CN113595230B - It设备节能供电***及方法 - Google Patents

It设备节能供电***及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113595230B
CN113595230B CN202110863974.2A CN202110863974A CN113595230B CN 113595230 B CN113595230 B CN 113595230B CN 202110863974 A CN202110863974 A CN 202110863974A CN 113595230 B CN113595230 B CN 113595230B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
module
equipment
direct current
standby
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110863974.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113595230A (zh
Inventor
王华成
袁晓东
赵长煦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiongan Yunwang Technology Co ltd
Original Assignee
Xiongan Yunwang Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiongan Yunwang Technology Co ltd filed Critical Xiongan Yunwang Technology Co ltd
Priority to CN202110863974.2A priority Critical patent/CN113595230B/zh
Publication of CN113595230A publication Critical patent/CN113595230A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113595230B publication Critical patent/CN113595230B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/08—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems requiring starting of a prime-mover
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Abstract

本申请公开了一种IT设备节能供电***及方法，涉及供电技术领域，***包括IT设备、通信高压直流供电保障***、主用交流输入端、备用直流输入端；备用直流输入端连接通信高压直流供电保障***，接收通信高压直流供电保障***输出的直流电；主用交流输入端连接市电电源或者发电机组的输出端，接收市电电源或者发电机组提供的交流电；当市电电源输入正常时，市电电源向主用交流电源模块供电；当市电电源异常且发电机组正常工作之前，通信高压直流供电保障***自动向备用直流电源模块供电；当市电电源异常，且发电机组正常工作后，发电机组向主用交流电源模块供电，通信高压直流供电保障***进入待机状态。如此实现IT设备的不间断供电。

Description

IT设备节能供电***及方法
技术领域
本申请涉及供电技术领域，更具体地，涉及一种IT设备节能供电***及方法。
背景技术
数据中心在全世界呈快速发展趋势，就全国而言，数据中心用电量已经占全民用电总量的较大比例，数据中心的能耗每降低1％，都会对国民用电量产生一定的影响。现阶段，数据中心如何保障IT设备不间断供电成为现阶段亟待解决的技术问题之一。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种IT设备节能供电***及方法，实现了IT设备的不间断供电，还有利于节约***的整体能耗，提高电能利用率。
第一方面，本申请提供一种IT设备节能供电***，包括：至少一台IT设备、至少一个通信高压直流供电保障***、至少一个主用交流输入端、至少一个备用直流输入端；
其中，所述备用直流输入端连接所述通信高压直流供电保障***，接收所述通信高压直流供电保障***输出的直流电；所述主用交流输入端连接市电电源或者发电机组的输出端，接收所述市电电源或者发电机组提供的交流电；
所述IT设备包括至少一个电源模块，所述电源模块包括主用交流电源模块、备用直流电源模块和DC/DC转换电路，其中，所述主用交流电源模块的输入端与所述主用交流输入端电连接，所述主用交流电源模块的输出端通过直流母线连接至所述DC/DC转换电路；所述备用直流电源模块的输入端与所述备用直流输入端电连接，所述备用直流电源模块的输出端通过所述直流母线连接至所述DC/DC转换电路；
当所述市电电源输入正常时，市电电源向所述IT设备中的所述主用交流电源模块供电；当市电电源异常且发电机组正常工作之前，所述通信高压直流供电保障***自动向所述IT设备中的所述备用直流电源模块供电；当市电电源异常，且发电机组正常工作后，所述发电机组向所述IT设备中的所述主用交流电源模块供电，所述通信高压直流供电保障***进入待机状态。
可选地，其中：
所述通信高压直流供电保障***包括蓄电池组、冷备用充电整流模块、主用充电整流模块和智能控制模块；
