[发明专利]一种用于互联网数据中心的备用供电系统

说明书

本发明公开了一种用于互联网数据中心的备用供电系统，针对现有的互联网数据中心的备用电源主要采用铅蓄电池和柴油发电机组相组合的方式，由于柴油机车封存不用，且需要频繁维护，工作量大等问题，通过气体处理模块对外部输入的燃料气体进行提纯处理，将提纯后的燃料气体输送至燃料电池发电模块的燃料电堆与氧气进行电化学反应，制备用于互联网数据中心的直流电，该直流电可直接提供给数据中心，也可将电量存储在蓄供电模块中，用于互联网数据中心的快速应急响应；通过ATS切换模块自动切换互联网数据中心的供电方式；克服了柴油机车大部分时间封存不用，且需要频繁维护，工作量大，在遇到数据中心大面积停电时，柴油机车不够及时响应的缺陷。

技术领域

本发明属于供配电的技术领域，尤其涉及一种用于互联网数据中心的备用供电系统。

背景技术

随着社会工业化的迅速发展，现代社会和经济对电力的依赖已达到不可或缺的程度，电力已成为社会和经济运行的总开关，没有电一切便迅速陷入全面瘫痪。

IDC(互联网数据中心)是对入驻企业、商户或网站服务器群托管的场所，是各种模式电子商务赖以安全运作的基础设施，也是支持企业及其商业联盟的分销商、供应商、客户等实施价值链管理的平台。

IDC目前的供配电方式为双路供电系统加UPS电源及柴油发电机设备，并对空调系统和其他用电设备单独供电，避免了空调系统启停对重要用电设备的干扰。其中，IDC用的备用电源主要采用铅蓄电池和柴油发电机组相组合的方式进行，这种备用电源与当前对数据中心供电需求的矛盾越来越大，通常铅蓄电池存在重量大、寿命短、污染大、容量有限的不足，备用时间满足不了重大应急需求；为了延长发电备用时间，要配备大量的柴油发电机组，然而，大部分时间，柴油机车封存不用，且需要频繁维护，工作量大。在遇到数据中心大面积停电时，柴油机车根本不够响应。

燃料电池作为一种节能环保的发电设备，体积小，重量轻，无噪音，价格便宜，维护低，可连续工作(48小时或更长的备用时间)等特点非常适合用在备用电源领域，包括互联网数据中心、基站、商业楼宇等，可替代目前大量应用的铅酸电池和柴油发电机。

现阶段，在燃料电池备用电源领域，如美国的PLUGPOWER(作为美国最大的质子交换膜燃料电池开发公司之一，在备用电源和固定电站方面有丰富的经验)，或美国的IdaTech(主要从事燃料电池备用电源的生产，以氢气和甲醇为燃料的燃料电池产品在电网和备用电源市场上取得了很大成功)公司所采用的燃料电池备用电源技术方案主要是一种替代性的燃料电池独立供电的技术方案。在这些技术方案中，燃料电池作为备用电源，其输出电压是一种软电压特性，必须经过DC/DC稳压后提供给用电设备，用电设备对稳压后的输出电压有比较严格的要求。此外，这种软电压特性的电源当处于外界负载变化环境中，燃料电池的电压变化范围比较大，对DC/DC的稳压要求相对较高，且价格也比较高。国外这些公司的燃料电池系统较为复杂且加上比较贵的DC/DC等配件装置使整个燃料电池备用电源系统成本变高，在价格上难同传统的铅酸电池竞争，因而也直接影响了燃料电池的推广和应用。特别注意的是，在新一代燃料电池系统(空冷自增湿燃料电池系统)中，燃料电池系统的成本几乎同DC/DC相当，如果去掉DC/DC的直接连接方式可以将燃料电池供电部分的成本直接降低50％。

在申请号为CN200810204755.8的专利申请文件中介绍了燃料电池同储能电池组成的备用电源系统，该系统中是一个整体的燃料电池同储能电池组成的备用电源，在该系统中，为了匹配负载，燃料电池同储能电池组成的系统电压在一个相对比较宽的范围内变化，这样会造成电源系统的电压不是很稳定，而且，为了防止储能电池的大电流充电，和燃料电池相匹配的储能电池容量比较大。再者，在这个专利申请文件中，燃料电池在停止工作时需要供风设备将剩余的燃料电池的电压消耗掉，消耗速度相对比较慢，消耗电压不彻底；且在这个过程中，空气是富余状态，氢气相对供应不足，容易对电池造成损害。

发明内容