CN102918747B

CN102918747B - 基于机架的无间断电源

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Publication number: CN102918747B
Application number: CN201180028592.2A
Authority: CN
Inventors: E.C.彼得森; S.L.哈里斯; C.L.贝拉迪; D.A.沙基布; S.P.奥拉里; F.J.维尔茨
Original assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Current assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Priority date: 2010-06-09
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-05-24
Also published as: WO2011156127A3; US8384244B2; CN102918747A; US20110304211A1; WO2011156127A2

Abstract

一种机架电力单元被配置成插入到数据中心的装置机架中。所述机架电力单元包括一个或更多电源以及一个或更多电池组。所述一个或更多电源分别被配置成在所述设备处于所述装置机架中时接收电力（例如AC电力），并且将所接收到的电力转换成DC电力。所述一个或更多电源还被配置成将所述DC电力输出到所述装置机架的DC电力总线。所述一个或更多电池组分别被配置成响应于所接收到的电力中断向所述装置机架的DC电力总线提供DC电力。

Description

基于机架的无间断电源

背景技术

可能会出现其中希望有大量计算机在特定位置处一起操作以便提供某项服务的情况，比如通过因特网提供服务的数据中心或服务器丛集。常常希望在这样的位置处具有恒定的电源，从而使得在该位置处操作的计算机和其他装置持续运作。但是提供恒定的电源可能比较困难，这是因为电力提供商偶尔会经历停电。为数据中心提供备用电源以便针对这样的停电提供保护的做法可能是有益的，但是这种做法本身也存在问题，比如在为数据中心建立并维持这样的备用电源的过程中所涉及的成本。

发明内容

提供本概要是为了以简化形式介绍将在下面的详细描述部分中进一步描述的概念的选择。本概要不意图标识出所要求保护的主题内容的关键特征或本质特征，也不意图被用来限制所要求保护的主题内容的范围。

根据一个或更多方面，一种设备包括一个或更多电源以及一个或更多电池组。所述一个或更多电源分别被配置成在所述设备处于装置机架中时接收电力，并且把所接收到的电力转换成DC电力。所述一个或更多电源还被配置成把所述DC电力输出到装置机架的DC电力总线。所述一个或更多电池组分别被配置成响应于所接收到的电力的中断而向装置机架的DC电力总线提供DC电力。

附图说明

在附图中，相同的附图标记始终被用来指代相同的特征。

图1示出了根据一个或更多实施例的实施基于机架的无间断电源的示例性系统。

图2是示出了根据一个或更多实施例的示例性机架电力单元的方框图。

图3是示出了根据一个或更多实施例的使用电池组来进行电力平滑的示例性处理的流程图。

图4是示出了根据一个或更多实施例的利用基于机架的无间断电源来操作数据中心的示例性处理的流程图。

图5是示出了根据一个或更多实施例的机架电力单元的操作的示例性状态图。

图6示出了根据一个或更多实施例的可以被配置成实施基于机架的无间断电源的示例性计算装置。

图7示出了根据一个或更多实施例的示例性机架电力单元。

图8示出了根据一个或更多实施例的示例性机架套装。

具体实施方式

这里将讨论基于机架的无间断电源。数据中心包括处于装置机架内的多个计算装置并且可选地还有其他联网装置。从外部电源向数据中心提供AC（交流）电力，并且在失去来自外部电源的电力的情况下还从备用发电机提供。此外，每一个装置机架具有机架电力单元，其接收AC电力并且将AC电力转换成DC（直流）电力，所述DC电力随后被提供到位于该装置机架内的各个装置。每一个机架电力单元还包括一个或更多电池组，其在失去来自外部AC电源的电力到备用发电机变为可操作并且向数据中心提供AC电力的时间段期间为该机架内的各个装置提供电力。每一个机架电力单元还可以包括附加的功能，比如在机架内的各个装置的峰值电力使用时间期间从电池组提供附加的DC电力。

图1示出了根据一个或更多实施例的实施基于机架的无间断电源的示例性系统100。系统100包括数据中心102、备用发电机104以及接收自外部电源的外部AC电力106。数据中心102包括一个或更多（n个）装置机架110(1)、...、110(n)，其中每一个装置机架包括一个或更多装置112以及机架电力单元114。装置机架110也被简单地称作机架。虽然在这里提到了装置机架，但是应当注意的是，各个装置112和电力单元114可以替换地被分组到其他容器、安放单元或者其他分组配置中。在这种情况下，这里所讨论的基于机架的无间断电源技术可以是基于这样的替换分组而不是基于机架。

数据中心102操作来为各种计算装置提供一项或更多项服务。这些计算装置可以处在与数据中心102物理上紧邻的位置，并且/或者处在广大的地理范围内（例如整个国家或整个世界）。数据中心102可以通过多种不同的网络与这样的计算装置进行通信，其中包括因特网、局域网（LAN）、蜂窝式或其他电话网、内联网、其他公共和/或专有网络及其组合等等。数据中心102可以由多种不同类型的计算装置访问，比如台式计算机、膝上型计算机、移动站、娱乐电器、电视、可通信地耦合到显示装置的机顶盒、蜂窝式或其他无线电话、游戏机、汽车计算机等等。

数据中心102可以为计算装置提供多项不同服务当中的一项或更多项。举例来说，数据中心102可以提供以下服务当中的一项或更多项：社交网络服务、电子邮件服务、搜索服务、信息资源/存储服务、消息传送服务、图像和/或视频共享服务、游戏或其他娱乐服务等等。由数据中心102提供的一项或更多项服务可以是公共可用的，或者可替换地可以把对于所述服务当中的一项或更多项的访问限制到特定用户（例如具有由数据中心102的服务验证的有效帐户的那些用户）。

在系统100中，外部AC电力106是接收自一个或更多传统外部电源（比如由电力公用事业公司管理的电站）的电力。外部AC电力106例如可以是单相或三相电力。可能会发生外部AC电力106的中断（其也被称作停电），并且这指的是其中预期的外部AC电力106未被数据中心102接收到的情况。对于这样的中断存在多种原因，比如提供电力106的电站处的故障、所述电站与数据中心102之间的输电线的故障等等。

备用发电机104是在外部AC电力106中断的情况下作为备用AC电源操作的发电机。备用发电机104例如可以是柴油或汽油发电机。虽然在系统100中示出了单个备用发电机104，但是替换地在系统100中可以包括多个备用发电机104（例如分别负责为一个或更多机架110提供AC电力）。备用发电机104例如可以提供单相或三相AC电力，并且通常提供与外部AC电力106相同的单相或三相电力。可替换地，备用发电机104可以提供DC电力而不是AC电力。

备用发电机104通常处在与数据中心102物理上紧邻的位置。备用发电机104中或者可替换地另一个组件或装置中的控制器检测外部AC电力106的中断。响应于检测到外部AC电力106的中断，备用发电机104被通电，并且开始生成用以提供给数据中心102的AC电力。通常来说，在外部AC电力106的中断到备用发电机104生成足以为数据中心102供电的AC电力（此时备用发电机104也被称为在线）之间存在一段时间。该时间段可以基于以下因素当中的一项或更多项而不同：检测电力中断的方式、数据中心102所使用的电力以及具体的备用发电机104。数据中心102的各个单独机架内的机架电力单元114在该时间段期间为装置机架110中的装置112提供电力，正如下面将更加详细地描述的那样。