其中，所述蓄电池组包括第一极和第二极，所述冷备用充电整流模块的输出端连接所述蓄电池组的第一极和第二极，所述主用充电整流模块的输出端连接所述蓄电池组的第一极和第二极，所述蓄电池组的第一极和第二极还分别连接到所述备用直流电源模块；所述主用充电整流模块的输入端和所述冷备用充电整流模块的输入端分别通过开关连接到电源端；所述智能控制模块分别与所述开关以及所述蓄电池组的第一极和第二极电连接。
可选地，其中：
所述主用充电整流模块的输入端通过第一开关连接备用交流输入端，所述冷备用充电整流模块的输入端通过第二开关连接所述备用交流输入端；
当与所述主用交流电源模块所电连接的市电电源输入异常，且所述备用交流输入端的电源正常时，所述主用充电整流模块和所述蓄电池组并联向所述IT设备中的所述备用直流电源模块供电。
可选地，其中：
当利用所述市电电源向所述主用交流电源模块供电时，所述主用交流电源模块向所述直流母线的输出电压为U1，所述通信高压直流供电保障***的输出电压为U2，其中，U1-U2＝2V。
可选地，其中：
所述IT设备包括N个所述电源模块，其中，N≥2，且N为整数；各所述电源模块中的所述主用交流电源模块连接同一市电电源，各所述电源模块中的所述备用直流电源模块连接同一所述通信高压直流供电保障***。
可选地，其中：
包括至少两个所述主用交流输入端，两个所述主用交流输入端分别连接不同的市电电源；所述IT设备包括N个所述电源模块，其中，N≥2，且N为整数；
同一所述IT设备对应的至少两个所述主用交流电源模块连接到两路不同的市电电源。
可选地，其中：
包括至少两个所述通信高压直流供电保障***；所述IT设备包括N个所述电源模块，其中，N≥2，且N为整数；
同一所述IT设备对应的至少两个所述备用直流电源模块分别连接两个不同的所述通信高压直流供电保障***。
第二方面，本申请还提供一种IT设备节能供电方法，应用于本申请中的IT设备节能供电***，包括：
当所述市电输入正常时，市电电源向所述IT设备中的所述主用交流电源模块供电；
当市电电源异常且发电机组正常工作之前，所述通信高压直流供电保障***自动向所述IT设备中的所述备用直流电源模块供电；
当市电电源异常，且发电机组正常工作后，发电机组通过向所述IT设备中的所述主用交流电源模块供电，所述通信高压直流供电保障***进入待机状态。
可选地，其中：
所述IT设备节能供电***包括至少两个所述主用交流输入端，两个所述主用交流输入端分别连接不同的市电电源；所述IT设备包括N个所述电源模块，其中，N≥2，且N为整数；同一所述IT设备对应的至少两个所述主用交流电源模块连接到两路不同的市电电源；
当其中一路市电电源异常时，采用另一路市电电源向所述IT设备中的所述主用交流电源模块供电；
当多路所述市电电源均异常时，采用所述通信高压直流供电保障***向所述IT设备中的所述备用直流电源模块供电。
可选地，其中：
所述通信高压直流供电保障***包括蓄电池组、冷备用充电整流模块、主用充电整流模块和智能控制模块；所述通信高压直流供电保障***自动向所述IT设备供电，具体为：
当所述主用充电整流模块的输入端和所述冷备用充电整流模块的输入端连接的电源端的电源正常时，由所述主用充电整流模块和蓄电池组共同向所述IT设备中的备用直流电源模块供电；
当与所述主用充电整流模块的输入端和所述冷备用充电整流模块的输入端连接的电源端的电源异常时，由蓄电池组向所述IT设备中的所述备用直流电源模块供电。
与现有技术相比，本申请提供的IT设备节能供电***及方法，至少实现了如下的有益效果：
本申请所提供的IT设备节能供电***及方法，引入了通信高压直流供电保障***，当市电电源输入正常时，市电电源向所述IT设备中的所述主用交流电源模块供电；当市电电源异常且发电机组正常工作之前，通信高压直流供电保障***自动向所述IT设备中的所述备用直流电源模块供电；当市电电源异常，且发电机组正常工作后，发电机组向所述IT设备中的所述主用交流电源模块供电，所述通信高压直流供电保障***进入待机状态。如此，保证了IT设备的不间断供电。同时，利用高压直流供电保障***对IT设备进行不间断供电，合理利用了电能，还有利于节约***的整体功耗。
在保障整体安全系数不降低的前提下，采用高压直流保障***，既提高了***效率，又减少了不间断电源***配置，同时节省高压直流场地，是通信、数据中心领域节能减排的优化举措。
当然，实施本申请的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。
图1所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能供电***的一种结构示意图；
图2示出了通信高压直流供电保障***的详细结构示意图；
图3所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能供电***的另一种结构示意图；
图4所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能供电***的另一种结构示意图；
图5所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能供电***的另一种结构示意图；
图6所示为本申请提供的IT设备节能供电方法的一种流程示意图；
图7所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能用电***的另一种结构示意图；
图8所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能用电***的另一种结构示意图；
图9所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能用电***的另一种结构示意图；
