемые токи КЗ? |
| Резервные источники | Тип ДГУ, мощность, необходимость безразрывного АВР, число цепей резервирования, требования к топливной системе. |
| Распределение внутри ЦОД | Радиальная, кольцевая, двойная или изолированно-параллельная топология. Требования к секционированию, АВР/АВП, мониторингу и телеметрии. |

===== 4. ИТ-нагрузка ======

Основной источник требований к мощности, резерву, коэффициентам спроса и качеству электропитания.

==== 4.1. Электрические характеристики стоек ====

Параметры, которые должны быть определены:

  * номинальное напряжение: 230/400 В;
  * номинальная мощность стоек: от 3 до 20+ кВт в РФ;
  * коэффициент спроса (факт/номинал): 0,4–0,8 в зависимости от профиля нагрузки;
  * коэффициент мощности: 0,95–0,98 (современные БП);
  * тип ввода: одно-/трёхфазный;
  * число вводов: A+B (2N) или один ввод + STS;
  * пусковые токи (актуально для GPU-решений);
  * THDi на полной загрузке (< 20%);
  * требования к устойчивости к провалам напряжения (кривая ITI).

<WRAP info>
Современные серверные БП в РФ демонстрируют PF около 0,97–0,99 при загрузке >50%. Это заметно снижает реактивную составляющую и уменьшает нагрузку на кабели и РУ.
</WRAP>

==== 4.2. Фактический профиль загрузки ====

Обычно проектный график отличается от реальной эксплуатации: первые 1–3 года ЦОД работает на 30–60% мощности, затем выходит на проектные значения.

Это влияет на:
  * выбор мощности ДГУ и количества модулей;
  * подбор ИБП (возможность поэтапного ввода);
  * эффективность трансформаторов (КПД при частичной загрузке).

===== 5. Нагрузки систем охлаждения ======

Составляют 25–40% потребления ЦОД и крайне чувствительны к электропитанию.

==== 5.1. Параметры для расчёта ====

  * номинальная мощность каждого узла (чиллер, насос, CRAH/CRAC, вентиляция);
  * максимальное потребление при экстремальных режимах (летние пики в РФ: +30…+40 °C);
  * пусковые токи двигателей (особенно для компрессоров);
  * чувствительность к перерыву питания;
  * требования к перезапуску после ДГУ (время стабилизации напряжения/частоты).

<WRAP important>
Все элементы охлаждения, не запитанные от ИБП, должны гарантированно перезапускаться после старта ДГУ (обычно 10–15 секунд). Неправильный вводной АВР или выбег компрессоров может привести к отказу охлаждения и перегреву ИТ-нагрузки.
</WRAP>

===== 6. Прочие инженерные нагрузки ======

Критично учитывать потребление малых, но необходимых для функционирования систем:

  * СКУД, охрана, серверы управления;
  * пожарная автоматика (СПС, СОУЭ);
  * вентиляция помещений персонала;
  * освещение (обычно 2–4% нагрузки);
  * топливные насосы и системы ДГУ;
  * щиты НН/СН и автоматика управления.

В аварии эти нагрузки должны оставаться работоспособными для обеспечения безопасности и возможности ручного управления.

===== 7. Модульность и масштабируемость ======

Рекомендуется проектировать ЦОД с учётом роста на 5–10 лет.

<WRAP info>
Модульный принцип снижает CAPEX: мощности ИБП, ДГУ, трансформаторов и фидеров вводятся по мере роста загрузки.
</WRAP>

==== Формула планирования мощности ====

<WRAP center>
$$ C_{inst}(t) = C_{load}(t) + C_{reserve} $$
</WRAP>

где  
- \(C_{inst}(t)\) — необходимая установленная мощность в год t;  
- \(C_{load}(t)\) — прогнозируемая ИТ-нагрузка;  
- \(C_{reserve}\) — обязательный резерв (обычно 10–25% + N или N+1).

Пример для РФ:  
проектная мощность зала — 3 МВт, ввод по этапам по 1 МВт с задержкой 1–2 года.

===== 8. Ключевые показатели эффективности (KPI) ======

На этапе исходных данных должны быть определены:

  * целевой SLA (99,7% / 99,9% / 99,99%);
  * CAPEX и OPEX по годам ввода;
  * плотность ИТ-нагрузки (кВт/стойку и кВт/м²);
  * целевое значение PUE (в РФ: 1,3–1,5 для большинства регионов);
  * требования к отказоустойчивости ИБП, ДГУ, вводов;
  * стратегия масштабируемости (ввод по модулям 0,5–2 МВт).

===== Ключевые идеи =====
<WRAP tip>
  * Исходные данные определяют допустимую архитектуру и глубину резервирования.  
  * Уровень доступности формирует требования к внешним вводам, ДГУ и ИБП.  
  * ИТ-нагрузка — базовый источник требований: мощность, PF, THDi, пусковые токи.  
  * Охлаждение — до 40% потребления; требует качественного электропитания и гарантированного перезапуска.  
  * Модульность снижает CAPEX за счёт поэтапного ввода оборудования.  
  * KPI задают стратегию оптимизации инфраструктуры на весь жизненный цикл ЦОД.
</WRAP>