数据中心102中的多个装置112操作来提供由数据中心102所提供的一项或更多项服务的功能。可以包括多种不同类型的装置以作为装置112。装置112通常包括一台或更多台服务器计算机，比如机架服务器或刀片服务器。装置112还可以包括一个或更多其他组件，比如联网组件（例如网关、路由器、交换机等等）、数据存储组件（例如一个或更多磁盘驱动器）、冷却组件（例如风扇）等等。

装置112位于数据中心102的机架110内。机架110是可以将多个机壳插入、安放或者以其他方式放置在其中的物理结构或外罩。机架包括可以在该处放置特定尺寸的机壳的不同物理位置（其被称作机架单元或RU）。不同类型的机架110可以容纳不同数目的机壳。举例来说，特定的机架110可以被配置成容纳50个机壳、90个机壳等等。机壳又可以容纳多种不同组件，比如装置112或机架电力单元114。每一个机架110包括一条或更多条数据总线、一条或更多条控制总线以及一条或更多条电力总线，从而允许向/从各个装置112传送数据和控制信息并且允许向各个装置112传送电力。

每一个机架包括一个或更多机架电力单元114。每一个机架电力单元114接收AC电力，其可以是外部AC电力106或者来自备用发电机104的AC电力。每一个机架电力单元114将所接收到的AC电力转换成DC电力，并且把所述DC电力提供到与该机架电力单元相同的机架内的装置112。举例来说，机架电力单元114(1)向机架110(1)中的装置112(1)提供DC电力，但是不向其他机架(n)（例如其中n≥2的机架）中的装置112(n)提供DC电力。此外，虽然每一个机架110在图1中被显示为包括一个机架电力单元114，但是替换地机架110可以包括两个或更多机架电力单元，其分别向与所述两个或更多机架电力单元相同的机架内的装置提供DC电力。

虽然机架电力单元114被显示为接收AC电力，但是在替换实施例中，机架电力单元114也接收DC电力输入。在这样的实施例中，作为把所接收到的AC电力转换成DC电力的替代（或补充），机架电力单元将所接收到的DC电力转换成所期望的电压（例如对于机架110内的DC电力总线所期望的电压，正如下面更加详细地描述的那样）。

每一个机架电力单元114还包括一个或更多电池组，其充当用于与该机架电力单元114相同的机架中的各个装置112的无间断电源（UPS）。在机架电力单元114接收到的AC电力中断的情况下，该机架电力单元114从所述一个或更多电池组吸取电力以便提供给各个装置112。因此，如果外部AC电力106被中断，则机架电力单元114从一个或更多电池组吸取电力以便为各个装置112提供电力，直到备用发电机104为机架电力单元114提供AC电力为止。

图2是示出了根据一个或更多实施例的示例性机架电力单元200的方框图。机架电力单元200是图1的机架电力单元114的一个例子。机架电力单元200接收AC电力202，其可以是来自多种来源，比如电站、备用发电机等等。虽然被显示为AC电力，但是电力202也可以替换地是DC电力（例如来自提供DC电力的备用发电机）。正如前面所讨论的那样，可能发生其中来自一个来源（例如电站）的AC电力202中断并且在一段时间之后由另一个来源（例如备用发电机）提供AC电力202的情况。

机架电力单元200包括一个或更多电源204以及一个或更多电池组206。机架电力单元200中的电源204的数目可以不同。举例来说，出于冗余的原因（例如在其中一个电源204发生故障的情况下）可以在机架电力单元200中包括多个电源204。此外，虽然电源204和电池组206被分开示出，但是也可以替换地将电源204和电池组206一起实施为单个组件或单元。

电源204分别包括AC/DC转换器208，其接收AC电力202、将所接收到的AC电力转换成DC电力并且把DC电力210提供到与机架电力单元200相同的机架中的各个装置。DC电力210可以是多种不同电压当中的任一种，比如12伏特、24伏特、48伏特等等。DC电力210通过DC电力总线212被提供到与机架电力单元200相同的机架中的各个装置。与机架电力单元200相同的机架中的每一个装置都耦合到DC电力总线212。因此，取代把所接收到的AC电力转换成DC电力，机架中的每一个装置通过总线212接收DC电力。可替换地，作为AC/DC转换器208的替代（或补充），电源204可以分别包括DC电力转换器，其把在电源204处接收到的DC电力转换到针对DC电力总线212所期望的电压。

与机架电力单元200相同的机架中的每一个所述装置可以简单地通过总线212把所接收到的DC电力传递经过所述装置内的各个组件。可替换地，如果其中一个或更多装置内的一个或更多组件希望有不同的电压，则所述总线可以增大或减小通过总线212接收到的DC电力。举例来说，如果某一装置内的各个组件希望有24伏特而DC电力总线212提供12伏特，则可以在所述装置中包括升压电力转换器以便在该装置内把12伏特提升到24伏特。作为另一个例子，如果某一装置内的各个组件希望有12伏特而DC电力总线212提供24伏特，则可以在所述装置中包括降压转换器以便在该装置内把电压从24伏特降低到12伏特。类似地，可以在低于各个装置所期望的DC电压的水准下在DC电力总线212上提供DC电力，并且每一个装置可以包括升压电力转换器以便把DC电力提高到在该装置内所期望的电压水平。举例来说，DC电力总线212可以提供11伏特，并且每一个装置可以包括升压电力转换器以便在该装置内把11伏特提升到12伏特。

在AC电力202中断的情况下，电池组206通过DC电力总线212向与机架电力单元200相同的机架中的各个装置提供DC电力210。应当提到的是，在这里所讨论的基于机架的无间断电源中，电池组206被放置在与由电池组206供电的装置相同的机架中（从而与之在物理上紧邻）。这一物理上的紧邻性（相对于其中电池组与所供电的装置更加远离的环境）减少了向所述装置输送电力时所可能招致的损耗。

此外，由于通过DC电力总线212在机架内配送电力，因此在从电池组206向机架中的各个装置提供电力时不需要施行AC与DC电力之间的转换。相反，由于在从电池组206向机架中的各个装置提供电力时不会经历在AC与DC电力之间进行转换时所可能招致的电力损耗，因此提供电力的效率更高。不需要施行AC与DC电力之间的附加转换完全是受益于电池组206。电池组206处在机架电力单元200内，以便在由AC/DC转换器208转换了所接收到的AC电力之后接收DC电力。因此，不需要仅仅为了对电池组206充电而施行从AC电力到DC电力的转换，并且当电池组206向机架中的装置提供电力时，不需要施行去到AC电力的转换。

电源204还可以通过装置反馈214的形式从与机架电力单元200相同的机架中的各个装置接收控制信息。装置反馈214可以被用来促进电源204和电池组206向各个装置提供DC电力210的操作，正如下面更加详细地讨论的那样。电池组206可以是多种不同类型的电池，比如密封铅酸电池、锂离子电池等等。

电源204还向电池组206提供DC电力216以便对电池组206再充电。电源204还包括电源控制器218，其控制向DC电力总线212提供DC电力210以及还有向电池组206提供DC电力216。每一个电源204可以包括电源控制器218，或者可替换地单个电源控制器218可以控制两个或更多电源204。

电池组206包括电池组控制器220，其控制并且/或者监测电池组206中的电池的各个方面，其中包括向DC电力总线212提供DC电力210。每一个电池组206可以包括电池组控制器220，或者可替换地单个电池组控制器220可以控制两个或更多电池组206。在一个或更多实施例中，DC电力210也被提供为DC电力216以便对电池组206中的电池再充电。在其他实施例中，DC电力216是处于与DC电力210不同的电压水平的DC电力。举例来说，AC/DC转换器208可以提供更高电压水平（例如在400-600伏特的范围内）以作为DC电力216。该更高电压水平是在把AC电力转换成DC电力的处理期间所常用的电压水平。

