[实用新型]一种多源储能外接式数据中心机架供电保电系统

说明书

本实用新型一种多源储能外接式数据中心机架供电保电系统，采用机房外部安装的交直流变换器和多个受控直流储能单元通过直流母线为数据中心机房的机架提供多路多电源互补安全可靠的供电；在市电正常供电时，为服务器及数据处理设备和电池或电池包提供电力，在市电故障停止供电时，通过恒压源的直流变换器为数据中心机架提供稳定的电力；在电池异常时，控制电池或电池包切出重构电池组串簇，控制受控直流储能单元的电压与功率，保证了电池组串簇电量一致性满足安全运行的要求；在数据中心机房外安装储能供电保电系统，不仅减少了机房占用空间，还减少了供电设备的散热及温度调节的能耗，特别是有效防止了储能设备异常对机房设备造成危害的风险。

技术领域

本实用新型属于数据中心供电技术领域，具体涉及一种多源储能外接式数据中心机架供电保电系统。

背景技术

随着信息通信技术与大数据处理技术发展与需求的不断增长，近年来，全球数据中心建设与运行飞速发展，如电信、金融、互联网业务等行业，以及大量为中小企业用户提供服务的主机托管数据中心。

为了满足信息与数据处理设备持续运行的需求，供电可靠性问题、环境调控能耗问题与设备占用机房空间问题是数据中心运营商亟待解决的问题。目前数据中心的安全供电保电主要是依靠不间断供电电源(UPS)，而且一般设置在机房中，甚至安装数据处理设备的机架内，其主要存在以下问题：

1)传统UPS安装在数据中心的机房中，并且对服务器供电需要交流市电到直流变换、直流到直流两次以上的电力变换，不仅增加了能耗，而且占用机房机架空间、增加了环境控制的投资与耗能；

2)传统UPS采用固定连接方式配置电池储能，不仅需要人工定期维护，在运行中电池或电池包故障时，不能及时切出故障的电池或电池包，通常因一个故障电池就必须停运一套UPS系统并切换到备用系统供电，不仅维护费用高，而且存在重大安全隐患。

为了解决上述缺陷与问题，业界工程技术人员不断研究与实践，提出了一些解决方案；如国家知识产权局公布的发明专利《分布式电池供电装置及方法》专利号为CN102842936，该技术方案(以下称现有技术方案)现有技术方案中记载：“同一机架(104)上，所述直流供电单元(102)分别与服务器(101)和电池模块(103)连接，…通过控制电池组中各个电池的组合方式，调整电池组的输出电量，控制电池组的充放”；现有技术方案中记载：“所述直流供电单元(102) 包括依次连接的交直流变换器、变压器、切换开关、控制所述切换开关状态的处理器、与处理器连接的市电中断检测器，…”；其说明书第[0045]段记载：“…分布式电池供电装置包括设置于每个机架101上的直流供电单元102和电池模块103，直流供电单元102分别与服务器101和电池模块103通过直流母线106 连接，当市电供电正常时，直流供电单元102将交流市电转换为直流电向服务器供电，并为电池模块103充电；当市电中断时，各个机架中电池模块103将自主判断掉电并向服务器101供电；各个电池模块103之间及与服务器101通过通信线路107进行通信，任意一个电池模块103能够向任意机架上的服务器 101直流供电。”其说明书第[0048]段记载：“…K1闭合且K2空置时，服务器101 由市电供电；K1闭合且K2与触点1连通时，服务器101由市电供电且电池模块 103充电；当K1打开且K2与触点1连通，服务器由电池模块103供电。”其说明书第[0047]段记载：“执行单元与电池组以及直流供电单元连接，通过控制电池的组合方式，调整电池组的输出电量，控制电池组的充放电”以及“[0052] 步骤2：当市电中断时，市电中断检测器将市电“断”信号发送给处理器，处理器控制开关K1打开且开关K2与触点1连通，服务器101由电池模块103供电，同时，在管理模块的协同优化下，任意一个电池模块103能够向任意机架104 上的服务器101直流供电。”“[0071]所述步骤e中具体为：机架j，j∈(Θ- Ψ)上的电池模块(103)通过电池管理系统中的测量单元实时检测电池组中各个单体电池的容量，处理单元根据xj与各个单体电池的容量控制如现有技术方案中说明书附图所示的电池组开关阵列中的的可控开关6的开、合组合，动态重组电池模块(103)中电池组的组合方式，控制供电。”