CN115764848A - 通信设备的供备电网络 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种通信设备的供备电网络，涉及通信领域，该通信设备的供备电网络包括：中低压配电系统，高压电池备电系统，配电系统和高压直流HVDC母线系统，其中，中低压配电系统通过HVDC母线系统与配电系统连接，高压电池备电系统旁路在HVDC母线系统上；中低压配电系统，用于使用输入的市电与油机备电通过HVDC母线系统为配电系统提供高压直流电供电；高压电池备电系统，用于通过HVDC母线系统为配电系统提供高压直流电备电；配电系统，用于将HVDC母线系统上传输的高压直流电分配给连接的用电设备。采用上述技术方案，解决了相关技术中，供电系统电能传输路径中多级变换引起的能量损耗较大等问题。

Description

通信设备的供备电网络

技术领域

本申请涉及通信领域，具体而言，涉及一种通信设备的供备电网络。

背景技术

图1是根据本申请相关技术的一种现有通信设备供电系统架构的示意图，如图1所示，传统通信设备根据等级不同配备1-2套中低压配电系统，每套中低压配电系统市电作为输入，油机作为备电，提升供电系统可靠性。无论是主电还是备电能源主要来自不可再生能源，产生大量的碳排放。

传统通信设备根据等级不同配备1-2路交流供电母线和UPS (UninterruptiblePower System，不间断供电)供电系统架构来实现不间断供电，以提高通信设备用电的高可靠性。其中，通过UPS来实现供电过程中的市电转换及内部蓄电池的充放电，在UPS供电系统中，当市电输入正常时，UPS将市电滤波并稳压后提供给通信设备的通信设备电源，同时向UPS内部蓄电池组件充电；当市电输入故障时，UPS立即将蓄电池组件内的直流电能通过逆变器转换成交流电供给通信设备电源。现有技术中，UPS的AC/DC转换及AC/DC转换是整个供电系统电能传输路径中能量损耗的主要环节，损耗5%左右；大量损耗累积热量使得空调冷却系统承受压力，进一步造成了更多的能源损耗即更多的碳排放。

UPS输出的交流电需要多个1-2路带隔离功能的PDU（Power Distribution Unit，配电单元）配电给通信设备，实现多个1路或2路或多路交流母线供电系统。隔离PDU损耗4%左右。大量损耗累积热量也造成空调冷却系统承受压力，同样造成了更多的能源损耗即更多的碳排放。且220Vac交流母线不利于分布式备电来提高通信设备重要节点供备电可靠性。

通信设备内部采用交流输入PSU（Power Supply Unit，电源）将交流电变换为可用的直流电（如48V、12V等）为通信设备用电单元供电。在PSU交直流转换过程中，需要PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）电路提高功率因数导致2%左右的损耗，进一步加剧了热损耗和碳排放。

针对相关技术中供电系统电能传输路径中多级变换引起的能量损耗较大等问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种通信设备的供备电网络，以至少解决相关技术中，供电系统电能传输路径中多级变换引起的能量损耗较大等问题。

根据本申请实施例的一个实施例，提供了一种通信设备的供备电网络，包括：中低压配电系统，高压电池备电系统，配电系统和高压直流HVDC母线系统，其中，所述中低压配电系统通过所述HVDC母线系统与所述配电系统连接，所述高压电池备电系统旁路在所述HVDC母线系统上；所述中低压配电系统，用于使用输入的市电与油机备电通过所述HVDC母线系统为所述配电系统提供高压直流电供电；所述高压电池备电系统，用于通过所述HVDC母线系统为所述配电系统提供高压直流电备电；所述配电系统，用于将所述HVDC母线系统上传输的高压直流电分配给连接的用电设备。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述中低压配电系统，用于在供电正常的情况下，为所述高压电池备电系统充电；所述高压电池备电系统，用于在所述中低压配电系统供电异常的情况下，向所述HVDC母线系统放电。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述高压电池备电系统，还用于对所述HVDC母线系统上的电压波动进行平滑处理。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述供备电网络还包括：新能源供备电系统，其中，所述新能源供备电系统连接在所述HVDC母线系统上；所述新能源供备电系统，用于使用输入的新能源通过所述HVDC母线系统为所述配电系统提供高压直流电供电或者为所述配电系统提供高压直流电备电。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述新能源供备电系统包括：第一新能源供备电系统和第二新能源供备电系统，其中，所述第一新能源供备电系统部署在所述用电设备的远端，所述第二新能源供备电系统部署在所述用电设备的本地。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述第一新能源供备电系统与所述中低压配电系统互为冗余供电系统；所述第一新能源供备电系统与所述高压电池备电系统互为冗余备电系统。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，在所述第一新能源供备电系统内能量高于第一阈值的情况下，将所述第一新能源供备电系统作为所述用电设备的供电首要来源，将所述中低压配电系统作为所述用电设备的供电次要来源。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述第一新能源供备电系统还用于为所述高压电池备电系统进行涓流充电储能。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述第二新能源供备电系统与所述中低压配电系统互为冗余供电系统；所述第二新能源供备电系统与所述高压电池备电系统互为冗余备电系统；所述第二新能源供备电系统还与所述用电设备内部署的分布式供备电单元互为冗余备电系统。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，在所述第二新能源供备电系统内能量高于第二阈值的情况下，将所述第二新能源供备电系统作为所述用电设备的供电首要来源，将所述中低压配电系统和所述第一新能源供备电系统作为所述用电设备的供电次要来源。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述第二新能源供备电系统还用于为所述高压电池备电系统进行恒流或者涓流充电储能；或者，所述第二新能源供备电系统还用于为所述用电设备内部署的分布式供备电单元进行恒流或者涓流充电储能。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述供备电网络还包括：双向馈电系统，其中，所述双向馈电系统，用于将所述新能源供备电系统的谷期盈余能量存储至储能仓库，并在所述储能仓库能量储满后向电网供电；所述双向馈电系统，还用于在所述用电设备的用电峰值期向所述用电设备提供所述储能仓库中存储的能量或者所述电网提供的能量。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述供备电网络还包括：共享储能系统，其中，所述共享储能系统连接在所述HVDC母线系统上；所述共享储能系统，用于通过所述HVDC母线系统存储能量至所述用电设备上部署的分布式供备电单元，或者，释放能量至所述用电设备上部署的分布式供备电单元。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述共享储能系统，用于在所述供备电网络中用于供电的系统故障的情况下，配置用于提供备电的分布式供备电单元；所述共享储能系统，还用于在所述供备电网络中用于供电的系统故障的情况下，在所述供备电网络中用于备电的系统所储存能量释放至限制阈值之前，将备电系统切换至所述用电设备上部署的分布式供备电单元。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述用电设备包括：通信设备，其中，所述通信设备中部署了高压直流电电源HVDC PSU，所述HVDC PSU中包括符合直流输入的电源变换装置。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述电源变换装置包括：DCDC隔离变换器，自备电DCDC隔离变换器，或者，自冗余DCDC隔离变换器。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述通信设备中还部署了分布式供备电单元，其中，所述分布式供备电单元，用于为所述通信设备提供备电。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述供备电网络还包括：智能管控总线系统，其中，所述智能管控总线系统与所述供备电网络中包括的全部功能系统连接；所述智能管控总线系统，用于监控所述全部功能系统，并根据所述全部功能系统的工作状态对所述供备电网络的供电系统和备电系统进行调控。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，所述HVDC母线系统包括：一条或者多条HVDC母线。

可选的，在一个示例性实施例中，所述的供备电网络，在所述HVDC母线系统包括多条HVDC母线的情况下，每条HVDC母线连接一组所述中低压配电系统，所述高压电池备电系统和所述配电系统，所述多条HVDC母线并联。