因此，机架电力单元200提供基于机架的无间断电源。机架电力单元200不需要包括足以为机架电力单元200所处的数据中心中的所有装置供电的电池组206。相反，由于机架电力单元200向与单元200相同的机架中的装置提供电力，因此机架电力单元200参与向与单元200相同的机架中的装置提供电力，而不向数据中心中的其他装置提供电力。

可以利用单个机壳来实施机架电力单元200，其中电源204和电池组206被包括在该单个机壳中。可替换地可以在多个机壳上实施机架电力单元200，比如将一个或更多电源204实施在一个或更多机壳中，并且将一个或更多电池组206实施在一个或更多机壳中。

电池组206中的电池的数目和容量以及电池组206的数目和容量取决于被用来为与机架电力单元200相同的机架中的各个装置（以及其他机壳中的各个组件）供电的电量。在一个或更多实施例中，这样的电池和电池组的数目和容量被确定为使得机架中的各个装置能够以预期的电力使用继续操作所期望的时间量。该所期望的时间量也被称作保持时间（电池组为机架中的各个装置供电或者保持其操作的时间）。该所期望的时间量例如由机架电力单元200处于其中的数据中心的管理员或顾客选择。所述预期电力使用例如可以由机架电力单元200处于其中的数据中心的管理员或顾客决定，或者可替换地，可以由另一个组件或模块基于数据中心中的各个装置的操作决定。举例来说，可以把各个装置的电力使用作为装置反馈214提供到电源控制器218，并且电源控制器218可以（例如向数据中心的管理员或顾客）提供关于机架中的各个装置的预期电力使用的指示。出于冗余的原因（例如在一个电池组发生故障的情况下），还可以在机架电力单元200中包括一个或更多附加电池组。

在一个或更多实施例中，DC电力总线212具有多个端口，由机架电力单元200供电的各个计算装置耦合到这些端口（例如总线212可以具有由各个装置物理地插入的多个插座，或者可以具有插入到各个装置的插座的多条电线和插头）。电源控制器218可以单独管理这些端口，从而允许由控制器218按照期望接通或关断去到特定装置的DC电力。电源控制器218还可以监测在电力端口处消耗的电力，并且可以通过不同方式使用从这一监测所获得的信息，比如确定装置（从而还有包括机架电力单元200的机架）的平均电力使用、装置（从而还有包括机架电力单元200的机架的）的峰值电力使用等等。下面将更加详细地讨论能够使用该监测信息的方式。

应当提到的是，电池组206的数目和容量可以根据各个机架的电力使用而逐机架地有所不同。由于电池组206的数目和容量可以不同，因此机架电力单元200可以配备有适当数目的电池组以便为与机架电力单元200相同的机架内的各个装置供电。剩余或搁浅电力（其指的是可以由电池组206提供但是未被使用的电力，例如在AC电力202中断的情况下未被使用）的数量可以被减少，这是因为机架电力单元200配备有对应于特定机架的电力使用的适当数目和容量的电池组210。

在一个或更多实施例中，电源控制器218接收来自电池组控制器220的控制信息222。电池组控制器220监测电池组206的充电水平，并且控制信息222可以包括关于电池组206的充电水平的指示。当电池组206的充电水平低于完全充电（或者至少比完全充电小一定阈值数量）时，电源控制器218向电池组206提供DC电力216以便对电池组206再充电。电池组控制器220包括电池再充电电路，其接收DC电力216并且对电池组206中的电池再充电。

电源控制器218可以被配置成在特定时间提供DC电力216以便对电池组206再充电，比如在由机架电力单元200供电的装置的当前使用较低时（例如低于临界电力阈值数量）。所述临界电力阈值可以是基于电源204所能提供的峰值电力，例如比电源204所能提供的峰值电力小某一固定或相对数量，或者可替换地其可以是基于其他数值。可以通过不同方式确定当前使用，并且其可以是基于机架的平均电力使用、机架的峰值电力使用等等。举例来说，可以在当前电力使用小于临界电力阈值时提供DC电力216以便对电池组206再充电。

此外，电源控制器218可以被配置成至少部分地基于电池组206的当前充电水平确定电池再充电速率。因此，电源控制器218可以在电池组206具有较低充电水平时（例如小于临界阈值充电水平）或者在电池组206具有较高充电水平时（例如大于或等于临界阈值充电水平）对电池组206更加积极地再充电。举例来说，假设希望电池组206能够在外部AC电力中断的情况下提供1分钟的电力。如果电池组206的充电水平不再允许其提供1分钟的电力（例如小于临界阈值充电水平），则电源控制器218向一个或更多装置发送信号以便节制其性能，从而使得在把输入电力保持在临界电力阈值或者低于临界电力阈值的同时可以对电池积极地再充电。后面将将更加详细地讨论对装置的性能进行节制。但是如果电池组206被部分地充电并且其充电水平足以提供1分钟的电力（例如大于或等于临界阈值充电水平），则电源控制器218可以在保持电力使用小于临界电力阈值数量的同时提供DC电力216以便在较低速率下对电池组206再充电。取决于服务水平协定要求，当电池充电水平不足以提供1分钟的备用时不可对装置进行节制。在这种操作模式下，例如当输入电力大于或等于临界电力阈值时不对电池充电，并且只有当输入电力小于或等于临界电力阈值时才在有限速率下对其再充电。

电源控制器218还可以被配置成响应于特定事件而提供（或者不提供）DC电力216以便对电池组206再充电。举例来说，电源控制器218可以监测电池组206的温度。电池组控制器220可以向电源控制器218提供当前温度，或者可替换地温度计组件（未示出）可以向电源控制器218提供当前温度。如果电池组206的温度超出一定阈值温度（其可以例如基于电池组206中的电池的类型而不同），则电源控制器可以停止（或者不开始）提供DC电力216以便对电池组再充电，直到温度下降为止（例如低于所述阈值温度）。

此外，基于机架的无间断电源允许容易地将附加的电池组206添加到机架电力单元200。如果希望有附加的保持电力，则可以容易地将附加的电池组添加到机架电力单元200，比如将带有附加电池组的一个或更多附加机壳插入到包括单元200的机架中。可以在不改动包括单元200的数据中心的操作的情况下添加附加的机壳，并且不需要将各个单独的装置断电。举例来说，假设会出现其中机架首先具有5KW（千瓦）的电力使用的情况，因此机架电力单元200包括足以提供所期望的时间段的5KW电力的电池组206。继续这一例子，假设对于机架中的一个或更多装置的利用率提高，从而导致该机架具有10KW的电力使用。可以通过（例如在一个或更多附加机壳中）添加足够的电池组206容易地扩展机架电力单元200，从而使得单元200提供所期望的时间段的10KW电力。可以通过预期电力使用的增加（例如如果数据中心的管理员知晓电力使用的预期增加的话）对单元200施行所述扩展，或者可以在检测到电力使用的增加时施行所述扩展。还可以在无需将机架电力单元200和/或机架中的装置断电的情况下施行这一扩展。

类似地，可以从机架电力单元200容易地移除电池组206。可以在机架仍然被供电并且机架中的装置仍然在运行的同时移除电池组206。如果（例如由包括机架电力单元200的数据中心的管理员或用户）确定在机架电力单元200中有过多的电池容量，则可以从机架电力单元200移除一个或更多电池组206。这例如可以通过从机壳中移除电池组或者移除电池组的机壳而实现。如果希望的话随后可以把这些所移除的电池组使用在另一个机架的另一个机架电力单元200中。

