2024数据中心配电自动化整体解决方案

—DASS方案数据中心配电自动化整体解决方案智能的设计理念灵活的解决方案可靠的电源管理全面的资产管理—目录1.数据中心概览04-06市场需求04电气拓扑05行业挑战062.DASS方案08-28DASS总体介绍08全面电源管理DGC-500010站级资产管理18模块化预制集成方案243.总结294.应用案例30数据中心配电自动化整体解决方案PAGE数据中心配电自动化整体解决方案PAGE29PAGE30PAGE30数据中心配电自动化整体解决方案—数据中心概览日益增长的建设需求数据中心是数字经济的重要物理载体，物联网、工业、大数据、AI、云计算、5G等现2025和国家大数据战略规划下，我国正朝着数字经济方向快速转型升级，并逐步形成了数字经济发展的庞大市场。—数据中心概览愈加复杂的配电架构为了提高数据中心的供电可靠性，中压系统需要多路电源以及应急电源供电。一般由市电电源作为主供，中压柴油发电机作为后备电源，当市电电源失电后，柴油发电机投入运行保证持续供电。数据中心的主流配电架构包含2N系统、DR系统和RR系统，复杂的冗余架构对数据中心的建设提出了更高的要求。2N时工作，互为备用。2N系统的供电可靠性最高，但同时投资成本也最高。DRN（N3）个配置相同的配电系统组成，N统同时工作。当一个配电系统发生故障，其对应负载由相邻配电单元继续供电。此配电系统无需设置母联。RRN+1系统，由多个供配电系统组成，其中一个系统作为其它系统的备用。当一个系统发生故障时，备用的系统继续为负载供电。—数据中心概览行业挑战数据中心在保持全球经济活力方面发挥着重要作用。随着需求的持续增长和冗余架构的愈加复杂，数据中心行业在运营成本、碳排治理、能效管理和供电可靠等方面面临更多新的挑战。需加快建设速度18-246-9个月甚至更短时间内就能完工并投入使用。数据中心的整体投资非就能越快给投资者带来收益。需降低电能损耗随着国家碳达峰、碳中和目标的发布，数据中心行业面临着更严格的能耗监管。北京、上海、深圳等地先后发布了与数据中心电能消（PUE采用更环保、更低碳、更可持续的配电设备，是促进建设绿色数据中心的有效举措。需提高供电连续性持续运行仍然是数据中心面临的最大挑战之一。全球每年有约30％的数据中心会出现意外宕机，与配电系统相关的因素约占1/3，而一次宕机带来的经济损失可能高达数百万美元。采用更合理的配电架构、更安全的配电设备和更智能的电源管理，可以有效提高供电连续性。

需创新设备资产管理传统数据中心的资产管理大多依靠现场人力巡检和电力后台监控，数据中心的配电设备运行需要客户投入大量的运维设备和人员成本。为了降低运营成本、提高供电可靠性，数字化资产管理的需求日渐高涨。远方电力后台式资产管理方案往往与现场人力巡检相对脱离，本地化的站级资产管理方案能更好地配合现场运维。需优化配电设备空间数据中心拥有多种电力设备，而其中配电设备占地面积高达30%。如果能够减少配电设备的占地面积，就可以降低建设费用或将节省出来的空间变成IT机房带来更多的经济效益。采用更小型化的配电设备或采用更优良的配电架构以节省部分配电设备，可以有效地优化配电设备空间，提高空间利用率。—DASS方案数据中心配电自动化整体解决方案ABB在数据中心行业扎根多年，利用深厚的技术能力和丰富的项目经验，不断探寻创新高效的解决方案。针对数据中心行业面临的挑战，ABB推出全球领先的数据中心自动化站级DASS：提供了从市电切换到柴发投入的整套全自动化电源管理解决方案提供了基于物联网和人工智能算法的开关柜全站监控与诊断UniGearZS1500PrimeGearZX0柜型，降低电能损耗，节约占地面积IEC61850GOOSE111)SmartSkid智能撬装方案，有效提高安装调试效率1)工时估计基于中等规模数据中心项目。—DASS方案数据中心配电自动化整体解决方案全面电源管理DGC-5000:数字化保护组网冗余技术控制器柴发并机管理

站级资产管理：SMiSMV585站级监控系统基于机器学习算法的状态评估

模块化预制集成方案：紧凑型空气开关柜紧凑型环保开关柜集成智能控制屏SmartSkid—全面电源管理全面电源管理系统DGC-5000DGC-5000是先进的全面电源管理系统，基于GOOSE通讯和组网冗余技术，可以实现从电源切换、负载逐级投切到柴发并机控制、智能加减机等全套电源管理功能。IEC61850GOOSE通讯快速、稳定，替代大量硬接线数字化保护维护方便集成控制器GOOSE，大容量中央处理器

