CN114301164B - 数据中心柴油发电机组及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种数据中心柴油发电机组及其控制系统，涉及数据中心供电技术领域。具体实现方案为：系统由第一控制柜、多个第二控制柜和多个开关模块组成，第一控制器用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第一控制指令，并将第一控制指令分别发送至第一控制柜中各第一晶体管，以控制各第一晶体管闭合；和/或，各第二控制器用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第二控制指令，并将第二控制指令发送至第二控制柜对应的第二晶体管，以控制对应的第二晶体管闭合，并通过对应的开关模块控制对应的风阀工作，以通过各柴油发电机组的电池安全可靠性地启动柴油发电机组，以为数据中心供电。

Description

数据中心柴油发电机组及其控制系统

技术领域

本公开涉及数据中心供电技术领域，尤其涉及一种数据中心柴油发电机组及其控制系统。

背景技术

数据中心备用的柴油发电机组是保障数据中心持续可靠供电的最后一道屏障，由综合电气系统、机械系统、动力系统、消防系统、建筑系统、弱电系统等多个系统组成的一个综合体。当数据中心的市电供电电源断开时，自建的柴油发电机组能否正常启动对数据中心至关重要，直接决定业务正常还是中断。

因此，如何更加安全可靠的启动柴油发电机组给数据中心供电是目前亟待解决的问题。

发明内容

本公开提供了一种数据中心柴油发电机组及其控制系统。

根据本公开的一方面，提供了一种数据中心柴油发电机组的控制系统，第一控制柜、多个第二控制柜和多个开关模块；其中，

所述第一控制柜中设置第一控制器和多个第一晶体管，其中，各所述第一晶体管的第一端均与所述第一控制器的第一端相连，各所述第一晶体管的第二端与对应的柴油发电机组的电池正极相连，各所述第一晶体管的第三端与对应的所述开关模块的第一端相连；

各所述第二控制柜中设置第二控制器和第二晶体管，其中，所述第二晶体管的第一端与所述第二控制器的第一端相连，所述第二晶体管的第二端与对应的柴油发电机组的电池正极相连，所述第二晶体管的第三端与对应的所述开关模块的第一端相连；

各所述开关模块的第二端与对应的柴油发电机组的电池负极相连，各所述开关模块的第三端与对应的柴油发电机组的风阀的第一端相连，各所述开关模块的第四端与对应的柴油发电机组的风阀的第二端相连；

所述第一控制器，用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第一控制指令，并将所述第一控制指令分别发送至各所述第一晶体管，以控制各所述第一晶体管闭合，并通过对应的开关模块控制各所述风阀工作，以通过各所述柴油发电机组的电池启动所述柴油发电机组，以为所述数据中心供电；和/或，

各所述第二控制器，用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第二控制指令，并将所述第二控制指令发送给对应的所述第二晶体管，以控制对应的所述第二晶体管闭合，并通过对应的开关模块控制对应的所述风阀工作，以通过各所述柴油发电机组的电池启动所述柴油发电机组，以为所述数据中心供电。

根据本公开的另一方面，提供了一种数据中心柴油发电机组，其包括：如上述的数据中心柴油发电机组的控制系统。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1是相关技术中的数据中心的供配电2N系统的示意图；

图2是本公开实施例提供的一种数据中心柴油发电机组的控制系统的示意图；

图3是本公开实施例提供的另一种数据中心柴油发电机组的控制系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

下面参考附图描述本公开实施例的数据中心柴油发电机组的控制系统和数据中心柴油发电机组。

在介绍本公开实施例的数据中心柴油发电机组的控制系统之前，先来介绍数据中心常见的供配电2N系统。

图1是相关技术中的数据中心的供配电2N系统的示意图。

如图1所示，常规设计的柴油发电机组的启动信号由10kV主中压系统市电电源状态量(即A路高压配电柜和B路高压配电柜的状态量)和开关通过硬线传输值柴油发电机组，各个柴油发电机通过手拉手方式传输启动信号。如果开关和柴油发电机组之间的硬线连接出现故障，则无法实施检测和故障预警。即使故障概率不大，一旦发生，就会对数据中心的用户造成无法估量的损失。

