CN112467869A - 供电系统及供电方法 - Google Patents

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CN112467869A CN202011408780.5A CN202011408780A CN112467869A CN 112467869 A CN112467869 A CN 112467869A CN 202011408780 A CN202011408780 A CN 202011408780A CN 112467869 A CN112467869 A CN 112467869A
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power
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曹益明
姜益聪
赵晶晶
蒋风文
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Zhongtian Communication Technology Co ltd
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Abstract

一种供电系统包括:第一交流母线;发电机组;第一自动转换开关电器与市电及所述发电机组连接,并连接至所述第一交流母线;光伏阵列;光伏逆变器连接在所述光伏阵列及所述第一交流母线之间;直流母线与负载连接;整流器与所述第一交流母线及所述直流母线连接;第二交流母线与所述负载连接;第二自动转换开关电器与所述市电及所述发电机组连接,并连接至所述第二交流母线。本案还提供一种供电方法,通过交直流混合供电及光伏市电混用降低了数据机房对市电的依赖,降低了用电成本,提高了供电效率,且通过母线供电的方式使得系统拓扑简单可靠,方便后续的扩容。

Description

供电系统及供电方法
技术领域
本发明涉及能源领域,具体涉及一种供电系统及供电方法。
背景技术
目前,数据中心机房在运营中会消耗大量的电能,电费在数据中心运营成本中占据很大的比重,降低运营电费是降低总运营成本的关键。所述数据中心机房可采用市电及发电机的供电方式或者采用UPS(Uninterruptible Power Supply,不间断电源)的供电方式。若所述数据中心机房采用市电及发电机的供电方式,新增机房会对电网负荷造成很大的压力,同时机房在使用中用电成本也会比较高。若所述数据中心采用UPS的供电方式,会存在供电系统效率低、系统复杂及可靠性差的问题。
发明内容
鉴于此,有必要提供一种供电系统及供电方法,通过交直流混合供电及光伏市电混用降低了数据机房对市电的依赖,降低了用电成本,提高了供电效率,且通过母线供电的方式使得系统拓扑简单可靠,方便后续的扩容。
本申请的一方面提供一种供电系统,所述供电系统包括:
第一交流母线;
发电机组,所述发电机组用于将机械能转换为电能;
第一自动转换开关电器,所述第一自动转换开关电器与市电及所述发电机组连接,并连接至所述第一交流母线;
光伏阵列,所述光伏阵列用于将太阳能转换为直流电能;
光伏逆变器,所述光伏逆变器连接在所述光伏阵列及所述第一交流母线之间,所述光伏逆变器用于将转换的所述直流电能逆变为交流电;
直流母线,所述直流母线与负载连接;
整流器,所述整流器与所述第一交流母线及所述直流母线连接,用于通过所述第一交流母线将所述市电、所述发电机组、或所述光伏逆变器提供的交流电整流为直流电,并通过所述直流母线为所述负载提供所述直流电;
第二交流母线,所述第二交流母线与所述负载连接;
第二自动转换开关电器,所述第二自动转换开关电器与所述市电及所述发电机组连接,并连接至所述第二交流母线,所述第二自动转换开关电器用于通过所述第二交流母线将所述市电或所述发电机组的交流电提供至所述负载。
较佳地,所述供电系统还包括锂电池组,所述锂电池组与所述直流母线连接,用于通过所述直流母线为所述负载提供电能,所述整流器用于通过所述直流母线将转换的所述市电、所述发电机组、或者所述光伏阵列的电能提供至所述锂电池组。
较佳地,所述供电系统还包括控制器,所述控制器与所述整流器及所述锂电池组连接,所述控制器用于采集所述整流器及所述锂电池组的信息,并用于若根据采集的所述整流器的信息及所述锂电池组的信息确定所述整流器异常断电且所述锂电池组的电量小于预设电量,将第一供电方式切换至第二供电方式,其中,所述第一供电方式为所述市电或所述发电机组通过所述第一自动转换开关电器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载提供直流电,所述第二供电方式为所述市电或所述发电机组通过所述第二自动转换开关电器、所述第二交流母线为所述负载提供交流电。
较佳地,所述供电系统还包括控制器,所述控制器与所述光伏逆变器、所述锂电池组、所述整流器及所述负载连接,所述控制器用于采集所述光伏逆变器、所述锂电池组、所述整流器及所述负载的信息,并根据采集的所述信息控制所述市电、所述光伏阵列及所述锂电池组的工作状态。