多大脑组网冗余通讯故障时无延时恢复，简化接线中压双电源切换柜ATS机械电气闭锁，快速切换柴发并机管理柴发母线并机控制，一体化管理—全面电源管理四代智能控制技术发展伴随着技术的进步和用户需求的提高，数据中心的电源管理经历了几代的发展，从第一代继电器硬接线传统方案，逐步发展到第四代大容量IEC61850高性能控制器方案。第一代电源管理数据中心配电设备早期的逻辑要求较低，通常是通过综保IO口、硬接线就能满足大多数闭锁、备自投控制逻辑要求。第二代电源管理随着数据中心供电可靠性要求提高，控制逻辑越来越复杂，冗余要求越来越高，多采用PLC和硬接线方案实现相关逻辑功能，但是硬接线方案从设计、生产、调试都需要耗费巨大的人力和物力，出现问题时也很难迅速锁定故障点。

第三代电源管理随着IEC61850通讯协议的应用和推广，综保型继电器采用GOOSE方案，实现电源管理只用几根网线就替代了大量硬接线，大大提高设计的标准化和调试的灵活性，缩短施工和调试周期。但这类继电器处理复杂逻辑的能力不足，GOOSEIED数量受到限制。第四代电源管理DGC-5000提供了大容量IEC61850控制器方案。支持IEC61850GOOSE通讯的高性能PLC结合了第二代和第三代电源管理技术的优点：以太网通讯，强大的逻辑控制和扩展能力，高度冗余的组网通讯技术，可视化，使电源管理更智能，更可靠，更安全。—全面电源管理数字化保护在数据中心行业，ABB采用Relion系列保护，它们是基于IEC61850标准全新研发和设计的，这使产品从根本上支持站内设备互操作性与水平通讯等特性，可同时支持IEC61850和ModbusTCP/IP协议，而不必附加通讯模块。Relion系列保护可以为用户提供全方位的功能选择，还可以配置多探头主动防电弧方案，完全满足数据中心的继电保护需求。强大的硬件和软件平台助力故障的快速切除IEC61850，Modbus，103等多种协议涵盖线路、母线、变压器、柴发进出线差动等主机可单独抽出，省去维修时拆除接线的困扰支持创建多层逻辑，具备丰富的逻辑模块—全面电源管理IEC61850GOOSE通讯IEC61850设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言，通过对设备进行规范化，增强了设备之间的互操作性、可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。该标准能大幅度改善设备数据集成，减少现场施工、运维成本，增加电力系统运行的可靠性和灵活性。GOOS（GenericObjectOrieedSubtionEet即“面向通用对象的变电站事件”，IEC61850标准定义的一种快速报文传输机制。2ms的信号传输速度信号传输质量高

GOOSE可以应用在电流选跳和弧光保护中。前者利用GOOSE水平通讯技术，实现整站设备间、站间的电流选择性保护，提高保护的选择性和灵敏性，后者基于Relion系列保护的GOOSE技术，15保障设备安全。 —全面电源管理IEC61850高性能控制器IEC61850PCGOOSE通讯能力。IEC61850GOOSE、MMSIEC61850南北向通讯强大的处理器，程序处理能力远大于传统综保GOOSEIEDGOOSE通讯使用固态电子元件，故障率极低，能够在恶劣的环境中稳定运行GOOSE通讯避免外部电缆引入的电磁干扰IEC62443-4-1，IEC62443-4-2网络安全认证，保障设备安全运行—全面电源管理多“大脑”组网冗余技术传统的硬接线方案传输信号通道单一，没有冗余。DASS提供快速可靠的冗余组网方案，HSR0ms客户提供可靠冗余、方便简洁的最优组网解决方案。DASSPRPRSTP。DASS方案为数据中心提供多T4的冗余要求，实现安装位置隔离冗余、控制器冗余、南向组网冗余和北向通讯冗余。安装位置隔离冗余：可以安装在不同的开关柜中，也可以独立设置控制屏方案。控制器冗余：整个配电系统同时具有多个控制器且互为冗余。北向通讯冗余：对北向向动环或电力监控系统通讯提供冗余方案。南向组网冗余：多种南向组网冗余方案，优先推荐HSR高可靠性无缝冗余组网方案。SCADASCADASCADA—全面电源管理UniGearZS1如何保证市电电源和柴发电源的可靠切换和安全联锁一直是行业中的难题。DASS方案的UniGearZS1(ATS)中压双电源自动切换柜通过了国家高压试验站型式试验和国家继电器试验中心整柜试验，具备如下优点：机械联锁和电气联锁双重保障10,000次机械寿命可实现两台配置，节省安装空间GOOSE通讯市电、柴发投切管理负荷逐级投切及母联逻辑控制站级进出线开关状态监测机械互锁健康状态监测—全面电源管理柴发并机管理将多台柴油发电机并行形成大容量电源并向负荷供电，称为柴油发电机组的并机。柴发段母线并机管理对数据中心供电稳定性至关重要。DGC-5000GOOSE为基础，提供先进的柴发并机管理功能，与市电段电源投切方案形成完整的一体化解决方案。柴发并机控制避免了现场并机系统的大量硬接线，分布式的接线方式，简化了二次接线，提高了接线的准确率。GOOSE水平通讯，相互命令至柴发机组，实现完整的集中并机控制。柴发加减机控制加减机控制。制。负载低时，发出减机命令，节能增效；负载高时，发出加机命备使用寿命。