虽然目前有些数据中心的供配电系统取消了并机系统，采用了分布式设计，降低了初投资，但是A路和B路停电后，还是不能够安全可靠的启动柴发电机组给数据中心供电。

为此，本公开提出了一种数据中心柴油发电机组的控制系统，该系统能够更加安全可靠地控制柴油发电机组启动，以为数据中心供电。

图2是本公开实施例提供的一种数据中心柴油发电机组的控制系统的示意图。

如图2所示，本公开实施例的数据中心柴油发电机组的控制系统，包括：第一控制柜100、多个第二控制柜200和多个开关模块300。

其中，第一控制柜100中设置第一控制器和多个第一晶体管(如K11、K12、……、K1N)，其中，各第一晶体管的第一端均与第一控制器的第一端相连，各第一晶体管的第二端与对应的柴油发电机组的电池正极(如24V+)相连，各第一晶体管的第三端与对应的开关模块300的第一端相连。各第二控制柜200中设置第二控制器和第二晶体管(如K21、K22、……、K2N)，其中，第二晶体管的第一端与第二控制器的第一端相连，第二晶体管的第二端与对应的柴油发电机组的电池正极相连，第二晶体管的第三端与对应的开关模块300的第一端相连。各开关模块300的第二端与对应的柴油发电机组的电池负极(如24V-)相连，各开关模块300的第三端与对应的柴油发电机组的风阀(如风阀1、风阀2、……、或风阀N)的第一端相连，各开关模块300的第四端与对应的柴油发电机组的风阀的第二端相连。

第一控制器用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第一控制指令，并将第一控制指令分别发送至各第一晶体管，以控制各第一晶体管闭合，并通过对应的开关模块300控制各风阀工作，以通过各柴油发电机组的电池启动柴油发电机组，以为数据中心供电；和/或，各第二控制器用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第二控制指令，并将第二控制指令发送给对应的第二晶体管，以控制对应的第二晶体管闭合，并通过对应的开关模块300控制对应的风阀工作，以通过各柴油发电机组的电池启动柴油发电机组，以为数据中心供电。

其中，多个第一晶体管可以为NPN型三极管、PNP型三极管、N沟通MOS管和P沟道MOS管等，具体本公开的实施例中不进行限制。

需要说明的是，第一控制柜100中第一晶体管的数量、第二控制柜200的数量、第二晶体管的数量、开关模块300的数量和风阀的数量均与柴油发电机组中电池的数量相同。

在该实施例中，第一控制器能够启停全部的柴油发电机组。例如，如果多个第一晶体管K11、K12、……、K1N均为NPN型三极管，第一晶体管K11、K12、……、K1N的第一端(基极)均与第一控制器的一端相连，第一晶体管K11的第二端(集电极)与电池1正极相连，第一晶体管K11的第三端(发射极)与电池1负极相连，……，第一晶体管K1N的第二端(集电极)与电池N正极相连，第一晶体管K1N的第三端(发射极)与电池N负极相连。在第一控制器检测到数据中线的两路市电掉电(即，数据中心的市电供电电源处于断电状态)的情况下，生成高电平信号，并将高电平信号分别发送至各第一晶体管K11、K12、……、K1N，以控制各第一晶体管K11、K12、……、K1N闭合，在各第一晶体管K11、K12、……、K1N闭合之后，会使对应的开关模块300闭合，进而使各对应的风阀工作，这样便可以通过各柴油发电机组启动柴油发电机组，以给数据中心供电。

各第二控制器能够启停对应的柴油发电机。例如，如果第二晶体管K21、K22、……、K2N均为NPN型三极管，第二晶体管K21、K22、……、K2N的第一端(基极)与对应的第二控制器的一端相连，第二晶体管K21、K22、……、K2N的第二端(集电极)与对应的电池正极相连，第二晶体管K21、K22、……、K2N的第三端(发射极)与对应的电池负极相连。在各第二控制器检测到数据中心的两路市电掉电(即，数据中心的市电供电电源处于断电状态)的情况下，生成高电平信号，并将高电平信号发送给对应的第二晶体管K21、K22、……、K2N，以控制对应的第二晶体管K21、K22、……、K2N闭合，在对应的第二晶体管K21、K22、……、K2N闭合之后，会使对应的开关模块300闭合，进而使对应的风阀工作，这样便可以通过各柴油发电机组的电池启动柴油发电机组，以给数据中心供电。

由此，本公开实施例的第一控制柜中设置的第一控制器和多个第一晶体管，各第二控制柜中设置的第二控制器和第二晶体管，与各开关模块和柴油发电机组的电池之间的启停线缆没有共用，不存在单点故障，这样能够保证柴油发电机组可以可靠地启动。并且，第一控制柜和多个第二控制柜可以并行运行，这样能够更加提高柴油发电机组启动控制的可靠性。

