一种基于电力应用的大数据一体机散热机柜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力设备监测分析应用领域，具体涉及到一种基于电力应用的大数据 一体机散热机柜。
【背景技术】
[0002] 目前，为了保证电网安全、稳定、高效运行，通常会进行变电设备状态监测，将监测 到的设备测点数据存储到实时数据库，并周期性的将实时数据库中数据转存到历史数据 库，为设备故障预警及监测提供分析数据。在实际监测场景中，由于电力设备监测数据量 大，数据规模的急剧膨胀，以及随着科技的进步和全方位集成分析处理的发展要求，传统的 数据库已经不能满足存储和集成分析处理的要求。
[0003] 随着计算机技术的飞速发展，各行业的数据急速增长，数据量变的越来越大，类型 也越来越多，数据结构也趋于复杂化，传统的数据库不但各设备独立方式，并且需要较大的 部署空间，存在不易部署、成本较高等缺点，不能满足用户的一般要求。大数据一体机及其 数据库的出现和发展成了新兴的发展趋势，然而，目前并没有专门针对电力行业设计和使 用的大数据一体机及其数据分析方法。
[0004] 此外，由于基于电力应用的大数据一体机集成了计算单元（高性能计算存储单 元）、存储单元、通讯单元、管理单元等IT基础设施模块，其整体工作温度较高，长时间工作 易死机，并且有可能由于过高的温度烧毁元器件，使得一体机损坏。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种面向电力行业大数据应用场 景，软硬一体、模块化、电力业务、散射效果好的可定制的大数据一体机散热机柜。
[0006] 本发明提供了一种基于电力应用的大数据一体机散热机柜，包括柜体、外部服务 器和一个或多个变电设备测点传感器，还包括设置于柜体下部的一个或多个下部计算存储 服务器，设置于柜体中部的电源模块和千兆管理网络模块，从上到下依次设置于柜体上部 的万兆光纤数据网路模块、一个或多个上部计算存储服务器以及一个或多个高性能计算存 储服务器，其中变电设备测点传感器的输出端分别连接实时数据库输入端和万兆光纤数据 网路模块的输入端，实时数据库输出端也与万兆光纤数据网路模块的输入端连接，万兆光 纤数据网路模块分别与下部计算存储服务器、上部计算存储服务器以及高性能计算存储服 务器连接，用于将从实时数据库和/或变电设备测点传感器接收到的变电设备测点信息分 配后，分别发送给下部计算存储服务器、上部计算存储服务器以及高性能计算存储服务器 进行计算处理，经过计算处理后的变电设备测点信息数据经千兆管理网络模块传输给下部 计算存储服务器、上部计算存储服务器和/或高性能计算存储服务器中的存储器中；
[0007] 还包括设置于柜体背面下部的风扇窗和柜体背面的一侧的风扇控制器，风扇控制 器分别与电源模块和风扇窗连接，其中风扇窗为4组，每组3个风扇，每组中间的风扇的功 率大于同组两边的风扇的功率，并且风扇窗设置为相对于柜体带有5-15度角度的斜坡；在 风扇控制器上有设置与每组风扇窗对应的温度传感器，温度传感器测量对应柜体高度层柜 体内的温度值，风扇控制器根据温度传感器测量的不同高度层的温度值，分级别控制不同 组的风扇窗的输出功率；
[0008] 还包括设置于柜体背面中部的通风窗，所述通风窗设置位置与电源模块的设置位 置对应；
[0009] 电源模块包括多个供电电源，每个供电电源上设置有电源风扇；
[0010] 还包括设置于柜体背面上部的带有孔的网状的背板，柜体的两个侧面为带有孔的 网状的侧板。
[0011] 优选地，所述变电设备测点传感器用于实时的获取变电设备测点信息。
[0012] 优选地，所述变电设备测点信息为油中气体信息、局部放电信息、电气量信息、线 圈变形信息、温度信息和在线红外成像信息中的一种或组合。
[0013] 优选地，下部计算存储服务器、上部计算存储服务器和高性能计算存储服务器分 别包括2路CPU处理器，高性能计算存储服务器还包括1个图形处理器GPU，电源模块中一 单独的电源对高性能计算存储服务器中的GPU供电，其余电源对一体机中的其他设备进行 供电，其中电源模块为5+5冗余供电电源，功率多19200W。
[0014] 优选地，下部计算存储服务器、上部计算存储服务器和高性能计算存储服务器都 采用机架式结构，每一个计算存储服务器都包括：2路intel至强E5-2620v2型处理器，内 存为16G*8,DDR3,ECC，频率彡1333MHz;还包括企业级800G固态硬盘SSD;还包括3. 5寸企 业级硬盘：2T*10,SATA，7200rpm，6G接口带宽，并且支持热插拔。
[0015] 优选地，图形处理器GPU的型号为NVIDIATeslaK40。
[0016] 优选地，柜体背面上部的自下而上依次设置1组、2组、3组或4组风扇窗，柜体背 面上部没有设置风扇窗的部分设置带有孔的网状的背板。
[0017] 优选地，柜体为标准的42U柜体，其中柜体内含L型导轨，导轨高度< 2. 2mm。
[0018] 优选地，所述风扇控制器根据温度传感器测量的不同高度层的温度值，分级别控 制不同组的风扇窗的输出功率，满足：
[0019]
[0020] 1级：当0彡P彡0? 25,输出40%功率；