较佳地,所述供电系统中存储电价时段关系,所述电价时段关系中记录有各时间段的电价;
所述控制器用于:
若光照达到光照阈值、电价为高电价、且所述光伏阵列提供的功率大于或等于所述负载的功率,控制所述光伏阵列通过所述光伏逆变器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为高电价、且所述光伏阵列提供的功率小于所述负载的功率,控制所述光伏阵列通过所述光伏逆变器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电,并控制所述锂电池组通过所述直流母线为所述负载供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为平电价、且所述光伏阵列提供的功率大于或等于所述负载的功率,控制所述光伏阵列通过所述光伏逆变器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为平电价、且所述光伏阵列提供的功率小于所述负载的功率,控制所述光伏阵列通过所述光伏逆变器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电,并控制所述市电通过所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制所述光伏阵列通过所述光伏逆变器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线对所述锂电池组充电直至所述锂电池组的电量为100%;
若所述光照未达到光照阈值且所述电价为高电价,控制所述锂电池组通过所述直流母线为所述负载供电;
若所述光照未达到光照阈值、当前电价为平电价、下一阶段的电价为高电价,控制所述市电通过所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制所述市电通过所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线对所述锂电池组充电直至所述锂电池组的电量为100%;
若所述光照未达到光照阈值、当前电价为平电价、且下一阶段的电价为低电价,控制所述市电通过所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电;
若所述光照未达到光照阈值且所述电价为低电价,控制所述市电通过所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制所述市电通过所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线对所述锂电池组充电直至所述锂电池组的电量为100%。
较佳地,所述控制器用于若所述整流器故障的时间小于预设时间,控制所述锂电池组通过所述直流母线为所述负载供电直至所述锂电池组的电量小于预设电量。
本申请的另一方面提供一种供电方法,所述方法包括:
采集光伏逆变器的信息、整流器的信息及负载的信息;
控制在光伏直流供电、市电直流供电及交流供电之间切换;
其中,光伏阵列、光伏逆变器、第一交流母线、整流器及直流母线为负载提供所述光伏直流供电;
市电、发电机组、第一自动转换开关电器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载提供所述市电直流供电;
市电、发电机组、第二自动转换开关电器及所述第二交流母线为所述负载提供所述交流供电。
较佳地,所述方法还包括:
若满足第一预设条件,控制进行所述第一电池充电;
若满足第二预设条件,控制进行所述第二电池充电;
控制在所述光伏直流供电、所述市电直流供电、所述交流供电及电池直流供电之间切换;
其中,所述市电、所述发电机组、所述第一自动转换开关电器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述锂电池组提供第一电池充电;
所述光伏阵列、所述光伏逆变器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述锂电池组提供第二电池充电;
锂电池组及所述直流母线为所述负载提供所述电池直流供电。
较佳地,所述方法还包括:
采集所述锂电池组的信息;
若根据采集的所述整流器的信息及所述锂电池组的信息确定所述整流器异常断电且所述锂电池组电量不足,将第一供电方式切换至第二供电方式,其中,所述第一供电方式为光伏直流供电、市电直流供电及电池直流供电中的一种,所述第二供电方式为交流供电。
较佳地,所述方法还包括:
