ODCC | 智算中心PUE优化系统性解决方案与实践

智能算力的爆发式增长正推动全球数据中心进入能耗挑战升级的关键时期，根据国际能源署预测，到2030年全球数据中心用电量将占全社会用电量的5%左右。我国作为算力大国，截至2026年3月底，我国在用算力中心标准机架达1445万架。国家发展改革委、国家能源局等四部门联合制定的《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》明确指出，我国数据中心用电将持续快速增长，预计年均增速将达到15%，是我国能源消耗增速最快的领域之一。

国家政策层面已形成明确导向，如《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》明确要求到2025年底全国数据中心平均PUE降至1.5以下，国家枢纽节点不得高于1.2。

智算中心的绿色高效转型已经成为行业的迫切需求，头部企业率先在该领域进行了系统性的探索与实践，形成了从绿色制冷架构、高效设备创新到运行优化与智能管控的全链路解决方案。

通过绿色制冷架构、高效设备创新、运行优化与智能管控，形成覆盖架构、设备、运行和平台的系统性解决方案与实践，实现制冷系统能效提升与稳定运行。

（一）绿色制冷架构

针对智算数据中心制冷需求的特点，阿里云开展针对性的绿色制冷架构研发，相较于传统的制冷架构，该制冷架构取消了大型冷水主机及冷冻水管路，利用分布式冷源的设计，缩短了制冷系统的热交换链路，实现制冷系统COP(即制冷性能系数，是指单位功耗所能获得的冷量，是制冷系统的一项重要技术经济指标。)的显著优化的同时提升机房单位面积的IT产出能力。

图1 绿色制冷架构

（二）高效设备创新

水冷双冷源近端风墙以“源头节能”为核心设计理念，通过缩短热交换链路提升换热效率，深度挖掘自然冷源潜力。在精准匹配末端实际负荷需求的基础上，该设备采用关键部件适度超配策略，确保系统长期稳定运行于能效最优区间;同时，依托双盘管架构最大化引入自然冷资源，大幅压缩机械制冷的运行时长与功耗。辅以智能控制系统的实时参数调优，实现全工况下的高效、低碳运行。

图2 水冷双冷源近端风墙

（三）运行优化与智能管控

（1）控制优化

针对水冷双冷源风墙设备在首批应用中暴露的控制逻辑冲突、冷量波动等核心痛点，通过深入分析底层运行机理，实施了以“安全优先、协同调控、平滑过渡”为核心的系统性优化。通过明确控制参数的优先级顺序，重构高温保护与压缩机回油机制的逻辑次序;引入水阀与压缩机的协同调节策略及趋势预判机制，实现自然冷与机械冷的无缝衔接。这一系列举措有效解决了模式切换期间的冷量震振荡问题，显著降低了压缩机的频率波动，确保了设备在复杂工况下的稳定运行与能效最优。

（2）维护优化

为确保设备的持续高效运行，运维团队聚焦水质精细管控与换热效率提升两大方向，针对水质控制，通过动态检监测与指标预警机制，构建全方位的智能水质监控体系，同时利用设备的回水预警以辅助判断过滤器性能，保障系统流量。针对换热效率，通过换热器专项维护，保障设备换热性能，引入水阀专项维护实现流量精准调控，整体提升系统能效。

（3）智能管控

通过制定标准化节能策略，依托阿里自研智能平台实现深度管控，并基于物理建模、仿真运行、控制联动的全链路设计，构建安全、高效、低成本的数字孪生应用环境，稳步推进向AI调优的演进，持续助力能效优化升级。

本文由阿里云计算有限公司史佳成提供

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