数据中心市电工程投资分析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

数据中心市电工程投资分析

发表时间：2021/5/25 来源：《基层建设》2021年第2期作者：刘畅

[导读]

        上海数据港股份有限公司上海 200000
        0引言
        随着我国信息化产业的发展，迎着新基建的政策新风，云计算时代的大数据中心（IDC）建设投资达到了新的高潮。
        作为IDC维护运营的基础——电能，电能指标的申请、路由引入和高效使用成为了数据中心布局和投资的重要考量因素。
        目前，中国IDC行业的耗电规模已连续八年以超过12％的速度增长，2018年中国IDC总用电量1608.89亿kwh，占中国全社会用电量的2.35%，超过上海市2018年全社会用电量[1]。IDC的耗电需求是巨大的，其必要性不言而喻，没有电力输送，IDC机房为服务器服务的功能也就不复存在了。根据部分中国联通现有IDC机房用电数据的统计，分析后发现IT及网络通信设备的能耗占51%，空调制冷系统的能耗占24%，空调通风加湿系统的能耗占11%，照明能耗占2.5%，其他能耗占11.5%（主要为电源设备能源转换损耗）[2]。
        针对IDC用电的需求性和必要性，市电的建设投资成本研究成为了IDC建设全成本投资分析的一项重要课题，各个IDC投资单位都在具体研究这一项重要成本优化的方式。根据相关学者的研究，市电的投资大约占到整个IDC建设投资的6%~10%，5 kW的IDC机架投资约14万左右[3]。则市电的投资优化极为重要。
        本文从实际案例出发，根据相关成本指标数据对IDC建设时期市电投资成本影响因素进行分析，并总结了市电降低投资成本的可行性方案。
        1市电工程特点
        1.1市电施工单位的保护性
        我国能源行业由国有企业进行市场运营，电力资源也是如此。主流电力建设单位均为国有企业或其子公司，具有一定程度上的垄断性和保护性。且这类单位对电力指标的获取和供电方案的报批验收都有一定的灵活性。故此类单位为电力施工的首选。
        1.2市电施工界面的限制性
        市电施工单位由于其垄断性和保护性的先天条件，其对市电工程的施工界面范围有一定限制要求，且各地区市电施工单位要求也不尽相同。本文通过长期实践经验和企业积累，梳理了2种常见的市电工程施工界面范围。
        1）第一类界面：仅施工上级高压变电站至IDC机房用户站之间的高压进线及路由。
        2）第二类界面：不仅施工上级高压变电站至IDC机房用户站之间的高压进线及路由，还负责施工安装IDC机房用户站内的中低压设备及消防弱电等专业。
        1.3市电供电方案的差异性大
        供电方案的差异性主要体现在上级高压变电站的装机容量和供电路由的远近。
        在供电方案的初期，首先需要通过终端设备电力需求倒算至起始端，即准确计算装机容量。其次，需要与市电施工单位沟通最近的上级高压变电站的容量问题，市电施工单位的垄断机制就会提供协调空间，便于解决就近电站的容量问题。最后，解决了最近电站容量问题后，就可以进一步沟通优化路由等问题，将投资降到最低。
        2案例介绍
        2.1新建IDC机房相关信息
        本文研究的新建IDC机房，位于我国华北地区，建筑面积约30000m2，服务器IT产出量共18000kW，供电架构为：双路市电供电，市电总容量为50000kW。
        2.2市电引入方案
        新建IDC机房距离最近的上级变电站装机容量及位置信息如下：
        A站（35kV站）装机容量约25MW，距离机房约500m，路由简单便利；
        B站（35kV站）装机容量约25MW，距离机房直线距离约10km，路由需经过2条小河流和5个自然村。
        由于本机房总市电容量要求为50MW，故方案一需要从双站分供机房才能满足要求，即由4台变压器4路路由接入机房。方案一B站引入路由约需要投资10亿元，此方案单路由投资可能会超出整个IDC机房的投资，故此方案不建议使用。
        经与当地资源丰富的市电单位沟通后，其通过电站容量的合理分配，将最近电站A站装机容量提升至50MW，即满足了本机房总市电容量要求。故方案二是从单站由4台变压器4路路由接入机房。
        方案二较方案一可节约10亿元投资。且方案二在施工前与市电施工单位沟通，一部分借用了原有供电管路的路由，此部分也可节约一部分投资成本。
        2.3市电施工界面优化
        根据当地市电施工的施工范围，市电单位施工范围为：从上级电站经高压电缆引入机房，并供应安装用户站内高压柜、变压器、低压柜、照明、消防等设备及其连接线缆和桥架。
        上述界面中除去高压电缆路由外，与常规市电施工范围相比，增加了用户站内用电设备及线缆的供应安装。经实际报价对比，该施工单位报价较常规机电工程承包商报价高1.5-2倍。且本机房投资建设单位中低压柜采购资源丰富，价格低于市场价，故需要通过与市电单位的谈判，争取获得部分设备的自主供应权力。
        通过范围界面的商谈，在界面中扣除了中低压柜的供应，安装调试等工作仍由市电施工单位施工。经过成本测算对比，此处可节约逾900万元。
        2.4市电施工成本对比
        根据合同最终工程量清单可知，本机房的市电工程总合同金额为5000万元（含设计费用），以下选取占比合同金额60%（约3000万元）的主要设备或电缆综合单价进行分析，主要设备或电缆列项及其参考工程量如下：

