数据中心继电保护远程运维技术的探讨

张璐

摘要：随着物联网时代的加速，居家办公、线上教育、无接触配送、公共服务联网、市政生活信息交互等一系列后疫情时代生活加剧了全球数据总量和移动流量的不断提升，也从底层加剧了对互联网基础设施的需求。数据中心作为互联网基础设施环节，对技术和稳定性要求很高。其稳定性需求，一方面是能够稳定的存储数据，另一方面是要有能够保证数据稳定存储的稳定电力系统。继电保护系统在其稳定性上起到了至关重要的作用。由于未来数据中心整体布局向能源方向倾斜的情况下，电资源丰富、冷温风大、海底都将是未来数据中心拓展的方向，在这些区域内，对电力系统的稳定及继电保护远程运维技术都有着紧迫的需求。

关键词：数据中心，继电保护;远程运维技术

前言

在数据中心内部管理上，由于地理位置、建设地与管理地异地、海底数据中心等特殊情况的增多，对电力继电保护装置进行远程运维的技术需求也大大提升。本文将通过对继电保护装置在使用过程中的需求和解决办法进行分析，从而探寻出可实现的远程运维继电保护装置的可行性技术。

1、继电保护远程运维技术可实现的前提需求

1.1微机综合继电保护的实现

微机继电保护装置与传统的继电保护装置相比最大的特点就是应用了微机技术。通过类似于计算机巨大的计算力，能够较为准确的对采集的数据进行分析，并进行逻辑判断，集成芯片的大量应用帮助微机继电保护设备进行了数据的存储功能，这些庞大的计算力、分析判断、存储功能为继电保护装置自身提供了继电保护作为电力系统保护装置的基本功能。

1.2远程控制的网络通道

对于没有办法实现专用网络的数据中心，则需要搭建VPN虚拟专用网络，如GRE VPN、SSL VPN、L2TP VPN、IPSec VPN、MPLS VPN都可以。通过隧道技术来实现VPN需要报文，在原始报文的头部加入新的头部，给整个报文进行加密，通过加密技术来保证数据数据的唯一性、安全性、完整性。只是VPN的弱点是系统不稳定，容易断线;带宽窄。这两项弱点很难满足与电力系统，特别是数据中心电力系统。 （此处不详述如何搭建DOS界面、图形界面的VPN）。

对于可以实现专用网络通道的数据中心，光纤通信作为专用网络，能够提供区别于共用网络的、与外部隔离的通信通道。相当于供电局与数据中心是同一个局域网网络，知道IP地址就可以相互通信。代价是造价较高。优点是带宽高、稳定性强，目前可达到10G带宽（广域网的线路甚至可达到40G带宽）。完全可以数据中心电力系统继电保护装置的远程运维的网络需求。

1.3芯片集成、通讯、传感计算、大数据等技术的运用

一方面要考虑各种技术之间的交互融合、紧密联系，另一方面也要考虑各自技术在继电保护装置远程运维过程中带了的影响，如电力电子设备特性、交直流混联、分布式新能源等技术对装置本身和电网的影响。

2、远程运维技术的具体实现

2.1微机保护和监控装置的自动检测

无论是值班室虚拟可视化实现，还是远程数据传输、微机计算都需要对电力线路、电力配电进行监测和自动检测。从电力角度上讲，我们更关注故障信号如故障电流、故障电压等电力信号采集设备电流互感器、电压互感器;从微机角度上讲，并行接口、多CPU、外围电路备用、多功能独立控制单元等监测方式并用。通过微机监测与电力设备元器件监测的交互，共同实现对电力系统的监测和自动检测。关于微机监测与电力设备元器件监测的如何实现交互的具体办法详见后期专业论文。

2.2电力系统（输电、配电）虚拟可视化

虽然微机综合继电保护装置可以通过其强大的微机部分对电力系统故障进行采集、分析、计算及判断，但从整个电力系统的宏观结构上讲，不管是输电线还是变电站、变配电室都会有很多套成套继电保护装置。同时，电力系统故障又相对复杂，需要对电力系统整体状况进行模拟后，实现虚拟电力系统并在调度室或值班室可视化，以供专业人员进行实时电力系统分析。

虚拟可视化一方面方便值守运维人员对电力系统直观清晰的面对电力系统复杂状况，另一方面也可以进行数据库数据导出进行存储备份，方便进行后期电力分配策略调整应用。其中，比较常用的阿里云DataV、积木报表JeecgBoot、百度Suger等都能解决可视化数据导出问题。

对于可视化，也要根据保护对象进行区分，对保护动作行为、故障二次回路、安措、装置状态等对象分别的可视化。具体的可视化方法详见后期相关论文。

2.3 逻辑判断后远程操作执行开关

在珠港澳大桥中应用了带有的可实现自巡检后的自复位功能微型断路器。微型断路器可远程操作功能实现的相对广泛容易，有一部分原因是低电压等级。而继电保护装置大多用在电力系统的输电配电环节中，相对于用户用电的电压等级较高，其执行元器件对应用在高电压等级中，这就要求设备可以是实现高压元器件的远程控制。这过程中对继电保护装置中的配套继电器要求就会很高，需要其可以实现低压元器件控制高压元器件的能力，同时需要有很好的通讯接口可以实现微机或者是逻辑回路发出的执行命令的判断。

2.4数据中心环境下的远程运维

数据中心特点是用电量大，负荷设备多样化，同时对碳中和PUE有着很高的要求。需要在正常运检的同时，能够解决暖通、空调等大型用电设备的频繁启动和停机以降低用电负荷、降低PUE。这就要求数据中心电力系统中的继电保護装置除了正常的故障切断，也能够实现正常线路的优化及负荷转换。

4、结语

在继电保护装置远程运维技术的提升过程中，我们既要保持继电保护装置对电力系统最本质的保护、切断功能，还要实现调度中心、值班室虚拟可视化的环境，进而实现继电保护装置远程运维技术在数据中心供配电系统中的应用。

参考文献

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