通过本申请，供备电网络包括中低压配电系统，高压电池备电系统，配电系统和高压直流HVDC母线系统，其中，中低压配电系统通过HVDC母线系统与配电系统连接，高压电池备电系统旁路在HVDC母线系统上，中低压配电系统为配电系统提供高压直流电供电，高压电池备电系统为配电系统提供高压直流电备电，上述供备电网络通过HVDC母线系统提供直流供备电，电压相对稳定没有方向翻转，并且供电系统、备电系统等全链路设备共享HVDC母线，有效降低供电线路复杂度，使组网简洁易扩展，便于单元系统互动与管理，并可减少主功率干路能量变换级数，如减掉UPS的AC-DC（交流转直流）到DC-AC（逆变）的变换器、PDU的隔离变压器、通信设备输入入口整流电路及PFC等，有效降低能量损耗。因此，可以解决供电系统电能传输路径中多级变换引起的能量损耗较大等问题，实现了降低供电系统电能传输路径中能量损耗的效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本申请相关技术的一种现有通信设备供电系统架构的示意图；

图2是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图一；

图3是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图二；

图4是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图三；

图5是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图四；

图6是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图五；

图7是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图六；

图8是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图七；

图9是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图八；

图10是根据本申请可选的实施方式的一种数据中心共享HVDC母线的供备电网络的示意图；

图11是根据本申请可选的实施方式的一种高等数据中心共享HVDC母线的供备电网络的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实施例中提供了一种通信设备的供备电网络，图2是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图一，如图2所示，该通信设备的供备电网络包括：中低压配电系统202，高压电池备电系统204，配电系统206和高压直流HVDC母线系统208，

所述中低压配电系202通过所述HVDC母线系统208与所述配电系统206连接，所述高压电池备电系统204旁路在所述HVDC母线系统208上；

所述中低压配电系统202，用于使用输入的市电与油机备电通过所述HVDC母线系统208为所述配电系统206提供高压直流电供电；

所述高压电池备电系统204，用于通过所述HVDC母线系统208为所述配电系统206提供高压直流电备电；

所述配电系统206，用于将所述HVDC母线系统208上传输的高压直流电分配给连接的用电设备200。

通过上述网络装置，供备电网络包括中低压配电系统，高压电池备电系统，配电系统和高压直流HVDC母线系统，其中，中低压配电系统通过HVDC母线系统与配电系统连接，高压电池备电系统旁路在HVDC母线系统上，中低压配电系统为配电系统提供高压直流电供电，高压电池备电系统为配电系统提供高压直流电备电，上述供备电网络通过HVDC母线系统提供直流供备电，电压相对稳定没有方向翻转，并且供电系统、备电系统等全链路设备共享HVDC母线，有效降低供电线路复杂度，使组网简洁易扩展，便于单元系统互动与管理，并可减少主功率干路能量变换级数，如减掉UPS的AC-DC（交流转直流）到DC-AC（逆变）的变换器、PDU的隔离变压器、通信设备输入入口整流电路及PFC等，有效降低能量损耗。因此，可以解决供电系统电能传输路径中多级变换引起的能量损耗较大等问题，实现了降低供电系统电能传输路径中能量损耗的效果。

可选地，在本实施例中，配电系统连接的用电设备可以但不限于包括数据中心，数据存储设备，数据库等等的通信设备。通信设备即为用电终端设备单元，可以但不限于包括服务器、交换器、存储服务器、基站等电子设备。

可选地，在本实施例中，中低压配电系统由市电与油机备电经过隔离变换技术或柔性变电技术或其他变换技术直接输出HVDC供电，为高压电池备电系统旁路备电设计减少ACDC、DCAC转换环节，为节能降碳实现低PUE提供了设计基础和有利条件。

可选地，在本实施例中，高压电池备电系统也共享HVDC母线系统，高压电池备电系统没有ACDC、DCAC转换环节，减少主干路变换器转换级数，降低主干路损耗，实现低PUE值，利于节能减排绿色低碳。

可选地，在本实施例中，配电系统可以但不限于包括PDU及其组合形式够成的配电单元，不仅将变电配电备电系统以及高压电池备电系统输出的HVDC分配给各个用电设备，也将传输到用电设备的HVDC分配给各用电设备中各用电单元。PDU及其组合形式的不同可构成不同的配电架构，实现冗余供备电、双母线双备份共享系统、多母线异构备份系统等。

在一个示例性实施例中，所述中低压配电系统，用于在供电正常的情况下，为所述高压电池备电系统充电；所述高压电池备电系统，用于在所述中低压配电系统供电异常的情况下，向所述HVDC母线系统放电。

可选地，在本实施例中，高压电池备电系统旁路在HVDC母线系统上，为整个数据中心或其他用电设施提供备电，在中低压配电系统供电异常情况下，断开中低压配电系统，释放高压电池备电系统能量到HVDC母线系统，保障整个数据中心或其他用电设施正常运行一定抢修时间，保障用电设备可靠运转。

在一个示例性实施例中，所述高压电池备电系统，还可以但不限于用于对所述HVDC母线系统上的电压波动进行平滑处理。

可选地，在本实施例中，高压电池备电系统主要功能为用电设备集中式备电，兼具共享HVDC母线电压波动平滑功能，使共享HVDC母线电压稳定在一定范围内，保障用电通信设备供电输入相对稳定。

可选地，在本实施例中，高压电池备电系统能量释放的过程中，即可与大型新能源供备电系统（即第一新能源供备电系统）共同组成掉电保持备电系统，也可与双向馈电系统的储能仓库共同组成掉电保持备电系统，也可与本地新能源供备电系统（即第二新能源供备电系统）共同组成掉电保持备电系统，或同时与两大新能源供备电系统以及双向馈电系统的储能仓库组成掉电保持备电系统，实现集中式高压电池备电系统天然自扩容能力，保障数据中心正常稳定运行，为故障排除与抢修赢得更充裕时间，保障数据中心或其他用电设施及系统高可靠性运转。甚至在双向馈电系统的电网市电可靠接入供电情况下，实现数据中心通信设备无掉电故障下的正常运行。

可选地，在本实施例中，高压电池备电系统能量储备的过程中，即可接收中低压配电系统主干路输出的HVDC充电，也可以接收大型新能源供备电系统涓流充电储能，实现新能源充足情况下的本地储备；也可以接收本地新能源供备电系统涓流充电，实现本地新能源充足情况下的本地储备。或在双向馈电系统存在的情况下，接收其储能仓库的能量转移；双向馈电系统的储能仓库与高压电池备电系统能量储备过程类似，在新能源过剩的情况下存储到储能仓库，甚至反馈电网并网发电。合理化利用新能源，实现更低PUE，实现低碳绿色共享。

在一个示例性实施例中，图3是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图二，如图3所示，所述供备电网络还可以但不限于包括：新能源供备电系统302，其中，所述新能源供备电系统连接在所述HVDC母线系统上；所述新能源供备电系统，用于使用输入的新能源通过所述HVDC母线系统为所述配电系统提供高压直流电供电或者为所述配电系统提供高压直流电备电。

可选地，在本实施例中，输入的新能源可以但不限于包括光伏，风机，光能以及其他能源等等。

可选地，在本实施例中，包括了中低压配电系统、新能源供备电系统、高压电池备电系统的供备电网络，经过能量分配计量与管理控制系统通过PDU及其组合形式为通信设备（用电设施或用电单元）提供共享HVDC母线供电备电输入。

在一个示例性实施例中，图4是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图三，如图4所示，所述新能源供备电系统302还可以但不限于包括：第一新能源供备电系统402和第二新能源供备电系统404，其中，所述第一新能源供备电系统部署在所述用电设备的远端，所述第二新能源供备电系统部署在所述用电设备的本地。