        通过以上6类设备或线缆的市电合同单价与同期采购综合单价的差异对比，可计算得出下图1，其中相对比例=（市电合同单价-同期采购综合单价）/市电合同单价x 100%。

        图1 主要设备或电缆综合单价对比图
        根据图1可知，市电主要设备或电缆报价高出市场价较多，尤其是电缆和母线的综合单价超出50%以上。根据合价计算，主要设备或电缆共比市场价高出约600万元。按照60%的比例折算，合同整体超出市场价约1050万元，即合同总价比市场价贵了20%左右。
        综合上述投资成本分析，供电方案的关键性变化带来的路由成本节约会大幅超过工程造价上的界面及单价问题。故路由的投资成为市电投资的成本关键，即选择一个最优的供电方案是市电投资的关键。
        3市电投资步骤
        通过以上具体案例的分析与研究，并根据实际市电工程推进实施的可操作性，总结了以下五个市电投资跟进的主要步骤：
        1）测算装机容量：基础性工作；在方案设计阶段可采用单位指标预估，初步、施工图设计阶段宜采用需要系数法；
        2）选择配套单位：重点性工作；在相同条件下选择当地资源丰富、口碑经验优良、要求并不苛刻的市电工程施工单位；
        3）沟通供电方案：关键性工作；需要在市电施工单位协助下，与上级电力主管部门完成市电接入级别、上级电站装机容量、路由数量及长度、既有可利用路由等问题的有效沟通；
        4）商讨施工报价：优化性工作，界面范围内报价的合理性优化以及特殊界面范围的优化；
        5）考虑预留扩容：长远性工作，考虑未来红线内变压站或用户站的扩容升级、新建路由的后期复用等问题。
        4总结
        本文通过具体案例分析研究，对某新建IDC机房市电工程的施工单位、供电方案、工程造价等方面进行了全面分析，得出了供电方案是数据中心市电工程投资成本关键因素的结论。并提供了市电工程投资开展的计划和步骤，为今后IDC机房市电工程的投资分析提供了实际案例参考。
        参考文献：
        [1] 蔺昊欣，彭妍妍，夏玉娟，等.我国数据中心能耗评价方法标准综述[J].中国能源，2020（8）：36-39.
        [2] 刘郑海，朱清峰，刘宝庆.市电直供在数据中心的应用[J].邮电设计技术，2015，（1）.
        [3] 唐为民.集中化大型数据中心战略性投资策略分析[J].通信电源技术，2020，（37）.
        作者简介：
        刘畅（1994-），男，汉，上海，硕士，主要从事机电工程造价成本工作