可以容易地从机架移除和/或更换（例如用替换机架电力单元200换出）机架电力单元200。这样就允许替换机架电力单元200（例如在所述电力单元中发生组件故障的情况下，或者在管理员或顾客希望把新的电池技术添加到数据中心的情况下）、容易地在机架电力单元200上施行维护等等。在其中利用多个机壳实施机架电力单元200的情况中，可以容易地单独移除和/或更换这样的机壳。举例来说，特定机壳可以包括一个或更多电池组206，并且可以通过简单地拉出该特定机壳并且在其位置处插入替换机壳从而容易地用不同的机壳来替换该特定机壳。

包括一个或更多电池组206的机壳是可热插拔的，从而可以在机架仍然被供电并且机架中的装置仍然在运行的同时移除及添加机壳。包括一个或更多电源204的机壳也可以是可热插拔的，这是假设在机架中有一个或更多其他机壳具有一个或更多电源204和/或一个或更多电池组206以便在DC电力总线212上提供由被移除的机壳所失去的电力。

还应当提到的是，机架的电力使用常常是基于机架中的各个装置的预期峰值使用来确定的。机架中的各个装置的预期峰值使用指的是在任何给定时间组合的机架中的各种装置的预期峰值使用，而不是任何给定时间的每一个装置的单独的预期峰值使用。在给定可以包括在机架中的装置的数目的情况下，机架中的各个装置的该预期峰值使用通常小于各个单独装置的组合预期峰值使用，这是因为在任何给定时间不太可能出现机架中的所有装置都操作在预期峰值使用下的情况。可以通过不同方式来确定机架中的各个装置的该预期峰值使用，比如基于测试机架中的各个装置的结果、基于观察机架中的各个装置（或者类似机架中的类似装置）的操作等等。由于机架中的各个装置的预期峰值使用通常小于各个单独装置的组合预期峰值使用，因此电池组206的数目和容量可以少于根据各个单独装置的组合预期峰值使用来选择电池组206的数目和容量的情况。由于这样做会减少电池组的数目和容量，因此也会降低机架电力单元200的成本（例如与机架中的每一个装置具有其自身的电池的情况相比）。

在停电的情况下，电池组206向与机架电力单元200相同的机架中的各个装置提供电力。在停电发生之后的某一点，AC电力202的供应恢复（不管是来自外部电源还是来自备用发电机），此时电源204恢复提供DC电力210并且电池组206停止提供DC电力210。可以由电源控制器218和/或电池组控制器220通过多种传统方式识别出AC电力恢复（从而电池组206停止提供DC电力210）的这一点。

应当提到的是，由于AC电力202被提供到电源204，但又由电池组206向DC电力总线212提供DC电力，因此可以在无需把AC电力202同步到电池组206所提供的电力的情况下停止由电池组206提供DC电力210。如果电池组206要提供AC电力并且随后将其转换成DC电力以供数据中心中的装置使用，则将通过施行频率匹配或相位匹配把接收自外部电源或备用发电机的AC电力同步到电池组所提供的AC电力。这一同步要花费时间，从而将延长由电池组206负责为机架中的装置供电的时间段。因此，通过令电池组206向DC电力总线212提供DC电力，则不需要施行所述同步，并且可以缩短由电池组206负责为机架中的装置供电的时间段。由于这样会减少电池组的数目和/或容量，因此也会降低机架电力单元200的成本。

此外，在一个或更多实施例中，电池组控制器220被配置成促进DC电力总线212上的电力平滑。可能会出现其中在与机架电力单元200相同的机架中的一个或更多装置的电力使用中存在峰值的情况，并且该峰值导致超出电源204的容量（电源204无法提供所期望的电力）。这样的峰值的持续时间常常较短（例如大约几秒钟）。电池组控制器220被配置成在这些时间期间从电池组206向DC电力总线212提供DC电力210，从而与电源204提供DC电力210同时提供DC电力210。因此电池组206可以有效地吸收电力使用峰值，从而允许由机架电力单元200供电的装置所吸取的平均电流保持近似平坦或不变。这样就允许把更多的装置包括在与机架电力单元200相同的机架中，这是因为电源204的容量可以被用来在其正常操作期间为机架中的装置供电，并且不需要被保留用于所述电力使用峰值。这样就允许把更多装置放置在机架中，从而允许把更多装置包括在所述机架驻留其中的数据中心中。应当提到的是，在这样的情况下，电池组206在没有AC电力202的任何中断的情况下提供DC电力210。

可以通过多种不同方式识别出超出电源204的容量的峰值电力使用。在一个或更多实施例中，电源控制器218监测与电源204相关的各项指标当中的一项或更多项，以便确定峰值电力使用何时超出电源204的容量。举例来说，电源控制器218可以例如通过使用串联电阻器或感应环路来监测AC电力202的输入电流。作为另一个例子，电源控制器218可以例如通过使用串联电阻器、感应环路或者监测输出FET（场效应晶体管）两端的电压降来监测电源204的输出电流（DC电力210和DC电力216）。作为另一个例子，电源控制器218可以监测电源204的输出整流器的开关频率（例如更高的占空比表明更高的电力使用）。所述各项指标当中的一项或更多项可以被用来识别通过DC电力总线212接收电力的各个装置的电力使用。

图3是示出了根据一个或更多实施例的使用电池组来进行电力平滑的示例性处理300的流程图。处理300由电源控制器实施，比如图2的电源控制器218，并且可以用软件、固件、硬件或其组合来实施。处理300被显示为步骤集合，并且不限于针对施行各个步骤的操作所示出的顺序。处理300是使用电池组来进行电力平滑的示例性处理；关于使用电池组来进行电力平滑的附加讨论被参照不同附图包括在此。

在处理300中，对电源进行监测（步骤302）。这一监测可以是监测如前面所讨论的关于电源（例如电源204）的各项指标当中的一项或更多项。

处理300基于电源输出电流是否超出一定阈值数量而继续（步骤304）。该电源输出电流表明通过DC电力总线（例如图1的DC电力总线212）接收电力的装置的电力使用。所述阈值数量是与电源的容量接近（或可替换地相等）的电力使用。该阈值数量可以是固定数量（例如比电源的容量小20安培）或者是相对数量（例如比电源的容量小10%）。

对于电源的监测在整个处理300期间持续。如果电源输出电流在步骤302中没有超出阈值数量，则在不采取附加动作的情况下继续监测电源。但是如果电源输出电流在步骤302中确实超出阈值数量，则接通或者以其他方式激活（步骤306）电池组（例如图2的电池组206）。此外，电池组的输出电压被匹配为比DC电力总线小一定阈值数量的电压。该阈值数量可以是固定数量（例如比DC电力总线的电压小1.5伏特），或者是相对数量（例如比DC电力总线的电压小5%）。

随后把电池组的输出电压增大特定数量（步骤308）。该特定数量可以是固定数量（例如0.5伏特），或者可替换地是相对数量（例如电池组的当前输出电压的0.5%或者DC电力总线的电压的0.5%）。

随后检查电源输出电流是否仍然超出阈值数量（步骤310）。步骤310中的该阈值数量是与用在步骤304中的相同的阈值数量。如果电源输出电流在步骤310中仍然超出阈值数量，则处理300返回步骤308，其中将电池组的输出电压再次增大特定数量。