若光照达到光照阈值、电价为高电价、且所述光伏阵列提供的功率大于或等于所述负载的功率,切换至所述光伏直流供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为高电价、且所述光伏阵列提供的功率小于所述负载的功率,切换至所述光伏直流供电及所述电池直流供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为平电价、且所述光伏阵列提供的功率大于或等于所述负载的功率,切换至所述光伏直流供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为平电价、且所述光伏阵列提供的功率小于所述负载的功率,切换至所述光伏直流供电及所述市电直流供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制进行所述第二电池充电直至所述锂电池组的电量为100%;
若所述光照未达到光照阈值且所述电价为高电价,切换至所述电池直流供电;
若所述光照未达到光照阈值、当前电价为平电价、下一阶段的电价为高电价,切换至所述市电直流供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制进行所述第一电池充电直至所述锂电池组的电量为100%;
若所述光照未达到光照阈值、当前电价为平电价、且下一阶段的电价为低电价,切换至所述市电直流供电;
若所述光照未达到光照阈值且所述电价为低电价,切换至所述市电直流供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制进行所述第一电池充电直至所述锂电池组的电量为100%;
若所述整流器故障的时间小于预设时间,切换至所述电池直流供电直至所述锂电池组的电量小于预设电量。
本案通过交直流混合供电及光伏市电混用降低了数据机房对市电的依赖,降低了用电成本,提高了供电效率,且通过母线供电的方式使得系统拓扑简单可靠,方便后续的扩容,并通过直流供电,对于所述供电系统减少了直流转换为交流的过程,对于所述负载减少了所述负载使用过程中,需要将所述交流转换为直流的过程,提高了转换效率,并节约了能源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案,下面将对实施例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是本发明一较佳实施例提供的供电系统的结构图。
图2是本发明一较佳实施例提供的供电系统的通信示意图。
图3是本发明一较佳实施例提供的电价时段关系的示意图。
图4是本发明一较佳实施例提供的供电方法的流程图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
主要元件符号说明
供电系统 1
第一交流母线 10
发电机组 20
第一自动转换开关电器 30
光伏阵列 40
光伏逆变器 50
直流母线 60
整流器 70
第二交流母线 80
第二自动转换开关电器 90
负载 2
市电 100
第三自动转换开关电器 110
第一市电 120
第二市电 130
锂电池组 140
控制器 150
空调 160
显示器 170
继电器 180
指示灯 190
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,所描述的实施例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。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
请参考图1,图1是本发明一较佳实施例提供的供电系统的示意图。所述供电系统1包括第一交流母线10、发电机组20、第一自动转换开关电器30、光伏阵列40、光伏逆变器50、直流母线60、整流器70、第二交流母线80及第二自动转换开关电器90。所述发电机组20用于将机械能转换为电能。所述第一自动转换开关电器30与市电100及所述发电机组20连接,并连接至所述第一交流母线10。所述光伏阵列40用于将太阳能转换为直流电能。所述光伏逆变器50连接在所述光伏阵列40及所述第一交流母线10之间,所述光伏逆变器50用于将转换的所述直流电能逆变为交流电。所述直流母线60与负载2连接。所述整流器70与所述第一交流母线10及所述直流母线60连接,用于通过所述第一交流母线10将所述市电100、所述发电机组20、或所述光伏逆变器50提供的交流电整流为直流电,并通过所述直流母线60为所述负载2提供所述直流电。所述第二交流母线80与所述负载2连接。所述第二自动转换开关电器90与所述市电100及所述发电机组20连接,并连接至所述第二交流母线80。所述第二自动转换开关电器90用于通过所述第二交流母线80将所述市电100或所述发电机组20的交流电提供至所述负载2。
在本实施例中,所述第一交流母线10的电压与所述第二交流母线80的电压相同。所述第一交流母线10为400伏交流母线,所述第二交流母线80为400伏交流母线。所述直流母线60为240伏直流母线。所述负载2包括一个或多个机柜,分别为机柜1、机柜2等。一个或多个所述机柜设置在机房中。