可选地，在本实施例中，第一新能源供备电系统和第二新能源供备电系统可以但不限于在不同的位置部署。第一新能源供备电系统部署在用电设备的远端，可以称为大型新能源供备电系统，第二新能源供备电系统部署在用电设备的本地，可以称为本地新能源供备电系统。

可选地，在本实施例中，第一新能源供备电系统所使用的新能源可以但不限于包括直流新能源（比如光伏），交流新能源（比如风机）等等。第一新能源供备电系统所使用的新能源可以但不限于包括光能新能源，其他能源等等。

在一个示例性实施例中，所述第一新能源供备电系统可以但不限于与所述中低压配电系统互为冗余供电系统；所述第一新能源供备电系统可以但不限于与所述高压电池备电系统互为冗余备电系统。

可选地，在本实施例中，大型新能源供备电系统与中低压配电系统配合为数据中心或其他用电设施提供HVDC供备电。

可选地，在本实施例中，大型新能源供备电系统既作为与中低压配电系统互为冗余的数据中心辅助供电系统，又作为与高压电池备电系统互为冗余的数据中心备电系统，也可作为高压电池备电系统能量储存补给的恒流涓流储能源系统。

在一个示例性实施例中，在所述第一新能源供备电系统内能量高于第一阈值的情况下，可以但不限于将所述第一新能源供备电系统作为所述用电设备的供电首要来源，可以但不限于将所述中低压配电系统作为所述用电设备的供电次要来源。

可选地，在本实施例中，大型新能源供备电系统作为供电系统，采用恒压恒流或恒功率多环控制辅助智能管控总线实时控制，保障大型新能源供备电系统内能量充足时作为数据中心供电首要来源，中低压配电系统为数据中心供电次要来源。大型新能源供备电系统能量充足时，可为数据中心或其他用电设施提供HVDC供电，中低压配电系统充当冗余在线备电；当大型新能源供备电系统能量到达备电限制能量值后自动转为备电系统，中低压配电系统充当主电。

可选地，在本实施例中，大型新能源供备电系统作为备电系统，大型新能源供备电系统与高压电池备电系统互为冗余，大型新能源供备电系统对高压电池备电系统作了有效扩容，在数据中心同一规模同一要求情况下，高压电池备电系统容量可更小，保障数据中心高可靠性的同时，减少备电空间和成本，降低维护难度。

在一个示例性实施例中，所述第一新能源供备电系统还可以但不限于用于为所述高压电池备电系统进行涓流充电储能。

可选地，在本实施例中，大型新能源供备电系统作为恒流涓流储能源系统，为高压电池备电系统实施能量储存补给，采用恒流模式控制和涓流模式控制，实现大型新能源供备电系统新能源充足情况下的能源本地化储备与补给，合理化利用新能源，实现更低PUE，实现低碳绿色HVDC母线供电备电架构。

在一个示例性实施例中，所述第二新能源供备电系统可以但不限于与所述中低压配电系统互为冗余供电系统；所述第二新能源供备电系统可以但不限于与所述高压电池备电系统互为冗余备电系统；所述第二新能源供备电系统还可以但不限于与所述用电设备内部署的分布式供备电单元互为冗余备电系统。

可选地，在本实施例中，本地新能源供备电系统与大型新能源供备电系统类似又有区别。本地新能源供备电系统既可为共享HVDC母线的通信设备或用电单元提供HVDC供电；又可作为通信设备或用电单元或独立高可靠性要求通信设备节点的内分布式供备电单元的冗余备电。可两个或两个以上的本地新能源供备电系统组成共享备电系统支持主电异常通信设备维持运转更长的时间，通信设备（或其他用电设施）支持HVDC输入或支持主备HVDC输入，通过内部不同架构形成不同等级的供备电输入架构；也可作为通信设备或用电单元内分布式供备电单元的能量储存补给的本地恒流涓流储能源系统；又可作为高压电池备电系统的冗余备份，形成集中式备电以及备电冗余；也可作为高压电池备电系统能量储存补给的本地恒流涓流储能源系统。

在一个示例性实施例中，在所述第二新能源供备电系统内能量高于第二阈值的情况下，可以但不限于将所述第二新能源供备电系统作为所述用电设备的供电首要来源，可以但不限于将所述中低压配电系统和所述第一新能源供备电系统作为所述用电设备的供电次要来源。

可选地，在本实施例中，本地新能源供备电系统作为供电系统为数据中心（或其他用电设施）或可靠性要求较高设备节点的通信设备或用电单元提供HVDC供电，采用恒压恒流或恒功率多环控制辅助智能管控总线实时控制，保障本地新能源供备电系统内能量充足时作为数据中心通信设备系统或高可靠性要求通信设备节点的供电首要来源，中低压配电系统和大型新能源供备电系统为数据中心通信设备或高可靠性要求通信设备节点的供电次要来源，即充当冗余在线备电，实现本地新能源接入优先释放使用，达到更优的绿色节能效益；当本地新能源供备电系统能量到达备电限制能量值后自动转为备电系统，大型新能源供备电系统和中低压配电系统分别作为第一主电和第二主电。

在一个示例性实施例中，所述第二新能源供备电系统还可以但不限于用于为所述高压电池备电系统进行恒流或者涓流充电储能；或者，所述第二新能源供备电系统还可以但不限于用于为所述用电设备内部署的分布式供备电单元进行恒流或者涓流充电储能。

可选地，在本实施例中，本地新能源供备电系统作为通信设备或用电单元内分布式供备电单元的冗余备电系统，本地新能源供备电系统与通信设备或用电单元内分布式供备电单元互为冗余，或可认为本地新能源供备电系统对通信设备或用电单元内分布式供备电单元作了有效扩容，在数据中心同一规模同一要求情况下，通信设备或用电单元内分布式供备电单元容量可更小，保障数据中心高可靠性的同时，减少备电空间和成本，降低维护难度。

可选地，在本实施例中，本地新能源供备电系统作为通信设备或用电单元内分布式供备电单元的恒流涓流储能源系统，为通信设备或用电单元内分布式供备电单元实施能量储存补给，采用恒流模式控制和涓流模式控制，实现本地新能源供备电系统新能源充足情况下的能源本地化储备与补给，合理化利用新能源，实现更低PUE，实现低碳绿色HVDC母线供电备电架构。

可选地，在本实施例中，本地新能源供备电系统作为高压电池备电系统的冗余备电系统，本地新能源供备电系统与高压电池备电系统互为冗余，或可认为本地新能源供备电系统对高压电池备电系统作了有效扩容，在数据中心同一规模同一要求情况下，高压电池备电系统容量可更小，保障数据中心高可靠性的同时，减少备电空间和成本，降低维护难度。

可选地，在本实施例中，本地新能源供备电系统作为高压电池备电系统的恒流涓流储能源系统，为高压电池备电系统实施能量储存补给，采用恒流模式控制和涓流模式控制，实现本地新能源供备电系统新能源充足情况下的能源本地化储备与补给，合理化利用新能源，实现更低PUE，实现低碳绿色HVDC母线供电备电架构。

在一个示例性实施例中，图5是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图四，如图5所示，所述供备电网络还可以但不限于包括：双向馈电系统502，其中，所述双向馈电系统，用于将所述新能源供备电系统的谷期盈余能量存储至储能仓库，并在所述储能仓库能量储满后向电网供电；所述双向馈电系统，还用于在所述用电设备的用电峰值期向所述用电设备提供所述储能仓库中存储的能量或者所述电网提供的能量。

可选地，在本实施例中，双向馈电系统，可以但不限于用于控制供备电网络中盈余能源储存和释放，储存至储能仓库和/或电网，释放储能仓库和/或电网至供备电网络中的HVDC母线用于用电设备运转。实现盈余能量的谷能峰用，充分合理利用新型绿色能源，减少收集到的能量浪费。