但是如果电源输出电流在步骤310中没有超出阈值数量，则检查电源输出电流是否超出阈值数量减去再充电电量（步骤312）。步骤312中的该阈值数量是与用在步骤304和310中的相同的阈值数量。再充电电量是被提供到电池组以便对电池组再充电的电流数量（例如作为图2的DC电力216）。

如果电源输出电流在步骤312中超出阈值数量减去再充电电量，则处理300返回步骤308，其中将电池组的输出电压再次增大特定数量。

但是如果电源输出电流在步骤312中没有超出阈值数量减去再充电电量，则把电池组输出减小特定数量（步骤314）。该特定数量可以是固定或相对数量，这方面与用在步骤308中的特定数量类似。此外，步骤314中的该特定数量可以是与用在步骤308中的相同或不同的数量。

随后检查电源输出电流是否超出阈值数量减去再充电电量（步骤316）。该检查与步骤312中所做的检查相同。如果电源输出电流在步骤316中超出阈值数量，则处理300返回步骤308，其中将电池组的输出电压再次增大特定数量。

但是如果电源输出电流在步骤316中没有超出阈值数量减去再充电电量，则检查电池组输出是否大于DC电力总线的电压减去阈值数量（步骤318）。该阈值数量可以是固定数量或相对数量，这方面与步骤306中的阈值数量类似。此外，步骤318中的该阈值数量可以是与用在步骤306中的相同或不同的数量。

如果电池组输出不大于DC电力总线的电压减去阈值数量，则处理300返回步骤312以便检查电源输出电流是否超出阈值数量减去再充电电量。但是如果电池组输出大于DC电力总线的电压减去阈值数量，则关断或者以其他方式停用电池组（步骤320）。在步骤320中关断或者以其他方式停用电池组之后，处理300可选地返回到继续在步骤302中监测电源。

回到图2，机架电力单元200从而帮助DC电力总线212上的电力平滑。在这些峰值使用时间期间，处于其电力使用峰值的一个或多个装置可以接收到其所期望的电力并且继续按照其所期望的那样操作。不需要由于缺少电力而削减或节制所述装置的性能。此外，电源204不需要被配置成在这些峰值使用时间期间提供所有的电力，而是可以在这些峰值使用时间期间依赖于电池组206。

在一个或更多实施例中，可能会出现其中机架电力单元200帮助DC电力总线212上的电力平滑但是没有提供足以完全适应峰值使用的电力的情况。例如可能会出现这样的情况：电池组206的充电水平不足以提供用于峰值使用的电力，由于电池组206小于阈值充电水平（例如小于足以获得所期望的保持时间的充电水平）因此电源控制器218决定不平滑（或者继续平滑）峰值使用等等。电池组控制器220可以监测并且向电源控制器218通知这样的情况。

在所述情况中，电源控制器218可以利用多种不同技术减少机架中的电力使用。其中一种这样的技术被称作节制，其降低装置的性能并且与此同时减少装置的电力消耗。电源控制器218向一个或更多装置发送信号（例如通过机架中的控制总线），从而表明所述一个或更多装置将节制其性能。这些装置被配置成按照不同方式节制其性能，比如减少去到某一组件（例如处理器）的电力、关停某一组件（例如关停多个处理器核心当中的一个）、减慢某一组件的操作（例如降低处理器的时钟速度或者盘驱动器的旋转速度）等等。当不再希望减少机架中的电力使用时，电源控制器218向所述一个或更多装置表明（例如通过在机架中的控制总线上发送信号和/或去除机架中的控制总线上的信号）所述装置将不再节制其性能。

电源控制器218还可以被配置成响应于其他事件来施行装置节制。在一个或更多实施例中，电池组206会随着其使用寿命而损失容量。举例来说，电池组206可能预期被使用5年，但是也被预期在所述5年的末尾所保有的充电水平仅为电池组206在所述5年的开头所可能保有的充电水平的80%。电源控制器218可以被配置成随着电池组206的使用寿命施行装置节制以便减少机架中的各个装置的电力消耗，并且从而允许电池组206的保持时间仍然是相同的。电源控制器218可以响应于AC电力202的中断、在电池组206正向DC电力总线212提供电力时等等施行该装置节制。

电源控制器218可以被配置成对之做出响应而施行装置节制的另一个事件是电池组206的容量的任何其他减少。除了随着其使用寿命损失容量之外，电池组的容量减少可能响应于其他事件而发生，比如某一电池组206的故障。

回到图1，在不同的机架中使用不同的机架电力单元114。这些不同的机架电力单元114可以按照相同的方式被配置（例如具有相同数目的电池组），或者可替换地可以被不同地配置。数据中心102的不同用户（比如不同的公司或者相同公司内的不同业务单位）被指派不同的机架110，并且能够选择其自身的机架电力单元114的配置。这些不同的公司或业务单位从而可以具有不同的UPS配置，尽管其装置处在相同的数据中心102中。这些不同的UPS配置可以允许不同的保持时间、不同的再充电速率等等。

举例来说，第一业务单位可能希望具有足以在外部AC电力106的电力中断与备用发电机104变为在线之间的时间段期间为其机架中的各个装置供电的电池电力，并且相应地其机架电力单元114将具有足以提供该电力的电池组。第二业务单位可能希望具有足以在峰值电力使用时间期间提供一定电力平滑的电力，但是不涉及外部AC电力106的电力中断。相应地，该第二业务单位的机架电力单元114将具有足以提供该电力平滑能力的电池组。第二业务单位在外部AC电力106的电力中断的情况下将不具有电池电力，但是也将不会有购买并维护电池组以便在外部AC电力106的电力中断的情况下提供电池电力的成本。第三业务单位可能完全没有兴趣在任何电池上花钱，因此其机架电力单元114将不具有电池组。

继续该例，所有三个业务单位都在相同的数据中心102中具有机架110，但是其具有被不同地配置的机架电力单元114。在外部AC电力106的电力中断的情况下，第一业务单位的装置将继续在电池电力上运行，但是第二和第三业务单位的装置将由于缺乏电池电力而关停。但是当备用发电机104在线并且提供AC电力时，第一业务单位的装置将支持来自备用发电机104的AC电力而停止运行在电池电力上，第二和第三业务单位的装置将重启并且恢复运行在来自备用发电机104的AC电力上。

通过允许数据中心102的不同用户选择其自身的机架电力单元114的配置还允许数据中心102的用户确定其对于其机架电力单元的电池组所期望的容量数量。该容量指的是所述电池组可以为该机架中的装置提供的电力数量。在外部AC电力106的电力中断的情况下，如果电池组的容量被超出，则包括这些电池组的机架电力单元可能会关停，从而导致包括该机架电力单元的机架中的装置失去电力。某些用户可能希望对于其电池组具有一定数量的多余容量，而其他用户则不这么希望。

举例来说，第一业务单位可能希望具有比其峰值电力使用超出10%的电池组容量，因此其机架电力单元114将具有足以提供该容量的电池组。第二业务单位可能希望具有比其平均电力使用超出10%的电池组容量，因此其机架电力单元114将具有足以提供该容量的电池组。因此，第二业务单位在电池组上将不会花那么多钱，因为其容量决策是基于平均电力使用而不是峰值电力使用。在外部AC电力106的电力中断的情况下，如果第二业务单位的各个装置将比其平均电力使用超出多于10%，则第二业务单位的机架电力单元114将关停，并且第二业务单位的各个装置将由于缺少电池电力而关停（或者可替换地将采取其他补救动作，比如对第二业务单位的各个装置进行节制）。但是第一业务单位的各个装置将继续操作，这是假设第一业务单位的各个装置没有比其峰值电力使用超出多于10%。

