CN101895151A - 一种四联供系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种四联供系统，包括燃气三联供中心和数据中心，其特征在于，所述燃气三联供中心与数据中心相连，并向所述数据中心提供冷能和电能，在所述燃气三联供中心正常工作时，所述数据中心从燃气三联供中心获得电能；所述四联供系统通过其中的数据中心向四联供系统外部的用户提供信息服务，并通过所述燃气三联供中心向四联供系统外部的用户提供热能、冷能和电能。通过本发明实施例提供的四联供系统，能够有效降低系统运行所需的电力成本，而且可以降低碳排放量。
Description
技术领域
本发明涉及四联供系统。
背景技术
数据中心是现代信息系统的关键基础设施，随着互联网日益普及和信息化深入社会各个领域，数据中心的数量和规模正高速扩张。
数据中心的运行需要消耗大量的电能，目前全世界数据中心消耗的电能已经超过世界总用电量的5％，同时，消耗的电力成本在数据中心的总运营成本所占的比重也越来越大，已经突破60％。数据中心消耗的电能不仅包括处理设备(例如服务器)运行所需的电能，还包括给处理设备制冷所需的设备(例如空调)消耗的电能。现有技术中的数据中心的电能都是由传统的外部电网供电，而传统电网中的电能通常都是通过火力发电提供的，火力发电的能效较低，而且碳排放量大，所以采用传统的供电方式，随着数据中心规模的增大，必然导致碳排放量也急剧增大。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种四联供系统，能够对外提供信息服务，并且能源利用率高，而且有效降低碳排放量。
为实现上述目的，本发明的一个实施例提供一种四联供系统，包括燃气三联供中心和数据中心，所述燃气三联供中心与数据中心相连，并向所述数据中心提供冷能和电能，在在所述燃气三联供中心正常工作时，所述数据中心从燃气三联供中心获得电能；所述四联供系统通过其中的数据中心向四联供系统外部的用户提供信息服务，并通过所述燃气三联供中心向四联供系统外部的用户提供热能、冷能和电能。
优选地，还包括电力切换控制装置，用于当所述燃气三联供中心不能正常工作时，将所述数据中心切换至由外部电网供电。
优选地，所述电力切换控制装置包括：
切断单元，用于当所述燃气三联供中心不能正常工作时，切断数据中心与燃气三联供中心及外部用户的供电连接，然后触发切换单元工作，并触发启动将数据中心及外部用户连接外部电网的过程；
切换单元，用于将数据中心及外部用户切换由外部电网供电。
优选地，还包括：电能储存装置；
所述切换单元包括：
第一切换子单元，用于将数据中心及外部用户的切换至由所述电能储存装置供电；
第二切换子单元，用于在数据中心及外部用户连接外部电网的过程完成后，将数据中心及外部用户切换至由外部电网供电。
优选地，所述电能储存装置为UPS。
优选地，所述电能储存装置为飞轮储能装置。
优选地，所述燃气三联供中心不能正常工作包括燃气三联供中心需要检修或燃气三联供中心发生故障。
优选地，所述四联供系统通过送气管道将燃气三联供中心排出的带有余热的气体输送到四联供系统外部的用户。
优选地，所述四联供系统通过送气管或者送水管将冷能传递至四联供系统外部的用户。
本发明实施例提供的四联供系统中的数据中心由燃气三联供中心提供电能和冷能，既可以降低整个系统运行所需的电能成本，而且可以减少碳排放量。另外，将燃气三联供中心向数据中心提供冷能和电能，由于数据中心的负荷稳定，所以也提高了燃气三联供中心的设备利用率。同时，本发明实施例中的四联供系统向外部用户提供信息服务、供冷、供热和供电，可以降低外部用户的电能消耗，提高能源利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的四联供系统的一个实施例的结构示意图；
图2是本发明提供的四联供系统的另一个实施例的结构示意图；
图3是图2中的电力切换装置的一种具体实现的示意图；