可选地，在本实施例中，双向馈电系统储存谷期盈余能量，大型新能源供备电系统和/或本地新能源供备电系统在数据中心用电设备业务低谷期如有能量盈余，通过智能管控总线的智能分析预判，储存至储能仓库和/或电网，优先存储至本地储能设备系统如储能仓库，储能仓库储满后可向电网贡献能量。保障大型新能源供备电系统和/或本地新能源供备电系统收集到的绿色新型能源谷期储存转化，为峰期做好能量储备而不会浪费盈余能量。

可选地，在本实施例中，双向馈电系统峰期释放储存能量，储能仓库的盈余能量，通过智能管控总线系统预判在数据中心用电设备业务运行峰值期释放储能仓库储存的盈余能量。既节约市电供应能量，减少能量浪费，更进一步实现低碳低PUE；又保障大型新能源供备电系统和/或本地新能源供备电系统能量稳定高可靠性运行。

可选地，在本实施例中，双向馈电系统与电网对接，亦可设计为双向设备，等同于增加一路市电供电系统，大幅提升整体供备电网络的可靠性。数据中心用电设备业务谷期储能仓库储存满后向电网馈电，数据中心用电设备业务峰值期可称为一路市电供电，可作为辅路市电备电，在市电主电异常期间提供供电支援，更进一步提升数据中心供备电网络可靠性以及数据业务可持续性和安全性。

在一个示例性实施例中，图6是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图五，如图6所示，所述供备电网络还可以但不限于包括：共享储能系统602，其中，所述共享储能系统连接在所述HVDC母线系统上；所述共享储能系统，用于通过所述HVDC母线系统存储能量至所述用电设备上部署的分布式供备电单元，或者，释放能量至所述用电设备上部署的分布式供备电单元。

可选地，在本实施例中，共享储能系统，用于实现通信设备分布式供备电单元存储能量共享。通过共享HVDC母线存储或释放能量至分布式供备电单元。

在一个示例性实施例中，所述共享储能系统，可以但不限于用于在所述供备电网络中用于供电的系统故障的情况下，配置用于提供备电的分布式供备电单元；所述共享储能系统，还可以但不限于用于在所述供备电网络中用于供电的系统故障的情况下，在所述供备电网络中用于备电的系统所储存能量释放至限制阈值之前，将备电系统切换至所述用电设备上部署的分布式供备电单元。

可选地，在本实施例中，共享储能系统在无供电设备用电设备异常状态下保持静默或分配配置哪些分布式供备电单元稳定HVDC母线电压。

可选地，在本实施例中，共享储能系统在供电设备异常或故障状态下通过故障节点的重要性等级判断分配配置哪些或多少个分布式式供备电单元提供备电支援，确保供电异常下备电充分且可靠。

可选地，在本实施例中，共享储能系统，可以用于在数据中心供电主干路故障状态下，在大型新能源供备电系统和/或本地新能源供备电系统以及和/或双向馈电系统所储存能量释放至限制点之前，根据智能管控总线系统提供分析判断以及预定的高可靠性要求设备节点情况，预判能量切换变换，随时准备与主供电、新能源备电、储能仓库及双向馈电系统接力保障备电，确保通信设备数据业务可持续性和安全性。

在一个示例性实施例中，图7是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图六，如图7所示，所述用电设备可以但不限于包括：通信设备702，其中，所述通信设备中部署了高压直流电电源HVDC PSU 704，所述HVDC PSU中包括符合直流输入的电源变换装置。

可选地，在本实施例中，通信设备即为用电终端设备单元，包含但不限于服务器、交换器、存储服务器、基站等电子设备。通信设备内部包含DCDC转换单元，在此称为HVDCPSU，包含但不限制于符合直流输入的电源变换装置；通信设备内部也可包含分布式供备电单元或包含具有自备电自冗余的PSU。

在一个示例性实施例中，所述电源变换装置可以但不限于包括：DCDC隔离变换器，自备电DCDC隔离变换器，或者，自冗余DCDC隔离变换器。

可选地，在本实施例中，通信设备内部包含HVDC PSU，HVDC PSU可以但不限于包括DCDC隔离变换器、自备电DCDC隔离变换器、自冗余DCDC隔离变换器，其输入为HVDC，其输出为低压直流母线（如12V、48V等）；HVDC PSU仅支持直流电输入，在供电主干路上没有整流单元、PFC单元。减少主干路变换器传输转换级数，降低主干路损耗，利于节能减排绿色低碳。

在一个示例性实施例中，图8是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图七，如图8所示，所述供备电网络中的所述通信设备中还可以但不限于部署分布式供备电单元802，其中，所述分布式供备电单元，用于为所述通信设备提供备电。

可选地，在本实施例中，通信设备内部可包含分布式供备电单元，分布式供备电单元为单节点通信设备提供备电，在HVDC PSU输入异常或者其本身故障时，为通信设备内用电单元以及其他单元提供短时间备电，为数据处理、任务处理、故障分析预警等功能操作赢得维修或备份切换时间，保障节点设备数据安全不丢失不中断。

在一个示例性实施例中，图9是根据本申请实施例的一种通信设备的供备电网络的结构框图八，如图9所示，所述供备电网络还可以但不限于包括：智能管控总线系统902，其中，所述智能管控总线系统与所述供备电网络中包括的全部功能系统连接；所述智能管控总线系统，用于监控所述全部功能系统，并根据所述全部功能系统的工作状态对所述供备电网络的供电系统和备电系统进行调控。

可选地，在本实施例中，智能管控总线系统，可以用于监控各个功能单元状态信息收集与处理能力，与各大功能系统的控制管理单元保持实时互动的总线控制系统，确保整体系统最优状态运行以及故障状态下最优配置控制与预警，实现多元化共享备份，提升整体HVDC母线系统灵活性和高可靠性，综合控制管理实现能量按需分配，合理储备释放新能源系统实现数据中心绿色节能，实现数据中心低PUE、低碳排放，为新一代大型数据中心基础建设提供设计参考。

在一个可选的实施方式中，提供了一种数据中心共享HVDC母线的供备电网络，图10是根据本申请可选的实施方式的一种数据中心共享HVDC母线的供备电网络的示意图，如图10所示，数据中心共享HVDC母线供备电网络包括：中低压配电系统、大型新能源供备电系统、高压电池备电系统、PDU以及通信设备、本地新能源供备电系统及PDU、双向馈电系统、共享储能系统等七大基本单元。该数据中心共享HVDC母线供备电网络的示意图是简化示意框图，包含但不限于上述七大基本单元，以及各基本单元组合而成的不同等级的数据中心供备电系统；包含但不限于在该七大基本单元系统根据实际需求所做的增减、交错、级联等常规变化手段。

所述的HVDC即为高压直流，其用于提供直流供电，电压相对稳定没有方向翻转；其电压范围为48Vdc及高于48Vdc的直流电压，包含但不限于240Vdc、336Vdc、380Vdc、400Vdc等典型电压值。上述数据中心共享HVDC母线供备电网络中各个基本功能单元系统共享高压直流（HVDC）母线，减少非必要的转换级数、隔离变压器、整流单元、PFC单元、EMC单元等。其中的各个系统功能如下：

中低压配电系统由市电与油机备电经过隔离变换技术或柔性变电技术或其他变换技术直接输出HVDC供电。所述的市电为供电电网，且包含但不限于一路接入；所述的市电油机包含但不限于发电机等类似的发电装置，且包含但不限于一台接入；所述的HVDC标称值符合全球和/或中国高压直流标准规范规定，且包含但不限于240Vdc、336Vdc等值。所述的隔离变换技术的作用之一是隔离HVDC母线与高压电网，作用之二为将高压电网电压变换为稳定的符合高压直流标准规范规定的直流电压值范围。所述的中低压配电系统装机功率规模接近或覆盖满足被其供电数据中心或其他用电设施总体峰值功率规模。