图10所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能用电***的另一种结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能供电***100的一种结构示意图，请参考图1，本申请所提供的一种IT设备节能供电***100，包括：至少一台IT设备10、至少一个通信高压直流供电保障***20、至少一个主用交流输入端D00、至少一个备用直流输入端D11；
其中，备用直流输入端D11连接通信高压直流供电保障***20，接收通信高压直流供电保障***20输出的直流电；主用交流输入端D00连接市电电源30或者发电机组40的输出端，接收市电电源30或者发电机组40提供的交流电；
IT设备包括至少一个电源模块，电源模块包括主用交流电源模块11、备用直流电源模块12和DC/DC转换电路13，其中，主用交流电源模块11的输入端与主用交流输入端D00电连接，主用交流电源模块11的输出端通过直流母线X连接至DC/DC转换电路13；备用直流电源模块12的输入端与备用直流输入端D11电连接，备用直流电源模块12的输出端通过直流母线X连接至DC/DC转换电路13；
当市电电源30输入正常时，市电电源30向IT设备10中的主用交流电源模块11供电；当市电电源30异常且发电机组40正常工作之前，通信高压直流供电保障***20自动向IT设备10中的备用直流电源模块12供电；当市电电源30异常，且发电机组40正常工作后，发电机组40向IT设备10中的主用交流电源模块11供电，通信高压直流供电保障***20进入待机状态。
具体而言，本申请所提供的IT设备节能供电***100中，引入了通信高压直流供电保障***20，当市电电源30输入正常时，市电电源30向所述IT设备中的所述主用交流电源模块11供电；当市电电源30异常且发电机组40正常工作之前，通信高压直流供电保障***20自动向所述IT设备中的所述备用直流电源模块12供电；当市电电源30异常，且发电机组40正常工作后，发电机组40向所述IT设备中的所述主用交流电源模块11供电，所述通信高压直流供电保障***20进入待机状态。如此，保证了IT设备的不间断供电。同时，利用高压直流供电保障***对IT设备进行不间断供电，合理利用了电能，还有利于节约***的整体功耗。
在保障整体安全系数不降低的前提下，采用通信高压直流供电保障***，既提高了***效率，又减少了不间断电源***配置，同时节省高压直流场地，是通信、数据中心领域节能减排的优化举措。
在安全性得到保障的前提下，尽可能最大量使用市电直接供电，是能效提高的一种方法，本申请引入高压直流供电保障***，减少高压直流整流***容量，作为冷备用保障电源来使用，来降低不间断电源***的能耗，提高电能利用率。
在本申请的一些其他实施例中，请参考图2，图2所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能供电***100的另一种结构示意图，通信高压直流供电保障***20包括蓄电池组21、冷备用充电整流模块22、主用充电整流模块23和智能控制模块24；
其中，蓄电池组21包括第一极和第二极，冷备用充电整流模块22的输出端连接蓄电池组21的第一极和第二极，主用充电整流模块23的输出端连接蓄电池组21的第一极和第二极，蓄电池组21的第一极和第二极还分别连接到备用直流电源模块12；主用充电整流模块23的输入端和冷备用充电整流模块22的输入端分别通过开关(K1和K2)连接到电源端(例如备用交流输入端BS)；智能控制模块24分别与开关以及蓄电池组21的第一极和第二极电连接(图中仅示出了智能控制模块24的部分连接关系)。
具体而言，图2示出了通信高压直流供电保障***20的详细结构示意图，当市电电源30正常时，通信高压直流供电保障***20为冷备用***，可通过主用充电整流模块23向蓄电池组21进行浮充充电以及补充充电。主用充电整流模块23的输入端连接备用交流输入端，当与IT设备连接的市电电源30异常、与蓄电池组21连接的备用交流输入端BS正常时，通信高压直流供电保障***20功能激活，首先由主用充电整流模块23和蓄电池组21并联向IT设备10供电。与IT设备连接的市电电源30和与主用充电整流模块23连接的备用交流输入端BS均异常时，由蓄电池组21储备的能量给IT设备供电。此种结构，既有利于实现IT设备的不间断供电，由有利于合理利用蓄电池组21的电能。
蓄电池组通过大电流向IT设备放电之后，可能会造成电量不足的情形。在市电恢复正常后，本申请中的智能控制模块24通过检测蓄电池组电流的变化(比如电流方向或者电流是否达到一定阈值)激活冷备用充电整流模块22，冷备用充电整流模块22启动后，向蓄电池组21进行充电，保障蓄电池组随时备用。
在本申请的一些其他实施例中，请继续参考图2，主用充电整流模块23的输入端通过第一开关K1连接备用交流输入端BS，冷备用充电整流模块22的输入端通过第二开关K2连接备用交流输入端BS；
当与主用交流电源模块11所电连接的市电电源30输入异常，且备用交流输入端的BS电源正常时，主用充电整流模块23和蓄电池组21并联向IT设备中的备用直流电源模块12供电。
具体而言，本发明实施例所提供的通信高压直流供电保障***20中，备用交流输入端BS通过第一开关K1连接到主用充电整流模块23，冷备用充电整流模块22通过第二开关K2连接到备用交流输入端BS。智能控制模块24控制第一开关K1和第二开关K2的导通与截止。当备用交流输入端BS连接的市电电源30正常，且与IT设备连接的市电电源30异常时，第一开关K1导通，主用充电整流模块23与蓄电池组21并联向IT设备供电。如此，有效减小了蓄电池组21的供电压力，还有利于提升电能的有效利用率。
在本申请的一些其他实施例中，当利用市电电源30向主用交流电源模块11供电时，主用交流电源模块11向直流母线X的输出电压为U1，通信高压直流供电保障***20的输出电压为U2，其中，U1-U2＝2V。
