數(shù)據(jù)中心繼電保護遠程運維技術(shù)的探討

張璐

摘要：隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的加速，居家辦公、線上教育、無接觸配送、公共服務(wù)聯(lián)網(wǎng)、市政生活信息交互等一系列后疫情時代生活加劇了全球數(shù)據(jù)總量和移動流量的不斷提升，也從底層加劇了對互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的需求。數(shù)據(jù)中心作為互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)節(jié)，對技術(shù)和穩(wěn)定性要求很高。其穩(wěn)定性需求，一方面是能夠穩(wěn)定的存儲數(shù)據(jù)，另一方面是要有能夠保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定存儲的穩(wěn)定電力系統(tǒng)。繼電保護系統(tǒng)在其穩(wěn)定性上起到了至關(guān)重要的作用。由于未來數(shù)據(jù)中心整體布局向能源方向傾斜的情況下，電資源豐富、冷溫風(fēng)大、海底都將是未來數(shù)據(jù)中心拓展的方向，在這些區(qū)域內(nèi)，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定及繼電保護遠程運維技術(shù)都有著緊迫的需求。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心，繼電保護;遠程運維技術(shù)

前言

在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部管理上，由于地理位置、建設(shè)地與管理地異地、海底數(shù)據(jù)中心等特殊情況的增多，對電力繼電保護裝置進行遠程運維的技術(shù)需求也大大提升。本文將通過對繼電保護裝置在使用過程中的需求和解決辦法進行分析，從而探尋出可實現(xiàn)的遠程運維繼電保護裝置的可行性技術(shù)。

1、繼電保護遠程運維技術(shù)可實現(xiàn)的前提需求

1.1微機綜合繼電保護的實現(xiàn)

微機繼電保護裝置與傳統(tǒng)的繼電保護裝置相比最大的特點就是應(yīng)用了微機技術(shù)。通過類似于計算機巨大的計算力，能夠較為準(zhǔn)確的對采集的數(shù)據(jù)進行分析，并進行邏輯判斷，集成芯片的大量應(yīng)用幫助微機繼電保護設(shè)備進行了數(shù)據(jù)的存儲功能，這些龐大的計算力、分析判斷、存儲功能為繼電保護裝置自身提供了繼電保護作為電力系統(tǒng)保護裝置的基本功能。

1.2遠程控制的網(wǎng)絡(luò)通道

對于沒有辦法實現(xiàn)專用網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)中心，則需要搭建VPN虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，如GRE VPN、SSL VPN、L2TP VPN、IPSec VPN、MPLS VPN都可以。通過隧道技術(shù)來實現(xiàn)VPN需要報文，在原始報文的頭部加入新的頭部，給整個報文進行加密，通過加密技術(shù)來保證數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的唯一性、安全性、完整性。只是VPN的弱點是系統(tǒng)不穩(wěn)定，容易斷線;帶寬窄。這兩項弱點很難滿足與電力系統(tǒng)，特別是數(shù)據(jù)中心電力系統(tǒng)。 （此處不詳述如何搭建DOS界面、圖形界面的VPN）。

對于可以實現(xiàn)專用網(wǎng)絡(luò)通道的數(shù)據(jù)中心，光纖通信作為專用網(wǎng)絡(luò)，能夠提供區(qū)別于共用網(wǎng)絡(luò)的、與外部隔離的通信通道。相當(dāng)于供電局與數(shù)據(jù)中心是同一個局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，知道IP地址就可以相互通信。代價是造價較高。優(yōu)點是帶寬高、穩(wěn)定性強，目前可達到10G帶寬（廣域網(wǎng)的線路甚至可達到40G帶寬）。完全可以數(shù)據(jù)中心電力系統(tǒng)繼電保護裝置的遠程運維的網(wǎng)絡(luò)需求。

1.3芯片集成、通訊、傳感計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的運用

一方面要考慮各種技術(shù)之間的交互融合、緊密聯(lián)系，另一方面也要考慮各自技術(shù)在繼電保護裝置遠程運維過程中帶了的影響，如電力電子設(shè)備特性、交直流混聯(lián)、分布式新能源等技術(shù)對裝置本身和電網(wǎng)的影響。