上述供备电网络所包括的中低压配电系统直接输出HVDC，可有效解决中低压配电系统交流输出，提供交流母线，需要不同的变换满足不同类型设备输入需求等问题。该中低压配电系统输出HVDC，直接形成HVDC母线，数据中心系统设备共享HVDC母线。

大型新能源供备电系统由直流新能源(如光伏)和/或交流新能源(如风机)通过功率变换技术变换为HVDC，为系统中储能装置充电，为HVDC共享母线用电设备以及功能单元供电备电储能。所述的直流新能源和/或交流新能源包含一路或两路或多路作为大型新能源供备电系统输入；所述的储能装置包含但不限于由电池构成的能量存储设备；所述的用电设备以及功能单元包含但不限于支持HVDC输入。

所述的大型新能源供备电系统与中低压配电系统互为并联冗余，所述的大型新能源供备电系统功率控制包含但不限于采用恒压恒流或恒功率自控内环控制和智能能量管控总线外环控制构成的大双环控制。所述的恒压恒流或恒功率自控内环控制实现大型新能源供备电系统与中低压配电系统并联冗余供电自主切换，所述的恒压恒流或恒功率自控内环控制大型新能源供备电系统装机发电规模可维持数据中心用电设备总体用电规模时，采用默认的初始电压恒压供电；大型新能源供备电系统装机发电规模低于数据中心用电设备总体用电规模时，采用根据自身规模设置的默认电流值恒流供电，当随着大型新能源供备电系统输出电压降低以及根据大型新能源供备电系统规模设置的释放功率限制，大型新能源供备电系统供电转为备电状态，HVDC母线用电设备和功能单元由中低压配电系统供电。所述的大型新能源供备电系统输出默认的初始电压高于中低压配电系统HVDC供电输出电压，包含但不限于大型新能源供备电系统输出默认的初始电压为360Vdc，包含但不限于中低压配电系统HVDC供电输出电压为336Vdc。所述的智能能量管控总线外环控制由智能管控总线通过整系统各单元状态休息预判智能控制，由算法和实时状态决定。

所述的大型新能源供备电系统可作为高压电池备电系统并联扩展冗余，用于在中低压配电系统故障状态下为高压电池备电系统扩容。

所述的大型新能源供备电系统可作为双向馈电系统的供电来源，用于在数据中心用电设备整体能耗较低时期，大型新能源供备电系统供电盈余能量转移到双向馈电系统以及储能仓库和/或电网馈电。

所述的大型新能源供备电系统可接受双向馈电系统冗余并联，用于在数据中心用电设备整体能耗较高时期，双向馈电系统及储能仓库参与为数据中心用电设备供电，实现谷能峰用；用于双向馈电系统及电网可参与为数据中心用电设备供电，增加一路市电冗余，提升数据中心供电高冗余高可靠性。

本地新能源供备电系统由新能源(如光能)或其他能源(如风能)通过收集转换装置设备、功率变换技术转化为HVDC，为本地新能源供备电系统中储能装置充电，为HVDC共享母线用电设备以及功能单元供电备电储能。所述的新能源或其他能源包含一路或两路或多路作为本地新能源供备电系统输入；所述的储能装置包含但不限于由电池构成的能量存储装置设备；所述的用电设备以及功能单元包含但不限于支持HVDC输入。

所述的本地新能源供备电系统与其他系统共享HVDC母线互为冗余，所述的本地新能源供备电系统功率控制包含但不限于采用恒压恒流或恒功率自控内环控制和智能能量管控总线外环控制构成的大双环控制。所述的恒压恒流或恒功率自控内环控制实现本地新能源供备电系统与大型新能源供备电系统以及中低压配电系统并联冗余供电自主切换，所述的恒压恒流或恒功率自控内环控制本地新能源供备电系统装机发电规模可维持数据中心用电设备总体或单节点用电规模时，采用默认的初始电压恒压供电；本地新能源供备电系统装机发电规模低于数据中心用电设备总体或单节点用电规模时，采用根据自身规模设置的默认电流值恒流供电，当随着本地新能源供备电系统输出电压降低以及根据本地新能源供备电系统规模设置的释放功率限制，本地新能源供备电系统供电转为备电状态，HVDC母线用电设备和功能单元由大型新能源供备电系统或中低压配电系统供电。所述的本地新能源供备电系统输出默认的初始电压高于大型新能源供备电系统和中低压配电系统HVDC供电输出电压，包含但不限于本地新能源供备电系统输出默认的初始电压为384Vdc，包含但不限于大型新能源供备电系统和中低压配电系统HVDC供电输出电压分别为360Vdc和336Vdc。所述的智能能量管控总线外环控制由智能管控总线通过整系统各单元状态休息预判智能控制，由算法和实时状态决定。

所述的本地新能源供备电系统也可作为高压电池备电系统并联扩展冗余，在中低压配电系统故障状态下为高压电池备电系统扩容。

所述的本地新能源供备电系统可作为大型新能源供备电系统并联扩展冗余，在本地新能源供备电系统供电能量不足状态下转为大型新能源供备电系统供电。

所述的本地新能源供备电系统也可作为双向馈电系统的供电来源，在数据中心用电设备整体能耗较低时期，本地新能源供备电系统供电盈余能量转移到双向馈电系统以及储能仓库和/或电网馈电。

所述的本地新能源供备电系统也可接受双向馈电系统冗余并联，在数据中心用电设备整体能耗较高时期，双向馈电系统及储能仓库参与为数据中心用电设备供电，实现谷能峰用；双向馈电系统及电网可参与为数据中心用电设备供电，增加一路市电冗余，提升数据中心供电高冗余高可靠性。

上述供备电网络中将绿色新能源供备电系统接入数据中心供电系统，数据中心耗能量巨大，绿色新能源供备电系统接入数据中心供电系统能够高效应用新能源，有效降低市电供给以及中低压配电系统负荷，符合绿色环保低碳低PUE发展战略。并且绿色新能源供备电系统共享HVDC母线，现有的新能源收集转换并网发电，需要整流、升压、逆变等变换环节才能应用，而本供备电网络中的绿色新能源供备电系统共享HVDC母线架构，新能源供电应用无需逆变，升压稳压后可以直接并入HVDC母线为通信设备供电，降低新能源系统接入损耗，使新能源绿色节能供电更节能低损低碳。

上述供备电网络中绿色新能源供备电系统还可以共享HVDC母线为数据中心备电扩容，绿色新能源供备电系统自身储能装置单元与数据中心高压备电系统共享HVDC母线，对数据中心备电系统形成有效扩容，在实现数据中心高可靠备电同时减少其集中高压备电系统备电容积占比。

上述供备电网络中还实现了绿色新能源供备电系统供备一体可切换，绿色新能源供备电系统收集新能源并转换存储能量于其储能装置，根据智能管控系统判断满足供电要求接入供电母线；同时储能装置与高压备电系统可共享HVDC母线，实现绿色新能源供备电系统备电功能。有效强化绿色新能源供备电系统供备一体切换自如的功能特性，弱化数据中心高压备电系统功能地位，减轻其基础建设压力。

上述供备电网络中实现了绿色新能源供备电系统大双环控制，恒压恒流恒功率内环控制和智能管控系统外环控制。有效合理实施控制策略，更大程度发挥绿色能源使用率，同时提升控制系统以及数据中心供电可靠性。并且通过引入恒压恒流恒功率内环控制，合理部署本地新能源供备电系统、大型新能源供备电系统、中低压配电系统供电策略。优先本地新能源供备电系统、其次为大型新能源供备电系统，新能源供备电系统无能量可接入HVDC母线供电才将中低压配电系统备电状态转为主供电。有效充分使用绿色新能源，降低电网供电压力，符合低碳低PUE绿色环保战略。