通信高压直流供电保障***20中，蓄电池组21作为备用设备自动放电的电源，平时电压设置低于***2V就能不让蓄电池放电，因此，设置U1-U2＝2V，可在市电电源30正常向IT设备供电时避免蓄电池组21放电。此外，蓄电池组21电压与输出功率正相关，低得太多蓄电池总功率就会下降太多。因此，U1-U2＝2V的设置方式，既能避免在市电电源正常时蓄电池组21不必要的放电，又能使得蓄电池组21在市电电源异常时第一时间向IT设备供电，以保证IT设备的不间断供电。
可选地，请参考图2，蓄电池组21的第一极和第二极还可分别连接二极管D1和D2，以熔断器R1和R2。其中，二极管D1和D2为隔离二极管，隔离二极管能够保证在市电正常向IT设备供电时，IT设备内部的电源模块不向蓄电池组21充电，避免对IT设备的正常工作造成影响。
在本申请的一些其他实施例中，请参考图3，图3所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能供电***100的另一种结构示意图，IT设备包括N个电源模块，每个电源模块分别包括一个主用交流电源模块11和一个备用直流电源模块12，其中，N≥2，且N为整数；各电源模块中的主用交流电源模块11连接同一市电电源30，各电源模块中的备用直流电源模块12连接同一通信高压直流供电保障***20。
具体而言，图3以同一IT设备包括两个电源模块为例进行说明，在申请的一些其他实施例中，每个电源模块分别包括一个主用交流电源模块11和一个备用直流电源模块12，其中，各电源模块中的主用交流电源模块11连接同一市电电源30，各电源模块的备用直流电源模块12连接同一通信高压直流供电保障***20。IT设备采用双电源模块或者多电源模块的供电方式，当其中一个供电模块故障时，还可采用其余的电源模块接收电能，从而有利于保证IT设备的工作可靠性。
在本申请的一些其他实施例中，请参考图4，图4所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能供电***100的另一种结构示意图，本申请所提供的IT设备节能供电***100，包括至少两个主用交流输入端D00，对应的IT设备包括至少两个电源模块，两个电源模块中的两个主用交流电源模块11分别与主用交流输入端D00一一对应电连接；两个主用交流输入端D00分别连接不同的市电电源30；IT设备包括N个电源模块，其中，N≥2，且N为整数；
同一IT设备对应的至少两个主用交流电源模块11连接到两路不同的市电电源30。
具体而言，同一IT设备10设置至少两个电源模块，当其中一个电源模块故障时，还可采用其余的电源模块接收电能，保证IT设备的工作可靠性。另外，将同一IT设备中不同的主用交流电源模块11分别连接至不同的市电电源30，当一路市电电源30故障时，还可采用未故障的市电电源30对IT设备进行供电，因而有利于进一步提升IT设备的工作可靠性。
在本申请的一些其他实施例中，请参考图5，图5所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能供电***100的另一种结构示意图，本申请所提供的IT设备节能供电***100，包括至少两个通信高压直流供电保障***20；IT设备包括N个电源模块，其中，N≥2，且N为整数；同一IT设备对应的至少两个备用直流电源模块12分别连接两个不同的通信高压直流供电保障***20。
具体而言，图5所示实施例示出了IT设备节能供电***100中的IT设备包括两个电源模块，每个电源模块中的备用直流电源模块12分别与不同的通信高压直流供电保障***20电连接的方案。在本申请的一些其他实施例中，同一IT设备还可包括三个或者三个以上的电源模块，每个电源模块中的备用直流电源模块12分别与不同的通信高压直流供电保障***20连接，本申请对此不进行具体限定。当与主用交流电源模块11连接的市电电源30故障，发电机组40尚未启动时，可通过通信高压直流供电保障***20向IT设备供电，引入至少两个通信高压直流供电保障***20，即使其中一个不可用，另一个也可正常向IT设备供电，保障IT设备的不间断供电。
基于同一发明构思，本申请还提供一种IT设备节能供电方法，应用于本申请上述实施例所提供的IT设备节能供电***100，请参考图1和图6，图6所示为本申请提供的IT设备节能供电方法的一种流程示意图，该方法包括：
S01、当市电输入正常时，市电电源30向IT设备中的主用交流电源模块11供电；
S02、当市电电源30异常且发电机组40正常工作之前，通信高压直流供电保障***20自动向IT设备中的备用直流电源模块12供电；
S03、当市电电源30异常，且发电机组40正常工作后，发电机组40通过向IT设备中的主用交流电源模块11供电，通信高压直流供电保障***20进入待机状态。
具体而言，本申请所提供的IT设备节能供电方法中，引入了通信高压直流供电保障***20，当市电电源30输入正常时，市电电源30向所述IT设备中的所述主用交流电源模块11供电；当市电电源30异常且发电机组40正常工作之前，通信高压直流供电保障***20自动向所述IT设备中的所述备用直流电源模块12供电；当市电电源30异常，且发电机组40正常工作后，发电机组40向所述IT设备中的所述主用交流电源模块11供电，所述通信高压直流供电保障***20进入待机状态。如此，保证了IT设备的不间断供电。同时，利用高压直流供电保障***对IT设备进行不间断供电，合理利用了电能，还有利于节约***的整体功耗。
在本申请的一些其他实施中，请参考图4，IT设备节能供电***100包括至少两个主用交流输入端D00，两个主用交流输入端D00分别连接不同的市电电源30；IT设备包括N个电源模块，其中，N≥2，且N为整数；同一IT设备对应的至少两个主用交流电源模块11连接到两路不同的市电电源30；
