何優(yōu)琪，楚程媛

（陜西省電力有限公司漢中供電公司，陜西 漢中 723000）

0 引 言

不間斷電源（Uninterruptable Power Supply，UPS）是數(shù)據(jù)中心電力供應(yīng)的保障，其自身的可靠性成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)和運(yùn)維專業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)[1-3]。近年來(lái)電力調(diào)度的重大事故幾乎與UPS有關(guān)。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司《安全事故調(diào)查規(guī)程》規(guī)定，機(jī)房不間斷電源系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)故障會(huì)造成自動(dòng)化、信息或通信設(shè)備失電，并影響業(yè)務(wù)辦理，認(rèn)定為8級(jí)設(shè)備事故。專業(yè)運(yùn)維人員需將UPS運(yùn)行可靠性放在首要位置，提高對(duì)UPS故障的響應(yīng)速度，避免出現(xiàn)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)失電、數(shù)據(jù)中斷導(dǎo)致調(diào)度業(yè)務(wù)無(wú)法開(kāi)展的情況。因此，文章提出縮短調(diào)度控制系統(tǒng)UPS故障響應(yīng)時(shí)間、強(qiáng)化UPS設(shè)備精細(xì)化管理、提高自動(dòng)化系統(tǒng)電源故障處理效率、確保安全可靠供電的目標(biāo)，以強(qiáng)化公司優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。

1 主要做法

電力調(diào)度部門是地區(qū)電力調(diào)度運(yùn)行的指揮者。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)可為電力調(diào)度部門提供技術(shù)支持。由于系統(tǒng)服務(wù)器、工作站交換機(jī)以及數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)等對(duì)交流供電提出了不停電和可靠性要求，系統(tǒng)配備了UPS[4,5]。UPS主要由環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)和UPS異常狀態(tài)警報(bào)系統(tǒng)2個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成。環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)涵蓋內(nèi)容廣泛，包括設(shè)備、環(huán)境以及視頻等多維度監(jiān)控，實(shí)時(shí)掌握電源狀態(tài)，利于運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)。UPS異常狀態(tài)警報(bào)系統(tǒng)主要利用聲光進(jìn)行操作，在異常狀態(tài)下聲光系統(tǒng)電路會(huì)被導(dǎo)通，燈光亮起，從而避免對(duì)系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p害，降低生產(chǎn)運(yùn)行成本[6]。

陜西省電力有限公司漢中供電公司調(diào)度控制系統(tǒng)UPS自投入已運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)9年，設(shè)備硬件老化，軟件系統(tǒng)內(nèi)部存在缺陷，因此調(diào)控系統(tǒng)運(yùn)維中UPS的重要性愈加凸顯，提高其故障響應(yīng)速度和處理效率迫在眉睫。統(tǒng)計(jì)UPS故障及測(cè)試情況，它的自動(dòng)化響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。因此，文章將積極探索縮短UPS故障響應(yīng)時(shí)間的措施以改善現(xiàn)狀。

1.1 現(xiàn)狀分析統(tǒng)計(jì)

UPS主要由整流系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、變換系統(tǒng)和開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)4部分組成。系統(tǒng)供電時(shí)，整流系統(tǒng)是一個(gè)將交流電轉(zhuǎn)化為直流電的裝置，經(jīng)濾波穩(wěn)壓后供給逆變器，然后給儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，起到充電器的作用[7]。正常情況下，UPS由主市電經(jīng)整流系統(tǒng)整流為直流，一方面為電池充電，另一方面為逆變器供電。逆變器將直流電逆變?yōu)榉€(wěn)定的交流電輸出給負(fù)載，當(dāng)主市電停電或電源電壓波動(dòng)超限后，由電池為逆變器繼續(xù)供電，保證輸出不中斷，并在主市電正常后返回主市電工作[8]。通過(guò)統(tǒng)計(jì)年度電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)UPS運(yùn)行測(cè)試記錄得到電源故障響應(yīng)各環(huán)節(jié)用時(shí)結(jié)果，調(diào)度控制系統(tǒng)UPS故障平均響應(yīng)時(shí)間為73.25 min。結(jié)合調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，響應(yīng)方案啟動(dòng)用時(shí)占電源故障總響應(yīng)時(shí)間的比例最大，平均用時(shí)較長(zhǎng)，約為45.33 min。因此，文章將多措并舉，研究并解決響應(yīng)方案啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。