在本实施例中,所述供电系统1还包括第三自动转换开关电器110。所述第三自动转换开关电器110与第一市电120及第二市电130连接,用于对所述第一市电120及所述第二市电130进行切换。所述第三自动转换开关电器110还连接至所述第一自动转换开关电器30。所述第一自动转换开关电器30与所述第三自动转换开关电器110及所述发电机组20连接,用于对市电100及所述发电机组20进行切换。所述第一自动转换开关电器30还连接至所述第一交流母线10,其中,所述市电100包括所述第一市电120及所述第二市电130。所述第二自动转换开关电器90与所述第二市电130及所述发电机组20连接,用于对所述第二市电130及所述发电机组20进行切换。所述第二自动转换开关电器90还连接至所述第二交流母线80。
所述供电系统1还包括锂电池组140。在本实施例中,所述锂电池组140为多个锂电池串联至所述锂电池组140的电压达到所述直流母线60的电压。所述锂电池组140与所述直流母线60连接,用于通过所述直流母线60为所述负载2提供电能。所述整流器70用于通过所述直流母线60将转换的所述市电100、所述发电机组20、或者所述光伏阵列40的电能提供至所述锂电池组140。
请同时参考图2,图2是本发明一较佳实施例提供的供电系统的通信示意图。所述供电系统1还包括控制器150。所述控制器150与所述整流器70及所述锂电池组140连接。在本实施例中,所述控制器150采用RS485总线连接的方式与所述整流器70连接,并采用CAN(Controller Area Network,控制器域网)总线连接的方式与所述锂电池组140连接。所述控制器150用于采集所述整流器70及所述锂电池组140的信息,并用于若根据采集的所述整流器70的信息及所述锂电池组140的信息确定所述整流器70异常断电且所述锂电池组140的电量小于预设电量(例如1%),将第一供电方式切换至第二供电方式。其中,所述第一供电方式为所述市电100或所述发电机组20通过所述第一自动转换开关电器30、所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60为所述负载2提供直流电。所述第二供电方式为所述市电100或所述发电机组20通过所述第二自动转换开关电器90、所述第二交流母线80为所述负载2提供交流电。从而,所述第一供电方式为正常时所采用的供电方式,所述第二供电方式为所述整流器70异常断电且所述锂电池的电量不足时所采用的供电方式。即,所述第一供电方式为主供电方式,所述第二供电方式为备用供电方式。
在本实施例中,所述控制器150与所述光伏逆变器50、所述锂电池组140、所述整流器70及所述负载2连接。在本实施例中,所述控制器150采用RS485总线连接的方式与所述负载2的电表连接,从而所述控制器150可通过所述负载2的电表的功率确定所述负载2的功率。在本实施例中,所述控制器150采用RS485总线连接的方式与所述光伏逆变器50及所述负载2的电表连接。所述控制器150用于采集所述光伏逆变器50、所述锂电池组140、所述整流器70及所述负载2的信息,并根据采集的所述信息控制所述市电100、所述光伏阵列40及所述锂电池组140的工作状态。
在本实施例中,所述市电100、所述发电机组20、所述第一自动转换开关电器30、所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60为所述负载2的供电为市电直流供电。所述光伏阵列40、所述光伏逆变器50、所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60为所述负载2的供电为光伏直流供电。所述锂电池组140及所述直流母线60为所述负载2的供电为电池直流供电。所述市电100、所述发电机组20、所述第二自动转换开关电器90及所述第二交流母线80为所述负载2的供电为交流供电。若所述控制器150根据采集的所述整流器70的信息及所述锂电池组140的信息确定所述整流器70异常断电且所述锂电池组140的电量不足,所述控制器150将第一供电方式切换至第二供电方式。其中,所述第一供电方式为光伏直流供电、市电直流供电及电池直流供电中的一种,所述第二供电方式为交流供电。所述控制器150还控制在所述光伏直流供电、所述市电直流供电、所述交流供电及所述电池直流供电之间切换。
所述供电系统1中存储电价时段关系(如图3所示)。所述电价时段关系中记录有各时间段的电价。例如8:00-12:00时的电价为高电价,12:00-17:00时的电价为平电价,17:00-21:00时的电价为高电价,21:00-24:00时的电价为平电价,24:00-8:00时的电价为低电价。在本实施例中,所述电价时段关系为图。显然,所述电价时段关系不仅局限于图3中的图,还可为表格等。
所述控制器150用于若光照达到光照阈值、电价为高电价、且所述光伏阵列40提供的功率大于或等于所述负载2的功率,控制所述光伏阵列40通过所述光伏逆变器50、所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60为所述负载2供电。
所述控制器150还用于若所述光照达到光照阈值、所述电价为高电价、且所述光伏阵列40提供的功率小于所述负载2的功率,控制所述光伏阵列40通过所述光伏逆变器50、所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60为所述负载2供电,并控制所述锂电池组140通过所述直流母线60为所述负载2供电。