图3是本公开实施例提供的另一种数据中心柴油发电机组的控制系统的示意图。

如图3所示，本公开实施例的数据中心柴油发电机组的控制系统，在各第二控制柜200上设置柜门按钮如A21、A22、……、A2N，其中，各柜门按钮的第一端与对应的第二晶体管的第二端相连，各柜门按钮的第二端与对应的开关模块300的第一端相连；各柜门按钮如A21、A22、……、A2N，用于响应于被按压状态，通过对应的开关模块300控制对应的风阀工作，以通过各柴油发电机组的电池启动柴油发电机组，以为数据中心供电。

在该实施例中，在各第二控制柜200上设置了柜门按钮A21、A22、……、A2N，该柜门按钮A21、A22、……、A2N被一一按下时，会使对应的开关模块300闭合，进而使对应的风阀工作，这样便可以通过各柴油发电机组的电池启动柴油发电机组，以给数据中心供电。

由此，本公开提供了三种启停柴油发电机组的方法：第一种是通过第一控制柜的自动控制方法；第二种是通过第二控制柜的自动控制方法；第三种是通过第二控制柜上按钮的人工控制方法。这样能够进一步提高柴油发电机组启动控制的可靠性。

更进一步地，即使自动控制和人工控制仍失效的情况下，还补充了人工远程遥控，继续结合图3，上述的数据中心柴油发电机组的控制系统，还包括：多个第三控制柜400；其中，各第三控制柜400中设置遥控开关如Y41、Y42、……、Y4N，其中，各遥控开关Y41、Y42、……、Y4N的第一端与对应的柴油发电机组的电池正极(如24V+)相连，各遥控开关的第二端与对应的开关模块300的第一端相连；各遥控开关Y41、Y42、……、Y4N用于响应于第三控制指令，并根据各第三控制指令控制对应的遥控开关Y41、Y42、……、Y4N闭合，并通过对应的开关模块300控制对应的风阀工作，以通过各柴油发电机组的电池启动柴油发电机组，以为数据中心供电。

在该实施例中，在上述的数据中心柴油发电机组的控制系统中还设置多个第三控制柜400，各第三控制柜400中设置了遥控开关Y41、Y42、……、Y4N。当操作人员在监控室中看到和/或听到两路市电掉电的报警信号灯光和/或声音时，可以在监控室中远程控制各遥控开关Y41、Y42、……、Y4N，在各遥控开关Y41、Y42、……、Y4N被远程控制闭合之后，会使对应的开关模块300闭合，进而使对应的风阀工作，这样便可以通过各柴油发电机组的电池启动柴油发电机组，以给数据中心供电。

至此，本公开提供了四种启停柴油发电机组的方法：第一种是通过第一控制柜的自动控制方法；第二种是通过第二控制柜的自动控制方法；第三种是通过第二控制柜上按钮的人工控制方法；第四种是通过第三控制柜上遥控开关的人工远程遥控。这样能够更进一步提高柴油发电机组启动控制的可靠性。

为了使得各开关模块300有多种选择，在本公开的实施例中，各开关模块300可以为电磁继电器或固态继电器。其中，当各开关模块300为电磁继电器时，各电磁继电器可以包括至少一个第一线圈和至少一个第一电磁开关。

作为一种可实现的方式，当各电磁继电器包括一个线圈和一个电磁开关时，各线圈的一端作为对应开关模块300的第一端，各线圈的另一端作为对应开关模块300的第二端，各电磁开关的一端作为对应开关模块300的第三端，各电磁开关的另一端作为对应开关模块300的第四端。

结合图3，以线圈KA11和电磁开关KA11为例说明。线圈KA11的一端作为开关模块300的第一端，分别与第一晶体管K11、第二晶体管K21、按钮开关K21、遥控开关Y41的第三端相连；线圈KA11的另一端作为开关模块300的第二端，与柴油发电机组的电池1-N负极(如24V-)相连；电磁开关KA11的一端作为开关模块的第三端，与风阀1的一端相连；电磁开关KA11的另一端作为开关模块的第四端，与风阀1的另一端相连。在第一晶体管K11、第二晶体管K21、按钮开关K21和/或遥控开关Y41闭合时，线圈KA11得电，电磁开关KA11闭合，使得风阀1工作。

作为另一种可实现的方式，当各电磁继电器包括至少两个线圈和至少两个电磁开关时，各至少两个线圈并联后的一端作为对应开关模块300的第一端，各至少两个线圈并联后的另一端作为对应开关模块300的第二端，各至少两个电磁开关并联后的一端作为对应开关模块300的第三端，各至少两个电磁开关并联后的另一端作为对应开关模块300的第四端。

