业已验证的 IEC61850 Goose 通信赋能数据中心智能自控系统

更安全,更可靠,更简单

正如大家所知,早在10年前国家电网提出基于 IEC 61850 建立数字化电网,并且在之后的很多智能变电站自动化系统中得到广泛的使用。 ABB 作为电气和自动化行业的领导者,早年深耕电力系统行业,包括 Relion 系列产品的微机保护是基于 IEC61850 规约进行研究和开发。在国内非电网系统,也得到了不少实际应用,如同样是基础设施的地铁,ABB 研发并在多条地铁线路中得到应用的智能解决方案。

我国大型规模数据中心呈现高速发展趋势,东数西算国家工程,指引数据中心向规模化,集约化和绿色化发展,数据中心容量越来越大,我们已经注意到传统数据中心中备用柴油发电机正随着数据中心规模的增大而转移到中压侧,基于现场逻辑切换的复杂性和在规定时间内完成备用电源的切换,迫切需要解决中压侧电源自动切换和控制问题。 技术创新是唯一的解决方案,可以让客户从新技术中获得更好的体验感, 甚至超出客户的期望。将 IEC 61850 GOOSE 通讯技术结合智能自控用于数据中心完成中压智能控制,可以达到这样的效果。

数据中心中压侧配电智能控制和切换
数据中心中停电是灾难性,单次停电少则近百万人民币的损失,多的高达千万人民币。多种电源间的自动切换是数据中心不停电的最后屏障,管理人员越来越需要更好的智能切换和控制解决方案,尤其是在中压侧。 A 级别数据中心通常采用来自不同区域的两个电源为设施供电,同时柴发作为备用电源而设置。不同的架构设计对多路电源有不同的管理,一半的设备由电源 A 供电而另一半由电源 B 供电,但两者都有能力为整个设施提供服务。当任一电源出现问题时,智能切换控制系统 会将设备快速、可靠且自动地转移到另一个电源,当两路电源均停电时,需要启动柴油发电机,由备用柴油发电机提供电源,保障数据中心不停电。

目前,这些切换和控制是从继电器到设备运营中心通过硬接线完成,使用 PLC 技术实现,一个 20 台开关柜的系统,可能需要 130 多根硬接线连接。许多工程师仍然更喜欢已知的硬接线技术,而不是 IEC 61850 支持的通讯技术。他们也对学习 IEC 61850 GOOSE 的新“语言”犹豫不决。


这里存在着一些 IEC61850 通讯相关的担忧,比如网络通讯是否会造成数据丢失,通讯电缆故障后会造成系统瘫痪,但可以通过冗余的组网架构消除这种担忧。相反物理布线并非没有风险,断线和连接松动并不少见,故障排除可能非常耗时。
依靠网络通讯而不是硬连线连接,可以带来如下诸多好处:

IEC 61850 GOOSE 配以 HSR 高可靠冗余环网的优势
缩短工程时间:与硬接线相比,一个水晶头插头代替近百根硬接线,将符合IEC 61850标准的微机保护多功能单元组网,是一项相对简单快捷的工程任务。

数字化运维:操作人员可远程监视、操控相关设备,并且通过 IEC61850 实时检测所有设备的网络通讯状态,真正做到了数据 24 小时可视化,避免了后期维护中需要现场查看电缆虚接和硬接线带来的潜在电磁干扰麻烦,从而影响整体工程质量。

扩展或更新灵活:支持 IEC 61850 的系统更灵活,更易于更新。通过编程或软件更改进行更新,从而避免了传统硬接线铺设电缆带来的麻烦。

降低成本:通过 IEC 61850 在项目前期设计标准化接口,降低设计难度;现场实施避免了大量硬接线,降低工程施工难度;后期数字化维护降低了运维人员的工作强度;综合降低整体工程造价,提高系统可靠性。

组网高可靠:采用 HSR 高可靠冗余环网,信号传输无丢帧,网络故障恢复无延时。

绿色环保:IEC 61850 通讯技术的使用,减少了硬件线和铜的使用,更加环保,共建绿色家园。

 

数据中心市场接受度正在增长
如前面一开始提到,IEC61850 已经在电网得到广泛的使用,随着对 IEC 61850 的认知在数据中心从业人员不断提高,尤其数据中心规模越来越大后,和当地电网的接触也在增加, IEC 61850 GOOSE 通信技术在不同电源间的切换和控制,已经正在讨论和尝试,这种成熟的技术在数据中心的创新应用即将展开。 

资深工程师发现,与 GOOSE 合作并不像学习一门新语言。它更像是一种工程工具,他们会很乐意使用它。ABB 作为IEC  61850的原始发起者之一,可以和客户共同努力,借助深厚的理论知识和丰富的实践,共同探索实际应用的需求和解决方案,以便用户可以自己安装和配置 GOOSE 通信,灵活安全地使用,从而提高整体配电系统的安全可靠性。

新型先进微机保护多功能单元与 GOOSE 相结合,可实现可靠、快速的数据传输,帮助数据中心创建更安全可靠的电源,同时降低运营成本。



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