所述控制器150还用于若所述光照达到光照阈值、所述电价为平电价、且所述光伏阵列40提供的功率大于或等于所述负载2的功率,控制所述光伏阵列40通过所述光伏逆变器50、所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60为所述负载2供电。
所述控制器150还用于若所述光照达到光照阈值、所述电价为平电价、且所述光伏阵列40提供的功率小于所述负载2的功率,控制所述光伏阵列40通过所述光伏逆变器50、所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60为所述负载2供电,并控制所述市电100通过所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60为所述负载2供电,并用于若所述锂电池组140的电量小于100%,控制所述光伏阵列40通过所述光伏逆变器50、所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60对所述锂电池组140充电直至所述锂电池组140的电量为100%。
所述控制器150还用于若所述光照未达到光照阈值且所述电价为高电价,控制所述锂电池组140通过所述直流母线60为所述负载2供电。
所述控制器150还用于若所述光照未达到光照阈值、当前电价为平电价、下一阶段的电价为高电价,控制所述市电100通过所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60为所述负载2供电,并用于若所述锂电池组140的电量小于100%,控制所述市电100通过所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60对所述锂电池组140充电直至所述锂电池组140的电量为100%。
所述控制器150还用于若所述光照未达到光照阈值、当前电价为平电价、且下一阶段的电价为低电价,控制所述市电100通过所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60为所述负载2供电。
所述控制器150还用于若所述光照未达到光照阈值且所述电价为低电价,控制所述市电100通过所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60为所述负载2供电,并用于若所述锂电池组140的电量小于100%,控制所述市电100通过所述第一交流母线10、所述整流器70及所述直流母线60对所述锂电池组140充电直至所述锂电池组140的电量为100%。
所述控制器150还用于若所述整流器70故障的时间小于预设时间,控制所述锂电池组140通过所述直流母线60为所述负载2供电直至所述锂电池组140的电量小于预设电量。
在本实施例中,所述供电系统1还包括空调160。所述控制器150还与所述空调160连接。在本实施例中,所述控制器150采用RS485总线连接的方式与所述空调160连接。其中,所述控制器150可与所述空调电表连接。从而所述。所述控制器150还用于采集空调电表的电量信息,并根据所述空调电表的电量信息及所述整流器70的电量信息确定所述供电系统1的PUE(Power Usage Effectiveness,电源使用效率),并分析预设时间内空调160的耗电量变化及不同机房设定温度对空调160的耗电量的影响来确定最节能的空调160的温度。
在本实施例中,所述控制器150还采集空调160的制冷功率及空调160出风口温湿度,并比对多台空调160的制冷功率及所述空调160出风口温湿度来对空调160的异常进行识别。从而,保证了数据中心制冷系统的稳定性。
在本实施例中,所述供电系统1还包括显示器170。所述控制器150还与所述显示器170连接。在本实施例中,所述控制器150采用RS232总线连接的方式与所述显示器170连接。所述控制器150还与所述第一自动转换开关电器30、所述第二自动转换开关电器90及所述第三自动转换开关电器110连接。所述控制器150还用于进行状态采样,并控制所述显示器170显示采样结果。在本实施例中,所述控制器150通过端口DI进行状态采样。所述状态采样为对所述自动转换开关电器的采样。从而,运维人员可通过显示器170知道所述供电系统1是由所述第一市电120,所述第二市电130,还是所述发电机组20供电,因此在供电系统1异常时,所述运维人员可以第一时间掌握供电异常,避免数据中心的数据的丢失。
在本实施例中,所述显示器170为触摸屏。所述触摸屏还用于接收用户的操作。所述控制器150还可用于根据对所述显示器170的第一操作修改所述电价时段关系。所述控制器150还可用于根据对所述显示器170的第二操作修改所述锂电池组140的充放电时间段内及充放电状态。
在本实施例中,所述控制器150还控制所述显示器170显示采集的光伏逆变器50的信息、整流器70的信息、负载2的信息、空调160的信息及锂电池组140的信息。