继续结合图3，以线圈KA11、KA21和电磁开关KA11、KA21为例说明。线圈KA11、KA21并联后的一端作为开关模块300的第一端，分别与第一晶体管K11、第二晶体管K21、按钮开关K21、遥控开关Y41的第三端相连；线圈KA11、KA21并联后的另一端作为开关模块300的第二端，与柴油发电机组的电池1-N负极(如24V-)相连；电磁开关KA11、KA21并联后的一端作为开关模块的第三端，与风阀1的一端相连；电磁开关KA11、KA21并联后的另一端作为开关模块的第四端，与风阀1的另一端相连。在第一晶体管K11、第二晶体管K21、按钮开关K21和/或遥控开关Y41闭合时，线圈KA11、KA21得电，电磁开关KA11、KA21闭合，使得风阀1工作。这样当单个电磁继电器发生故障时，柴油发电机组仍可以启动，这样能够提高柴油发电机组启动控制的可靠性。

在本公开的实施例中，上述的数据中心柴油发电机组的控制系统，还包括：设置在第一控制柜100上的第一报警器(图中未示出)，第一报警器与第一控制器的第二端相连；第一控制器还用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第一报警指令，并将第一报警指令发送至第一报警器，以控制第一报警器发出报警。

其中，第一报警器可以为声和/或光报警器，具体这里不进行限制。

在该实施例中，当数据中心的市电供电电源处于断电状态时，第一控制器生成第一报警指令，以控制第一报警器发出声和/或光报警，这样便可通过设置在第一控制柜上的第一报警器提醒操作人员数据中心的市电供电电源处于断电状态。此时，操作人员在得到报警信息后，可以远程控制遥控开关Y41、Y42、……、Y4N闭合，也可以去控制第二控制柜200上的柜门按钮A21、A22、……、A2N，这样便可以通过各柴油发电机组的电池启动柴油发电机组，以给数据中心供电。

在本公开的实施例中，上述的数据中心柴油发电机组的控制系统，还包括：设置在各第二控制柜200上对应的第二报警器(图中未示出)，各第二报警器与对应的第二控制器的第二端相连；各第二控制器，还用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第二报警指令，并将第二报警指令发送至对应的第二报警器，以控制对应的第二报警器发出报警。

其中，第二报警器可以为声和/或光报警器，具体这里不进行限制。

在该实施例中，当数据中心的市电供电电源处于断电状态时，各第二控制器生成第二报警指令，以控制对应的第二报警器发出声和/或光报警，这样便可通过设置在各第二控制柜上的第二报警器提醒操作人员数据中心的市电供电电源处于断电状态。此时，操作人员在得到报警信息后，可以远程控制遥控开关Y41、Y42、……、Y4N闭合，也可以去控制第二控制柜200上的柜门按钮A21、A22、……、A2N，这样便可以通过各柴油发电机组的电池启动柴油发电机组，以给数据中心供电。

综上所述，本公开实施例的数据中心柴油发电机组的控制系统，由第一控制柜、多个第二控制柜和多个开关模块构成，其中，第一控制柜中设置第一控制器和多个第一晶体管，各第一晶体管的第一端均与第一控制器的第一端相连，各第一晶体管的第二端与对应的柴油发电机组的电池正极相连，各第一晶体管的第三端与对应的开关模块的第一端相连；各第二控制柜中设置第二控制器和第二晶体管，第二晶体管的第一端与第二控制器的第一端相连，第二晶体管的第二端与对应的柴油发电机组的电池正极相连，第二晶体管的第三端与对应的开关模块的第一端相连；各开关模块的第二端与对应的柴油发电机组的电池负极相连，各开关模块的第三端与对应的柴油发电机组的风阀的第一端相连，各开关模块的第四端与对应的柴油发电机组的风阀的第二端相连；第一控制器用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第一控制指令，并将第一控制指令分别发送至各第一晶体管，以控制各第一晶体管闭合，并通过对应的开关模块控制各风阀工作，以通过各柴油发电机组的电池启动柴油发电机组，以为数据中心供电；和/或，各第二控制器用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第二控制指令，并将第二控制指令发送给对应的第二晶体管，以控制对应的第二晶体管闭合，并通过对应的开关模块控制对应的风阀工作，以通过各柴油发电机组的电池启动柴油发电机组，以为数据中心供电。由此，该控制系统能够更加安全可靠的启动柴油发电机组，以给数据中心供电。

为了实现上述实施例，本公开实施例还提出了一种数据中心柴油发电机组。

本公开实施例的数据中心柴油发电机组，通过上述的数据中心柴油发电机组的控制系统，能够更加安全可靠的启动柴油发电机组，以给数据中心供电。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据中心柴油发电机组的控制系统，包括：第一控制柜、多个第二控制柜和多个开关模块；其中，