1.2 設(shè)定目標(biāo)分析原因

現(xiàn)狀調(diào)查及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合電源設(shè)備現(xiàn)行情況和歷史運(yùn)行UPS故障的響應(yīng)速度，發(fā)現(xiàn)先前的運(yùn)維條件與現(xiàn)在相差無(wú)幾，實(shí)現(xiàn)電源故障平均響應(yīng)時(shí)間在30 min以內(nèi)的目標(biāo)。

為了更好地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，結(jié)合影響UPS故障響應(yīng)時(shí)間的因素，深入分析響應(yīng)方案啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的原因，主要包括缺乏實(shí)時(shí)警報(bào)裝置、故障告警設(shè)置不合理以及環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)功能不全等。

1.3 制定優(yōu)化方案

1.3.1 缺乏實(shí)時(shí)警報(bào)裝置

利用UPS定期維保，模擬主市電輸入進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)UPS設(shè)備故障經(jīng)采集點(diǎn)傳送給環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)告警，再發(fā)送告警短信至值班手機(jī)。僅僅通過(guò)實(shí)時(shí)短信告警手段，對(duì)故障響應(yīng)方案啟動(dòng)的快速性影響較大。若電源故障發(fā)生在非值班巡視時(shí)段，極易忽略手機(jī)故障信息，造成故障響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。首先，評(píng)估分析缺乏實(shí)時(shí)警報(bào)裝置的對(duì)策方案，對(duì)比安裝電源實(shí)時(shí)警報(bào)裝置和增加告警值班接收手機(jī)2種方法，發(fā)現(xiàn)安裝警報(bào)裝置能有效解決重要故障實(shí)時(shí)告警問(wèn)題。購(gòu)買電磁繼電器和聲光報(bào)警較為便捷，可作為實(shí)時(shí)告警后備方式。此外，材料及設(shè)備安裝簡(jiǎn)單，調(diào)試用時(shí)短，累計(jì)成本低，能顯著改善現(xiàn)狀。

1.3.2 監(jiān)控系統(tǒng)故障告警設(shè)置不合理

現(xiàn)場(chǎng)檢查環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)中，UPS告警正確參數(shù)設(shè)置為重要1級(jí)、一般2級(jí)、普通3級(jí)的告警短信時(shí)延分別為1 min、10 min、全屏蔽。梳理UPS故障437條遙信和遙測(cè)信號(hào)時(shí)發(fā)現(xiàn)，有4類重要告警發(fā)生在電源故障響應(yīng)方案啟動(dòng)環(huán)節(jié)。重要故障告警的準(zhǔn)確設(shè)置是響應(yīng)方案啟動(dòng)速率的關(guān)鍵因素。告警方式和延遲時(shí)間設(shè)置不合理對(duì)目標(biāo)值的實(shí)現(xiàn)影響較大，因此結(jié)合單獨(dú)劃歸電源故障類型，調(diào)整現(xiàn)有故障告警等級(jí)設(shè)置方案。針對(duì)設(shè)置不當(dāng)?shù)母婢?，基于現(xiàn)有環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，盡可能縮短維護(hù)周期，同時(shí)不需要外部技術(shù)支持。

2 方案實(shí)踐應(yīng)用

2.1 安裝測(cè)試電源實(shí)時(shí)警報(bào)裝置

確定設(shè)備安裝地點(diǎn)方案，將電源故障采集點(diǎn)信號(hào)接至電磁繼電器回路。安裝電源實(shí)時(shí)警報(bào)裝置作為值班手機(jī)發(fā)送告警的后備方式，且警報(bào)信號(hào)應(yīng)24 h監(jiān)控。計(jì)劃在UPS主機(jī)上加裝電磁繼電器回路，將其接至調(diào)度大樓15樓配電室，同時(shí)將聲光警報(bào)裝置安裝于調(diào)度大廳口。專業(yè)運(yùn)維人員負(fù)責(zé)UPS故障信號(hào)接入、電源繼電器回路組建、聲光警報(bào)裝置定位安裝以及現(xiàn)場(chǎng)安全管理工作，并且模擬測(cè)試電源硬件故障、自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電器（Automatic Transfer Switching Equipment，ATS）電源自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)故障、市電輸入電源故障以及人員操作失誤等典型故障，測(cè)試不同電源故障情況下警報(bào)裝置的可靠性。截至2022年4月，公司已完成電源故障實(shí)時(shí)聲光警報(bào)的試驗(yàn)，警報(bào)裝置發(fā)出警報(bào)的準(zhǔn)確率為100%，滿足專業(yè)安全運(yùn)維需求。

