專利名稱：一種數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力供電系統(tǒng)技術領域，特別涉及一種數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)。
背景技術：
隨著YD/T 2378-2011《通信用240V直流供電系統(tǒng)》標準的頒布實施，越來越多的數(shù)據(jù)中心開始采用240V或其他電壓等級的高壓直流供電，其中，高壓是相對于原有48V直流系統(tǒng)。目前，重要的IT設備通常都采用雙電源輸入，相應地前端供電系統(tǒng)有兩種方案方案一，配置一套高壓直流電源，高壓直流電源的整流模塊可分為三類，第一類是主用模塊，為IT設備供電，第二類是充電模塊，為蓄電池組充電，第三類是冗余模塊，為第一、二類模塊提供冗余備份。高壓直流電源系統(tǒng)中，上述三類模塊典型的配置比例為10:1:1。其中，高壓直流電源的主用整流模塊容量為N，N為IT設備的用電功率，輸出雙路電纜至IT設備。此方案的缺點是，供電可靠性不高，供電系統(tǒng)僅有線路備份，當電源系統(tǒng)故障時，將導致IT設備停電宕機。方案二，配置兩套高壓直流電源，每套高壓直流電源的主用整流模塊容量為N (N為IT設備的用電功率)，兩套高壓直流電源設備的主用容量合計為2N，每套電源各輸出一路電纜至IT設備。此方案的缺點是，電源設備配置容量大，是方案一的兩倍，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術缺陷之一。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠可靠、高效地為數(shù)據(jù)中心供電，并且所用電源設備容量配置少，降低了成本。為達到上述目的，本發(fā)明的實施例提出一種數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)包括市電供電設備，用于輸出兩路市電；高壓直流供電裝置，所述高壓直流供電裝置與所述市電供電設備相連，用于將來自所述市電供電設備的一路市電轉(zhuǎn)換為高壓直流電，并輸出至負載設備以對所述負載設備進行供電；以及，交流供電裝置，所述交流供電裝置與所述市電供電設備相連，用于選擇所述市電供電設備提供的兩路市電中的一路輸出至負載設備以對所述負載設備進行供電。根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)，通過一路高壓直流和一路交流市電對負載設備進行供電，市電回路不用經(jīng)過電源設備的轉(zhuǎn)換，不會產(chǎn)生供電回路的轉(zhuǎn)換損耗，節(jié)省了成本。消除了高壓直流電源設備端的單點故障，提高了供電可靠性。在本發(fā)明的一個實施例中，所述高壓直流供電裝置包括高壓直流電源，所述高壓直流電源與所述市電供電設備相連，用于將來自所述市電供電設備的一路市電轉(zhuǎn)換為高壓直流電；直流配電單元，所述直流配電單元與所述高壓直流電源相連，用于將所述高壓直流電輸出至所述負載設備的直流輸入端以對所述負載設備進行供電。在本發(fā)明的一個實施例中，所述交流供電裝置包括交流配電單元，所述交流配電單元與所述市電供電設備相連，用于接收市電供電設備的兩路市電，并通過自動切換開關選擇其中的一路輸出至所述負載設備的交流輸入端。 在本發(fā)明的另一個實施例中，所述交流配電單元的自動切換開關在檢測到當前輸出的一路市電停電時，自動切換至另一路市電輸出。在本發(fā)明的一個實施例中，初始時，所述高壓直流供電裝置將來自所述市電供電設備的一路市電轉(zhuǎn)換為高壓直流電，所述交流供電裝置將來自所述市電供電設備的另一路市電輸出至所述負載設備。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括蓄電池組，所述蓄電池組與所述直流配電單元之間，用于在所述負載設備的交流輸入端短時停電時，輸出直流電至所述直流配電單元，并在所述交流輸入端恢復供電后，停止輸出。其中，所述直流配電單元將來自所述高壓直流電源和所述蓄電池組的直流電輸出至所述負載設備的直流輸入端。通過與蓄電池及帶自動轉(zhuǎn)換功能的雙輸入交流配電單元的配合，將高壓直流電源主用模塊的配置容量減少為N/2，其中N為負載設備的用功功率，大大降低了設備費用，降低了成本。在本發(fā)明的一個實施例中，當所述市電供電設備輸出的兩路市電均停電時，所述蓄電池組輸出直流電至所述直流配電單元，并由所述直流配電單元輸出直流電至所述負載設備的直流輸入端。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的一種數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)。