当其中一路市电电源30异常时，采用另一路市电电源30向IT设备中的主用交流电源模块11供电；
当多路市电电源30均异常时，采用通信高压直流供电保障***20向IT设备中的备用直流电源模块12供电。
具体而言，请参考图4，图4以同一IT设备包括两个电源模块为例进行说明，在申请的一些其他实施例中，每个电源模块分别包括一个主用交流电源模块11和一个备用直流电源模块12，其中，各电源模块中的主用交流电流模块连接同一市电电源30，各电源模块的备用直流电源模块12连接同一通信高压直流供电保障***20。IT设备采用双电源模块或者多电源模块的供电方式，当其中一个供电模块故障时，还可采用其余的电源模块接收电能，从而有利于保证IT设备的工作可靠性。两个电源模块所对应的主用交流电源模块11分别连接至不同的市电电源，当其中一路市电电源异常时，还可采用另一路市电电源向IT设备供电，从而实现IT设备的不间断供电，当多路市电电源均异常时，再采用通信高压直流供电保障***20向IT设备供电，在实现IT设备的不间断供电的同时，还有利于实现通信高压直流供电保障***电能的有效利用。
在本申请的一些其他实施例中，上述步骤S02中，通信高压直流供电保障***20自动向IT设备供电，具体为：
请结合图2，当主用充电整流模块23的输入端和冷备用充电整流模块的输入端连接的电源端的电源正常时，由主用充电整流模块23和蓄电池组21共同向IT设备中的备用直流电源模块12供电；
当与主用充电整流模块23的输入端和冷备用充电整流模块的输入端连接的电源端的电源异常时，由蓄电池组21向IT设备中的备用直流电源模块12供电。
如此，有利于合理利用通信高压直流供电保障***20的电能，提高电能的有效利用率。
相关技术中，2N供电***不间断电源容量是用电负荷容量的2倍以上。高压直流不间断电源***的能效在94％左右，也就是说不间断电源要消耗6％左右的电能。同时需要制冷***对不间断电源***散热，空调的能耗成本也不可忽视。以下将以具体案例对本申请如何降低能耗进行进一步说明。
具体案例一、图7所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能用电***的另一种结构示意图，对应一路市电输入、IT设备采用单电源模块的实施例。某数据中心，采用单路市电输入，IT设备额定功率1000KW,实际平均功率为800KW，IT设备均采用单模块供电，保障时长30分钟。
***配置为：蓄电池组容量配置为4000Ah(容量系数按0.45计算)。选择标称电压为332V蓄电池组，浮充电压365V，放电终止电压为280V，计算得到放电终止电流为：1000000/280＝3571A，280V/166＝1.68V查表(见表一)得到放电电流为9倍I10，得到I10为395.2A,放电容量(C10)选择为4000Ah，采用2组2000Ah蓄电池组并联。
表1铅酸蓄电池组放电特性表
其中，通信高压直流供电保障***配置，按10小时充电率配置，I10＝400A，配置88个50A/332V模块，运行时设置2个为主用模块，86个模块为冷备用。
PDU(Power Distribution Unit，电源分配单元)配置，每个IT设备机架分别配置1路交流PDU和一路直流PDU。
节能计算：
高压直流转换效率94％，高压直流保障***标准电压按332V设计。蓄电池组充电率按10小时率设置，补充电电流为0.005C10，蓄电组按4000Ah配置，补充电电流为20A；空调设备的综合能效比按4计算。
1、蓄电池组补充电能耗为：20A补充电电流，补充电功率7.3KW,需要消耗7.77KW电功率(7.3/0.94＝7.77KW)。
2、电能转换效率为：(800+7.3)/(800+7.77)*100％＝99.95％
3、***效率为：800/(800+7.77)*100％＝99.1％
4、节约高压直流***能耗：5.95％。
5、节约空调***能耗：5.95％/4＝1.49％
6、总体节能7.44％
具体案例二、图8所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能用电***的另一种结构示意图，对应一路市电输入，IT设备包括多电源模块。
某数据中心，采用单路市电输入，IT设备额定功率1000KW,实际平均功率为800KW，IT设备均采用多模块供电，保障时长30分钟。
***配置为：蓄电池组容量配置为4000Ah(容量系数按0.45计算)。选择标称电压为332V蓄电池组，浮充电压365V，放电终止电压为280V，计算得到放电终止电流为：1000000/280＝3571A，280V/166＝1.68V查表(见表一)得到放电电流为9倍I10，得到I10为395.2A,放电容量(C10)选择为4000Ah，采用2组2000Ah蓄电池组并联。
通信高压直流供电保障***配置为：按10小时充电率配置，I10＝400A，配置88个50A/332V模块，运行时设置2个为主用模块，86个模块为冷备用。
PDU配置：每个IT设备机架分别配置1路交流PDU和1路直流PDU。
节能计算：
高压直流转换效率94％，高压直流保障***标准电压按332V设计。蓄电池组充电率按10小时率设置，补充电电流为0.005C10，蓄电组按4000Ah配置，补充电电流为20A；空调设备的综合能效比按4计算。
1、蓄电池组补充电能耗为：20A补充电电流，补充电功率7.3KW,需要消耗7.77KW电功率(7.3/0.94＝7.77KW)。
2、电能转换效率为：(800+7.3)/(800+7.77)*100％＝99.95％
3、***效率为：800/(800+7.77)*100％＝99.1％
4、节约高压直流***能耗：5.95％。
5、节约空调***能耗：5.95％/4＝1.49％
6、总体节能7.44％