2.2 調(diào)整故障告警等級(jí)設(shè)置

排查電源故障告警信號(hào)設(shè)置不合理參數(shù)，針對(duì)篩查的信號(hào)，完成故障告警的屬性配置，測(cè)試調(diào)整后檢查告警屬性是否合理并記錄。根據(jù)環(huán)境動(dòng)力系統(tǒng)信號(hào)庫(kù)，電源故障信號(hào)包含UPS重要遙測(cè)、一般遙測(cè)、重要故障、重要狀態(tài)、一般故障以及一般狀態(tài)等告警等級(jí)。集中篩選電源故障中主要遙測(cè)遙信告警信號(hào)，針對(duì)故障特性進(jìn)行告警屬性配置，包含告警內(nèi)容、緊急度、告警類型、設(shè)備級(jí)別、短信報(bào)警發(fā)出及告警延時(shí)等。

檢測(cè)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)短信推送功能，逐級(jí)測(cè)試和檢查裝置的短信告警發(fā)送功能和級(jí)別。電源故障等重要信息要求能實(shí)時(shí)發(fā)送到運(yùn)維值班手機(jī)、自動(dòng)化班班長(zhǎng)、自動(dòng)化負(fù)責(zé)人、分管主任以及主任。通過(guò)反復(fù)測(cè)試，故障告警信號(hào)設(shè)置與測(cè)試信號(hào)相符，告警信息準(zhǔn)確發(fā)送并符合參數(shù)值要求，方案實(shí)施應(yīng)用有效。

2.3 告警轉(zhuǎn)發(fā)至EMS系統(tǒng)聲音推圖

安排專人梳理匯總環(huán)境動(dòng)力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的電源告警信號(hào)遙測(cè)信號(hào)234條和遙信信號(hào)178條，篩選重要告警信息。根據(jù)環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)的遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)庫(kù)，完成向EMS系統(tǒng)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)入庫(kù)和參數(shù)設(shè)置，同時(shí)在監(jiān)控畫面上增加UPS輸入輸出電壓等狀態(tài)圖元，對(duì)重要信息設(shè)置閾值告警及事故推圖功能。針對(duì)逆變器故障、蓄電池故障、電源通信狀態(tài)、電源輸入電壓異常以及主市電輸入電源故障，遙測(cè)遙信信號(hào)將進(jìn)行電源設(shè)備、環(huán)境動(dòng)力系統(tǒng)和EMS系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試。

通過(guò)環(huán)境動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)與EMS系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)測(cè)試，運(yùn)維人員統(tǒng)計(jì)電源發(fā)生典型故障時(shí)通過(guò)向EMS轉(zhuǎn)發(fā)告警實(shí)現(xiàn)聲音推圖功能。結(jié)果顯示，故障報(bào)警發(fā)出平均時(shí)長(zhǎng)明顯縮短，均低于5 min，為電源故障現(xiàn)場(chǎng)處理過(guò)程爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間。

2.4 專業(yè)管理鞏固措施

在配置和使用UPS的過(guò)程中，一定避免只重投資不重管理，只重使用不重維護(hù)的錯(cuò)誤觀念。要加強(qiáng)對(duì)UPS運(yùn)行質(zhì)量的重視，加強(qiáng)人員學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，配置必要的維護(hù)工具設(shè)備，使工作人員具備正確使用、維護(hù)及快速處理事故的能力。一是將UPS故障聲光警報(bào)裝置、環(huán)境動(dòng)力轉(zhuǎn)發(fā)通道及告警推圖情況納入巡視目錄，將《調(diào)控中心運(yùn)維值班巡視卡》納入地市公司電力調(diào)度控制中心工作規(guī)范，并嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)考核。二是梳理修編漢中電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)UPS故障應(yīng)急故障處置預(yù)案，完善電源故障應(yīng)急處理手冊(cè)，修編《漢中電網(wǎng)調(diào)度重大事件應(yīng)急匯報(bào)規(guī)定》《漢中電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)嚴(yán)重故障應(yīng)急管理規(guī)定》，加強(qiáng)應(yīng)急演練，提高對(duì)突發(fā)事件的響應(yīng)和處置能力。三是編制調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)電源故障工作流程，依照《調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)故障缺陷管理標(biāo)準(zhǔn)》中缺陷等級(jí)分類，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、辨識(shí)、推送和消除設(shè)備缺陷。遇到重大緊急缺陷時(shí)，必須發(fā)起檢修。因此，需編制緊急缺陷處置方案和現(xiàn)場(chǎng)“三措”的流程，逐級(jí)審核批準(zhǔn)后執(zhí)行。

