CN110212526B - 一种供电系统及微模块数据中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供电系统及微模块数据中心，该供电系统应用于微模块数据中心，包括：预设数量的区域供电系统；其中，预设数量大于或等于2；每个区域供电系统，用于按照各自的供电方案为输出端连接的各自对应的IT机柜中的PDU单元单独供电；至少两个区域供电系统的供电方案互不相同；本发明利用预设数量的区域供电系统组成的分布式供电系统为1个微模块数据中心中的IT机柜供电，使得各区域供电系统的供电方案和供电可靠性等级均可以不一样，增加了微模块数据中心中的供电方案的数量；并且使某个区域的供电故障只影响本区域内的设备供电，不会导致整体微模块数据中心系统宕机，且本区域的供配电维护不会影响其他区域，提高了供电可靠性。

Description

一种供电系统及微模块数据中心

技术领域

本发明涉及数据中心技术领域，特别涉及一种供电系统及微模块数据中心。

背景技术

随着大数据和云计算带来数据中心的飞速发展，微模块数据中心以其高可靠、高效节能、整体快速部署、可以按需部署的优势受到了市场的青睐，微模块已成为中小型数据中心发展的主流趋势，在大型数据中心的高密度场景也已大量应用。

微模块数据中心的供电目前主要有交流供电或者交直流混供方案，供电方式基本还都是集中式供电方案；按交流供电方案讲，在微模块应用中常用的是N+1供电方案和2N供电方案，N+1供电方案通常是按照一路市电+一路UPS(Uninterruptible Power System，不间断电源)给IT负载供电，2N供电方案可以按照2路UPS给微模块数据中心中的全部IT负载供电，如图1所示，UPS1和UPS2共同为18台IT机柜供电；UPS、电池组、配电列头柜等都是集中放置在微模块内；这样的好处是UPS、配电列头柜、电池柜都是标准化物料，可以集中管理，在微模块数据中心高速发展的时期内，这种供电方式是主流，很受青睐。

然而，应用上述集中式供电方案的供电系统的供电方案单一，供电方案一经确定，整个微模块数据中心系统要么是N+1供电方案，要么是2N供电方案，但是在一个微模块数据中心中根据客户需求很可能存在不同的供电等级需求，如果已经配置N+1供电方案，要升级为2N供电方案工程更改量太大，使得供电方案配置灵活性不高；同时集中式供电电池的后备容量是为整体微模块数据中心而设计，一旦电池耗尽，整体IT负载都会断电，无法根据IT负载重要性进行电池后备时间的灵活配置，不利用用户体验。

因此，如何能够提高微模块数据中心中供电系统的配置灵活性，提高用户体验，是现今急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种供电系统及微模块数据中心，以利用分布式供电结构，提高供电系统的配置灵活性和供电可靠性，提升用户体验。

为解决上述技术问题，本发明提供一种供电系统，应用于微模块数据中心，包括：预设数量的区域供电系统；其中，所述预设数量大于或等于2；

每个所述区域供电系统，用于利用输入端连接的所述微模块数据中心的交流输入配电单元的供电，按照各自的供电方案为输出端连接的各自对应的IT机柜中的PDU单元单独供电；其中，至少两个所述区域供电系统的供电方案互不相同，所述IT机柜设置在所述微模块数据中心内。

可选的，每个所述区域供电系统分别设置在各自供电的一个IT机柜内。

可选的，当前区域供电系统的当前供电方案为N+1供电方案时，当前区域供电系统包括：第一交流输入输出配电单元、与所述交流输入输出配电单元连接的第一UPS单元和与所述第一UPS单元连接的第一电池单元；其中，当前区域供电系统为任一所述区域供电系统；

所述第一交流输入输出配电单元，用于利用输入端连接的所述交流输入配电单元的供电，为所述第一UPS单元和连接的当前区域供电系统对应的IT机柜中的第一PDU设备供电；

所述第一UPS单元，用于利用所述第一交流输入输出配电单元或所述第一电池单元的供电，为连接的当前区域供电系统对应的IT机柜中的第二PDU设备供电；其中，所述PDU单元包括所述第一PDU设备和所述第二PDU设备。

可选的，当前区域供电系统的当前供电方案为2N供电方案时，当前区域供电系统包括：第二交流输入输出配电单元、与所述第二交流输入输出配电单元连接的第二UPS单元和第三UPS单元、与所述第二UPS单元连接的第二电池单元及与所述第三UPS单元连接的第三电池单元；其中，当前区域供电系统为任一所述区域供电系统；

所述第二交流输入输出配电单元，用于利用输入端连接的所述交流输入配电单元的供电，为所述第二UPS单元和所述第三UPS单元供电；

所述第二UPS单元，用于利用所述第二交流输入输出配电单元或所述第二电池单元的供电，为连接的当前区域供电系统对应的IT机柜中的第一PDU设备供电；

所述第三UPS单元，用于利用所述第二交流输入输出配电单元或所述第三电池单元的供电，为连接的当前区域供电系统对应的IT机柜中的第二PDU设备供电；其中，所述PDU单元包括所述第一PDU设备和所述第二PDU设备。

可选的，所述第二电池单元和所述第三电池单元均为锂电池单元；

对应的，所述第二UPS单元和所述第三UPS单元均为锂电UPS单元。

可选的，每个所述区域供电系统，还用于利用输入端连接的所述交流输入配电单元的供电，按照各自的供电方案为输出端连接的各自对应的空调供电；其中，所述空调设置在所述微模块数据中心内。

可选的，该供电系统还包括：

空调单元，用于利用输入端连接的所述交流输入配电单元的供电，为输出端连接的各自对应的空调供电；其中，所述空调设置在所述微模块数据中心内。

可选的，该供电系统还包括：与全部所述区域供电系统连接的上位机监控单元，用于监控每个所述区域供电系统的供电情况。

此外，本发明还提供了一种微模块数据中心，包括：交流输入配电单元、IT机柜和如上述任一项所述的供电系统。

本发明所提供的一种供电系统，应用于微模块数据中心，包括：预设数量的区域供电系统；其中，预设数量大于或等于2；每个所述区域供电系统，用于利用输入端连接的所述微模块数据中心的交流输入配电单元的供电，按照各自的供电方案为输出端连接的各自对应的IT机柜单独供电；其中，至少两个所述区域供电系统的供电方案互不相同，所述IT机柜设置在所述微模块数据中心内；

可见，本发明利用预设数量的区域供电系统组成的分布式供电系统为1个微模块数据中心中的IT机柜供电，使得各区域供电系统的供电方案和供电可靠性等级均可以不一样，增加了微模块数据中心中的供电方案的数量，为不同的用户需求带来灵活的配置方案，提高了用户体验；并且将原来的大功率集中式的供配电方案变成多个小功率的分布式供配电方案，使某个区域的供电故障只会影响本区域内的设备供电，不会导致整体微模块数据中心系统宕机，且本区域的供配电维护，不会对其他区域造成影响，提高了供电可靠性。此外，本发明还提供了一种微模块数据中心，同样具有上述有益效果。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的采用2N供电方案的微模块数据中心的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种供电系统的结构框图；

图3为本发明实施例所提供的一种微模块数据中心的供电区域划分的示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种供电系统的供电结构的示意图；

图5为本发明实施例所提供的一种区域供电系统的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的另一种区域供电系统的结构示意图；

图7为本发明实施例所提供的一种区域供电系统的安装示意图；

图8为本发明实施例所提供的一种区域供电系统的安装示意图；

图9为本发明实施例所提供的一种微模块数据中心的动力数据监控组网结构图。

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。

请参考图2，图2为本发明实施例所提供的一种供电系统的结构框图。该供电系统可以包括：应用于微模块数据中心，包括：预设数量的区域供电系统10；其中，预设数量大于或等于2；

每个区域供电系统10，用于利用输入端连接的微模块数据中心的交流输入配电单元的供电，按照各自的供电方案为输出端连接的各自对应的IT机柜中的PDU单元单独供电；其中，至少两个区域供电系统10的供电方案互不相同，IT机柜设置在微模块数据中心内。

可以理解的是，本实施例中将现有的一个微模块数据中心划分为预设数量的区域，利用区域供电系统10按照各自的1个供电方案对各自对应的1个区域内的IT机柜中的由PDU(Power Distribution Unit，电源分配单元)设备组成的PDU单元进行单独供电，即每个IT机柜中的PDU单元仅受各自对应的一个区域供电系统10供电，从而使预设数量的区域供电系统10可以组成分布式的供电系统为微模块数据中心供电，使得微模块数据中心中各区域供电方案可以不一样以及供电可靠性等级可以不一样，增加了微模块数据中心中的供电方案的数量，为不同的用户需求带来灵活的配置方案；并且将原来的大功率集中式的供配电方案变成多个小功率的分布式供配电方案，使某个区域的供电故障只会影响本区域内的设备供电，不会导致整体微模块数据中心系统宕机，且本区域的供配电维护，不会对其他区域造成影响，提高了供电可靠性。

具体的，对于本实施例中区域供电系统10的具体数量设置，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如可以根据微模块数据中心需要供电的IT机柜的数量和每个IT机柜的供电需求对应进行设置，如图3所示，可以将微模块数据中心内的18台IT机柜划分为6个区域，设置6个区域供电系统10分别为各自对应的3台IT机柜供电。本实施例对此不做任何限制。

同样的，对于每个区域供电系统10各自对应的IT机柜的具体数量设置，即每个区域供电系统10供电的IT机柜数量的设置，可以由设计人员自行设置，如每个区域供电系统10供电的IT机柜数量可以为2台、3台、4台或更多台，IT机柜数量可以根据单柜IT机柜负载容量配置，如果单柜IT负载容量较小，则IT机柜数量可以多，如果单柜IT负载容量较大，则IT机柜数量可以少配置。各区域供电系统10的供电的IT机柜数量可以相同，也可以不同，如图3和图4所示，可以每个区域供电系统10的均为3个IT机柜供电。本实施例对此不做任何限制。

具体的，对于本实施例中每个区域供电系统10的具体结构，即每个区域供电系统10为各自对应的IT机柜供电的供电方案设置，可以由设计人员自行设置，如图4和图5所示，当前区域供电系统(区域1供电系统)按照N+1供电方案(当前供电方案)为对应的IT机柜(IT机柜1-3)中的PDU单元供电时，当前区域供电系统可以包括第一交流输入输出配电单元(交流输入输出配电单元)、与交流输入输出配电单元连接的第一UPS单元(锂电UPS单元)和与第一UPS单元连接的第一电池单元(锂电池单元)；第一交流输入输出配电单元，用于利用输入端连接的交流输入配电单元(交流输入)的供电，为第一UPS单元和连接的当前区域供电系统对应的IT机柜中的第一PDU设备供电(1PDU-B至3PDU-B)；第一UPS单元，用于利用第一交流输入输出配电单元或第一电池单元的供电，为连接的当前区域供电系统对应的IT机柜中的第二PDU设备供电(1PDU-A至3PDU-A)；其中，每个IT机柜均设置有PDU单元；PDU单元包括第一PDU设备(PDU-B)和第二PDU设备(PDU-A)；上述当前区域供电系统可以为预设数量的区域供电系统10中的任意一个区域供电系统10，当前供电方案可以为当前区域供电系统所采用的供电方案。对应的，第一UPS单元还可以利用第一交流输入输出配电单元的供电，为第一电池单元供电(充电)。

如图4和图6所示，当前区域供电系统(区域1供电系统)按照2N供电方案(当前供电方案)为对应的IT机柜(IT机柜1-3)中的PDU单元供电时，区域供电系统10包括：第二交流输入输出配电单元(交流输入输出配电单元)、与第二交流输入输出配电单元连接的第二UPS单元(锂电UPS单元1)和第三UPS单元(锂电UPS单元2)、与第二UPS单元连接的第二电池单元(锂电池单元1)及与第三UPS单元连接的第三电池单元(锂电池单元2)；第二交流输入输出配电单元，用于利用输入端连接的交流输入配电单元(交流输入)的供电，为第二UPS单元和第三UPS单元供电；第二UPS单元，用于利用第二交流输入输出配电单元或第二电池单元的供电，为连接的当前区域供电系统对应的IT机柜中的第一PDU设备供电(1PDU-A至3PDU-A)；第三UPS单元，用于利用第二交流输入输出配电单元或第三电池单元的供电，为连接的当前区域供电系统对应的IT机柜中的第二PDU设备供电(1PDU-B至3PDU-B)；其中，每个IT机柜均设置有PDU单元；PDU单元包括第一PDU设备和第二PDU设备。只要保证每个区域供电系统10可以为各自对应的IT机柜进行单独供电，本实施例对此不做任何限制。

其中，本实施例中微模块数据中心的交流输入配电单元可以为用于为1整个微模块数据中心进行供电的设备。本实施例中区域供电系统10对各自对应的IT机柜供电，可以为区域供电系统10为各自对应的IT机柜中的PDU单元供电。具体的，对于本实施例中与区域供电系统10连接的交流输入配电单元和IT机柜中的PDU单元的具体设备类型，可以由设计人员自行设置，如可以采用与现有技术相同或相似的方式进行设置，本实施例对此不做任何限制。

需要说明的是，对于本实施例中的区域供电系统10中的具体设备类型，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如图5和图6所示，上述第一电池单元第二电池单元和第三电池单元均可以选用锂电池组成的锂电池单元，对应的第一UPS单元、第二UPS单元和第三UPS单元均可以选用锂电UPS单元，采用采用寿命更长、尺寸更小、重量更轻、充电速度更快的锂电池和锂电UPS单元组成不间断电源装置，使区域供电系统10体积更小，维护更方便。本实施例对此不做任何限制。

对应的，对于区域供电系统10的具体供配容量设置和电池单元(如第一UPS单元、第二UPS单元或第三UPS单元)的具体容量设置，可以由设计人员自行设置，如每个区域的供配电容量可以不一样，可以根据实际IT机柜容量对应配置，即使后期供配电容量改造升级，成本也会较低；同时每个区域的后备电池容量(电池单元的容量)也可以不一样，可以根据实际需求选择电池后备时间，即使后期后备时间要增大，电池扩容比较方便。本实施例对此不做任何限制。

也就是说，本实施例中采用的分布式分区域供电无须提前规划总的微模块数据中心系统容量，分布式供电的UPS容量和电池配置，可以按需部署；分布式分区域供电无须考虑后期的配电改造和扩容问题，不用像集中式供电UPS、电池、配电列头柜一次配置到最大容量，无法变更。

具体的，本实施例中通过预设数量的区域供电系统10的设置，使现有的如UPS、电池柜和配电柜等供配电部分的集中分量可以分配到各个区域承担，为现场施工和安装带来便利，节省人力成本和降低施工难度，同时对机房的承重要求降低。进一步的，本实施例中可以将每个区域供电系统10分别设置在各自供电的一个IT机柜内，即可以将区域供电系统10中的设备做到工厂预制安装到机柜内部，进一步减少现场施工难度。如图7所示，可以将为三个IT机柜(机柜1至3)进行N+1供电的区域供电系统10中的第一交流输入输出配电单元(输入输出配电单元)、第一UPS单元(锂电UPS)和第一电池单元(锂电池)，共同设置到机柜2中；如图8所示，可以将为三个IT机柜(机柜1至3)进行2N供电的区域供电系统10中的第二交流输入输出配电单元(输入输出配电单元)、第二UPS单元(锂电UPS 1)、第二电池单元(锂电池1)、第三UPS单元(锂电UPS 2)和第三电池单元(锂电池2)，共同设置到机柜2中。

可以理解的是，对于微模块数据中心内的空调的供电，可以由设计人员自行设置，可以直接使用交流输入配电单元的输出为空调供电；如1个微模块数据中心中的全部空调可以与该微模块数据中心的交流输入配电单元的输出端直接连接，直接使用交流输入配电单元的供电。也可以利用区域供电系统10为对应的空调供电，即本实施例中的区域供电系统10，还可以用于利用输入端连接的交流输入配电单元的供电，按照各自的供电方案为输出端连接的各自对应的空调供电；也就是说，1个微模块数据中心可以使用多个区域供电系统10为该微模块数据中心中的全部空调供电，如可以由每个区域供电系统10为该区域内设置的空调独立供电；1个微模块数据中心也可以使用一个区域供电系统10为该微模块数据中心中的全部空调供电，如微模块数据中心中的全部空调可以分别与该微模块数据中心中的同一区域供电系统10的输出端直接连接。还可以如图4所示，在供电系统中设置为空调供电的空调单元，即本实施例中的供电系统还可以包括：空调单元，用于利用输入端连接的交流输入配电单元的供电，为输出端连接的各自对应的空调供电；其中，空调设置在微模块数据中心内；也就是说，微模块数据中心中可以设置专门为空调进行供电配置的空调单元，如1个微模块数据中心中可以设置一个空调单元为该微模块数据中心中的全部空调供电；1个微模块数据中心中也可以多个空调单元为各自输出端连接的该微模块数据中心中的空调供电。微模块数据中心内的空调的供电还可以采用上述三种供电方式中任意两种组合或三种共同组合的方式实现。本实施例对此不做任何限制。

进一步的，本实施例所提供的供电系统还可以包括：与全部区域供电系统10连接的上位机监控单元，用于监控每个区域供电系统10的供电情况。对应的，如图9所示，上位机监控单元还可以与空调或空调单元连接，用于监控空调的供电情况。

本实施例中，本发明实施例利用预设数量的区域供电系统10组成的分布式供电系统为1个微模块数据中心中的IT机柜供电，使得各区域供电系统的供电方案和供电可靠性等级均可以不一样，增加了微模块数据中心中的供电方案的数量，为不同的用户需求带来灵活的配置方案，提高了用户体验；并且将原来的大功率集中式的供配电方案变成多个小功率的分布式供配电方案，使某个区域的供电故障只会影响本区域内的设备供电，不会导致整体微模块数据中心系统宕机，且本区域的供配电维护，不会对其他区域造成影响，提高了供电可靠性。

此外，本发明实施例还提供了一种微模块数据中心，包括：交流输入配电单元、IT机柜和如上一实施例所提供的供电系统。

其中，本实施例中的微模块数据中心还可以设置有空调。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的微模块数据中心而言，由于其与实施例公开的供电系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见供电系统部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种供电系统及微模块数据中心进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种供电系统，应用于微模块数据中心，其特征在于，包括：预设数量的区域供电系统；其中，所述预设数量大于或等于2；

每个所述区域供电系统，用于利用输入端连接的所述微模块数据中心的交流输入配电单元的供电，按照各自的供电方案为输出端连接的各自对应的IT机柜中的PDU单元单独供电；其中，至少两个所述区域供电系统的供电方案互不相同，所述IT机柜设置在所述微模块数据中心内，所述区域供电系统的供电方案包括N+1供电方案和2N供电方案；

当前区域供电系统的当前供电方案为所述N+1供电方案时，当前区域供电系统包括：第一交流输入输出配电单元、与所述交流输入输出配电单元连接的第一UPS单元和与所述第一UPS单元连接的第一电池单元；其中，当前区域供电系统为任一所述区域供电系统；

所述第一交流输入输出配电单元，用于利用输入端连接的所述交流输入配电单元的供电，为所述第一UPS单元和连接的当前区域供电系统对应的IT机柜中的第一PDU设备供电；

所述第一UPS单元，用于利用所述第一交流输入输出配电单元或所述第一电池单元的供电，为连接的当前区域供电系统对应的IT机柜中的第二PDU设备供电；其中，所述PDU单元包括所述第一PDU设备和所述第二PDU设备。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，每个所述区域供电系统分别设置在各自供电的一个IT机柜内。

3.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，当前区域供电系统的当前供电方案为所述2N供电方案时，当前区域供电系统包括：第二交流输入输出配电单元、与所述第二交流输入输出配电单元连接的第二UPS单元和第三UPS单元、与所述第二UPS单元连接的第二电池单元及与所述第三UPS单元连接的第三电池单元；其中，当前区域供电系统为任一所述区域供电系统；

所述第二交流输入输出配电单元，用于利用输入端连接的所述交流输入配电单元的供电，为所述第二UPS单元和所述第三UPS单元供电；

所述第二UPS单元，用于利用所述第二交流输入输出配电单元或所述第二电池单元的供电，为连接的当前区域供电系统对应的IT机柜中的第一PDU设备供电；

所述第三UPS单元，用于利用所述第二交流输入输出配电单元或所述第三电池单元的供电，为连接的当前区域供电系统对应的IT机柜中的第二PDU设备供电；其中，所述PDU单元包括所述第一PDU设备和所述第二PDU设备。

4.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，所述第二电池单元和所述第三电池单元均为锂电池单元；

对应的，所述第二UPS单元和所述第三UPS单元均为锂电UPS单元。

5.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，每个所述区域供电系统，还用于利用输入端连接的所述交流输入配电单元的供电，按照各自的供电方案为输出端连接的各自对应的空调供电；其中，所述空调设置在所述微模块数据中心内。

6.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，还包括：

空调单元，用于利用输入端连接的所述交流输入配电单元的供电，为输出端连接的各自对应的空调供电；其中，所述空调设置在所述微模块数据中心内。

7.根据权利要求1至6任一项所述的供电系统，其特征在于，还包括：与全部所述区域供电系统连接的上位机监控单元，用于监控每个所述区域供电系统的供电情况。

8.一种微模块数据中心，其特征在于，包括：交流输入配电单元、IT机柜和如权利要求1至7任一项所述的供电系统。

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