數據中心繼電保護遠程運維技術的探討

張璐

摘要：隨著物聯網時代的加速，居家辦公、線上教育、無接觸配送、公共服務聯網、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據總量和移動流量的不斷提升，也從底層加劇了對互聯網基礎設施的需求。數據中心作為互聯網基礎設施環節，對技術和穩定性要求很高。其穩定性需求，一方面是能夠穩定的存儲數據，另一方面是要有能夠保證數據穩定存儲的穩定電力系統。繼電保護系統在其穩定性上起到了至關重要的作用。由于未來數據中心整體布局向能源方向傾斜的情況下，電資源豐富、冷溫風大、海底都將是未來數據中心拓展的方向，在這些區域內，對電力系統的穩定及繼電保護遠程運維技術都有著緊迫的需求。

關鍵詞：數據中心，繼電保護;遠程運維技術

前言

在數據中心內部管理上，由于地理位置、建設地與管理地異地、海底數據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，從而探尋出可實現的遠程運維繼電保護裝置的可行性技術。

1、繼電保護遠程運維技術可實現的前提需求

1.1微機綜合繼電保護的實現

微機繼電保護裝置與傳統的繼電保護裝置相比最大的特點就是應用了微機技術。通過類似于計算機巨大的計算力，能夠較為準確的對采集的數據進行分析，并進行邏輯判斷，集成芯片的大量應用幫助微機繼電保護設備進行了數據的存儲功能，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保護裝置的基本功能。

1.2遠程控制的網絡通道

對于沒有辦法實現專用網絡的數據中心，則需要搭建VPN虛擬專用網絡，如GRE VPN、SSL VPN、L2TP VPN、IPSec VPN、MPLS VPN都可以。通過隧道技術來實現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，通過加密技術來保證數據數據的唯一性、安全性、完整性。只是VPN的弱點是系統不穩定，容易斷線;帶寬窄。這兩項弱點很難滿足與電力系統，特別是數據中心電力系統。 （此處不詳述如何搭建DOS界面、圖形界面的VPN）。

對于可以實現專用網絡通道的數據中心，光纖通信作為專用網絡，能夠提供區別于共用網絡的、與外部隔離的通信通道。相當于供電局與數據中心是同一個局域網網絡，知道IP地址就可以相互通信。代價是造價較高。優點是帶寬高、穩定性強，目前可達到10G帶寬（廣域網的線路甚至可達到40G帶寬）。完全可以數據中心電力系統繼電保護裝置的遠程運維的網絡需求。

1.3芯片集成、通訊、傳感計算、大數據等技術的運用

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

2、遠程運維技術的具體實現

2.1微機保護和監控裝置的自動檢測

無論是值班室虛擬可視化實現，還是遠程數據傳輸、微機計算都需要對電力線路、電力配電進行監測和自動檢測。從電力角度上講，我們更關注故障信號如故障電流、故障電壓等電力信號采集設備電流互感器、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測方式并用。通過微機監測與電力設備元器件監測的交互，共同實現對電力系統的監測和自動檢測。關于微機監測與電力設備元器件監測的如何實現交互的具體辦法詳見后期專業論文。

2.2電力系統（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故障進行采集、分析、計算及判斷，但從整個電力系統的宏觀結構上講，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，電力系統故障又相對復雜，需要對電力系統整體狀況進行模擬后，實現虛擬電力系統并在調度室或值班室可視化，以供專業人員進行實時電力系統分析。

虛擬可視化一方面方便值守運維人員對電力系統直觀清晰的面對電力系統復雜狀況，另一方面也可以進行數據庫數據導出進行存儲備份，方便進行后期電力分配策略調整應用。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據導出問題。

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

2.3 邏輯判斷后遠程操作執行開關

在珠港澳大橋中應用了帶有的可實現自巡檢后的自復位功能微型斷路器。微型斷路器可遠程操作功能實現的相對廣泛容易，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的輸電配電環節中，相對于用戶用電的電壓等級較高，其執行元器件對應用在高電壓等級中，這就要求設備可以是實現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微機或者是邏輯回路發出的執行命令的判斷。

2.4數據中心環境下的遠程運維

數據中心特點是用電量大，負荷設備多樣化，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、空調等大型用電設備的頻繁啟動和停機以降低用電負荷、降低PUE。這就要求數據中心電力系統中的繼電保護裝置除了正常的故障切斷，也能夠實現正常線路的優化及負荷轉換。

4、結語

在繼電保護裝置遠程運維技術的提升過程中，我們既要保持繼電保護裝置對電力系統最本質的保護、切斷功能，還要實現調度中心、值班室虛擬可視化的環境，進而實現繼電保護裝置遠程運維技術在數據中心供配電系統中的應用。

參考文獻

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