在本实施例中,所述供电系统1还包括继电器180及指示灯190。所述控制器150还与所述继电器180连接。在本实施例中,所述控制器150通过端口D0与所述继电器180连接。所述继电器180与所述指示灯190连接。所述控制器150还通过所述继电器180输出不同信号控制所述指示灯190的显示来指示所述锂电池组140的充放电状态、指示所述锂电池组140的故障、指示所述整流器70的故障及指示所述光伏逆变器50的故障。
在本实施例中,所述光伏逆变器50的功率及所述整流器70的功率按所述负载2的功率1:1配置。例如,所述负载2的最大功率为100千瓦,则所述光伏逆变器50的功率及所述整流器70的功率为100千瓦。从而,若光照达到光照阈值,所述光伏供电可满足所述负载2的需求。
在本实施例中,所述光伏逆变器50的功率可超配于所述光伏阵列40的功率。例如,所述光伏逆变器50的功率为100千瓦,则所述光伏阵列40的功率为110千瓦。从而,若光照情况一般,所述光伏逆变器50可输出较大的功率。
在本实施例中,所述锂电池组140的容量可按所述负载2运行预设时间配置。从而,在所述整流器70异常断电时,可由所述锂电池组140供电。
显然,所述控制器150不仅局限于采用有线连接的方式与所述显示器170、所述负载2的电表、所述空调160、所述光伏逆变器50、所述整流器70、所述锂电池组140、所述继电器180及所述自动转换开关电器连接,还可为无线连接的方式与所述显示器170、所述负载2的电表、所述空调160、所述光伏逆变器50、所述整流器70、所述锂电池组140、所述继电器180及所述自动转换开关电器连接。
请参考图4,图4是本发明一较佳实施例提供的供电方法的流程图。所述供电方法应用于图1中的供电系统。所述供电方法包括:
S41:采集光伏逆变器的信息、整流器的信息及负载的信息;
S42:根据采集的所述光伏逆变器的信息、所述整流器的信息及所述负载的信息控制在光伏直流供电、市电直流供电及交流供电之间切换;
其中,光伏阵列、光伏逆变器、第一交流母线、整流器及直流母线为负载提供所述光伏直流供电;
市电、发电机组、第一自动转换开关电器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载提供所述市电直流供电;
市电、发电机组、第二自动转换开关电器及所述第二交流母线为所述负载提供所述交流供电。
在本实施例中,所述供电方法还包括:
若满足第一预设条件,控制进行所述第一电池充电;
若满足第二预设条件,控制进行所述第二电池充电;
控制在所述光伏直流供电、所述市电直流供电、所述交流供电及电池直流供电之间切换;
其中,所述市电、所述发电机组、所述第一自动转换开关电器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述锂电池组提供第一电池充电;
所述光伏阵列、所述光伏逆变器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述锂电池组提供第二电池充电;
锂电池组及所述直流母线为所述负载提供所述电池直流供电。
在本实施例中,所述供电方法还包括:
采集所述锂电池组的信息;
若根据采集的所述整流器的信息及所述锂电池组的信息确定所述整流器异常断电且所述锂电池组电量不足,将第一供电方式切换至第二供电方式,其中,所述第一供电方式为光伏直流供电、市电直流供电及电池直流供电中的一种,所述第二供电方式为交流供电。
在本实施例中,所述供电方法还包括:
若光照达到光照阈值、电价为高电价、且所述光伏阵列提供的功率大于或等于所述负载的功率,切换至所述光伏直流供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为高电价、且所述光伏阵列提供的功率小于所述负载的功率,切换至所述光伏直流供电及所述电池直流供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为平电价、且所述光伏阵列提供的功率大于或等于所述负载的功率,切换至所述光伏直流供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为平电价、且所述光伏阵列提供的功率小于所述负载的功率,切换至所述光伏直流供电及所述市电直流供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制进行所述第二电池充电直至所述锂电池组的电量为100%;
若所述光照未达到光照阈值且所述电价为高电价,切换至所述电池直流供电;
若所述光照未达到光照阈值、当前电价为平电价、下一阶段的电价为高电价,切换至所述市电直流供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制进行所述第一电池充电直至所述锂电池组的电量为100%;
若所述光照未达到光照阈值、当前电价为平电价、且下一阶段的电价为低电价,切换至所述市电直流供电;
