引言

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速與數(shù)據(jù)中心承載核心業(yè)務(wù)的背景下，構(gòu)建高可靠、智能化的能源管理系統(tǒng)成為保障數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。上海兆越通訊技術(shù)有限公司憑借深厚的技術(shù)積累與行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)數(shù)據(jù)中心能源管理的核心需求，提出了一套創(chuàng)新的解決方案。本方案基于現(xiàn)有IDC能源系統(tǒng)架構(gòu)，結(jié)合先進(jìn)通信與數(shù)據(jù)采集技術(shù)，構(gòu)建高可靠、易擴(kuò)展、智能化的能源管理平臺(tái)，確保數(shù)據(jù)中心電力供應(yīng)安全穩(wěn)定，同時(shí)降低運(yùn)維復(fù)雜度。

現(xiàn)有IDC能源系統(tǒng)架構(gòu)

當(dāng)前IDC能源系統(tǒng)采用多重冗余設(shè)計(jì)，核心組成如下：

1．雙路市電輸入：兩路獨(dú)立市電電源互為備份，通過ATS（自動(dòng)切換開關(guān)）實(shí)現(xiàn)無縫切換，確保單路市電故障時(shí)供電連續(xù)性。

2．不間斷電源（UPS）：配置N+X冗余UPS系統(tǒng)，在市電中斷后提供瞬時(shí)電力支撐（典型15-30分鐘），為柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)爭(zhēng)取緩沖時(shí)間。

3．柴油發(fā)電機(jī)組：作為后備電源，在市電長(zhǎng)時(shí)間中斷時(shí)啟動(dòng)，保障IDC持續(xù)運(yùn)行。發(fā)電機(jī)組采用多臺(tái)并聯(lián)設(shè)計(jì)（如4×2.5MW機(jī)組），通過并機(jī)柜實(shí)現(xiàn)功率均分與負(fù)載均衡。

4．安全備份機(jī)制：市電、UPS、發(fā)電機(jī)組形成三級(jí)冗余，任一環(huán)節(jié)故障均能快速切換，滿足Tier Ⅳ級(jí)數(shù)據(jù)中心可靠性要求。

發(fā)電機(jī)組通信與同步控制方案

1．環(huán)網(wǎng)通信架構(gòu)

設(shè)備選型：采用MIE-2412A工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)構(gòu)建光纖環(huán)網(wǎng)，連接多臺(tái)發(fā)電機(jī)組控制器（如DEIF、ComAp）。

2．技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

高可靠性：環(huán)網(wǎng)自愈時(shí)間≤20ms，單點(diǎn)鏈路中斷不影響整體通信。

低延遲：1000M網(wǎng)絡(luò)，確保多機(jī)組同步控制信號(hào)傳輸實(shí)時(shí)性。

3．發(fā)電機(jī)組同步控制

通過環(huán)網(wǎng)傳輸頻率、電壓、相位信號(hào)，由主控機(jī)組（Master）協(xié)調(diào)從機(jī)組（Slave）實(shí)現(xiàn)：

相位同步：誤差≤±0.5°。

頻率同步：誤差≤±0.2Hz。

并機(jī)邏輯：支持自動(dòng)負(fù)載分配（ALD）與黑啟動(dòng)（Black Start）功能，確保多機(jī)組并機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。

數(shù)據(jù)采集與集中控制方案

1．多協(xié)議數(shù)據(jù)采集

每臺(tái)發(fā)電機(jī)組控制器、UPS、ATS等設(shè)備通過Modbus TCP/RTU、CANopen等協(xié)議輸出運(yùn)行數(shù)據(jù)（電壓、電流、油壓、溫度等）。

2．MGS-6920工業(yè)協(xié)議網(wǎng)關(guān)集成

l 功能設(shè)計(jì)：

協(xié)議轉(zhuǎn)換：將異構(gòu)設(shè)備協(xié)議統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為MQTT/OPC UA，供上層控制中心調(diào)用。

數(shù)據(jù)匯聚：實(shí)時(shí)采集多機(jī)組數(shù)據(jù)，本地緩存后上傳至能源管理系統(tǒng)。

l 實(shí)施優(yōu)勢(shì)：

簡(jiǎn)化管理：控制中心僅需對(duì)接單一網(wǎng)關(guān)，避免多設(shè)備協(xié)議兼容性問題。

快速部署：支持工程模式配置，減少現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間。

系統(tǒng)架構(gòu)圖

實(shí)施方案

1. 部署階段

硬件安裝：完成發(fā)電機(jī)組環(huán)網(wǎng)布線、MGS-6920網(wǎng)關(guān)部署及協(xié)議配置。

軟件集成：企業(yè)能源管理系統(tǒng)對(duì)接網(wǎng)關(guān)，開發(fā)定制化監(jiān)控界面與告警策略。

2. 測(cè)試驗(yàn)證

冗余切換測(cè)試：模擬市電中斷，驗(yàn)證ATS切換、發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)及并機(jī)同步性能。

協(xié)議兼容性測(cè)試：確保網(wǎng)關(guān)與多品牌設(shè)備通信穩(wěn)定，數(shù)據(jù)采集完整率≥99.9%。

效益分析

1. 可靠性提升

環(huán)網(wǎng)+協(xié)議網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可用性從99.9%提升至99.99%。

2. 運(yùn)維效率優(yōu)化

集中化管理降低人工巡檢頻率，故障定位時(shí)間縮短60%。

3. 成本節(jié)約

網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換減少定制化開發(fā)成本，全生命周期運(yùn)維費(fèi)用降低15%-20%。

產(chǎn)品介紹

MGS-6920  2網(wǎng)4串工業(yè)協(xié)議網(wǎng)關(guān)

支持2 個(gè) 100M/10M 以太網(wǎng)接口 ， AUTO MDI/MDIX 雙級(jí)抗雷防護(hù)

支持4 個(gè)全隔離 RS485 接口（支持收發(fā)指示燈）， RS485 采用三級(jí)防護(hù)

可支持多種主流工業(yè)協(xié)議的轉(zhuǎn)換：IEC61850、Profinet、Modbus TCP、Modbus RTU、Ethernet/IP、EtherCAT、OPC UA等

支持寬溫工作范圍：-40～85℃