柴发带载测试并机系统支持柴发带载测试功能，在负载测试期间，允许发电机在全功率和全温度上运行，提前检验设备性能。模拟测试对于复杂的电源切换控制逻辑，需要现场完成拼柜和二次控制电缆铺设后再进行逻辑的验证测试。通过设置模拟测试功能，进行模拟进行逻辑的验证工作。在工厂内即可完成控制系统的逻辑调试，大大减少客户现场的施工、调试时间。—站级资产管理站级资产管理系统SmiS数字化平台模块化设计，全面智能感知高性能集成人机接口高性能软硬件，认证齐全，可靠性高站级监控系统监视及控制相结合，方便现场维护机器学习算法数据驱动，自学习模型参数，精度高—站级资产管理SMiS数字化平台加快建设速度模块化拼接，减少接线，提升安装维护便捷性和可靠性厂内安装及调试，避免现场调试工作，加快项目投运提高供电可靠性数字原生设计，实现开关柜全面智能感知一二次深度融合解决方案，完全符合智能化开关柜行业标准，具备权威的型式试验报告提高运维效率7x24h实时在线监视，将事后维护提升为视情维护，提高用电安全系数专家算法智能诊断，减少现场定期巡查，提高运维效率—站级资产管理高性能集成人机接口MV585软件特点ABB新一代机器学习算法集成先进的站级监视和控制功能对设备进行集中操作和数据汇总显示

硬件特点B&R高端工控机，通过IEC62443网络安全认证和CE、UL、DNV认证，免维护投射电容式多点触摸，高灵敏度和高分辨率1280x800IP65防护等级—站级资产管理智能监控系统站级监控系统集总览状态、资产健康、系统状态、事件记录、一键顺控等多种功能于一体，实现配电设备的高效运维管理。总览状态通过总览界面，运维人员可直观、快速地查看站级系统图、开关状态、功率、备自投状态等关键信息。替代了现场逐台设备信息查看的传统巡检方式，提高运维效率。可以快速调取关键电子版资料，便于资料无纸化存档。开关设备出现异常报警时，总览界面闪烁提示信息，可快速定位异常点并获取详细信息。资产健康资产健康界面可以查看当前开关柜的健康状态信息，提供人性化的显示窗口。12ABB自主研发的温升机器学习算法，预测精度与传统动态温升算法相比大幅提高，用户可以查看温升学习的全过程。电间隔，确保运维安全。元器件特性曲线，包含合分闸线圈、储能电机、底盘车和接地开时间特性曲线。协助运维人员了解开关柜的健康状况，及时进行预测性维护、检修，提高设备使用寿命，减少设备故障率。