类似地，数据中心102的不同用户可以选择由电源控制器（例如图2的控制器218）使用的再充电速率，以便对其机架电力单元的电池组再充电。电源控制器可以被配置成在不同速率下对各个电池组再充电，其中更快的速率更加快速地对电池组再充电但是利用更多电力，更慢的速率对电池组的再充电没有那么快但是利用更少电力。电源控制器用来对电池组再充电的电力越多，可用于提供给机架中的各个装置112的电力就越少。相应地，如果电源控制器被配置成以更快速率对电池组再充电，则在电池组再充电的同时电源控制器减少其通过机架中的DC电力总线提供给各个装置的电力。电源控制器可以通过不同方式减少其提供给各个装置的电力，比如使用前面所讨论的装置节制、关断前面所讨论的端口等等。

可替换地，取代减少其提供给机架110中的各个装置的电力，数据中心102可以被配置成向机架110提供附加的AC电力。因此，电源控制器可以被配置成在更快速率下对电池组再充电，并且同时在电池组再充电时不减少其提供给各个装置112的电力。但是由于数据中心102的用户通常是基于其所使用的AC电力的数量来付费的，因此通过向机架110提供该附加AC电力会增加用户的成本。不管电源控制器的配置方式如何，不同机架110的机架电力单元114中的电源控制器可以被不同地配置。相应地，数据中心102的各个单独的用户能够关于将以多快的速度对其机架中的电池组再充电以及在电池的再充电期间是否减少去到其机架中的各个装置的电力做出其自己的决定，并且相应地配置机架电力单元。

这里所讨论的基于机架的无间断电源还促进用于建立及填充数据中心102的按程收费（pay as you go）模型。在把装置112添加到数据中心102时（并且如前面所讨论的那样基于数据中心102的用户的期望）把机架电力单元和包括在其中的电池组添加到数据中心102。举例来说，假设数据中心102包括50个机架，每一个机架能够容纳88个装置112，则数据中心102可以容纳多达4400个装置112。取代提供足以为4400个装置提供电力的电池组，可以在利用装置112填充数据中心102时添加机架电力单元（或者可以添加具有电池组的机壳）。举例来说，如果数据中心102在第一个月的运营期间仅仅具有一个机架中的60个装置，则可以将用以为所述60个装置提供电力的一个或更多机架电力单元添加到所述一个机架。相应地，用以为附加的装置112（多达4340个装置112）供电的附加的机架电力单元和电池组的开销可以被推迟到这些装置112实际被添加到数据中心102为止。

此外，在一个或更多实施例中，一个或更多机架110（例如向数据中心102的管理员）提供关于所述机架中的各个装置112和机架电力单元114的当前使用或健康状况的反馈。该反馈可以由机架110的反馈模块提供，所述反馈模块可以是机架110的单独组件，或者可替换地可以被合并到另一个组件（例如机架电力单元114）中。该使用或健康状况反馈可以是表明机架中的各个装置112的当前电力使用、机架中的各个装置112的平均电力使用以及各个机架电力单元114中的电池组的当前充电水平等等的信息。这样的信息可以从机架电力单元114（例如从图2的电源控制器218）获得，或者可替换地可以从机架110的另一个组件或模块获得。

可以按照多种不同方式来使用该使用或健康状况信息。举例来说，可以在数据中心102处显示或者以其他方式呈现关于每一个机架110中的各个电池组的当前充电水平的指示。作为另一个例子，机架110中的电池组的容量和机架中的各个装置112的平均电力使用可以被用来确定机架110中的各个电池组的当前保持时间。可以将该当前保持时间显示给数据中心102的管理员，从而允许所述管理员确定是否应当将附加的电池组添加到机架110、是否可以从机架110移除电池组等等。该当前保持时间还可以由反馈模块分析，并且在当前保持时间落到一定阈值数量（其针对每一个机架110可以被配置到不同数值）以下时显示或者以其他方式呈现一则通知。

应当提到的是，通过在不同的机架110中具有不同的机架电力单元114，在特定机架电力单元114发生故障的情况下，与故障机架电力单元114相同的机架110中的装置会受到影响。举例来说，如果某一机架电力单元114中的电池组发生故障，则在外部AC电力106中断的情况下，与该机架电力单元114相同的机架110中的装置将不会由所述电池组供电。但是其他机架110中的装置将仍然由所述其他机架110的机架电力单元114中的电池组供电。

相对于针对整个数据中心设计的UPS，这里所讨论的基于机架的无间断电源促进按照多种不同方式为数据中心中的各个装置提供UPS。取代针对整个数据中心使用大型的定制电池，基于机架的无间断电源可以采用较小的更加常见的电池。由于这些电池不是定制的，因此其成本通常低于定制电池。此外，正如前面所讨论的那样，可以在希望有电池所提供的容量时才招致这些电池的成本。此外，各种组件（比如电池组和电源）可以被设计并建立成适应较低电压，这是因为其管理机架内的装置而不是数据中心内的所有装置。举例来说，针对整个数据中心设计的UPS可能管理以兆瓦计的电力，而机架则通常可能管理十千瓦或二十千瓦的电力。

此外，由于在每一个机架110处知道外部AC电力106的中断，因此这里所讨论的基于机架的无间断电源促进为数据中心中的各个装置提供UPS。每一个机架电力单元114可以至少部分地基于知道外部AC电力106的中断以多种方式做出响应，这是因为每一个机架电力单元114（以丢失外部AC电力106的形式）接收到关于外部AC电力106中断的指示。此外，机架110、装置112和机架电力单元114可以被设计并建立成知道某一个装置或机架电力单元的故障可能会影响相同机架110中的各个装置和机架电力单元，但是不会影响其他机架110中的装置和机架电力单元。因此，由于故障不会影响整个数据中心102，从而不需要包括各种冗余和多余容量。

相对于针对单独服务器的UPS，这里所讨论的基于机架的无间断电源通过多种不同方式促进为数据中心中的各个装置提供UPS。基于机架的无间断电源促进为数据中心中的各个装置提供UPS的一种方式在于可以在多个装置上平均峰值使用。相应地，机架电力单元114可以被设计成适应在不同时间发生的来自各个装置112的峰值使用。举例来说，机架电力单元114可以被设计成假设所有装置112不会同时经历峰值使用。因此，机架电力单元114中的电池组可以具有足以在一个或几个装置112的同时峰值使用期间提供电力的容量，而不是具有足以在所有装置112的同时峰值使用期间提供电力的容量。

此外，这里所讨论的基于机架的无间断电源通过降低在获得电池组方面招致的成本而促进为数据中心中的各个装置提供UPS。可以避免定制电池，并且电池不需要对于机架110超出规格，这是因为可以基于对于整个机架110中的各个装置112所期望的容量来选择电池。举例来说，如果将要把电池组放置在装置112中，可能会出现其中所述电池组将是定制的或者具有大于针对该装置112所真实期望的容量的情况。这样的定制电池或大于所期望的容量的情况会增加为该装置提供电池组的成本。

此外，这里所讨论的基于机架的无间断电源通过简化对数据中心102的管理而促进为数据中心中的各个装置提供UPS。可以把相同类型的多个装置112（例如服务器）安装在相同或不同的机架110中。尽管对于所述相同的服务器希望有不同的UPS但是仍然可以使用这些相同的服务器，这是因为UPS是在机架层级被管理的。举例来说，可以在数据中心102中整理并安装125台相同类型的服务器（其例如具有相同的配置和相同的库存单元（SKU）），即使其中一些所述服务器可能不受数据中心102中的电池组支持同时其他服务器受到电池组支持、其中一些所述服务器可以在数据中心102中具有以不同速率支持对其再充电的电池组等等。