图4是图3中的电力切换装置中的切换单元的一种具体实现的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明提供的四联供系统的一个实施例的结构示意图。该四联供系统1包括燃气三联供中心11和数据中心12。其中，燃气三联供中心11与数据中心12相连，在燃气三联供中心11正常工作时，向数据中心12提供冷能和电能，为数据中心12的正常运转提供驱动电力，同时还为数据中心12中的处理设备提供制冷。四联供系统1向外部用户2提供信息服务，而且还向外部用户2提供热能、冷能和电能。在实际中，该信息服务是由四联供系统1中的数据中心12提供的，热能、冷能和电能是由四联供系统1中的燃气三联供中心11提供的。
燃气三联供中心11以天然气等清洁能源为输入能源，通过燃气发动机燃烧做功，从而带动发电机进行发电，向数据中心12提供电力，同时燃气三联供中心11中的发动机在做功后排出的高温烟气通过吸收设备吸收其热能，再经过热冷转换设备转换成冷能，向数据中心12输出冷能。而数据中心12耗能高而且稳定。
由于本实施例中利用燃气三联供中心11向耗能高的数据中心12提供电能，不再全部采用传统电网中利用火力发电产生的电能，所以大大降低了因数据中心12的耗能导致的碳排放量。
另外，在现有技术中，数据中心的供冷方式也是采用由传统电网供电给数据中心中的空调等耗电设备，由空调设备产生冷气对数据中心的设备进行冷却，这就使得在现有技术的数据中心中，不仅设备本身的运转需要从外部电网获取电能，制冷设备也要从外部电网获取电能，大大增加了系统运转所需的电力成本，而且进一步增加了为产生这些电能所需的碳排放量。
与现有技术中的方案不同，本实施例中提供的四联供系统中的数据中心12由燃气三联供中心11供冷和供电，不仅可以大大降低电能的成本，而且由于燃气三联供中心11是直接输出冷能至数据中心12的，不再需要数据中心12再耗费电能产生冷能，所以也进一步降低了数据中心12的电能成本。同时，由于燃气三联供中心11输出的冷能是由其在发电过程中排出的废气的余热进行回收利用后产生的，所以由燃气三联供中心11提供冷能至数据中心12，大大地提高了能源的利用率，同时也降低了四联供系统的运作成本。
另外，传统的燃气三联供中心只向小区住宅用户提供热能等能源，因此燃气三联供中心的容量和规模设计需要参考服务区域的用能负荷的峰值，由于传统的方案中，大多数区域的用能符合峰谷差较大，例如冬天时服务区域对热能的需求量较大，而夏天时对热能的需求量几乎为零，造成独立运营的燃气三联供中心容量存在较大空置率，设备利用率低。而本实施例中提供的四联供系统中，由于数据中心12的用电量和冷需求量都很大，而且负荷稳定，所以数据中心12的用能需求的峰谷差较小，将数据中心12与燃气三联供中心11连接，可以有效减小燃气三联供中心的负荷存在较大峰谷差的问题，提升燃气三联供中心的设备利用率和经济性，因此本实施例中提供的四联供系统实现将燃气三联供中心和数据中心之间的优势互补，提高整个系统的运行成本和利用率。
另外，在本实施例中，四联供系统1不仅向外部用户2提供信息服务，还向其提供冷能、热能和电能。外部用户2的制冷系统和制热系统不再需要传统的空调系统，传统的空调系统在运作时耗电非常严重，与此不同，本实施例中通过四联供系统向用户集中供冷和供热，而且对于热能的实现，只需要四联供系统中的燃气三联供中心将发电过程排出的带有余热的气体通过送气管道输出至外部用户即可；对于冷能的实现，只需要四联供系统中的燃气三联供中心将发电过程排除的气体的余热回收，经过冷热转换装置转换成冷能，并以气体或液体为载体通过送气管或送水管将冷能传递至四联供系统外部的用户。另外，外部用户2的电能需求也直接来自于四联供系统，不仅降低了碳排放，而且降低了外部用户2在电力上的开销。
在实际中出于对系统运行可靠性的考虑，有时需要针对燃气三联供中心不能正常工作时采取相应的措施。图2示出了本发明提供的四联供系统的另一实施例。