上述供备电网络中实现了绿色新能源供备电系统外环智能管控系统智能控制，智能管控系统根据数据中心供电系统各个功能单元状态，智能分析预判控制各个供电备电单元最优工作模式。有效推动共享HVDC母线供电备电绿色节能系统走向深绿。

高压电池备电系统，用于为其旁路在共享HVDC母线上为数据中心用电设备提供集中备电。包含但不限于由电池组成的备电系统，也包含其他储能装置组成的高压储能备电系统，为方便解释说明在本实施例中称为高压电池备电系统。其用于在供电系统故障状态下，释放高压电池备电系统能量到共享HVDC母线，维持数据中心或其他用电设施正常运行一定设定时间。用于在供电系统正常运转状态下，具有平滑共享HVDC母线电压功能。还可接受来自新能源供备电系统的充电或补电。

上述供备电网络所包括的高压备电系统旁路为共享HVDC母线备电，彻底去掉主干路AC-DC、DC-AC变换环节，降低损耗同时提高备电系统乃至数据中心供备电网络可靠性；旁路共享HVDC母线，备电系统更容易扩容；同等规模的数据中心，HVDC母线集中高压备电系统容量可更小，降低数据中心内备电规模，降低空间占比，提升数据中心可靠性安全性。

通信设备即为用电终端设备单元，接受来自其他六大功能系统的供电备电，包含但不限于服务器、存储服务器、边缘服务器、交换器、路由器、基站等电子设备。所述的通信设备为数据中心共享HVDC母线供电备电绿色节能网络中的用电设备单元，其支持HVDC输入且其输入HVDC电压范围包含共享HVDC母线上各供备电网络单元的输出电压范围，包含但不限于支持双母线输入或多母线输入。

所述的通信设备内部包含DC-DC（直流转直流）转换单元，可将HVDC共享母线电压转换为通信设备内各用电单元所需的低压电压值。所述的DC-DC转换单元为隔离变换器，包含但不限于符合直流输入的电源变换装置或具有自备电自冗余功能的PSU，功能之一在于支持HVDC输入，功能之二在于隔离HVDC与低压电。

所述的通信设备内部可包含分布式供备电单元，为所在通信设备提供备电，是共享储能系统的控制基础。其功能在于支持HVDC输入，具有稳定HVDC母线电压剧烈波动功能。

PDU即为配电单元，所述的PDU包含但不限于其双母线组合形式为通信设备分配供电，可实现单母线、双母线、多母线组合配置。所述的PDU单体包含但不限于带有能量计量功能的PDU、带有断路器等分断保护装置的PDU。功能之一在于其连接供电备电设备和用电设备，共享HVDC母线；功能之二在于其符合HVDC相关认证标准。

上述供备电网络中PDU及通信设备共享HVDC母线，通信设备共享HVDC接入，PDU可去掉隔离变压器，降低干路变化损耗；去掉通信设备供电输入整流功率因数校正环节，降低干路分干路变换器损耗；共享HVDC母线减少通流损耗。有效降低损耗，符合低碳绿色节能。

上述供备电网络中通信设备中还部署了分布式备电，通信设备自带分布式供备电单元提升节点可靠性，提升备电冗余能力，有效降低HVDC母线集中高压备电系统容量。

双向馈电系统，用于控制收集大型新能源供备电系统和本地新能源供备电系统的盈余能量储存至储能仓库和/或反馈电网；在大型新能源供备电系统和本地新能源供备电系统供电不足时释放储能仓库和/或电网至上述供备电网络的HVDC母线用于用电设备运转。实现盈余能量的谷能峰用，充分合理利用新型绿色能源，减少收集到的能量浪费。双向馈电系统包含但不限于一个独立的储能仓库，储能仓库包含但不限于由电池组成的直流能量储存装置设备系统。双向馈电系统包含但不限于支持一路新能源系统盈余馈电。双向馈电系统为双向系统，其核心功能特征在于收集储存新能源供备电系统在用电设备运行谷值期的盈余能量至储能仓库，更多盈余能量反馈电网并网发电；在用电设备运行峰值期新能源供备电系统不足情况下，储能仓库通过双向馈电系统向HVDC母线设备补充供电。

上述供备电网络中双向馈电系统控制新能源储能盈余，实现谷能峰用。双向馈电系统控制深度挖掘新能源潜力，在数据中心业务数据谷值期降新能源系统自身盈余通过共享HVDC母线转储双向馈电系统及储能仓库；在数据中心业务数据峰值期由向馈电系统及储能仓库通过共享HVDC母线释放供电。有效推动共享HVDC母线供电备电绿色节能系统盈余能量合理循环利用。

上述供备电网络中双向馈电系统控制新能源储能盈余馈电并网发电，双向馈电系统及储能仓库能量储满，新能源仍有盈余，可通过双向馈电系统控制变换盈余能量并入电网向电网馈电。有效实现绿色新能源深度合理利用，较少能源浪费，减少数据中心供电支出成本。

上述供备电网络中双向馈电系统及储能仓库共享HVDC母线为数据中心备电扩容，双向馈电系统控及储能仓库与数据中心高压备电系统共享HVDC母线，对数据中心高压备电系统形成有效扩容，在实现数据中心高可靠备电同时减少其集中高压备电系统备电容积占比，有效弱化高压备电系统，降低数据中心基本建成规模成本和难度。

共享储能系统，用于控制通信设备分布式供备电单元能量存储共享，按需释放，分布式供备电单元通过共享母线存储或释放能量。共享储能系统在无供电设备用电设备异常状态下保持静默或稳定HVDC母线电压；共享储能系统在供电设备故障状态下通过故障节点等级判断分配共享备电。

上述供备电网络中共享储能系统可以实现合理共享备电，共享储能系统控制通信设备分布式供备电单元能量存储共享，按需释放，分布式供备电单元通过共享HVDC母线存储或释放能量。有效提升备电效益，高可靠备电同时减少备电容积。

智能管控总线系统，用于实时监控各个功能单元，收集并处理状态信息，与各大功能系统的控制管理单元保持实时互动的智能管理控制总线系统。确保整体系统最优能效状态运行以及故障状态下最优配置控制与预警，实现智能化控制与管理以及供电系统状态可控可视。

上述供备电网络中通过智能管控总线系统提升了数据中心供备电网络智慧程度，智能管控总线系统通过高速总线实时监控各个功能单元通信及管控单元，收集并分析归纳显示各功能系统单元状态信息，并与各大功能系统的控制管理单元保持实时互动，确保整体系统最优能效状态运行以及故障状态下最优配置控制与预警，实现智能化控制与管理以及供电系统状态可控可视。

通过上述供备电网络，数据中心供电系统全链路设备共享HVDC母线，可有效解决数据中心现有供电系统，AC母线、DC母线错综复杂，不利于设备接入、扩展和组网等问题。数据中心供电设备、备电设备、通信设备等全链路设备共享HVDC母线，有效降低供电线路复杂度，使组网简洁易扩展，便于单元系统互动与管理。

上述供备电网络还可以缩减主功率干路能量变换器级数，数据中心七大基本功能系统单元及设备共享HVDC母线，可减少主功率干路能量变换级数，如减掉UPS的AC-DC（交流转直流）到DC-AC（逆变）的变换器、PDU的隔离变压器、通信设备输入入口整流电路及PFC等，有效降低损耗，符合低碳低PUE绿色环保理念。

上述供备电网络还提升了数据中心供备电网络可靠性，通过多种手段有效提升数据中心可靠性。通过绿色新能源系统储能装置、双向馈电系统及储能仓库、分布式备电为数据中心高压备电系统散化扩容，提升数据中心备电可靠性。通过共享HVDC母线、双母线、多母线、多源化供电接入、供电自主切换等手段，提升数据中心供电可靠性。