图4是示出了根据一个或更多实施例的利用基于机架的无间断电源操作数据中心的示例性处理400的流程图。处理400由机架电力单元实施，比如图2的机架电力单元200，并且可以用软件、固件、硬件或其组合来实施。处理400被显示为步骤集合，并且不限于针对施行各个步骤的操作所示出的顺序。处理400是利用基于机架的无间断电源操作数据中心的示例性处理；关于利用基于机架的无间断电源操作数据中心的附加讨论被参照不同附图包括在此。

在处理400中，利用接收自外部来源的AC电力对机架中的装置进行供电（步骤402）。该外部来源可以是如前面所讨论的多种不同的传统外部来源。通过如前面所讨论的一个或更多电源将所述AC电力转换成DC电力。

检查是否超出机架的峰值电力（步骤404）。这例如可以是检查是否超出电源的容量，或者检查机架中的装置的电力使用是否超出与电源的容量接近的一定阈值数量（正如前面关于图3的步骤304所讨论的那样）。如果没有超出机架峰值电力，则处理400在不采取附加动作的情况下返回步骤402。但是如果超出机架峰值电力，则从机架中的UPS针对所述峰值提供剩余电力（步骤406）。该UPS是实施处理400的机架电力单元，并且该剩余电力由实施处理400的机架电力单元中的电池组提供，前面参照图3描述了这方面的一个例子的附加细节。

此外，检查是否有电力中断（步骤408）。正如前面所讨论的那样，对于电力中断存在多种不同原因。如果没有电力中断，则处理400在不采取附加动作的情况下返回步骤402。

但是如果有电力中断，则启动备用发电机（步骤410）。该备用发电机例如可以是柴油或汽油发电机，正如前面所讨论的那样。

在启动备用发电机的同时，利用机架中的UPS为机架内的装置供电（步骤412）。该UPS是实施处理400的机架电力单元，并且所述电力由实施处理400的机架电力单元中的电池组提供。

还检查备用发电机是否在线从而能够为机架中的装置提供电力（步骤414）。继续利用机架中的UPS为机架内的装置供电，直到备用发电机在线为止。

当备用发电机在线时，由备用发电机为机架中的装置供电（416），并且通常不再需要由UPS供电。但是检查是否超出机架的峰值电力（步骤418），这类似于步骤404，其不同之处在于在步骤418中正从备用发电机接收AC电力（而不是步骤404中的外部来源）。如果没有超出机架峰值电力，则处理400在不采取附加动作的情况下返回步骤416。但是如果超出机架峰值电力，则从机架中的UPS针对所述峰值提供剩余电力（步骤420）。该UPS是实施处理400的机架电力单元，并且该剩余电力由实施处理400的机架电力单元中的电池组提供，前面参照图3描述了这方面的一个例子的附加细节。

此外，检查来自外部来源的电力是否已恢复（步骤422）。利用备用发电机（以及可选地在步骤420中的UPS）继续为机架内的装置供电，直到来自外部来源的电力恢复为止。

如果来自外部来源的电力已恢复，则把机架从由备用发电机供电切换到由外部来源供电（步骤424）。备用发电机被关停或断电（步骤426），并且处理400返回步骤402，其中机架中的装置由接收自外部来源的AC电力供电。在把AC电力从备用发电机切换到外部来源期间可以停止步骤420中的从UPS提供剩余电力（并且可选地在步骤406中恢复），或者可替换地在把AC电力从备用发电机切换到外部来源期间可以继续步骤420中的从UPS提供剩余电力。

图5是示出了根据一个或更多实施例的机架电力单元的操作的示例性状态图500。所述机架电力单元例如是图2的机架电力单元200。最初在状态502中，接收AC电力并且将其转换成DC电力，并且所述DC电力被输出到机架DC电力总线（例如图2的总线212）。除非有AC电力中断或者超出机架的峰值电力，否则机架电力单元保持在状态502中。虽然在状态图500中提到了机架的峰值电力，但是应当认识到也可以替换地使用其他数值，比如比机架的预期峰值使用少某一固定或相对数量的阈值。

当处于状态502中时，如果没有AC电力中断而是超出机架的峰值电力，则机架电力单元过渡到状态504。在状态504中，接收AC电力并且将其转换成DC电力，并且所述DC电力被输出到机架DC电力总线。此外，电池电力也被输出到机架DC电力总线。除非有AC电力中断或者直到不再超出机架的峰值电力为止，否则机架电力单元保持在状态504中。如果不再超出机架的峰值电力并且没有AC电力中断，则机架电力单元过渡到状态502。

当处于状态502或504中时，如果有AC电力中断，则机架电力单元过渡到状态506。在状态506中，电池电力被输出到机架DC电力总线。机架电力单元保持在状态504中，直到不再有AC电力中断为止（不管是由于解决了AC电力中断的原因还是备用发电机在线），此时机架电力单元过渡到状态502。可替换地，如果机架电力单元从状态504过渡到状态506，则机架电力单元可以过渡回到状态504而不是状态502。

图6示出了根据一个或更多实施例的可以被配置成实施基于机架的无间断电源的示例性计算装置600。计算装置600例如可以是图2的电源控制器218或电池组控制器220。计算装置600也可以是图1的装置112。

计算装置600包括一个或更多处理器或者处理单元602、一个或更多计算机可读介质604（其可以包括一个或更多存储器和/或存储组件606）、一个或更多输入/输出（I/O）装置608以及允许各个组件和装置彼此通信的总线610。计算机可读介质604以及/或者一个或更多I/O装置608可以被包括为计算装置600的一部分或者可替换地可以与之耦合。总线610代表几种类型的总线结构当中的一种或更多种，其中包括利用多种不同的总线体系结构的存储器总线或存储器控制器、外围总线、加速图形端口、处理器或局部总线等等。总线610可以包括有线和/或无线总线。

存储器/存储组件606代表一种或更多种计算机存储介质。组件606可以包括易失性介质（比如随机存取存储器（RAM））和/或非易失性介质（比如只读存储器（ROM）、闪存、光盘、磁盘等等）。组件606可以包括固定介质（例如RAM、ROM、固定硬盘驱动器等等）以及可移除介质（例如闪存驱动器、可移除硬盘驱动器、光盘等等）。

这里讨论的技术可以用软件实施，其具有由一个或更多处理单元602执行的指令。应当认识到，不同的指令可以被存储在计算装置600的不同组件中，比如存储在处理单元602中、存储在处理单元602的各种高速缓冲存储器中、存储在装置600的其他高速缓冲存储器（未示出）中或者存储在其他计算机可读介质上等等。此外还应当认识到，指令被存储在计算装置600中的位置可以随时间改变。

一个或更多输入/输出装置608允许用户向计算装置600输入命令和信息，并且还允许向用户和/或其他组件或装置呈现信息。输入装置的例子包括键盘、光标控制装置（例如鼠标）、麦克风、扫描仪等等。输出装置的例子包括显示装置（例如监视器或投影仪）、扬声器、打印机、网卡等等。

在这里，可以在软件或程序模块的一般情境中描述各种技术。通常来说，软件包括施行特定任务或实施特定抽象数据结构的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。这些模块和技术的一种实现方式可以被存储在某种形式的计算机可读介质上或者通过其发送。计算机可读介质可以是能够由计算装置访问的任何一种或多种可用介质。作为举例而非限制，计算机可读介质可以包括“计算机存储介质”和“通信介质”。