具体案例三、图9所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能用电***的另一种结构示意图，对应双路市电输入，IT设备包括多电源模块(例如电源模块M1和M2)，拟采用2N***供电。
某数据中心，采用双路市电输入，IT设备额定功率1000KW，实际平均功率为800KW，IT设备均采用多模块供电，保障时长15分钟(单侧15分钟，双侧30分钟)，高压直流***模块由补充电模块和冷备用模块两部分组成，补充电模块用于对蓄电组日常补充电，冷备用模块在一路市电故障时自动使用另一路市电投入工作。
***配置为：蓄电池组总容量配置为4000Ah，每个直流***配置1000Ah蓄电池组2组(容量系数按0.45)。选择标称电压为332V蓄电池组，浮充电压365V，放电终止电压为280V，计算得到放电终止电流为：1000000/280＝3571A，280V/166＝1.68V查表(见表一)得到放电电流为9倍I10，得到I10为395.2A,放电容量(C10)选择为4000Ah。
由于采用2N交叉配置，整流模块总数是按N配置即可，整个***配置88个模块。高压直流***1、高压直流***2分别配置：2个充电模块，冷备用42个模块。
PDU配置：每个IT设备机架分别配置2路交流PDU和2路直流PDU。
节能计算：
高压直流转换效率94％，高压直流保障***标准电压按332V设计。蓄电池组充电率按10小时率设置，补充电电流为0.005C10，蓄电组按4000Ah配置，补充电电流为20A；空调设备的综合能效比按4计算。
1、蓄电池组补充电能耗为：20A补充电电流，补充电功率7.3KW,需要消耗7.77KW电功率(7.3/0.94＝7.77KW)。
2、增加2个整流模块的空载损耗：200W
3、电能转换效率为：(800+7.3)/(800+7.77+0.2)*100％＝99.93％
4、***效率为：800/(800+7.77+0.2)*100％＝99.0％
5、节约高压直流***能耗：5.93％。
6、节约空调***能耗：5.93％/4＝1.48％
7、总体节能7.41％
具体案例四、图10所示为本申请实施例所提供的一种IT设备节能用电***的另一种结构示意图，对应双路市电输入，IT设备包括多电源模块(例如电源模块M1和M2)，拟采用2N***供电。
某数据中心，采用双路市电输入，IT设备额定功率1000KW，实际平均功率为800KW，IT设备均采用多模块供电，保障时长15分钟(单侧15分钟，双侧30分钟)，高压直流***模块由补充电模块和冷备用模块两部分组成，补充电模块用于对蓄电组日常补充电，冷备用模块在一路市电故障时自动使用另一路市电投入工作。
***配置为：蓄电池组总容量配置为4000Ah，直流***配置2000Ah蓄电池组2组(容量系数按0.45，)。选择标称电压为332V蓄电池组，浮充电压365V，放电终止电压为280V，计算得到放电终止电流为：1000000/280＝3571A，280V/166＝1.68V查表(见表一)得到放电电流为9倍I10，得到I10为395.2A,放电容量(C10)选择为4000Ah。
由于采用2N交叉配置，整流模块总数是按N配置即可，整个***配置88个模块。高压直流***配置2个充电模块，冷备用86个模块。
PDU配置：每个IT设备机架分别配置2路交流PDU和1路直流PDU。
节能计算：
高压直流转换效率94％，高压直流保障***标准电压按332V设计。蓄电池组充电率按10小时率设置，补充电电流为0.005C10，蓄电组按4000Ah配置，补充电电流为20A；空调设备的综合能效比按4计算。
1、蓄电池组补充电能耗为：20A补充电电流，补充电功率7.3KW,需要消耗7.77KW电功率(7.3/0.94＝7.66KW)。
2、电能转换效率为：(800+7.3)/(800+7.77)*100％＝99.95％
3、***效率为：800/(800+7.77)*100％＝99.1％
4、节约高压直流***能耗：5.95％。
5、节约空调***能耗：5.95％/4＝1.49％
6、总体节能7.44％
与全部使用高压直流***能效比较，在具体案例一和具体案例二中，全部使用市电高压直流冷备用保障，节能7.44％；在具体案例三中，全部使用市电高压直流冷备用保障的2N***中，节能7.41％；在具体案例四中，全部使用市电高压直流冷备用保障的2N***中，节能7.44％。
在保障整体安全系数不降低的前提下，采用高压直流保障***，既提高了***效率，又减少了不间断电源***配置，同时节省高压直流场地，是通信、数据中心领域节能减排的优化举措。
虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种IT设备节能供电***，其特征在于，包括：至少一台IT设备、至少一个通信高压直流供电保障***、至少一个主用交流输入端、至少一个备用直流输入端；
其中，所述备用直流输入端连接所述通信高压直流供电保障***，接收所述通信高压直流供电保障***输出的直流电；所述主用交流输入端连接市电电源或者发电机组的输出端，接收所述市电电源或者发电机组提供的交流电；
所述IT设备包括至少一个电源模块，所述电源模块包括主用交流电源模块、备用直流电源模块和DC/DC转换电路，其中，所述主用交流电源模块的输入端与所述主用交流输入端电连接，所述主用交流电源模块的输出端通过直流母线连接至所述DC/DC转换电路；所述备用直流电源模块的输入端与所述备用直流输入端电连接，所述备用直流电源模块的输出端通过所述直流母线连接至所述DC/DC转换电路；
当所述市电电源输入正常时，市电电源向所述IT设备中的所述主用交流电源模块供电；当市电电源异常且发电机组正常工作之前，所述通信高压直流供电保障***自动向所述IT设备中的所述备用直流电源模块供电；当市电电源异常，且发电机组正常工作后，所述发电机组向所述IT设备中的所述主用交流电源模块供电，所述通信高压直流供电保障***进入待机状态；