若所述光照未达到光照阈值且所述电价为低电价,切换至所述市电直流供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制进行所述第一电池充电直至所述锂电池组的电量为100%;
若所述整流器故障的时间小于预设时间,切换至所述电池直流供电直至所述锂电池组的电量小于预设电量。
显然,所述供电方法还可有其他变形,具体请参考图1~2中的供电系统,在此不进行赘述。
本案通过240伏直流及400伏交流混用及光伏市电混用降低了数据机房对市电的依赖,降低了用电成本,提高了供电效率,且通过母线供电的方式使得系统拓扑简单可靠,方便后续的扩容;通过直流供电,对于所述供电系统减少了直流转换为交流的过程,对于所述负载减少了所述负载使用过程中,需要将所述交流转换为直流的过程,提高了转换效率,并节约了能源;通过错峰用电,不仅降低了数据中心运营成本,还缓解了电网峰值负荷,避免了电网的扩容,有利于电网安全运行;同时通过利用太阳能产生的电量,实现自发自用,节约了电力资源,符合绿色数据中心的要求。
最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神范围。

Claims (10)

1.一种供电系统,其特征在于,所述供电系统包括:
第一交流母线;
发电机组,所述发电机组用于将机械能转换为电能;
第一自动转换开关电器,所述第一自动转换开关电器与市电及所述发电机组连接,并连接至所述第一交流母线;
光伏阵列,所述光伏阵列用于将太阳能转换为直流电能;
光伏逆变器,所述光伏逆变器连接在所述光伏阵列及所述第一交流母线之间,所述光伏逆变器用于将转换的所述直流电能逆变为交流电;
直流母线,所述直流母线与负载连接;
整流器,所述整流器与所述第一交流母线及所述直流母线连接,用于通过所述第一交流母线将所述市电、所述发电机组、或所述光伏逆变器提供的交流电整流为直流电,并通过所述直流母线为所述负载提供所述直流电;
第二交流母线,所述第二交流母线与所述负载连接;
第二自动转换开关电器,所述第二自动转换开关电器与所述市电及所述发电机组连接,并连接至所述第二交流母线,所述第二自动转换开关电器用于通过所述第二交流母线将所述市电或所述发电机组的交流电提供至所述负载。
2.如权利要求1所述的供电系统,其特征在于:
所述供电系统还包括锂电池组,所述锂电池组与所述直流母线连接,用于通过所述直流母线为所述负载提供电能,所述整流器用于通过所述直流母线将转换的所述市电、所述发电机组、或者所述光伏阵列的电能提供至所述锂电池组。
3.如权利要求2所述的供电系统,其特征在于:
所述供电系统还包括控制器,所述控制器与所述整流器及所述锂电池组连接,所述控制器用于采集所述整流器及所述锂电池组的信息,并用于若根据采集的所述整流器的信息及所述锂电池组的信息确定所述整流器异常断电且所述锂电池组的电量小于预设电量,将第一供电方式切换至第二供电方式,其中,所述第一供电方式为所述市电或所述发电机组通过所述第一自动转换开关电器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载提供直流电,所述第二供电方式为所述市电或所述发电机组通过所述第二自动转换开关电器、所述第二交流母线为所述负载提供交流电。
4.如权利要求2所述的供电系统,其特征在于:
所述供电系统还包括控制器,所述控制器与所述光伏逆变器、所述锂电池组、所述整流器及所述负载连接,所述控制器用于采集所述光伏逆变器、所述锂电池组、所述整流器及所述负载的信息,并根据采集的所述信息控制所述市电、所述光伏阵列及所述锂电池组的工作状态。
5.如权利要求4所述的供电系统,其特征在于:
所述供电系统中存储电价时段关系,所述电价时段关系中记录有各时间段的电价;
所述控制器用于:
若光照达到光照阈值、电价为高电价、且所述光伏阵列提供的功率大于或等于所述负载的功率,控制所述光伏阵列通过所述光伏逆变器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为高电价、且所述光伏阵列提供的功率小于所述负载的功率,控制所述光伏阵列通过所述光伏逆变器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电,并控制所述锂电池组通过所述直流母线为所述负载供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为平电价、且所述光伏阵列提供的功率大于或等于所述负载的功率,控制所述光伏阵列通过所述光伏逆变器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为平电价、且所述光伏阵列提供的功率小于所述负载的功率,控制所述光伏阵列通过所述光伏逆变器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电,并控制所述市电通过所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制所述光伏阵列通过所述光伏逆变器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线对所述锂电池组充电直至所述锂电池组的电量为100%;