所述第一控制柜中设置第一控制器和多个第一晶体管，其中，各所述第一晶体管的第一端均与所述第一控制器的第一端相连，各所述第一晶体管的第二端与对应的柴油发电机组的电池正极相连，各所述第一晶体管的第三端与对应的所述开关模块的第一端相连；

各所述第二控制柜中设置第二控制器和第二晶体管，其中，所述第二晶体管的第一端与所述第二控制器的第一端相连，所述第二晶体管的第二端与对应的柴油发电机组的电池正极相连，所述第二晶体管的第三端与对应的所述开关模块的第一端相连；

各所述开关模块的第二端与对应的柴油发电机组的电池负极相连，各所述开关模块的第三端与对应的柴油发电机组的风阀的第一端相连，各所述开关模块的第四端与对应的柴油发电机组的风阀的第二端相连；

所述第一控制器，用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第一控制指令，并将所述第一控制指令分别发送至各所述第一晶体管，以控制各所述第一晶体管闭合，并通过对应的开关模块控制各所述风阀工作，以通过各所述柴油发电机组的电池启动所述柴油发电机组，以为所述数据中心供电；和/或，

各所述第二控制器，用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第二控制指令，并将所述第二控制指令发送给对应的所述第二晶体管，以控制对应的所述第二晶体管闭合，并通过对应的开关模块控制对应的所述风阀工作，以通过各所述柴油发电机组的电池启动所述柴油发电机组，以为所述数据中心供电。

2.根据权利要求1所述的数据中心柴油发电机组的控制系统，其中，

各所述第二控制柜上设置柜门按钮，其中，各所述柜门按钮的第一端与对应的所述第二晶体管的第二端相连，各所述柜门按钮的第二端与对应的所述开关模块的第一端相连；

各所述柜门按钮，用于响应于被按压状态，通过对应的开关模块控制对应的所述风阀工作，以通过各所述柴油发电机组的电池启动所述柴油发电机组，以为所述数据中心供电。

3.根据权利要求1或2所述的数据中心柴油发电机组的控制系统，还包括：多个第三控制柜；其中，

各所述第三控制柜中设置遥控开关，其中，各所述遥控开关的第一端与对应的所述柴油发电机组的电池正极相连，各所述遥控开关的第二端与对应的所述开关模块的第一端相连；

各所述遥控开关，用于响应于第三控制指令，并根据各所述第三控制指令控制对应的所述遥控开关闭合，并通过对应的开关模块控制对应的风阀工作，以通过各所述柴油发电机组的电池启动所述柴油发电机组，以为所述数据中心供电。

4.根据权利要求1所述的数据中心柴油发电机组的控制系统，其中，各所述开关模块为电磁继电器或固态继电器。

5.根据权利要求4所述的数据中心柴油发电机组的控制系统，其中，各所述开关模块为电磁继电器时，各所述电磁继电器包括至少一个第一线圈和至少一个第一电磁开关。

6.根据权利要求5所述的数据中心柴油发电机组的控制系统，其中，各所述电磁继电器包括一个线圈和一个电磁开关时，各所述线圈的一端作为对应所述开关模块的第一端，各所述线圈的另一端作为对应所述开关模块的第二端，各所述电磁开关的一端作为对应所述开关模块的第三端，各所述电磁开关的另一端作为对应所述开关模块的第四端。

7.根据权利要求5所述的数据中心柴油发电机组的控制系统，其中，各所述电磁继电器包括至少两个线圈和至少两个电磁开关时，各所述至少两个线圈并联后的一端作为对应所述开关模块的第一端，各所述至少两个线圈并联后的另一端作为对应所述开关模块的第二端，各所述至少两个电磁开关并联后的一端作为对应所述开关模块的第三端，各所述至少两个电磁开关并联后的另一端作为对应所述开关模块的第四端。

8.根据权利要求1所述的数据中心柴油发电机组的控制系统，还包括：

设置在第一控制柜上的第一报警器，所述第一报警器与所述第一控制器的第二端相连；

所述第一控制器还用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第一报警指令，并将所述第一报警指令发送至所述第一报警器，以控制所述第一报警器发出报警。

9.根据权利要求1所述的数据中心柴油发电机组的控制系统，还包括：

设置在各所述第二控制柜上对应的第二报警器，各所述第二报警器与对应的所述第二控制器的第二端相连；

各所述第二控制器，还用于响应于数据中心的市电供电电源处于断电状态，生成第二报警指令，并将所述第二报警指令发送至对应的所述第二报警器，以控制对应的所述第二报警器发出报警。

10.一种数据中心柴油发电机组，包括：如上述权利要求1-9中任一项所述的数据中心柴油发电机组的控制系统。