引言

在数字化转型加速与数据中心承载核心业务的背景下，构建高可靠、智能化的能源管理系统成为保障数据中心稳定运行的关键。上海兆越通讯技术有限公司凭借深厚的技术积累与行业经验，针对数据中心能源管理的核心需求，提出了一套创新的解决方案。本方案基于现有IDC能源系统架构，结合先进通信与数据采集技术，构建高可靠、易扩展、智能化的能源管理平台，确保数据中心电力供应安全稳定，同时降低运维复杂度。

现有IDC能源系统架构

当前IDC能源系统采用多重冗余设计，核心组成如下：

1．双路市电输入：两路独立市电电源互为备份，通过ATS（自动切换开关）实现无缝切换，确保单路市电故障时供电连续性。

2．不间断电源（UPS）：配置N+X冗余UPS系统，在市电中断后提供瞬时电力支撑（典型15-30分钟），为柴油发电机组启动争取缓冲时间。

3．柴油发电机组：作为后备电源，在市电长时间中断时启动，保障IDC持续运行。发电机组采用多台并联设计（如4×2.5MW机组），通过并机柜实现功率均分与负载均衡。

4．安全备份机制：市电、UPS、发电机组形成三级冗余，任一环节故障均能快速切换，满足Tier Ⅳ级数据中心可靠性要求。

发电机组通信与同步控制方案

1．环网通信架构

设备选型：采用MIE-2412A工业以太网交换机构建光纤环网，连接多台发电机组控制器（如DEIF、ComAp）。

2．技术优势：

高可靠性：环网自愈时间≤20ms，单点链路中断不影响整体通信。

低延迟：1000M网络，确保多机组同步控制信号传输实时性。

3．发电机组同步控制

通过环网传输频率、电压、相位信号，由主控机组（Master）协调从机组（Slave）实现：

相位同步：误差≤±0.5°。

频率同步：误差≤±0.2Hz。

并机逻辑：支持自动负载分配（ALD）与黑启动（Black Start）功能，确保多机组并机运行稳定。

数据采集与集中控制方案

1．多协议数据采集

每台发电机组控制器、UPS、ATS等设备通过Modbus TCP/RTU、CANopen等协议输出运行数据（电压、电流、油压、温度等）。

2．MGS-6920工业协议网关集成

l 功能设计：

协议转换：将异构设备协议统一转换为MQTT/OPC UA，供上层控制中心调用。

数据汇聚：实时采集多机组数据，本地缓存后上传至能源管理系统。

l 实施优势：

简化管理：控制中心仅需对接单一网关，避免多设备协议兼容性问题。

快速部署：支持工程模式配置，减少现场调试时间。

系统架构图

实施方案

1. 部署阶段

硬件安装：完成发电机组环网布线、MGS-6920网关部署及协议配置。

软件集成：企业能源管理系统对接网关，开发定制化监控界面与告警策略。

2. 测试验证

冗余切换测试：模拟市电中断，验证ATS切换、发电机组启动及并机同步性能。

协议兼容性测试：确保网关与多品牌设备通信稳定，数据采集完整率≥99.9%。

效益分析

1. 可靠性提升

环网+协议网关设计，系统可用性从99.9%提升至99.99%。

2. 运维效率优化

集中化管理降低人工巡检频率，故障定位时间缩短60%。

3. 成本节约

网关协议转换减少定制化开发成本，全生命周期运维费用降低15%-20%。

产品介绍

MGS-6920  2网4串工业协议网关

• 支持2 个 100M/10M 以太网接口 ， AUTO MDI/MDIX 双级抗雷防护

• 支持4 个全隔离 RS485 接口（支持收发指示灯）， RS485 采用三级防护

• 可支持多种主流工业协议的转换：IEC61850、Profinet、Modbus TCP、Modbus RTU、Ethernet/IP、EtherCAT、OPC UA等

• 支持宽温工作范围：-40～85℃