系统状态全面展示了当前开关柜的出厂电气参数、实时运行状态参数以及负荷水平时间分布。全面展现开关柜设计额定参数及电流、电压、频率、功率实时运行参数，方便运维人员掌握开关柜状态信息。体现不同负荷水平的累计时间，方便用户用电决策。事件记录事件记录功能，可存储超过10年的事件信息并支持历史记录筛选。包含事件发生的时间、柜号、信息、等级，方便运维人员查看开关状态变化。事件记录提示明显，可以快速定位故障，减少处理时间，提高运维效率。一键顺控一键顺控是一种变电站倒闸操作模式，具备操作项目软件预制、操作任务模块式搭建、设备状态自动识别、防误联锁智能校核、操作步骤一键启动和操作过程自动顺序执行等功能。国网设备部发布的一键顺控技术导则，明确提出变电站一键顺控是推进现代信息技术与电网技术深度融合、构建智能运检体系的关键技术。各地配电系统已经陆续在参照该技术导则，推动一键顺控的普及。ABB在站级层面，运维人员可根据倒闸操作等运维需求直接在屏上操作，保证人员操作安全和全面提升运维操作效率。远程监视站级监控系统不仅具备强大的边缘层逻辑控制能力，通过局域网可以支持远程Web浏览器同步显示系统状态信息，实时监视设备的运行状态，为用户的设备运维管理提供有力支持。视频监控安全性。—站级资产管理基于机器学习算法的状态评估温升预警是指根据温度或者电流及温度的状况对一些关键点位的合理温升值进行估计，当实际温升值超过估计值时给出相关警示信息，以提醒运维人员及时排查。温升预警的核心是找到合适的温升数学模型，通过该数学模型预测中压开关柜在不同运行条件下的合理温升。基于机器学习算法的全新一代温升模型，对现场实际数据进行训练和评估，可以有效发现早期故障。该模型充分适应现场投运实际复杂工况，避免环境和柜型因素干扰，预测精度与传统温升算法相比大幅提高。12点测温矩阵相互校准，有效减少漏报和误报率。—模块化预制集成方案DASS方案的模块化预制集成方案是由工厂完成制造、拼柜和调试等工作，并整体包装出厂的数据中心整体解决方案，可帮助客户实现现场的配电设备快速部署，大幅降低现场管理复杂度，加速数据中心建设。SmartSkid已具备成熟的项目应用并得到了客户的广泛认可。ABB不断创新的精神，结合数据中心不断发展的新需求，DASS方案的预制化模块将会不断推出更多智能、安全、可靠的方案。—模块化预制集成方案UniGearZS1-500ABBUniGearZS1500数字化开关柜，应用到数据中心行业，提高空间利用率，实现用电高效化，同时满足快速部署和弹性扩容的需求。技术参数mm）额定电压mm）额定电压[kV]12绝缘水平[kV]42/75额定主母线电流(40℃)[A]4000A额定分支母线电流(40℃))[A]630/1250额定短路开断电流[kA]...31.5燃弧耐受电流[kA]...31.5/1试验标准GB，IEC基本柜型H[mm]2200外形尺寸W[mm]500D[mm]1310/1620

UniGearZS1（柜宽500*更多内容请参见UniGearZS1产品说明书（1YHA000372）。加速建设数据中心成熟方案，自动化产线专线生产，具备快速交付能力双台拼柜出厂，减少现场安装时间，加快建设速度节能降碳25%，有效降低能耗高效利用空间，可直接减少固定资产投资，同时降低制冷设备投资及能耗

安全可靠具备充足绝缘裕度，通过严苛的凝露型式试验均匀场强设计，较低的局部放电水平，保障长期绝缘性能可靠—模块化预制集成方案PrimeGearZX0PrimeGearZX0可使用干燥空气作为绝缘介质，无需考虑SF6气体的监测与处理，节能环保，运维高效，节约投资。技术参数额定电压技术参数额定电压/最高工作电压UrkV12额定工频耐受电压UdkV42额定雷电冲击耐受电压UpkV75绝缘气体DryAir额定频率frHz50母线的额定正常电流lrA...2500额定正常电流lrA...2500额定短时耐受电流lkkA...31.5/4s额定峰值耐受电流lpkA...80绝缘额定填充水平paekPa140forDryAir最低运行功能水平prekPa130/120/100充气面板模块的防护等级IP67低压室和机构室的防护等级IP3X最高环境温度℃+4024小时平均环境温度（最大值）℃+35最低环境温度℃-15海拔高度m...1000*更多内容请参见PrimeGearZX0产品说明书（1YHA000295）。节能降碳250废弃物处置阶段，无需专门气体回收处理

安全可靠故障风险，意味着开关柜在整个生命周期内都具备高效的性能高压部件完全密封在充气隔室内，避免外界环境影响，可应对严苛的使用工况运维便捷主回路不受外界环境的影响，运维高效，降低寿命期间使用成本—模块化预制集成方案集中控制屏高度集成一体化设计，集中控制屏与开关柜整体设计和生产灵活的使用空间，让电气设备的布局和使用更加的合理和安全根据需求，可以提供多种不同的实际方案，如：保护集中组屏、交换机、PLC、HMI、UPS等，以满足不同场合需求提高效率接线便捷开关柜与控制屏之间的接线柜内完成，省去大量二次电缆铺设

质量可靠外壳及门板材质与开关柜保持一致，共享先进的工艺流程，整体防护强度远大于一般控制柜空间高效集中控制屏预留三个备用隔室，可以灵活存放各类操作工具、钥匙、文件资料以及现场常用备件和仪器设备等—模块化预制集成方案SmartSkid一体化交付通过预装、预检、预调，减少现场工作，缩短交期简化用户供应商和施工单位接口，提高工作效率模块化组合模块化生产和组装，提高效率灵活组合，应对各种现场需求可选配智能传感器（...）

原厂工艺ABB原厂工艺确保设备采用统一设计、生产和检验标准简化合同和质量接口单一合同打包，简化商务环节统一质量接口，确保产品全生命周期的质量可靠—总结结合数据中心行业用户对配电设备整体解决方案的需求，DASS方案基于IEC61850GOOSE水平通讯技术，量身定制了一系列的创新解决