如圖1所示，本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)包括市供電設備101、高壓直流供電裝置102和交流供電裝置103。其中，市電供電設備101用于輸出兩路市電。高壓直流供電裝置102與市電供電設備101相連，用于將來自市電供電設備101的一路市電轉(zhuǎn)換為高壓直流電，并輸出至負載設備104以對負載設備104進行供電。交流供電裝置103與市電供電設備101相連，用于選擇市電供電設備101提供的兩路市電中的一路輸出至負載設備104以對負載設備104進行供電。在本發(fā)明的一個實施例中，初始時，高壓直流供電裝置102將來自市電供電設備101的一路市電轉(zhuǎn)換為高壓直流電，交流供電裝置103將來自市電供電設備101的另一路市電輸出至負載設備104。在本發(fā)明的一個實施例中，負載設備104可以為但不限于雙電源IT設備。對于雙電源IT設備，由于雙電源IT設備的兩個電源模塊完全獨立，輸入端獨立設置，輸出端并接在一起。因此，輸入端可以采用不同的電源類型。在本發(fā)明的實施例中，采用一路交流電和一路高壓直流電雙輸入的方式，分別為雙電源IT設備的交流輸入端和直流輸入端供電。通過市供電設備101提供兩路市電，一路市電接入高壓直流供電裝置102，轉(zhuǎn)化為高壓直流電，然后輸入到雙電源IT設備的直流輸入端。同時，市供電設備101提供的其中一路市電接入交流供電裝置103，然后輸入到雙電源IT設備的交流輸入端，為雙電源IT設備進行供電。進一步，如圖2所示，高壓直流供電裝置102包括高壓直流電源201和直流配電單元202。其中，高壓直流電源201與市電供電設備101相連，用于將來自市電供電設備101的一路市電轉(zhuǎn)換為高壓直流電。直流配電單元202與高壓直流電源201相連，用于將高壓直流電輸出至負載設備104的直流輸入端以對負載設備104進行供電。交流供電裝置103包括交流配電單元203，交流配電單元203與市電供電設備101相連，用于接收市電供電設備101的兩路市電，并通過自動切換開關208選擇其中的一路輸出至負載設備104的交流輸入端。如圖2所示，本發(fā)明的一個實施例中，為了保證負載設備104供電的連續(xù)性，還包括蓄電池組206，蓄電池組206位于高壓直流電源201與直流配電單元202之間，用于在負載設備104的交流輸入端短時停電時，輸出直流電至直流配電單元202，并在交流輸入端恢復供電后，停止輸出。其中，直流配電單元202將來自高壓直流電源201和蓄電池組206的直流電輸出至負載設備104的直流輸入端。如圖2所示，在本發(fā)明的一個實施例中，市電供電設備101提供I路和II路雙路市電，I路和II路市電經(jīng)過變壓器T及低壓配電設備204接入交流電母線路和直流電母線路，一般情況，交流配電單元203連接第I路市電為雙電源IT設備的交流輸入端供電，高壓直流電源201由第II路市電供電，經(jīng)整流模塊205轉(zhuǎn)換成高壓直流為雙電源IT設備直流輸入端供電。在本發(fā)明的一個實施例中，當市供電設備101提供的I路和II路雙路市電都正常供電時，第I路市電通過交流配電單元203為雙電源IT設備提供交流輸入端的供電。第II路市電進入高壓直流電源201經(jīng)整流模塊205轉(zhuǎn)換成高壓直流，通過直流配電單元202為雙電源IT設備的直流輸入端供電。雙電源IT設備采用負載均分模式，因此，當雙電源IT設備的用功功率總負荷為N時，高壓直流電源201和市電分別承擔N/2的負荷，高壓直流電源201的主要整流模塊205配置容量為N/2即可滿足供電要求。
如圖2所示，在本發(fā)明的一個實施例中，低壓配電設備204可以為典型的單母線分段接線方式，當兩路市電正常供電時，母聯(lián)開關207斷開，當一路市電停電后，母聯(lián)開關207閉合，能夠轉(zhuǎn)換成由另一路市電供兩段母線進行供電。另外，流配電單元203為雙輸入，由市供電設備101提供的兩路市電，經(jīng)變壓器T及低壓配電設備204后，均輸入到交流配電單元203，交流配電單元203通過自動轉(zhuǎn)換開關208切換選擇接通線路。交流配電單元203的自動切換開關208在檢測到當前輸出的一路市電停電時，自動切換至另一路市電輸出。低壓配電設備204中母聯(lián)開關207的切換時間應快于交流配電單元203自動轉(zhuǎn)換開關208的切換時間，以保證供電的安全。如圖2所示，在本發(fā)明的一個實施例中，當市供電設備101提供的第I路市電停電后，雙電源IT設備的交流輸入端短時停電，低壓配電設備204的母聯(lián)開關207閉合，即第II路市電輸入到交流配電單元203，轉(zhuǎn)換成第II路市電為雙電源IT設備的交流輸入端供電，雙電源IT設備交流輸入端恢復供電。如果母聯(lián)開關207發(fā)生故障，則交流配電單元203內(nèi)的自動轉(zhuǎn)換開關208自動切換，切換至第II路市電為雙電源IT設備交流輸入端進行供電，也能使雙電源IT設備交流輸入端恢復供電。在雙電源IT設備的交流輸入端短時停電期間，雙電源IT設備的直流輸入端由高壓直流電源201的整流模塊205和蓄電池組206共同供電，各分擔N/2負荷，其中，N為雙電源IT設備的用電功率，通過直流配電單元202輸出到雙電源IT設備的直流輸入端。當雙電源IT設備的交流輸入端恢復供電后，直流輸入端恢復由整流模塊205供電，蓄電池組206停止輸出。在本發(fā)明的一個實施例中，當市供電設備101提供的第II路市電停電后，由第I路市電通過交流配電單元203為雙電源IT設備的交流輸入端供電，由蓄電池組206為雙電源IT設備的直流輸入端供電。如此，雙電源IT設備的交流輸入端和直流輸入端的可以保持連續(xù)供電。