CN105703472A - 一种新型光伏供电的数据中心 - Google Patents

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肖波
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Abstract

本发明特别涉及一种新型光伏供电的数据中心。该新型光伏供电的数据中心，包括光伏供电系统，市电供电系统和蓄电池供电系统，采用所述光伏供电系统为主要供电系统，所述市电供电系统和蓄电池供电系统备用。该新型光伏供电的数据中心，利用太阳能发电，减少了市电的用量，减少了数据中心的运营成本，节约了能源；同时还能够满足市电断电后数据中心长时间的运行，保证客户能够正常稳定的处理数据，不会造成严重损失。

Description

一种新型光伏供电的数据中心
技术领域
本发明涉及数据中心供电设计技术领域，特别涉及一种新型光伏供电的数据中心。
背景技术
目前大部分数据中心是采用两路市电通过UPS后给IT设备供电的，其中一路市电断电后，另一路市电要完全能够承担所有负载的供电。这样就要求在设计时UPS的容量至少要等于所有符合的总容量，考虑到冗余因素，一般选用的UPS容量是设计负载容量的1点几倍，在两台UPS在工作时每台的负载都不会超过设计容量的50%，在这个负载条件下UPS的效率比较低，造成能源的极大浪费。
但是如果两路市电都断电后，数据中心将会停止工作，不能够保证数据中心长时间稳定运行。为了解决这一问题有的数据中心采用发电机发电，能够保证数据中心稳定的运行，但是这对于绿色数据中心来说有一定的瑕疵，会对环境产生一定的污染，不符合节能的需要。
在数据中心所有的用电设备除了IT设备之外，制冷系统的用电占有很大的比例。降低数据中心运行的PUE值就不能不考虑降低制冷系统用电在数据中心中的比例。一般来说夏天的中午是数据中心制冷系统在一天中负荷最大的时候，这时候也是一天中太阳能最强的时候。因此，我们考虑能否使用此时的光伏能源来给数据中心供电。
针对上述问题，本发明设计了一种新型光伏供电的数据中心。不再使用双路市电供电的模式，而是加入了新能源系统和蓄电池，并以光伏等新能源作为主要的供电系统，市电供电作为后备方案。这种工作模式可以提高数据中心的工作效率，减少数据中心市电电量消耗，减少数据中心的运营成本，建立绿色数据中心。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的新型光伏供电的数据中心。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种新型光伏供电的数据中心，其特征在于：包括光伏供电系统，市电供电系统和蓄电池供电系统，采用所述光伏供电系统为主要供电系统，所述市电供电系统和蓄电池供电系统备用；所述市电供电系统包括UPS，市电经UPS转换成工频的380V交流电为数据中心供电；所述光伏供电系统将太阳能电池板组成一个串联电路将直流电压抬高，在集电箱内将抬高后的直流电压并联，一路利用充电器对蓄电池进行充电，一路为数据中心供电；所述蓄电池供电系统和光伏供电系统为数据中心供电之前，均由逆变器将直流电转换成工频的380V交流电。
所述UPS包括PWM整流器和逆变器，市电先经PWM整流器转换成直流电，然后直流电经过逆变器转换成工频的380V交流电为数据中心供电。
所述蓄电池供电系统包括蓄电池和充电器，当所述蓄电池电量不足时，通过市电供电系统和光伏供电系统为蓄电池充电，其中光伏供电系统为主要充电系统，所述市电供电系统备用；市电先经PWM整流器转换成直流电后通过充电器为所述蓄电池充电。
当所述光伏供电系统产生的电量能够满足数据中心的需求时，所述蓄电池供电系统和市电供电系统处于休眠后备模式；当光伏供电系统产生的电量大于数据中心的需求以及蓄电池的充电需求时，多余的电量经过PWM整流器转换成交流电反馈给市电电网，即PWM整流器将直流电转换为220V交流电回到市电；当所述光伏供电系统产生的电量不能满足数据中心的供电需求以及蓄电池的充电需求时，所述市电供电系统为数据中心供电，为蓄电池充电。
当市电断电时，则市电供电系统停止工作，数据中心由所述蓄电池供电系统和光伏供电系统一起供电。
当市电断电，光伏供电系统也不发电时，数据中心由所述蓄电池供电系统供电。
本发明的有益效果是：该新型光伏供电的数据中心，利用太阳能发电，减少了市电的用量，减少了数据中心的运营成本，节约了能源；同时还能够满足市电断电后数据中心长时间的运行，保证客户能够正常稳定的处理数据，不会造成严重损失。
附图说明
附图1为本发明新型光伏供电的数据中心供电方法示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
该新型光伏供电的数据中心，包括光伏供电系统，市电供电系统和蓄电池供电系统，采用所述光伏供电系统为主要供电系统，所述市电供电系统和蓄电池供电系统备用；所述市电供电系统包括UPS，市电经UPS转换成工频的380V交流电为数据中心供电；所述光伏供电系统将太阳能电池板组成一个串联电路将直流电压抬高，在集电箱内将抬高后的直流电压并联，转换成240V高压直流电，一路直流电利用充电器对蓄电池进行充电，一路直流电为数据中心供电；所述蓄电池供电系统和光伏供电系统为数据中心供电之前，均由逆变器将240V高压直流电转换成工频的380V交流电。
所述UPS包括PWM整流器和逆变器，市电先经PWM整流器转换成240V高压直流电，然后240V高压直流电经过逆变器转换成工频的380V交流电为数据中心供电。
所述蓄电池供电系统包括蓄电池和充电器，当所述蓄电池电量不足时，通过市电供电系统和光伏供电系统为蓄电池充电，其中光伏供电系统为主要充电系统，所述市电供电系统备用；市电先经PWM整流器转换成240V高压直流电后通过充电器为所述蓄电池充电。
当所述光伏供电系统产生的电量能够满足数据中心的需求时，所述蓄电池供电系统和市电供电系统处于休眠后备模式；当光伏供电系统产生的电量大于数据中心的需求以及蓄电池的充电需求时，多余的电量经过PWM整流器转换成交流电反馈给市电电网，即PWM整流器将240V高压直流电转换为220V交流电回到市电；当所述光伏供电系统产生的电量不能满足数据中心的供电需求以及蓄电池的充电需求时，所述高压直流240V供电系统为数据中心供电，为蓄电池充电。
当市电断电时，则市电供电系统停止工作，数据中心由所述蓄电池供电系统和光伏供电系统一起供电。
当市电断电，光伏供电系统也不发电时，数据中心由所述蓄电池供电系统供电。
该新型光伏供电的数据中心，于现有技术相比，去掉了一路市电，减少了市电的用量，因而缩小了市电的开支，能够降低数据中心的运营成本；而且利用太阳能产生电量减少数据中心对电网的用电量，节约资源和能源，符合绿色数据中心的要求；同时采用光伏供电可以延长数据中心在市电断电后数据中心持续运行的时间，保证数据中心的安全。高压直流系统投资少，且大型光伏发电站多余的电量可以反馈给电网，不仅能够节省数据中心电量的运营成本，还能够增加额外收入。