所述通信高压直流供电保障***包括蓄电池组、冷备用充电整流模块、主用充电整流模块和智能控制模块；
其中，所述蓄电池组包括第一极和第二极，所述冷备用充电整流模块的输出端连接所述蓄电池组的第一极和第二极，所述主用充电整流模块的输出端连接所述蓄电池组的第一极和第二极，所述蓄电池组的第一极和第二极还分别连接到所述备用直流电源模块；所述主用充电整流模块的输入端和所述冷备用充电整流模块的输入端分别通过开关连接到电源端；所述智能控制模块分别与所述开关以及所述蓄电池组的第一极和第二极电连接。
2.根据权利要求1所述的IT设备节能供电***，其特征在于，所述主用充电整流模块的输入端通过第一开关连接备用交流输入端，所述冷备用充电整流模块的输入端通过第二开关连接所述备用交流输入端；
当与所述主用交流电源模块所电连接的市电电源输入异常，且所述备用交流输入端的电源正常时，所述主用充电整流模块和所述蓄电池组并联向所述IT设备中的所述备用直流电源模块供电。
3.根据权利要求1所述的IT设备节能供电***，其特征在于，当利用所述市电电源向所述主用交流电源模块供电时，所述主用交流电源模块向所述直流母线的输出电压为U1，所述通信高压直流供电保障***的输出电压为U2，其中，U1-U2＝2V。
4.根据权利要求1所述的IT设备节能供电***，其特征在于，所述IT设备包括N个所述电源模块，其中，N≥2，且N为整数；各所述电源模块中的所述主用交流电源模块连接同一市电电源，各所述电源模块中的所述备用直流电源模块连接同一所述通信高压直流供电保障***。
5.根据权利要求1所述的IT设备节能供电***，其特征在于，包括至少两个所述主用交流输入端，两个所述主用交流输入端分别连接不同的市电电源；所述IT设备包括N个所述电源模块，其中，N≥2，且N为整数；
同一所述IT设备对应的至少两个所述主用交流电源模块连接到两路不同的市电电源。
6.根据权利要求1所述的IT设备节能供电***，其特征在于，包括至少两个所述通信高压直流供电保障***；所述IT设备包括N个所述电源模块，其中，N≥2，且N为整数；
同一所述IT设备对应的至少两个所述备用直流电源模块分别连接两个不同的所述通信高压直流供电保障***。
7.一种IT设备节能供电方法，应用于权利要求1至6中任一所述的IT设备节能供电***，其特征在于，包括：
当所述市电输入正常时，市电电源向所述IT设备中的所述主用交流电源模块供电；
当市电电源异常且发电机组正常工作之前，所述通信高压直流供电保障***自动向所述IT设备中的所述备用直流电源模块供电；
当市电电源异常，且发电机组正常工作后，发电机组通过向所述IT设备中的所述主用交流电源模块供电，所述通信高压直流供电保障***进入待机状态；
所述通信高压直流供电保障***包括蓄电池组、冷备用充电整流模块、主用充电整流模块和智能控制模块；
其中，所述蓄电池组包括第一极和第二极，所述冷备用充电整流模块的输出端连接所述蓄电池组的第一极和第二极，所述主用充电整流模块的输出端连接所述蓄电池组的第一极和第二极，所述蓄电池组的第一极和第二极还分别连接到所述备用直流电源模块；所述主用充电整流模块的输入端和所述冷备用充电整流模块的输入端分别通过开关连接到电源端；所述智能控制模块分别与所述开关以及所述蓄电池组的第一极和第二极电连接。
8.根据权利要求7所述的IT设备节能供电方法，其特征在于，所述IT设备节能供电***包括至少两个所述主用交流输入端，两个所述主用交流输入端分别连接不同的市电电源；所述IT设备包括N个所述电源模块，其中，N≥2，且N为整数；同一所述IT设备对应的至少两个所述主用交流电源模块连接到两路不同的市电电源；
当其中一路市电电源异常时，采用另一路市电电源向所述IT设备中的所述主用交流电源模块供电；
当多路所述市电电源均异常时，采用所述通信高压直流供电保障***向所述IT设备中的所述备用直流电源模块供电。
9.根据权利要求7所述的IT设备节能供电方法，其特征在于，所述通信高压直流供电保障***包括蓄电池组、冷备用充电整流模块、主用充电整流模块和智能控制模块；所述通信高压直流供电保障***自动向所述IT设备供电，具体为：
当所述主用充电整流模块的输入端和所述冷备用充电整流模块的输入端连接的电源端的电源正常时，由所述主用充电整流模块和蓄电池组共同向所述IT设备中的备用直流电源模块供电；
当与所述主用充电整流模块的输入端和所述冷备用充电整流模块的输入端连接的电源端的电源异常时，由蓄电池组向所述IT设备中的所述备用直流电源模块供电。
CN202110863974.2A 2021-07-29 2021-07-29 It设备节能供电***及方法 Active CN113595230B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110863974.2A CN113595230B (zh) 2021-07-29 2021-07-29 It设备节能供电***及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110863974.2A CN113595230B (zh) 2021-07-29 2021-07-29 It设备节能供电***及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113595230A CN113595230A (zh) 2021-11-02
CN113595230B true CN113595230B (zh) 2024-05-31

Family