檢查專業(yè)運(yùn)維中日常電源巡檢維保記錄，嚴(yán)格執(zhí)行周值班制。UPS設(shè)備軟硬件在工作日巡視1次，每周UPS電源室巡檢運(yùn)維2 h。電源巡檢維保依據(jù)《電力調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)UPS電源及其配電系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)要求，參照《漢中地調(diào)自動(dòng)化UPS電源故障現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急響應(yīng)啟動(dòng)方案》及時(shí)排查電源設(shè)備故障隱患。通過(guò)實(shí)行專業(yè)管理鞏固方案，進(jìn)一步有效縮短了調(diào)度控制系統(tǒng)UPS故障平均響應(yīng)時(shí)間。

3 實(shí)施效果

UPS運(yùn)維管理時(shí)不僅要考慮可靠性，而且要兼顧經(jīng)濟(jì)性，因此有必要探索一種綜合可靠性與經(jīng)濟(jì)性的方法。通過(guò)上述方案的實(shí)施，優(yōu)化系統(tǒng)應(yīng)用及警報(bào)裝置，經(jīng)過(guò)6個(gè)月實(shí)踐運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)均能在目標(biāo)時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)故障響應(yīng)，縮短了UPS故障的專業(yè)響應(yīng)時(shí)間，可為故障電源應(yīng)急處置贏得寶貴時(shí)間。統(tǒng)計(jì)6個(gè)月UPS故障平均響應(yīng)時(shí)間為25 min，已達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

社會(huì)效益方面，UPS的可靠運(yùn)行為自動(dòng)化系統(tǒng)、調(diào)度運(yùn)行、監(jiān)控值班以及機(jī)房監(jiān)控等提供供電保障，確保電力生產(chǎn)工作有序開(kāi)展，為地區(qū)電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行夯實(shí)基礎(chǔ)，樹(shù)立漢中供電公司良好的社會(huì)形象，為“構(gòu)建和諧電力，服務(wù)和諧社會(huì)”做出貢獻(xiàn)。

經(jīng)濟(jì)效益方面，方案實(shí)施雖未直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，但隨著電源故障報(bào)警轉(zhuǎn)發(fā)至EMS系統(tǒng)聲音推圖功能的實(shí)現(xiàn)和聲光實(shí)時(shí)警報(bào)裝置的安裝，建立了冗余互備的電源故障快速響應(yīng)系統(tǒng)，減少了工作人員的時(shí)間，降低了自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)維成本。

管理效益方面，專業(yè)運(yùn)維人員積極探索處理疑難技術(shù)問(wèn)題的方法，減少了繁雜的自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)工作的時(shí)間，節(jié)省了人力物力資源，提高了成員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

4 結(jié) 論

綜上所述，為縮短運(yùn)維人員對(duì)UPS故障響應(yīng)的時(shí)間，避免出現(xiàn)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間失電、數(shù)據(jù)中斷而無(wú)法開(kāi)展調(diào)度業(yè)務(wù)，開(kāi)展安裝電源實(shí)時(shí)警報(bào)裝置、調(diào)整現(xiàn)有故障報(bào)警等級(jí)及設(shè)置、故障報(bào)警轉(zhuǎn)發(fā)能量管理系統(tǒng)聲音推圖等技術(shù)改造。通過(guò)建立冗余互備的電源故障快速響應(yīng)系統(tǒng)，提高了自動(dòng)化系統(tǒng)電源故障處理效率，可為安全可靠供電提供專業(yè)支撐。