引言

在數字化轉型加速與數據中心承載核心業務的背景下，構建高可靠、智能化的能源管理系統成為保障數據中心穩定運行的關鍵。上海兆越通訊技術有限公司憑借深厚的技術積累與行業經驗，針對數據中心能源管理的核心需求，提出了一套創新的解決方案。本方案基于現有IDC能源系統架構，結合先進通信與數據采集技術，構建高可靠、易擴展、智能化的能源管理平臺，確保數據中心電力供應安全穩定，同時降低運維復雜度。

現有IDC能源系統架構

當前IDC能源系統采用多重冗余設計，核心組成如下：

1．雙路市電輸入：兩路獨立市電電源互為備份，通過ATS（自動切換開關）實現無縫切換，確保單路市電故障時供電連續性。

2．不間斷電源（UPS）：配置N+X冗余UPS系統，在市電中斷后提供瞬時電力支撐（典型15-30分鐘），為柴油發電機組啟動爭取緩沖時間。

3．柴油發電機組：作為后備電源，在市電長時間中斷時啟動，保障IDC持續運行。發電機組采用多臺并聯設計（如4×2.5MW機組），通過并機柜實現功率均分與負載均衡。

4．安全備份機制：市電、UPS、發電機組形成三級冗余，任一環節故障均能快速切換，滿足Tier Ⅳ級數據中心可靠性要求。

發電機組通信與同步控制方案

1．環網通信架構

設備選型：采用MIE-2412A工業以太網交換機構建光纖環網，連接多臺發電機組控制器（如DEIF、ComAp）。

2．技術優勢：

高可靠性：環網自愈時間≤20ms，單點鏈路中斷不影響整體通信。

低延遲：1000M網絡，確保多機組同步控制信號傳輸實時性。

3．發電機組同步控制

通過環網傳輸頻率、電壓、相位信號，由主控機組（Master）協調從機組（Slave）實現：

相位同步：誤差≤±0.5°。

頻率同步：誤差≤±0.2Hz。

并機邏輯：支持自動負載分配（ALD）與黑啟動（Black Start）功能，確保多機組并機運行穩定。

數據采集與集中控制方案

1．多協議數據采集

每臺發電機組控制器、UPS、ATS等設備通過Modbus TCP/RTU、CANopen等協議輸出運行數據（電壓、電流、油壓、溫度等）。

2．MGS-6920工業協議網關集成

l 功能設計：

協議轉換：將異構設備協議統一轉換為MQTT/OPC UA，供上層控制中心調用。

數據匯聚：實時采集多機組數據，本地緩存后上傳至能源管理系統。

l 實施優勢：

簡化管理：控制中心僅需對接單一網關，避免多設備協議兼容性問題。

快速部署：支持工程模式配置，減少現場調試時間。

系統架構圖

實施方案

1. 部署階段

硬件安裝：完成發電機組環網布線、MGS-6920網關部署及協議配置。

軟件集成：企業能源管理系統對接網關，開發定制化監控界面與告警策略。

2. 測試驗證

冗余切換測試：模擬市電中斷，驗證ATS切換、發電機組啟動及并機同步性能。

協議兼容性測試：確保網關與多品牌設備通信穩定，數據采集完整率≥99.9%。

效益分析

1. 可靠性提升

環網+協議網關設計，系統可用性從99.9%提升至99.99%。

2. 運維效率優化

集中化管理降低人工巡檢頻率，故障定位時間縮短60%。

3. 成本節約

網關協議轉換減少定制化開發成本，全生命周期運維費用降低15%-20%。

產品介紹

MGS-6920  2網4串工業協議網關

• 支持2 個 100M/10M 以太網接口 ， AUTO MDI/MDIX 雙級抗雷防護

• 支持4 個全隔離 RS485 接口（支持收發指示燈）， RS485 采用三級防護

• 可支持多種主流工業協議的轉換：IEC61850、Profinet、Modbus TCP、Modbus RTU、Ethernet/IP、EtherCAT、OPC UA等

• 支持寬溫工作范圍：-40～85℃