Claims (5)

1.一种新型光伏供电的数据中心，其特征在于：包括光伏供电系统，市电供电系统和蓄电池供电系统，采用所述光伏供电系统为主要供电系统，所述市电供电系统和蓄电池供电系统备用；所述市电供电系统包括UPS，市电经UPS转换成工频的380V交流电为数据中心供电；所述光伏供电系统将太阳能电池板组成一个串联电路将直流电压抬高，在集电箱内将抬高后的直流电压并联，一路利用充电器对蓄电池进行充电，一路为数据中心供电；所述蓄电池供电系统和光伏供电系统为数据中心供电之前，均由逆变器将直流电转换成工频的380V三相交流电；
所述UPS包括PWM整流器和逆变器，市电先经PWM整流器转换成直流电，然后直流电经过逆变器转换成工频的380V交流电为数据中心供电。
2.根据权利要求1所述的新型光伏供电的数据中心，其特征在于：所述蓄电池供电系统包括蓄电池和充电器，当所述蓄电池电量不足时，通过市电供电系统和光伏供电系统为蓄电池充电，其中光伏供电系统为主要充电系统，所述市电供电系统备用；市电先经PWM整流器转换成直流电后通过充电器为所述蓄电池充电。
3.根据权利要求1所述的新型光伏供电的数据中心，其特征在于：当所述光伏供电系统产生的电量能够满足数据中心的需求时，所述蓄电池供电系统和市电供电系统处于休眠后备模式；当光伏供电系统产生的电量大于数据中心的需求以及蓄电池的充电需求时，多余的电量经过PWM整流器转换成交流电反馈给市电电网，即PWM整流器将直流电转换为220V交流电回到市电；当所述光伏供电系统产生的电量不能满足数据中心的供电需求以及蓄电池的充电需求时，所述市电供电系统为数据中心供电，为蓄电池充电。
4.根据权利要求1所述的新型光伏供电的数据中心，其特征在于：当市电断电时，则市电供电系统停止工作，数据中心由所述蓄电池供电系统和光伏供电系统一起供电。
5.根据权利要求1所述的新型光伏供电的数据中心，其特征在于：当市电断电，光伏供电系统也不发电时，数据中心由所述蓄电池供电系统供电。
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