上述供备电网络还提升了数据中心供电电压稳定性，数据中心供电系统网络复杂，受不同用电设备的影响数据中心供电母线电压波动较大。通过大型新能源系统储能装置、本地新能源系统储能装置、双向馈电系统及储能仓库、分布式供备电单元系统采用供电母线备电稳压补偿技术，有效提升数据中心供电电压稳定性。

上述供备电网络还实现了数据中心供电能源绿色化，共享HVDC母线供备电网络容易实现大规模扩展，通过大型新能源系统、本地新能源系统、双向馈电系统及储能仓库集中式和离散式扩展，可有效解决大型数据中心能源供应问题，实现数据中心供电能源绿色化。

在一个示例性实施例中，所述HVDC母线系统可以但不限于包括：一条或者多条HVDC母线。

可选地，在本实施例中，可根据用电设备的规模和需求合理配置HVDC母线系统中HVDC母线的数量。

在一个示例性实施例中，在所述HVDC母线系统包括多条HVDC母线的情况下，每条HVDC母线可以但不限于连接一组所述中低压配电系统，所述高压电池备电系统和所述配电系统，所述多条HVDC母线并联。

可选地，在本实施例中，通过多条HVDC母线，中低压配电系统，所述高压电池备电系统和所述配电系统的合理部署，可以实现各种不同量级数据中心的供备电。

可选地，在本实施例中，多条HVDC母线分别连接的供备电网络可以但不限于互为冗余备份。

在一个可选的实施方式中，提供了一种高等数据中心共享HVDC母线的供备电网络，图11是根据本申请可选的实施方式的一种高等数据中心共享HVDC母线的供备电网络的示意图，如图11所示，高等级数据中心共享HVDC母线供备电网络由上述数据中心共享HVDC母线供备电网络交错扩展合并而来，基于上述数据中心共享HVDC母线供备电网络基本设计思想变化扩展包含但不限于高等级数据中心共享HVDC母线供备电网络。该高等级数据中心共享HVDC母线供备电网络所包含的基本功能单元系统也可扩展、精简、交错、级联、互为备份等常规设计操作。

高等级数据中心共享HVDC母线供备电网络由两套上述数据中心共享HVDC母线供备电网络交错并联扩展构成。包括了中低压配电系统、大型新能源供备电系统、高压电池备电系统、PDU以及通信设备、本地新能源供备电系统及PDU、双向馈电系统、共享储能系统七大基本单元。二者主要区别在于，两条主路供电通路交叉互为备份为通信设备供电，提升通信设备供电可靠性；本地新能源供备电系统及PDU扩展两套(或多套)隔离供备电通道，与两路主路供电共同形成双交叉共享供电母线双交叉共享备电母线系统。

高等级数据中心共享HVDC母线供备电网络的示意图是简化示意框图，包含但不限于上述七大基本单元，且包含但不限于当前双交叉共享供电备电HVDC母线系统架构配置，可在实际数据中心组网设计中增减各基本单元，从而形成不同等级不同实地需要的数据中心共享HVDC母线供备电网络。所述的HVDC即为高压直流，提供直流供电，电压相对稳定没有方向翻转；其电压范围为48Vdc及高于48Vdc的直流电压，包含但不限于240Vdc、336Vdc、380Vdc、400Vdc等典型电压值。

高等级数据中心共享HVDC母线供备电网络由上述数据中心共享HVDC母线供备电网络并联交错扩展构成，本地新能源供备电系统融为一体设计，各个功能单元系统均可根据实现需求增减级联并联交错扩展。高等级数据中心共享HVDC母线供备电网络既可形成HVDC0和HVDC1两路供电的主从或主备共享HVDC母线系统；也可构成HVDC0和HVDC1双主路供电的共享HVDC双母线供电备电绿色节能系统。为了方便陈述，以HVDC0和HVDC1双主路供电的共享HVDC双母线供电备电绿色节能系统为例。高等级数据中心共享HVDC母线供备电网络除了具备上述数据中心共享HVDC母线供备电网络的功能外，还具有如下功能：

高等级数据中心共享HVDC母线供备电网络其包含但不限于中低压配电系统、大型新能源供备电系统、高压电池备电系统、通信设备、本地新能源供备电系统、双向馈电系统、共享储能系统等基本功能单元系统，并交错共享高压直流（HVDC）母线，供电系统可靠性更高。构成的HVDC0和HVDC1双主路供电的共享HVDC双母线供备电网络，形成事实上双共享HVDC母线接入，完成高等级数据中心供备电系统组网配置。双变电配电供备电网络接入，通过交错网格化隔离控制，实现 HVDC0和HVDC1任何一主路供电故障状态下并机共享，保持数据中心用电设备双供电冗余接入架构形态。

中低压配电系统由市电与油机备电经过隔离变换技术或柔性变电技术或其他变换技术直接输出HVDC0和HVDC1双主路供电系统，分摊系统功耗，降低双主路线路通流损耗，可降低一半的损耗，实现HVDC母线供电通流路径节能降损进一步为绿色低碳低PUE高可靠性设计作为重要贡献。

共享HVDC双母线供备电网络，两个互为冗余的高压电池备电系统没有ACDC、DCAC转换环节，减少主干路变换器转换级数，降低主干路损耗，实现低PUE值，利于节能减排绿色低碳。且两个互为冗余的高压电池备电系统可采用HVDC0和HVDC1双输入，实现交错冗余备电接入，使得储能系统主备储能单元实现双输入，提升备电系统的可靠性，从而提升数据中心备电可靠性，提升数据中心业务数据安全可靠。

高压电池备电系统旁路在共享HVDC0和HVDC1双母线上，为整个数据中心或其他用电设施提供备电，在任何一个中低压配电系统供电异常情况下，断开异常的中低压配电系统，释放高压电池备电系统能量到其对应的共享HVDC母线，保障整数据中心或其他用电设施正常运行一定设计抢修时间，保障用电设备可靠运转。中低压配电系统供电异常断开的母线上旁路的高压电池备电系统，在故障共享母线断开时同时非故障母线充电线路依然可以工作充入电能，提升异常母线供电设备运行时间或者维持异常母线供电设备正常运行而无不可靠事件发生，待中低压配电系统供电恢复正常后，备电系统配置恢复至默认状态。非故障状态的高压电池备电系统对应共享母线可同步切入中低压配电系统供电异常断开的母线内，保持数据中心用电设备双供电冗余接入架构形态，维持异常母线供电设备正常供电运行而无不可靠事件发生，待中低压配电系统供电恢复正常后，共享HVDC母线配置恢复至双输入母线状态。

在双中低配电系统全部故障瘫痪的极端情况下，双高压电池备电系统能量释放过程，先与本地新能源供备电系统共同组成掉电保持备电系统，本地新能源供备电系统能量释放到下限值后，在与双向馈电系统的储能仓库组成掉电保持备电系统（在无电网第三市电接入或者第三市电也瘫痪情况下；如存在正常可供电的电网第三市电，作为第三主备电冗余继续为数据中心用电设备供电），当双向馈电系统的储能仓库能量释放到下限值后，双高压电池备电系统分别与各自的大型新能源供备电系统组成各自共享母线的掉电保持备电系统，各自的大型新能源供备电系统能量分别释放到下限值后，双高压电池备电系统分别释放各自能量，其中任何一个高压电池备电系统能量释放量到达下限值，无论另外一HVDC母线的新能源供备电系统是否释放到下限值，均合并HVDC0和HVDC1母线，实现数据中心整体中低压配电系统全部故障瘫痪极端情况下的供电保障通信设备业务数据安全可靠。其他可能的故障情况，掉电释放能量保障数据安全的思想和思路类似，不再熬述。可见，共享交错HVDC双母线系统具有更强大的冗余容错能力，使得数据中心或其他用电设施及系统保障极高的供电备电可靠性。