在本發(fā)明的一個實施例中，當市電供電設備101輸出的兩路市電均停電時，蓄電池組206輸出直流電至直流配電單元202，并由直流配電單元202輸出直流電至負載設備104的直流輸入端。如圖2所示，當市供電設備101提供的I路和II路兩路市電均停電后，由蓄電池組206輸出直流電，通過直流配電單元202為雙電源IT設備的直流輸入端供電。綜上所述，在市供電設備101發(fā)生任意故障情況下，本發(fā)明實施例提出的數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)均能保障負載設備104的連續(xù)供電。根據(jù)本發(fā)明實施例提出的數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)，通過一路高壓直流和一路交流市電對負載設備進行供電，市電回路不用經(jīng)過電源設備的轉(zhuǎn)換，不會產(chǎn)生供電回路的轉(zhuǎn)換損耗，費用節(jié)省了 50%。通過與蓄電池及帶自動轉(zhuǎn)換功能的雙輸入交流配電單元的配合，將高壓直流電源主用模塊的配置容量由N及2N減少為N/2，如此，設備費用比配置一套高壓直流電源的方案降低了 50%，比配置兩套高壓直流電源的方案降低了 75%。此外，本發(fā)明實施例提出的數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)，能夠消除高壓直流電源設備端的單點故障，提高了供電可靠性。在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中。
上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)，其特征在于，包括 市電供電設備，用于輸出兩路市電； 高壓直流供電裝置，所述高壓直流供電裝置與所述市電供電設備相連，用于將來自所述市電供電設備的一路市電轉(zhuǎn)換為高壓直流電，并輸出至負載設備以對所述負載設備進行供電；以及 交流供電裝置，所述交流供電裝置與所述市電供電設備相連，用于選擇所述市電供電設備提供的兩路市電中的一路輸出至負載設備以對所述負載設備進行供電。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓直流供電裝置包括 高壓直流電源，所述高壓直流電源與所述市電供電設備相連，用于將來自所述市電供電設備的一路市電轉(zhuǎn)換為高壓直流電； 直流配電單元，所述直流配電單元與所述高壓直流電源相連，用于將所述高壓直流電輸出至所述負載設備的直流輸入端以對所述負載設備進行供電。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)，其特征在于，所述交流供電裝置包括 交流配電單元，所述交流配電單元與所述市電供電設備相連，用于接收市電供電設備的兩路市電，并通過自動切換開關選擇其中的一路輸出至所述負載設備的交流輸入端。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)，其特征在于，所述交流配電單元的自動切換開關在檢測到當前輸出的一路市電停電時，自動切換至另一路市電輸出。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)，其特征在于，初始時，所述高壓直流供電裝置將來自所述市電供電設備的一路市電轉(zhuǎn)換為高壓直流電，所述交流供電裝置將來自所述市電供電設備的另一路市電輸出至所述負載設備。
6.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括 蓄電池組，所述蓄電池組位于所述高壓直流電源與所述直流配電單元之間，用于在所述負載設備的交流輸入端短時停電時，輸出直流電至所述直流配電單元，并在所述交流輸入端恢復供電后，停止輸出。
其中，所述直流配電單元將來自所述高壓直流電源和所述蓄電池組的直流電輸出至所述負載設備的直流輸入端。
7.如權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)，其特征在于，當所述市電供電設備輸出的兩路市電均停電時，所述蓄電池組輸出直流電至所述直流配電單元，并由所述直流配電單元輸出直流電至所述負載設備的直流輸入端。
全文摘要
本發(fā)明提出一種數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)，包括市電供電設備，用于輸出兩路市電；高壓直流供電裝置，與市電供電設備相連，用于將來自市電供電設備的一路市電轉(zhuǎn)換為高壓直流電，并輸出至負載設備以對負載設備進行供電；交流供電裝置，與市電供電設備相連，用于選擇市電供電設備提供的兩路市電中的一路輸出至負載設備以對負載設備進行供電。采用本發(fā)明提出的數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)，能夠提高負載設備供電的可靠性，并且降低了成本。
文檔編號H02J9/06GK103023131SQ20121045926
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者李孝眾, 張炳華 申請人:北京百度網(wǎng)訊科技有限公司