2、遠程運維技術(shù)的具體實現(xiàn)

2.1微機保護和監(jiān)控裝置的自動檢測

無論是值班室虛擬可視化實現(xiàn)，還是遠程數(shù)據(jù)傳輸、微機計算都需要對電力線路、電力配電進行監(jiān)測和自動檢測。從電力角度上講，我們更關(guān)注故障信號如故障電流、故障電壓等電力信號采集設(shè)備電流互感器、電壓互感器;從微機角度上講，并行接口、多CPU、外圍電路備用、多功能獨立控制單元等監(jiān)測方式并用。通過微機監(jiān)測與電力設(shè)備元器件監(jiān)測的交互，共同實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的監(jiān)測和自動檢測。關(guān)于微機監(jiān)測與電力設(shè)備元器件監(jiān)測的如何實現(xiàn)交互的具體辦法詳見后期專業(yè)論文。

2.2電力系統(tǒng)（輸電、配電）虛擬可視化

雖然微機綜合繼電保護裝置可以通過其強大的微機部分對電力系統(tǒng)故障進行采集、分析、計算及判斷，但從整個電力系統(tǒng)的宏觀結(jié)構(gòu)上講，不管是輸電線還是變電站、變配電室都會有很多套成套繼電保護裝置。同時，電力系統(tǒng)故障又相對復(fù)雜，需要對電力系統(tǒng)整體狀況進行模擬后，實現(xiàn)虛擬電力系統(tǒng)并在調(diào)度室或值班室可視化，以供專業(yè)人員進行實時電力系統(tǒng)分析。

虛擬可視化一方面方便值守運維人員對電力系統(tǒng)直觀清晰的面對電力系統(tǒng)復(fù)雜狀況，另一方面也可以進行數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)導(dǎo)出進行存儲備份，方便進行后期電力分配策略調(diào)整應(yīng)用。其中，比較常用的阿里云DataV、積木報表JeecgBoot、百度Suger等都能解決可視化數(shù)據(jù)導(dǎo)出問題。

對于可視化，也要根據(jù)保護對象進行區(qū)分，對保護動作行為、故障二次回路、安措、裝置狀態(tài)等對象分別的可視化。具體的可視化方法詳見后期相關(guān)論文。

2.3 邏輯判斷后遠程操作執(zhí)行開關(guān)

在珠港澳大橋中應(yīng)用了帶有的可實現(xiàn)自巡檢后的自復(fù)位功能微型斷路器。微型斷路器可遠程操作功能實現(xiàn)的相對廣泛容易，有一部分原因是低電壓等級。而繼電保護裝置大多用在電力系統(tǒng)的輸電配電環(huán)節(jié)中，相對于用戶用電的電壓等級較高，其執(zhí)行元器件對應(yīng)用在高電壓等級中，這就要求設(shè)備可以是實現(xiàn)高壓元器件的遠程控制。這過程中對繼電保護裝置中的配套繼電器要求就會很高，需要其可以實現(xiàn)低壓元器件控制高壓元器件的能力，同時需要有很好的通訊接口可以實現(xiàn)微機或者是邏輯回路發(fā)出的執(zhí)行命令的判斷。

2.4數(shù)據(jù)中心環(huán)境下的遠程運維

數(shù)據(jù)中心特點是用電量大，負(fù)荷設(shè)備多樣化，同時對碳中和PUE有著很高的要求。需要在正常運檢的同時，能夠解決暖通、空調(diào)等大型用電設(shè)備的頻繁啟動和停機以降低用電負(fù)荷、降低PUE。這就要求數(shù)據(jù)中心電力系統(tǒng)中的繼電保護裝置除了正常的故障切斷，也能夠?qū)崿F(xiàn)正常線路的優(yōu)化及負(fù)荷轉(zhuǎn)換。

4、結(jié)語

在繼電保護裝置遠程運維技術(shù)的提升過程中，我們既要保持繼電保護裝置對電力系統(tǒng)最本質(zhì)的保護、切斷功能，還要實現(xiàn)調(diào)度中心、值班室虛擬可視化的環(huán)境，進而實現(xiàn)繼電保護裝置遠程運維技術(shù)在數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用。

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