[0021] 2 级：当 0? 25 <P彡 0? 5,输出 65%功率；
[0022] 3级：当0? 5 <P彡0? 8,输出85%功率；
[0023] 4 级：当0.8 <P< 1，输出 100% 功率；
[0024] 其中S为温度传感器测得的对应高度层的温度，E为大数据一体机散热机柜正常 工作时的最大允许温度，P为温度控制参数。
[0025] 优选地，所述机柜为多个。
[0026] 本发明与现有技术相比，可以实现：
[0027] 1)针对电力行业设计和使用了大数据一体机散热机柜，为电力行业的大数据分析 提供了基础；
[0028] 2)全分布式大数据处理架构，将复杂的计算单元（高性能计算单元）、存储单元、 通讯单元、管理单元等IT基础设施模块进行集成，提供开箱即用（ReadtoRun)的完整设 备，进行整体性能调优，避免由于各设备生产商执行标准不一致造成的功能、性能损失，提 升设备可用性。
[0029] 3)根据大数据分析平台内存计算（提升计算效率）、流式计算（应对实时计算需 求）等计算特点对硬件系统进行定制优化，内存-SSD-HDD三层存储体系有效缓解内存压 力，万兆光纤网络的使用，提升了各节点的通信速率，以应对大规模并行计算需求；
[0030] 4)系统扩展线性增长，产品提供从1/4配置、1/2配置、满配置一直可扩展到多机 柜配置等多种集群系统初始配置规模，根据项目实际需求灵活配置产品，不需要为后期系 统升级预购设备。当系统出现性能瓶颈时，按需线性扩展系统。
[0031] 5)从整体上设计了大数据一体机散热机柜，通过对风扇窗、背板、侧板、通风窗等 的位置、参数等进行优化配置，使得大数据一体机散热机柜的散热效果明显提高，连续工作 时间明显边长，并且没有出现死机等故障显现。
【附图说明】
[0032]图1基于电力应用的大数据一体机散热机结构示意图
[0033] 图2柜体后视图一
[0034] 图3柜体后视图二
[0035] 图4柜体侧视图
【具体实施方式】
[0036] 下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发 明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本
【发明内容】
对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。
[0037] 本发明还提供了一种基于电力应用的大数据一体机散热机柜，如附图1所示，包 括柜体9、外部服务器8和一个或多个变电设备测点传感器7,还包括设置于柜体9下部的 一个或多个下部计算存储服务器5,设置于机柜中部的电源模块4和千兆管理网络模块3， 从上到下依次设置于柜体9上部的万兆光纤数据网路模块1、一个或多个上部计算存储服 务器6以及一个或多个高性能计算存储服务器2,如附图2所示，还包括设置于柜体9背面 的风扇窗10和风扇控制器11，风扇控制器11分别与电源模块4和风扇窗10连接；其中变 电设备测点传感器7的输出端分别连接实时数据库8输入端和万兆光纤数据网路模块1的 输入端，实时数据库8输出端也与万兆光纤数据网路模块1的输入端连接，所述变电设备测 点传感器7用于实时的获取变电设备测点信息，例如油中气体信息、局部放电信息、电气量 信息、线圈变形信息、温度信息、在线红外成像信息等，变电设备测点传感器7获取变电设 备测点信息后，将获取的变电设备测点信息发送给实时数据库8和/或万兆光纤数据网路 模块1，实时数据库8将接收到的变电设备测点信息进行存储，当接收到发送命令时，将存 储的变电设备测点信息发送给万兆光纤数据网路模块1 ;万兆光纤数据网路模块1分别与 下部计算存储服务器5、上部计算存储服务器6以及高性能计算存储服务器2连接，用于将 从实时数据库8和/或变电设备测点传感器7接收到的变电设备测点信息分配后，分别发 送给下部计算存储服务器5、上部计算存储服务器6以及高性能计算存储服务器2进行计算 处理，经过计算处理后的变电设备测点信息数据经千兆管理网络模块3传输给下部计算存 储服务器5、上部计算存储服务器6和/或高性能计算存储服务器2中的存储器中。
[0038] 柜体9可以为标准的42U机柜，柜体9内含L型导轨，导轨高度< 2. 2mm，采用整体 集中式供电，电源模块4为5+5冗余供电电源，功率多19200VA，并且每个供电电源上设置 有电源风扇；其中其机柜内工作温度较高，长时间工作易死机，为了解决散射的技术问题， 如附图2所示，本发明的柜体9的背面设置了风扇窗10,其中风扇窗10的设置可以根据 服务器的数量和设置方式进行选择，优先从底部自下而上进行设置，这样的散射效果更加。 一体机在工作时，由于柜体9内设置的其他设施模块发热，使得机箱内的空气同时被加热 并且难以流动散去，而空气的换气流动可以将设施模块热量流动带走，使得柜体9内的设 施模块温度下降，柜体9内的温度也会随之下降，这样保证了一体机能够长时间的正常工 作，加热的空气由于受热会向上漂移，因此在设置风扇窗10时，优先从柜体9底部自下而上 进行设置，如附图2所示，在第一个实施例中，机箱的下部设置了 4组风扇窗10,每组3个 140*38mm风扇，风扇支持热插拔，并且中间的风扇的功率