[发明专利]适用于数据中心的DC配电架构和方法

说明书

一些实施例提供了一种DC配电系统，其包括经由相应的保护装置联接到多个DC总线的多个DC源，所述保护装置被配置成在相应的DC总线上出现故障或过载状况的情况下选择性地导致DC源和相应的DC总线之间的断路。多个DC总线联接到负载组合器，并且该系统被配置为经由负载组合器从DC源经由多个DC总线向至少一个DC/DC降压转换器并联供电，该负载组合器组合经由多个DC总线供应的电力。DC总线、负载组合器和DC电源被配置成使得在DC总线中的任何一条不工作的情况下，总的最大负载电流能够经由少于全部的多条DC总线来提供。

技术领域

本公开涉及DC配电，并且更具体地，一些实施例涉及DC配电架构和相关联的系统和方法，其非常适合于数据中心和/或包括关键负载的其他设施或结构。

背景技术

由于DC操作的电网可能比交流(AC)操作的电网具有许多优点，DC电网正获得更多的关注。尽管公认DC配电具有优势，然而，交流配电技术仍然占主导地位的一个领域是关键负载的供应，如数据中心。

更具体地，例如，数据中心中DC配电的一个公认的优点是，它通过消除AC配电系统所需的某些功率转换步骤来提供改进的效率，AC配电系统将AC电力带到负载设备(例如，服务器)，在负载设备处AC电力被转换成DC。由于典型数据中心的大电力需求，提高效率不仅意味着降低成本，还意味着减少温室气体排放，因为数据中心的很大部分电力供应可能来自不可再生资源。但是，如上所述，大多数数据中心设施使用AC配电。

因此，仍然需要一种改进的DC配电架构，其非常适合于关键负载，例如用于数据中心，并且不仅提供高效配电，还提供高可靠性、冗余性和安全性。

发明内容

本公开描述了DC配电架构的各种说明性实施例，其非常适合于为关键负载供电，例如数据中心中的关键负载。根据一些实施例，DC配电架构可以包括网格体系架构。

在一些实施例中，DC配电系统可以包括多个DC源，每个源经由相应的第一保护装置联接到多个DC总线中的每一个，第一保护装置被配置成在相应的DC总线上出现故障或过载状况的情况下选择性地导致DC源和相应的DC总线之间的断路。多条DC总线联接到负载组合器，并且该系统被配置为从DC源经由多条DC总线经由负载组合器并联地向至少一个DC/DC降压转换器供电，负载组合器组合经由多条DC总线供应的电力并将组合的电力输出到至少一个DC/DC降压转换器，该至少一个DC/DC降压转换器向与其联接的至少一个负载输出电力。负载组合器包括至少一个第二保护装置，该第二保护装置被配置成在联接到负载组合器的至少一个负载中出现故障或过载状况的情况下，选择性地在联接到负载组合器的至少一个负载和多个DC总线中的至少一个总线之间引起断路，从而提供关于联接到负载组合器的至少一个负载的选择性。

DC总线、负载组合器和DC电源可以被配置成使得在DC总线中的任何一个不工作的情况下，总的最大负载电流能够经由少于所述多个DC总线的全部的总线来提供。例如，在DC总线上的故障(例如，短路)状况导致与其联接的每个第一保护装置切换到断路状况的情况下，DC总线可以变得不工作，从而将DC总线从每个DC源去联接。在这种情况下，至少一个负载所需的功率(例如，标称电压下的总最大负载电流)由DC源经由工作的DC总线供应，并且经由每个这样工作的DC总线供应的功率或电流的增加可以在不需要任何额外的主动控制切换的情况下发生(例如，除了切换到第一保护装置的断路状态之外)。

在一些实施例中，DC配电系统可以包括多个负载组合器，每个负载组合器联接到每个DC总线，每个负载组合器联接到至少一个对应的DC/DC降压转换器，该降压转换器联接到至少一个对应的负载。