若所述光照未达到光照阈值且所述电价为高电价,控制所述锂电池组通过所述直流母线为所述负载供电;
若所述光照未达到光照阈值、当前电价为平电价、下一阶段的电价为高电价,控制所述市电通过所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制所述市电通过所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线对所述锂电池组充电直至所述锂电池组的电量为100%;
若所述光照未达到光照阈值、当前电价为平电价、且下一阶段的电价为低电价,控制所述市电通过所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电;
若所述光照未达到光照阈值且所述电价为低电价,控制所述市电通过所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制所述市电通过所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线对所述锂电池组充电直至所述锂电池组的电量为100%。
6.如权利要求4所述的供电系统,其特征在于:
所述控制器用于若所述整流器故障的时间小于预设时间,控制所述锂电池组通过所述直流母线为所述负载供电直至所述锂电池组的电量小于预设电量。
7.一种供电方法,应用于如权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述方法包括:
采集光伏逆变器的信息、整流器的信息及负载的信息;
控制在光伏直流供电、市电直流供电及交流供电之间切换;
其中,光伏阵列、光伏逆变器、第一交流母线、整流器及直流母线为负载提供所述光伏直流供电;
市电、发电机组、第一自动转换开关电器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述负载提供所述市电直流供电;
市电、发电机组、第二自动转换开关电器及所述第二交流母线为所述负载提供所述交流供电。
8.如权利要求7所述的供电方法,其特征在于,所述方法还包括:
若满足第一预设条件,控制进行第一电池充电;
若满足第二预设条件,控制进行第二电池充电;
控制在所述光伏直流供电、所述市电直流供电、所述交流供电及电池直流供电之间切换;
其中,所述市电、所述发电机组、所述第一自动转换开关电器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为锂电池组提供第一电池充电;
所述光伏阵列、所述光伏逆变器、所述第一交流母线、所述整流器及所述直流母线为所述锂电池组提供第二电池充电;
锂电池组及所述直流母线为所述负载提供所述电池直流供电。
9.如权利要求8所述的供电方法,其特征在于,所述方法还包括:
采集所述锂电池组的信息;
若根据采集的所述整流器的信息及所述锂电池组的信息确定所述整流器异常断电且所述锂电池组电量不足,将第一供电方式切换至第二供电方式,其中,所述第一供电方式为光伏直流供电、市电直流供电及电池直流供电中的一种,所述第二供电方式为交流供电。
10.如权利要求8所述的供电方法,其特征在于,所述方法还包括:
若光照达到光照阈值、电价为高电价、且所述光伏阵列提供的功率大于或等于所述负载的功率,切换至所述光伏直流供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为高电价、且所述光伏阵列提供的功率小于所述负载的功率,切换至所述光伏直流供电及所述电池直流供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为平电价、且所述光伏阵列提供的功率大于或等于所述负载的功率,切换至所述光伏直流供电;
若所述光照达到光照阈值、所述电价为平电价、且所述光伏阵列提供的功率小于所述负载的功率,切换至所述光伏直流供电及所述市电直流供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制进行所述第二电池充电直至所述锂电池组的电量为100%;
若所述光照未达到光照阈值且所述电价为高电价,切换至所述电池直流供电;
若所述光照未达到光照阈值、当前电价为平电价、下一阶段的电价为高电价,切换至所述市电直流供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制进行所述第一电池充电直至所述锂电池组的电量为100%;
若所述光照未达到光照阈值、当前电价为平电价、且下一阶段的电价为低电价,切换至所述市电直流供电;
若所述光照未达到光照阈值且所述电价为低电价,切换至所述市电直流供电,并用于若所述锂电池组的电量小于100%,控制进行所述第一电池充电直至所述锂电池组的电量为100%;
若所述整流器故障的时间小于预设时间,切换至所述电池直流供电直至所述锂电池组的电量小于预设电量。
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