“计算机存储介质”包括按照任何方法或技术实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质，以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或者其他数据之类的信息。计算机存储介质包括（但不限于）RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字通用盘（DVD）或其他光学存储装置、磁盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储装置或者可以被用来存储所期望的信息并且可由计算机访问的任何其他介质。

“通信介质”通常把计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据具体实现在已调数据信号中，比如载波或其他传输机制。通信介质还包括任何信息递送介质。术语“已调数据信号”意味着信号的一项或更多项特性被设定或改变从而在所述信号中编码信息。作为举例而非限制，通信介质包括例如有线网络或直接连线连接之类的有线介质，以及例如声学、RF、红外和其他无线介质之类的无线介质。前述任何内容的各种组合也被包括在计算机可读介质的范围内。

通常来说，可以利用软件、固件、硬件（例如固定逻辑电路）、人工处理或者这些实现方式的某种组合来实施这里所描述的任何功能或技术。这里所使用的术语“模块”和“组件”通常表示软件、固件、硬件或其组合。在软件实现方式的情况下，所述模块或组件表示在处理器（例如一个或更多CPU）上执行时施行指定任务的程序代码。所述程序代码可以被存储在一个或更多计算机可读存储器装置中，关于这方面的进一步描述可以参照图6找到。这里所描述的基于机架的无间断电源的特征是独立于平台的，这意味着可以在具有多种处理器的多种商用计算平台上实施所述技术。

图7示出了根据一个或更多实施例的示例性机架电力单元700。机架电力单元700例如可以是图2的机架电力单元200或者图1的机架电力单元114。机架电力单元700包括四个电源702、704、706和708以及五个电池组712、714、716、718和720。每一个电源702-708例如可以是图2的电源204。每一个电池组712-720例如可以是图2的电池组206。可以在无需将机架电力单元700断电的情况下替换各个电源702-708和/或电池组712-720，正如前面所讨论的那样。虽然所述示例性机架电力单元700包括四个电源和五个电池组，但是机架电力单元700可以包括任意数目的电源和任意数目的电池组，正如前面所讨论的那样。

图8示出了根据一个或更多实施例的示例性机架套装800。机架套装800包括容纳多个装置和/或机架电力单元的机架802。机架802例如可以是图1的机架110。在图8的例子中，以附加的细节显示出机架电力单元804和装置806并且将其从机架802移除，并且机架电力单元804和装置806当中的每一个可以被插入到机架802中。此外还示出了从机架电力单元804移除的电池组808，其可以被插入到机架电力单元804中。机架电力单元804例如可以是图7的机架电力单元700、图2的机架电力单元200或图1的机架电力单元114。装置806例如可以是图1的装置112。虽然以附加的细节示出了单个机架电力单元804和装置806，但是在机架802中可以容纳任意数目的机架电力单元和/或装置。

虽然前面用特定于结构特征和/或方法步骤的语言描述了本发明的主题内容，但是应当理解的是，在所附权利要求书中限定的主题内容不一定受限于前面描述的具体特征或步骤。相反，前面描述的具体特征和步骤是作为实施权利要求书的示例性形式而公开的。

Claims

1.一种电源设备，其包括：

一个或更多电源，其分别被配置成在所述设备处于装置机架中时接收电力，并且将所接收到的电力转换成DC电力，并且还被配置成把所述DC电力输出到所述装置机架的DC电力总线；以及

一个或更多电池组，其分别被配置成响应于所接收到的电力中断将DC电力提供到所述装置机架的DC电力总线，其中，所述一个或更多电源还被配置成在所述一个或更多电池组小于临界阈值充电水平时节制所述装置机架中的一个或更多装置的性能，同时把所述一个或更多电池组再充电到具有至少所述临界阈值充电水平。

2.如权利要求1所述的电源设备，其中，所述一个或更多电池组当中的第一电池组被包括在第一机壳中，所述一个或更多电池组当中的第二电池组被包括在第二机壳中，并且第一机壳和第二机壳都被安放在所述装置机架中。

3.如权利要求1所述的电源设备，其中，至少部分地基于包括在所述装置机架中的装置的数目来确定包括在所述设备中的所述一个或更多电池组的数目，而不考虑包括在其他装置机架中的装置的数目。

4.如权利要求1所述的电源设备，其中，所述一个或更多电源还被配置成在来自外部来源的AC电力中断之后从备用发电机恢复接收电力，并且恢复将DC电力输出到DC电力总线而不把备用发电机的电力输出同步到所述一个或更多电池组的电力输出。

5.如权利要求1所述的电源设备，其中，所述一个或更多电池组还被配置成在所述装置机架中的一个或更多装置的电力使用峰值时并且在所接收到的电力没有中断的情况下向DC电力总线提供DC电力。

6.如权利要求1所述的电源设备，其中，所述一个或更多电源被配置成确定所述装置机架的当前电力使用何时低于临界电力阈值数量，并且响应于确定所述装置机架的当前电力使用低于临界电力阈值数量向所述一个或更多电池组提供DC电力以便对所述一个或更多电池组再充电。

7.如权利要求6所述的电源设备，其中，所述一个或更多电源还被配置成在将DC电力输出到DC电力总线的同时向所述一个或更多电池组提供所述DC电力。

8.一种用在数据中心中的方法，所述方法包括：

为包括第一机架电力单元的第一装置机架中的多个第一装置供电，所述第一机架电力单元包括：

一个或更多第一电源，其分别接收电力、将所接收到的电力转换成第一DC电力并且将第一DC电力输出到第一装置机架的DC电力总线；以及

一个或更多第一电池组，其分别响应于所接收到的电力中断向第一装置机架的DC电力总线提供第二DC电力，其中，当一个或更多第一电池组小于临界阈值充电水平时，一个或更多第一电源节制第一装置机架中的一个或更多装置的性能，同时把一个或更多第一电池组再充电到具有至少所述临界阈值充电水平；以及

为包括第二机架电力单元的第二装置机架中的多个第二装置供电，所述第二装置机架电力单元包括：

一个或更多第二电源，其分别接收电力、将所接收到的电力转换成第三DC电力并且将第三DC电力输出到第二装置机架的DC电力总线；以及

一个或更多第二电池组，其分别响应于所接收到的电力中断向第二装置机架的DC电力总线提供第四DC电力。

9.如权利要求8所述的方法，其还包括：在不同于一个或更多第二电池组的速率下对一个或更多第一电池组再充电。

10.如权利要求8所述的方法，其中，一个或更多第一电池组具有足以为多个第一装置提供第一保持时间的电力，其中一个或更多第二电池组具有足以为多个第二装置提供第二保持时间的电力，并且其中第一保持时间不同于第二保持时间。

11.如权利要求8所述的方法，其还包括：在多个第一装置的电力使用峰值时并且在没有所接收到的电力的情况下，一个或更多第一电池组为第一装置机架的DC电力总线提供第一DC电力。

12.如权利要求8所述的方法，其还包括：一个或更多第一电源确定第一装置机架的当前电力使用何时低于临界电力阈值数量，并且响应于确定第一装置机架的当前电力使用低于临界电力阈值数量向一个或更多第一电池组提供第一DC电力以便对一个或更多第一电池组再充电。

13.如权利要求12所述的方法，其还包括：一个或更多第一电源在将第一DC电力输出到第一装置机架的DC电力总线的同时向一个或更多第一电池组提供所述第一DC电力。