如图2所示，该实施例与图1中示出的四联供系统的区别在于，增加了电力切换控制装置13，该电力切换控制装置13用于在燃气三联供中心11不能正常工作时，将数据中心12及外部用户切换至由外部电网供电。上述燃气三联供中心11不能正常工作的情况包括：燃气三联供中心需要检修或燃气三联供中心发生故障，这里检修是指对燃气三联供中心的定期维护检修，而燃气三联中心发生故障包括燃气三联供中心11提供的电能在一段时间内无法满足数据中心12及外部用户的需求，或者，燃气三联供中心11本身发生内部故障。
具体地，图3示出了本实施例中的电力切换装置的一种具体实现，如图3所示，该电力切换装置包括13包括切断单元131和切换单元132。其中，切断单元131用于当燃气三联供中心11不能正常工作时，切断数据中心12及外部用户与燃气三联供中心的供电连接，然后触发切换单元132进行工作，并触发启动将数据中心12连接外部电网的过程。切换单元132用于在接收到切断单元131的触发后，将数据中心12及外部用户切换至由外部电网供电。
在实际中，燃气三联供中心的供电稳定性相对于传统外部电网要低一些，为了提高由燃气三联供中心向数据中心供能的稳定性，优选地，在四联供系统中还设置电能储存装置14，该电能储存装置14可以是UPS或者飞轮储能装置。飞轮储能装置以高速旋转的飞轮作为机械能量储存的介质，将飞轮密闭在真空容器内，并采用磁悬浮技术对飞轮加以控制。通过向飞轮储能装置输入电能，可以驱动飞轮转动，由此将电能转换为飞轮转动的动能储存起来。当需要飞轮储能装置放电时，其相当于一台发电机，飞轮转动的动能转化为电能。上述电能储存装置14可以设置在数据中心12中。
此时，如图4所示，切换单元132包括：第一切换子单元1321和第二切换子单元1322。其中第一切换子单元1321用于将数据中心12及外部用户切换至由所述电能储存装置14供电；第二切换子单元1322用于在数据中心12及外部用户连接外部电网的过程完成后，将数据中心12及外部用户切换至由外部电网供电。
由于从燃气三联供中心11切换至传统外部电网供电需要一段时间才能完成，所以通过电能储存装置14进行过渡，可以保证数据中心12及外部用户不掉电，提高系统运行的稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种四联供系统，包括燃气三联供中心和数据中心，其特征在于，所述燃气三联供中心与数据中心相连，并向所述数据中心提供冷能和电能，在所述燃气三联供中心正常工作时，所述数据中心从燃气三联供中心获得电能；所述四联供系统通过其中的数据中心向四联供系统外部的用户提供信息服务，并通过所述燃气三联供中心向四联供系统外部的用户提供热能、冷能和电能。
2.根据权利要求1所述的四联供系统，其特征在于，还包括电力切换控制装置，用于当所述燃气三联供中心不能正常工作时，将所述数据中心切换至由外部电网供电。
3.根据权利要求2所述的四联供系统，其特征在于，所述电力切换控制装置包括：
切断单元，用于当所述燃气三联供中心不能正常工作时，切断数据中心与燃气三联供中心的供电连接，然后触发切换单元工作，并触发启动将数据中心连接外部电网的过程；
切换单元，用于将数据中心切换由外部电网供电。
4.根据权利要求3所述的四联供系统，其特征在于，还包括：电能储存装置；
所述切换单元包括：
第一切换子单元，用于将数据中心的切换至由所述电能储存装置供电；
第二切换子单元，用于在数据中心连接外部电网的过程完成后，将数据中心切换至由外部电网供电。
5.根据权利要求4所述的四联供系统，其特征在于，所述电能储存装置为UPS。
6.根据权利要求4所述的四联供系统，其特征在于，所述电能储存装置为飞轮储能装置。
7.根据权利要求2至6中任意一项所述的四联供系统，其特征在于，所述燃气三联供中心不能正常工作包括燃气三联供中心需要检修或燃气三联供中心发生故障。
8.根据权利要求2至6中任意一项所述的四联供系统，其特征在于，所述四联供系统通过送气管道将燃气三联供中心排出的带有余热的气体输送到四联供系统外部的用户。
9.根据权利要求2至6中任意一项所述的四联供系统，其特征在于，所述四联供系统通过送气管或者送水管将冷能传递至四联供系统外部的用户。
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