ID=78251812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110863974.2A Active CN113595230B (zh) 2021-07-29 2021-07-29 It设备节能供电***及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113595230B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101599641A (zh) * 2009-07-16 2009-12-09 中国电信股份有限公司 利用高压直流向通信设备供电的***和方法
CN102118058A (zh) * 2011-03-28 2011-07-06 广州地铁设计研究院有限公司 应用于城市轨道交通的弱电综合ups电源***及供电方法
CN203104085U (zh) * 2013-01-06 2013-07-31 浙江中碳科技有限公司 高压直流供电***
CN106253358A (zh) * 2016-08-25 2016-12-21 江西清华泰豪三波电机有限公司 一种双输入双输出不间断车载综合电源供电***
CN206698009U (zh) * 2017-05-26 2017-12-01 任辉琴 一种节能可靠双电源的直流屏柜***
CN108631434A (zh) * 2018-06-25 2018-10-09 张永红 一种通信机房-48v直流供电***及传统供电***的改造方法
CN215300264U (zh) * 2021-07-29 2021-12-24 雄安云网科技有限公司 It设备节能供电***

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10601246B2 (en) * 2014-09-01 2020-03-24 Vertiv Tech Co., Ltd. Power supply system and method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101599641A (zh) * 2009-07-16 2009-12-09 中国电信股份有限公司 利用高压直流向通信设备供电的***和方法
CN102118058A (zh) * 2011-03-28 2011-07-06 广州地铁设计研究院有限公司 应用于城市轨道交通的弱电综合ups电源***及供电方法
CN203104085U (zh) * 2013-01-06 2013-07-31 浙江中碳科技有限公司 高压直流供电***
CN106253358A (zh) * 2016-08-25 2016-12-21 江西清华泰豪三波电机有限公司 一种双输入双输出不间断车载综合电源供电***
CN206698009U (zh) * 2017-05-26 2017-12-01 任辉琴 一种节能可靠双电源的直流屏柜***
CN108631434A (zh) * 2018-06-25 2018-10-09 张永红 一种通信机房-48v直流供电***及传统供电***的改造方法
CN215300264U (zh) * 2021-07-29 2021-12-24 雄安云网科技有限公司 It设备节能供电***

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
通信电源***运行维护的思考;孙云娟;;山西电子技术;20200415(第02期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113595230A (zh) 2021-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6369463B1 (en) Apparatus and method for supplying alternative energy and back-up emergency power to electrical devices
US20230420948A1 (en) Energy storage system and power supply method for battery management system
CN103296738A (zh) 一种双重备用节约型直流供电***
CN111987792A (zh) 供电设备及其供电方法
CN215300264U (zh) It设备节能供电***
CN113285518A (zh) 直流电源***
CN117578539A (zh) 一种储能***
CN211183508U (zh) 供电控制装置
CN209982165U (zh) 一种电池组可切换的不间断稳压电源电路
CN218449594U (zh) 应急供电装置及储能***
CN113595230B (zh) It设备节能供电***及方法
CN110867946A (zh) 一种交直流混供一体化电源
CN114884168B (zh) 基于磷酸铁锂蓄电池的变电站直流***
CN203301212U (zh) 一种双重备用节约型直流供电***
CN214900315U (zh) 一种电源***
CN114256956B (zh) 直流供电***
CN210608558U (zh) 高压锂电池低压替换备电储能装置
CN217282277U (zh) 一种隧道专用型应急电源
CN110932333A (zh) 一种配电***
CN218005970U (zh) 储能***及设备
CN210898560U (zh) 市电并容的智能型电池***
CN218386936U (zh) 一种应用分布式储能的变电站站用交流电源***
CN209419312U (zh) 直流不间断电源及***
CN210806840U (zh) 一种交直流混供一体化电源
CN215772664U (zh) 配电***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant