CN111541251A - 用于数据机房微母线供电系统的电力分配方法及系统 - Google Patents

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CN111541251A CN202010349318.6A CN202010349318A CN111541251A CN 111541251 A CN111541251 A CN 111541251A CN 202010349318 A CN202010349318 A CN 202010349318A CN 111541251 A CN111541251 A CN 111541251A
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Abstract

本发明公开一种用于数据机房微母线供电系统的电力分配方法及系统，能够实现单机双总线的两台UPS之间以及每台UPS各相间的负载均衡。该方法包括：根据供电系统结构构建包括UPS1节点、UPS2节点、至少一个微型母排节点以及至少一个机柜列节点的等效模型；将等效模型上电运行获取预设符合约束条件的多个等效路径配电版本，并分别统计每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应的每一路供电接口的实际电功率；基于每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应的每一路供电接口的实际电功率，分别计算每个等效路径配电版本对应的监测数据；通过对每个等效路径配电版本的监测数据做波动评估，筛选出波动评估最小的等效路径配电版本作为供电系统的最优供电分配方案。

Description

用于数据机房微母线供电系统的电力分配方法及系统
技术领域
本发明涉及智能配电技术领域，尤其涉及一种用于数据机房微母线供电 系统的电力分配方法及系统。
背景技术
《数据中心通信基础设施标准》(ANSI/TIA-942-2005)是美国通信工业学 会委员分会制定，并由美国国家标准学会以及美国通信工业协会颁布的关于 数据中心通信基础设施建设的标准。《数据中心通信基础设施标准》(ANSI/TIA -942-2005)是针对当代数据中心建设为对象编制的技术规范，其中包括数据中 心系统架构、设计理念以及技术标准，成为当今行业内重要的标准之一。随 着数据中心技术的不断发展以及基础设施的技术的不断进步，对数据中心的 稳定性要求越来越高。
目前国内主流数据中心(也称数据机房)的供电系统主要由UPS、输出 配电柜、列头柜、PDM(Power Distribution Module，电源分配模块)和PDU (Power DistributionUnit，电源分配单元)组成。由单机双总线UPS输出柜 通过三相开关给机房内数据机柜的列头柜内的A路、B路及C路的三相输入 总开关供电，再由列头柜内总开关连接至单相分路开关，最后由单相开关供 电至机柜内的PDM以及PDU。
在实际运行过程中，各架机柜实际功耗是不相同的，而且机柜内的A、B 两路电源功耗也不同，因此会造成单机双总线结构的两台UPS输出功率差异 较大，容易导致单机双总线的两台UPS之间出现三相不平衡，甚至威胁到数 据机房的稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于数据机房微母线供电系统的电力分配方 法及系统，能够实现单机双总线的两台UPS之间以及每台UPS各相间的负载 均衡，提升数据机房运行的稳定性。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种用于数据机房微母线供 电系统的电力分配方法，包括：
根据供电系统结构构建包括UPS1节点、UPS2节点、至少一个微型母排节 点以及至少一个机柜列节点的等效模型，所述UPS1节点包括A1相、B1相和 C1相，所述UPS2节点包括A2相、B2相和C2相，所述微型母排节点包括UPS1的微母线a相、UPS1的微母线b相、UPS1的微母线c相、UPS2的微母线a相、 UPS2的微母线b相和UPS2的微母线c相，所述机柜列节点包括3n架机柜子 节点，每架机柜子节点具有两路供电接口；
将所述等效模型上电运行获取预设符合约束条件的多个等效路径配电版 本，并分别统计每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应的每一路供电 接口的实际电功率；
基于每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应的每一路供电接口的 实际电功率，分别计算每个等效路径配电版本对应的监测数据，所述监测数 据包括UPS1节点总负载和UPS2节点总负载，以及UPS1三相之间负载量的方差 和UPS2三相之间负载量的方差；
通过对每个等效路径配电版本的监测数据做波动评估，筛选出波动评估 最小的等效路径配电版本作为供电系统的最优供电分配方案。
优选地，预设的约束条件包括：
机柜列节点与微型母排节点互为一一对应的关系；
机柜子节点中的1路供电接口取自UPS1的微母线a相、UPS1的微母线b 相或者UPS1的微母线c相，机柜子节点中的2路供电接口取自UPS2的微母线 a相、UPS2的微母线b相和UPS2的微母线c相；
微型母排节点中的UPS1的微母线a相与UPS1节点的A1相连接，UPS1的 微母线b相与UPS1节点的B1相连接，UPS1的微母线C相与UPS1节点的C1 相连接，微型母排节点中的UPS2的微母线a相与UPS2的A2相，UPS2的微母 线b相与UPS2节点的B2相连接，UPS2的微母线c相与UPS2节点的C2相连 接；
机柜子节点的实际电功率不得超过额定负载；
每个微型母排节点、UPS1节点和UPS2节点中的每一相实际电流值不得超 过该相的实际容量；
UPS1节点和UPS2的实际负载不得超过额定负载。
优选地，将所述等效模型上电运行获取符合约束条件的多个等效路径配 电版本的方法包括：
通过xijrkp表示机柜子节点与对应微型母排节点的连接关系，其中，r表示 第r列微型母排节点，k表示第k个机柜子节点，p表示第p路供电接口供电， i表示第i个UPS节点，j表示第j相位；
当第r列微型母排节点的第k个机柜子节点的第p路供电接口取电自UPSi的第j相位且符合约束条件，则xijrkp的取值为1；
当第r列微型母排节点的第k个机柜子节点的第p路供电接口不取电自 UPSi的第j相位且符合约束条件，则xijrkp的取值为0；
穷尽等效模型中xijrkp全部的等效路径，筛选出xijrkp取值为1且符合约束 条件的多个等效路径配电版本。
较佳地，基于每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应的每一路供 电接口的实际电功率，分别计算每个等效路径配电版本对应的监测数据的方 法包括：
采用公式
Figure BDA0002471298490000031
分别计算UPSi节点的总负载，其中，nrow表示微型母排节点的总列数，nr表示一个机柜列节点中 机柜子节点的总个数，loadrkp表示第r列微型母排节点的第k个机柜子节点的 第p路供电接口的负载量；
采用公式
Figure BDA0002471298490000032
分别计算UPSi各相之间负载 量的方差，其中，Qij表示UPSi的第j相位的负载量。
进一步地，UPSi的第j相位的负载量的计算公式为：
Figure BDA0002471298490000041
优选地，各架机柜子节点取自UPSi的任一相位的电量不能超过对应微型 母排节点中任一相位实际容量的模型表示为：
Figure BDA0002471298490000042
其中，Cijr表示微 型母排节点中与机柜子节点对应相位的实际容量。
优选地，UPS1节点和UPS2中的每一相位实际电流值不得超过该相实际容 量的模型表示为：
Figure BDA0002471298490000043
其中，Cij表示UPSi的第j相位的实际容量。
优选地，通过对每个等效路径配电版本的监测数据做波动评估，筛选出 波动评估最小的等效路径配电版本的方法包括：
采用最优目标模型s＝min(w1|Q1-Q2|+w2(D1+D2))，筛选出波动评估最小 的等效路径配电版本s；其中，Q1表示UPS1节点的总负载，Q2表示UPS2节点的 总负载，D1表示UPS1各相位之间负载量的方差，D2表示UPS2各相位之间负载 量的方差，w1表示预设的总负载权重，w2表示预设的相位负载权重。
与现有技术相比，本发明提供的用于数据机房微母线供电系统的电力分 配方法具有以下有益效果：
本发明提供的用于数据机房微母线供电系统的电力分配方法，为了便于 模拟分析首先根据供电系统的实际供电结构模拟出等效模型，通常包括UPS1节点、UPS2节点、至少一个微型母排节点以及至少一个机柜列节点的等效模 型，其中，UPS1节点还包括A1相、B1相和C1相，UPS2节点还包括A2相、 B2相和C2相，所述微型母排节点包括UPS1的微母线a相、UPS1的微母线b 相、UPS1的微母线c相、UPS2的微母线a相、UPS2的微母线b相和UPS2的微 母线c相，机柜列节点包括3n架机柜子节点，每架机柜子节点具有两路供电 接口。等效模型在上电运行后可模拟出所有符合预设约束条件的等效路径， 每个等效路径都具有唯一性，此处的等效路径可以理解为机柜子节点某一路 供电接口从任意UPS节点的取电路径，根据约束条件及模拟出的等效路径可 以得到多个等效路径配电版本，每个等效路径配电版本相当于供电系统按照 约束条件给数据机房中各机柜供电的一种供电方案，在获取到全部的等效路 径配电版本后，还需分别统计出每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对 应的每一路供电接口的实际电功率，根据这些实际电功率数据可以分别计算 每个等效路径配电版本对应的监测数据，也即UPS1节点总负载和UPS2节点总 负载，以及UPS1三相之间负载量的方差和UPS2三相之间负载量的方差，最终 根据每个等效路径配电版本的监测数据的波动评估数据，筛选出波动评估最 小的等效路径配电版本作为供电系统的最优供电分配方案。
可见，本发明通过等效模型的构建、监测数据的计算以及对监测数据的 波动评估，能够快速、准确的筛选出供电系统的最优供电分配方案。通过最 优供电分配方案可以实现单机双总线的两台UPS之间的负荷均衡以及单台 UPS的三相平衡，同时还能够合理分配各机柜间消耗的电力资源，提高了资 源利用效率。
本发明的第二方面提供一种用于数据机房微母线供电系统的电力分配系 统，应用于上述技术方案所述的用于数据机房微母线供电系统的电力分配方 法中，所述系统包括：
等效模型创建单元，用于根据供电系统结构构建包括UPS1节点、UPS2节 点、至少一个微型母排节点、至少一个机柜列节点的等效模型，所述UPS1节 点包括A1相、B1相和C1相，所述UPS2节点包括A2相、B2相和C2相，所 述微型母排节点包括UPS1的微母线a相、UPS1的微母线b相、UPS1的微母线 c相、UPS2的微母线a相、UPS2的微母线b相和UPS2的微母线c相，所述机 柜列节点包括3n架机柜子节点，每架机柜子节点具有两路供电接口；
配电版本生成单元，用于将所述等效模型上电运行获取符合约束条件的 多个等效路径配电版本，并分别统计每个等效路径配电版本中各架机柜子节 点对应的每一路供电接口的实际电功率；
参数计算单元，用于基于每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应 的每一路供电接口的实际电功率，分别计算每个等效路径配电版本对应的监 测数据，所述监测数据包括UPS1节点总负载和UPS2节点总负载，以及UPS1三 相之间负载量的方差和UPS2三相之间负载量的方差；
评估筛选单元，用于通过对每个等效路径配电版本的监测数据做波动评 估，筛选出波动评估最小的等效路径配电版本作为供电系统的最优供电分配 方案。
与现有技术相比，本发明提供的用于数据机房微母线供电系统的电力分 配系统的有益效果与上述技术方案提供的用于数据机房微母线供电系统的电 力分配方法的有益效果相同，在此不做赘述。
本发明的第三方面提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质 上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述用于数据机房微 母线供电系统的电力分配方法的步骤。
与现有技术相比，本发明提供的计算机可读存储介质的有益效果与上述 技术方案提供的用于数据机房微母线供电系统的电力分配方法的有益效果相 同，在此不做赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部 分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的 不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例一中用于数据机房微母线供电系统的电力分配方法 的流程示意图；
图2为本发明实施例一中供电系统采用母线式供电方案的结构示意图；
图3为本发明实施例一中根据数据机房供电系统构建的等效模型的示意 图；
图4为本发明实施例一中筛选出的波动评估最小的等效路径配电版本示 意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的前提 下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1和图3，本实施例提供一种用于数据机房微母线供电系统的电 力分配方法，包括：
根据供电系统结构构建包括UPS1节点、UPS2节点、至少一个微型母排节 点以及至少一个机柜列节点的等效模型，UPS1节点包括A1相、B1相和C1 相，UPS2节点包括A2相、B2相和C2相，微型母排节点包括UPS1的微母线 a相、UPS1的微母线b相、UPS1的微母线c相、UPS2的微母线a相、UPS2的 微母线b相和UPS2的微母线c相，机柜列节点包括3n架机柜子节点，每架机 柜子节点具有两路供电接口；
将等效模型上电运行获取预设符合约束条件的多个等效路径配电版本， 并分别统计每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应的每一路供电接口 的实际电功率；
基于每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应的每一路供电接口的 实际电功率，分别计算每个等效路径配电版本对应的监测数据，监测数据包 括UPS1节点总负载和UPS2节点总负载，以及UPS1三相之间负载量的方差和 UPS2三相之间负载量的方差；
通过对每个等效路径配电版本的监测数据做波动评估，筛选出波动评估 最小的等效路径配电版本作为供电系统的最优供电分配方案。
具体实施时，请参阅图2和图3，供电系统包括UPS1、UPS2、3个微型 母排以及与微型母排一一对应的机柜列，其中，UPS1包括A1相、B1相和 C1相，UPS2包括A2相、B2相和C2相，每个微型母排分别由两条供电微母 线组成(分别为UPS1的微母线和UPS2的微母线)，UPS1的微母线包括UPS1的 微母线a相、UPS1的微母线b相和UPS1的微母线c相，UPS2的微母线包括UPS2的微母线a相、UPS2的微母线b相和UPS2的微母线c相，每个机柜列包括3 架机柜，每架机柜子节点具有两路供电接口，包括1路供电接口和2路供电 接口。
本实施例提供的用于数据机房微母线供电系统的电力分配方法，为了便 于模拟分析首先根据供电系统的实际供电结构模拟出等效模型，通常包括 UPS1节点、UPS2节点、至少一个微型母排节点以及至少一个机柜列节点的等 效模型，其中，UPS1节点还包括A1相、B1相和C1相，UPS2节点还包括 A2相、B2相和C2相，所述微型母排节点包括UPS1的微母线a相、UPS1的 微母线b相、UPS1的微母线c相、UPS2的微母线a相、UPS2的微母线b相和 UPS2的微母线c相，机柜列节点包括3n架机柜子节点，每架机柜子节点具有 两路供电接口。等效模型在上电运行后可模拟出所有符合预设约束条件的等 效路径，每个等效路径都具有唯一性，此处的等效路径可以理解为机柜子节 点某一路供电接口从任意UPS节点的取电路径，根据约束条件及模拟出的等 效路径可以得到多个等效路径配电版本，每个等效路径配电版本相当于供电 系统按照约束条件给数据机房中各机柜供电的一种供电方案，在获取到全部 的等效路径配电版本后，还需分别统计出每个等效路径配电版本中各架机柜 子节点对应的每一路供电接口的实际电功率，根据这些实际电功率数据可以 分别计算每个等效路径配电版本对应的监测数据，也即UPS1节点总负载和 UPS2节点总负载，以及UPS1三相之间负载量的方差和UPS2三相之间负载量的 方差，最终根据每个等效路径配电版本的监测数据的波动评估数据，筛选出 波动评估最小的等效路径配电版本作为供电系统的最优供电分配方案。图4 为从众多等效路径配电版本中筛选出的波动评估最小的等效路径配电版本的 示意图。
可见，本实施例通过等效模型的构建、监测数据的计算以及对监测数据 的波动评估，能够快速、准确的筛选出供电系统的最优供电分配方案。通过 最优供电分配方案可以实现单机双总线的两台UPS之间的负荷均衡以及单台 UPS的三相平衡，同时还能够合理分配各机柜间消耗的电力资源，提高了资 源利用效率。
具体地，上述实施例中预设的约束条件包括：
机柜列节点与微型母排节点互为一一对应的关系；
机柜子节点中的1路供电接口取自UPS1的微母线a相、UPS1的微母线b 相或者UPS1的微母线c相，机柜子节点中的2路供电接口取自UPS2的微母线 a相、UPS2的微母线b相和UPS2的微母线c相；
微型母排节点中的UPS1的微母线a相与UPS1节点的A1相连接，UPS1的 微母线b相与UPS1节点的B1相连接，UPS1的微母线C相与UPS1节点的C1 相连接，微型母排节点中的UPS2的微母线a相与UPS2的A2相，UPS2的微母 线b相与UPS2节点的B2相连接，UPS2的微母线c相与UPS2节点的C2相连 接；
机柜子节点的实际电功率不得超过额定负载；
每个微型母排节点、UPS1节点和UPS2节点中的每一相实际电流值不得超 过该相的实际容量；
UPS1节点和UPS2的实际负载不得超过额定负载。
具体实施时，可将上述约束条件简化或扩充为：
1、每架机柜子节点分别由两路UPS节点(UPS1节点和UPS2节点)供电， 且每台UPS同时为多个微型母排节点供电；
2、每架机柜子节点的两路供电接口的取电需来自于两个不同的UPS节点；
3、供电系统的微型母排采用三相五线制，一个微型母排中共安装两条供 电微母线(分别为UPS1的微母线和UPS2的微母线)，机柜列中的全部机柜仅 从对应的一个微型母排中取电；
4、一个机柜列节点中共有3n(n≥1，且n为整数)架机柜子节点，每架 机柜子节点的一路供电接口只能与其中一个微母线中的一相电连接，每架机 柜子节点的另一路供电接口只能与另一个微母线中的一相电连接；
5、机柜中的信息系统设备需采用双电源设备，即一用一备设置电源模块；
6、每个机柜的实际使用负荷不得超过额定负载；
7、微母线中的每相电的电流值不得超过该相的实际容量。
上述实施例中将等效模型上电运行获取符合约束条件的多个等效路径配 电版本的方法包括：
通过xijrkp表示机柜子节点与对应微型母排节点的连接关系，其中，r表示 第r列微型母排节点，k表示第k个机柜子节点，p表示第p路供电接口供电， i表示第i个UPS节点，j表示第j相位；
当第r列微型母排节点的第k个机柜子节点的第p路供电接口取电自UPSi的第j相位且符合约束条件，则xijrkp的取值为1；
当第r列微型母排节点的第k个机柜子节点的第p路供电接口不取电自 UPSi的第j相位且符合约束条件，则xijrkp的取值为0；
穷尽等效模型中xijrkp全部的等效路径，筛选出xijrkp取值为1且符合约束 条件的多个等效路径配电版本。
具体实施时可分别对UPS1的A1相电带载进行穷尽列表、UPS1的B1相电 带载进行穷尽列表、UPS1的C1相电带载进行穷尽列表、UPS2的A2相电带载 进行穷尽列表、UPS2的B2相电带载进行穷尽列表、以及UPS2的C2相电带载 进行穷尽列表，以图3所示的等效模型为例穷尽列表的如下：
UPS1的A1相电带载情况
Figure BDA0002471298490000101
Figure BDA0002471298490000111
UPS1的B1相电带载情况
Figure BDA0002471298490000112
Figure BDA0002471298490000121
UPS1的C1相电带载情况
Figure BDA0002471298490000122
Figure BDA0002471298490000131
同理，可得出UPS2的A2相电带载进行穷尽列表、UPS2的B2相电带载进 行穷尽列表以及UPS2的C2相电带载进行穷尽列表，本实施例再次不做赘述。
可以理解的是，对于机柜取电路径为“X(UPS1,A,R1,C1,A)”，对应X 取值为“0.0000”的这组参数可以理解为，第R1列机柜列的第C1个机柜的A(第1路)路供电接口取电自UPS1的A(A1)相电，由于其不符合等效模 型中的约束条件，故对应的X取值为“0.0000”，也即xijrkp的取值为0。
具体地，上述实施例中基于每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对 应的每一路供电接口的实际电功率，分别计算每个等效路径配电版本对应的 监测数据的方法包括：
采用公式
Figure BDA0002471298490000141
分别计算UPSi节点的总负载，其中，nrow表示微型母排节点的总列数，图3所示的微型母排节点 的总列数为3，nr表示一个机柜列节点中机柜子节点的总个数，图3所示的一 个机柜列节点中机柜子节点的总个数为3，loadrkp表示第r列微型母排节点的 第k个机柜子节点的第p路供电接口的负载量；
采用公式
Figure BDA0002471298490000142
分别计算UPSi各相之间负载 量的方差，其中，Qij表示UPSi的第j相位的负载量。
其中，UPSi的第j相位的负载量的计算公式为：
Figure BDA0002471298490000143
对于约束条件：每架机柜子节点的两路供电接口的取电需来自于两个不 同的UPS节点；一个机柜列节点中共有3n(n≥1，且n为整数)架机柜子节 点，每架机柜子节点的一路供电接口只能与其中一个微母线中的一相电连接， 每架机柜子节点的另一路供电接口只能与另一个微母线中的一相电连接。可 以通过下述模型表示：
Figure BDA0002471298490000144
各架机柜子节点取自UPSi的任一相位的电量不能超过对应微型母排节点 中任一相位实际容量的模型表示为：
Figure BDA0002471298490000145
其中，Cijr表示微 型母排节点中与机柜子节点对应相位的实际容量。
UPS1节点和UPS2中的每一相位实际电流值不得超过该相实际容量的模 型表示为：
Figure BDA0002471298490000151
其中，Cij表示UPSi的第j相位的实际容量。
上述实施例中通过对每个等效路径配电版本的监测数据做波动评估，筛 选出波动评估最小的等效路径配电版本的方法包括：
采用最优目标模型s＝min(w1|Q1-Q2|+w2(D1+D2))，筛选出波动评估最小 的等效路径配电版本s；其中，Q1表示UPS1节点的总负载，Q2表示UPS2节点的 总负载，D1表示UPS1各相位之间负载量的方差，D2表示UPS2各相位之间负载 量的方差，w1表示预设的总负载权重，w2表示预设的相位负载权重。
具体实施时，w1和w2可以根据实验数据手动调整，s为目标模型的优化目 标，即w1权重的UPS1与UPS2的负载差值，与w2权重的UPS1与UPS2各相之间 负载量的方差的和取最小值。
从上述实施例中的目标模型可以看出，此优化目标属于非线性整数规划 问题，不存在多项式时间算法，即NP问题。只需对目标模型进行最优求解即 可得出波动评估最小的等效路径配电版本，进而该等效路径配电版本作为供 电系统的最优供电分配方案。
为了便于理解，现对供电系统中最优供电分配方案的具体过程做示例性 说明：
构建的最优目标模型为：
s＝min(w1|Q1-Q2|+w2(D1+D2)) (1-1)
Figure BDA0002471298490000152
Figure BDA0002471298490000153
Figure BDA0002471298490000154
xijrkp∈(0,1)； (1-5)
Figure BDA0002471298490000161
Figure BDA0002471298490000162
Figure BDA0002471298490000163
公式中(1-1)表示本实施例的优化目标模型。
公式(1-2)中loadrkp表示第r列微型母排节点的第k个机柜子节点的第p路 供电接口的负载量；Qi表示UPSi节点的总负载。
公式(1-3)中Qij表示UPSi的第j相位的负载量。
公式(1-4)Di表示UPSi各相之间负载量的方差。
公式(1-5)表示每个机柜的每路电与机柜上方微型母排的连接关系，当 第r列微型母排节点的第k个机柜子节点的第p路供电接口取电自UPSi的第j 相位且符合约束条件，则xijrkp的取值为1；当第r列微型母排节点的第k个机 柜子节点的第p路供电接口不取电自UPSi的第j相位且符合约束条件，则xijrkp的取值为0；
在约束条件中，公式(1-6)表示每个机柜的每一路供电接口只能取自一 个UPS的其中一相，并且两路电取自不同的UPS。
公式(1-7)表示每列机柜取自一台UPS一相的电量不能超过机柜上方微 型母排中任一相位的实际容量Cijr。
公式(1-8)表示一个数据机房所有取自一台UPS的一相的电量不能超过 此台UPS此相的实际容量Cij。
在数据机房实际建设完成后，首先需要确定每个机柜中信息系统设备的 安装类型，核算每个机柜下信息系统设备的总额定功率，或在信息系统设备 安装完成并上电运行后，记录每个机柜实际用电功率，以此来作为电力分配 依据，即loadrkp的实际值，代入构建完成的优化目标模型可得出该机柜的最优 电力来源，据此来调整该机柜上安装的三相电源开关的供电输出，即完成了 供电优化分配工作，并能够解决如下实际问题：
1、实现UPS系统间的负荷均衡；
2、解决单台UPS间的三相不平衡问题；
3、合理分配机柜间电力资源，提高机柜利用效率。
具体实施时，在数据机房中，通常由多台UPS进行供电，每台UPS根据 容量大小，一般为2-4列机柜供电，为便于求解，假设有2台UPS单机双总 线的UPS设备，为3列机柜，每列机柜为12架机柜进行供电，其他参数设置 如下表：
表1-1参数设置表
Figure BDA0002471298490000171
选取采用传统方式供电的三列机柜，并记录其目前各机柜的负荷情况及 取电位置，如下表：
表1-2各架机柜负载情况
Figure BDA0002471298490000172
Figure BDA0002471298490000181
优化后各机柜取电表
Figure BDA0002471298490000182
Figure BDA0002471298490000191
上图中的A路可以理解为机柜中的1路供电接口,B路可以理解为机柜中 的2路供电接口。
通过表1-2可以计算出原UPS负荷情况如下表：
未优化前UPS负荷表
Figure BDA0002471298490000192
优化后的UPS负荷情况如下表：
优化后的UPS负荷表
Figure BDA0002471298490000193
综上，从优化效果来看，验证了本实施例方案从UPS负载均衡及电力分 配方面明显优于传统的供电模式。
实施例二
本实施例提供一种用于数据机房微母线供电系统的电力分配系统，包括：
等效模型创建单元，用于根据供电系统结构构建包括UPS1节点、UPS2节 点、至少一个微型母排节点、至少一个机柜列节点的等效模型，所述UPS1节 点包括A1相、B1相和C1相，所述UPS2节点包括A2相、B2相和C2相，所 述微型母排节点包括UPS1的微母线a相、UPS1的微母线b相、UPS1的微母线 c相、UPS2的微母线a相、UPS2的微母线b相和UPS2的微母线c相，所述机 柜列节点包括3n架机柜子节点，每架机柜子节点具有两路供电接口；
配电版本生成单元，用于将所述等效模型上电运行获取符合约束条件的 多个等效路径配电版本，并分别统计每个等效路径配电版本中各架机柜子节 点对应的每一路供电接口的实际电功率；
参数计算单元，用于基于每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应 的每一路供电接口的实际电功率，分别计算每个等效路径配电版本对应的监 测数据，所述监测数据包括UPS1节点总负载和UPS2节点总负载，以及UPS1三 相之间负载量的方差和UPS2三相之间负载量的方差；
评估筛选单元，用于通过对每个等效路径配电版本的监测数据做波动评 估，筛选出波动评估最小的等效路径配电版本作为供电系统的最优供电分配 方案。
与现有技术相比，本发明实施例提供的用于数据机房微母线供电系统的 电力分配系统的有益效果与上述实施例一提供的用于数据机房微母线供电系 统的电力分配方法的有益效果相同，在此不做赘述。
实施例三
本实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有 计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述用于数据机房微母线供电 系统的电力分配方法的步骤。
与现有技术相比，本实施例提供的计算机可读存储介质的有益效果与上 述技术方案提供的用于数据机房微母线供电系统的电力分配方法的有益效果 相同，在此不做赘述。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述发明方法中的全部或部分步骤 是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，上述程序可以存储于计算机可读 取存储介质中，该程序在执行时，包括上述实施例方法的各步骤，而的存储 介质可以是：ROM/RAM、磁碟、光盘、存储卡等。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变 化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应 以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于数据机房微母线供电系统的电力分配方法，其特征在于，包括：
根据供电系统结构构建包括UPS1节点、UPS2节点、至少一个微型母排节点以及至少一个机柜列节点的等效模型，所述UPS1节点包括A1相、B1相和C1相，所述UPS2节点包括A2相、B2相和C2相，所述微型母排节点包括UPS1的微母线a相、UPS1的微母线b相、UPS1的微母线c相、UPS2的微母线a相、UPS2的微母线b相和UPS2的微母线c相，所述机柜列节点包括3n架机柜子节点，每架机柜子节点具有两路供电接口；
将所述等效模型上电运行获取预设符合约束条件的多个等效路径配电版本，并分别统计每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应的每一路供电接口的实际电功率；
基于每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应的每一路供电接口的实际电功率，分别计算每个等效路径配电版本对应的监测数据，所述监测数据包括UPS1节点总负载和UPS2节点总负载，以及UPS1三相之间负载量的方差和UPS2三相之间负载量的方差；
通过对每个等效路径配电版本的监测数据做波动评估，筛选出波动评估最小的等效路径配电版本作为供电系统的最优供电分配方案。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预设的约束条件包括：
机柜列节点与微型母排节点互为一一对应的关系；
机柜子节点中的1路供电接口取自UPS1的微母线a相、UPS1的微母线b相或者UPS1的微母线c相，机柜子节点中的2路供电接口取自UPS2的微母线a相、UPS2的微母线b相和UPS2的微母线c相；
微型母排节点中的UPS1的微母线a相与UPS1节点的A1相连接，UPS1的微母线b相与UPS1节点的B1相连接，UPS1的微母线C相与UPS1节点的C1相连接，微型母排节点中的UPS2的微母线a相与UPS2的A2相，UPS2的微母线b相与UPS2节点的B2相连接，UPS2的微母线c相与UPS2节点的C2相连接；
机柜子节点的实际电功率不得超过额定负载；
每个微型母排节点、UPS1节点和UPS2节点中的每一相实际电流值不得超过该相的实际容量；
UPS1节点和UPS2的实际负载不得超过额定负载。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述等效模型上电运行获取符合约束条件的多个等效路径配电版本的方法包括：
通过xijrkp表示机柜子节点与对应微型母排节点的连接关系，其中，r表示第r列微型母排节点，k表示第k个机柜子节点，p表示第p路供电接口供电，i表示第i个UPS节点，j表示第j相位；
当第r列微型母排节点的第k个机柜子节点的第p路供电接口取电自UPSi的第j相位且符合约束条件，则xijrkp的取值为1；
当第r列微型母排节点的第k个机柜子节点的第p路供电接口不取电自UPSi的第j相位且符合约束条件，则xijrkp的取值为0；
穷尽等效模型中xijrkp全部的等效路径，筛选出xijrkp取值为1且符合约束条件的多个等效路径配电版本。
4.根据权利要求3述的方法，其特征在于，基于每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应的每一路供电接口的实际电功率，分别计算每个等效路径配电版本对应的监测数据的方法包括：
采用公式
Figure FDA0002471298480000021
分别计算UPSi节点的总负载，其中，nrow表示微型母排节点的总列数，nr表示一个机柜列节点中机柜子节点的总个数，loadrkp表示第r列微型母排节点的第k个机柜子节点的第p路供电接口的负载量；
采用公式
Figure FDA0002471298480000031
分别计算UPSi各相之间负载量的方差，其中，Qij表示UPSi的第j相位的负载量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，UPSi的第j相位的负载量的计算公式为：
Figure FDA0002471298480000032
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，各架机柜子节点取自UPSi的任一相位的电量不能超过对应微型母排节点中任一相位实际容量的模型表示为：
Figure FDA0002471298480000033
其中，Cijr表示微型母排节点中与机柜子节点对应相位的实际容量。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，UPS1节点和UPS2中的每一相位实际电流值不得超过该相实际容量的模型表示为：
Figure FDA0002471298480000034
其中，Cij表示UPSi的第j相位的实际容量。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过对每个等效路径配电版本的监测数据做波动评估，筛选出波动评估最小的等效路径配电版本的方法包括：
采用最优目标模型s＝min(w1|Q1-Q2|+w2(D1+D2))，筛选出波动评估最小的等效路径配电版本s；其中，Q1表示UPS1节点的总负载，Q2表示UPS2节点的总负载，D1表示UPS1各相位之间负载量的方差，D2表示UPS2各相位之间负载量的方差，w1表示预设的总负载权重，w2表示预设的相位负载权重。
9.一种用于数据机房微母线供电系统的电力分配系统，其特征在于，包括：
等效模型创建单元，用于根据供电系统结构构建包括UPS1节点、UPS2节点、至少一个微型母排节点、至少一个机柜列节点的等效模型，所述UPS1节点包括A1相、B1相和C1相，所述UPS2节点包括A2相、B2相和C2相，所述微型母排节点包括UPS1的微母线a相、UPS1的微母线b相、UPS1的微母线c相、UPS2的微母线a相、UPS2的微母线b相和UPS2的微母线c相，所述机柜列节点包括3n架机柜子节点，每架机柜子节点具有两路供电接口；
配电版本生成单元，用于将所述等效模型上电运行获取符合约束条件的多个等效路径配电版本，并分别统计每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应的每一路供电接口的实际电功率；
参数计算单元，用于基于每个等效路径配电版本中各架机柜子节点对应的每一路供电接口的实际电功率，分别计算每个等效路径配电版本对应的监测数据，所述监测数据包括UPS1节点总负载和UPS2节点总负载，以及UPS1三相之间负载量的方差和UPS2三相之间负载量的方差；
评估筛选单元，用于通过对每个等效路径配电版本的监测数据做波动评估，筛选出波动评估最小的等效路径配电版本作为供电系统的最优供电分配方案。
10.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至8任一项所述方法的步骤。
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