大型新能源供备电系统以及本地新能源供备电系统在保障数据中心正常运行同时，如有盈余，可以补充高压电池备电系统能量以及通信设计分布式供备电单元；如还有盈余储存至双向馈电系统的储能仓库，甚或反馈至电网并网发电。实现本地新能源充足情况下的本地储备、仓库储存、并网发电，使得收集到的新能源能量合理化利用，实现更低PUE，实现低碳绿色共享。

高压电池备电系统主要功能为用电设备集中式备电，兼具共享HVDC母线电压波动平滑功能，使共享HVDC母线电压稳定在一定范围内，保障用电通信设备供电输入相对稳定。双HVDC共享母线系统下，双高压电池备电系统实现双交错输入备电，从而实现HVDC母线电压交错互稳功能。

中低压配电系统、新能源供备电系统、高压电池备电系统组成的共享HVDC母线配电供备电网络，通过交错并联、交叉配置实现网格化共享HVDC双母线配电供备电网络，经过智能管控系统的能量分配计量与管理控制系统通过PDU及其组合形式为通信设备（用电设施或用电单元）提供共享HVDC双母线供电备电输入。

PDU及其组合形式够成的多配电单元，将双变电配电备电系统输出的HVDC0、HVDC1分配给各个用电设备交叉冗余供电备电。PDU及其组合形式的不同可构成不同的配电供电架构，实现冗余供备电、双母线双备份共享系统、多母线异构备份系统等。

高等级数据中心共享HVDC母线供备电网络示意框图中有两个通信设备图框，均为数据中心（或其他用电设施）中通信设备或用电单元，仅为表述共享HVDC双母线冗余交错供备电网络更为清晰直观。当然也不排除视为不同供电等级要求的通信设备，作不同等级供电备电接入与控制，实现节点等级差异化供电备电，可以简化优化供备电系统的规模以及配置，可实现低碳低PUE高可靠性供备电系统的低成本化。通信设备即为用电终端设备单元，包含但不限于服务器、交换器、存储服务器、基站等电子设备。通信设备内部包含DCDC转换单元，在此称为HVDC PSU，包含但不限于此，其功能为输入支持直流电压输入；通信设备内部也包含分布式供备电单元，或也包含具有自备电自冗余的PSU或能量转换变换装置。

大型新能源供备电系统与中低压配电系统配合为数据中心或其他用电设施提供HVDC供备电，二者组成的变电配电备电系统。在高等级数据中心共享HVDC母线供备电网络中，两套互为冗余的变电配单备电系统，可精简为两个套互为冗余的中低压配电系统共用一套大型新能源供备电系统，分配给HVDC0和HVDC1双母线系统新能供备电，避免重复建设，可实现高等级数据中心共享HVDC双母线低碳低PUE高可靠性供备电系统的低成本化，为了进一步缩减基础建设成本，两套中低压配电系统对应的大型新能源供备电系统可以和二唯一共用一套大型新能源系统的同时，将双向馈电系统以及储能仓库融为一体设计，极大程度上缩减了变电配电新能源供电备电以及双向馈电以及能量存储整系统的基础建设成本。当然这适合两套中低压系统和大型新能系统建设不远的情况，当两套中低压系统和大型新能系统建设的物理距离非常远的情况想，两套系统各自配备双向馈电系统以及储能仓库也是可行的，这样冗余更充分可靠性更高，只是成本也相对比较高。

大型新能源供备电系统既作为与各自干路中低压配电系统互为冗余的数据中心辅助供电系统，又作为与各自干路高压电池备电系统互为冗余的数据中心备电系统，也可作为各自干路高压电池备电系统能量储存补给的恒流涓流储能源系统，从而形成双路主辅路双路备电的高度冗余备份系统。当互为冗余的大型新能源供备电系统收集的新能源有盈余的情况下，可向双向馈电系统及储能仓库或电网储能馈能。

大型新能源供备电系统作为供电系统，采用恒压恒流或恒功率多环控制辅助智能管控总线实时控制，保障大型新能源供备电系统内能量充足时作为数据中心供电首要来源，中低压配电系统为数据中心供电次要来源。大型新能源供备电系统能量充足时，可为数据中心或其他用电设施提供HVDC供电，中低压配电系统充当冗余在线备电，此时诺大型新能源供备电系统能量仍有盈余且自身无法储存的情形下，可向双向馈电系统及储能仓库或电网储能或馈电；当大型新能源供备电系统能量到达备电限制能量值后自动转为备电系统，开始继续收集储备能源，中低压配电系统充当主电，也不会再向双向馈电系统及储能仓库储存能量。

大型新能源供备电系统全部成为备电系统时，即为两套大型新能源供备电系统均没有新能源盈余可转移至双向馈电系统用于仓储馈电。此时双向馈电系统及储能仓库也成为了备电系统，可认为是对高压电池备电系统作了进一步有效扩容，形成了集中式分散备电系统，在数据中心同一规模同一要求情况下，高压电池备电系统容量可进一步缩小，保障数据中心高可靠性的同时，减少数据中心内备电空间和成本，降低维护难度。

大型新能源供备电系统作为恒流涓流储能源系统，为高压电池备电系统实施能量储存补给，采用恒流模式控制和涓流模式控制，实现大型新能源供备电系统新能源充足情况下的能源本地化储备与补给，诺受到高压电池备电系统容量限制仍有收集到的可用新能源需要存储，可设计本地化的双向馈电系统及储能仓库用于盈余新能源能量储存或馈电电网，或者将本地化的双向馈电系统及储能仓库与本地新能源供备电系统融合一体化设计，实现本地新能源供电、备电、馈电，合理化利用新能源，实现更低PUE，实现低碳绿色HVDC母线供电备电架构。

本地新能源供备电系统除了具有上述数据中心共享HVDC母线供备电网络中本地新能源供备电系统基本功能外，可实现HVDC0、 HVDC1隔离输出，实现共享HVDC双母线本地新能源供电备电，提供数据中心设备供备电隔离性，从而配合交错冗余提升高等级数据中心共享HVDC母线供备电网络可靠性。

智能管控总线系统，除了具有上述数据中心共享HVDC母线供备电网络中智能管控总线系统基本功能外，还具有更高控制复杂度，在整体供备电网络自身控制内环稳定工作的条件下，可根据整体供备电网络状态信息形成外环智能管控，使能量运转更合理，从而实现低碳低PUE绿色节能更高目标。

双向馈电系统，用于控制盈余能源储存和释放，储存至储能仓库和/或电网，释放储能仓库和/或电网至HVDC母线用于用电设备运转。实现盈余能量的谷能峰用，充分合理利用新型绿色能源，减少收集到的能量浪费。双向馈电系统可与大型新能源供备电系统和/或本地新能源供备电系统融合，也可成为二者的桥梁。

双向馈电系统储存谷期盈余能量，分别存储HVDC0和HVDC1两母线的新能源盈余能量到两个隔离可对接的储能仓库；双向馈电系统峰期释放储存能量可根据智能管控总线分析预判维持默认对应母线释放或交错母线释放或合并释放。

双大型新能源供备电系统和/或双本地新能源供备电系统在数据中心用电设备业务低谷期如有能量盈余，通过智能管控总线的智能分析预判，储存至储能仓库和/或电网，优先存储至本地储能设备系统如储能仓库，储能仓库储满后可向电网贡献能量。保障大型新能源供备电系统和/或本地新能源供备电系统收集到的绿色新型能源谷期储存转化，为峰期做好能量储备而不会浪费盈余能量。

双向馈电系统峰期释放储存能量，储能仓库的盈余能量，通过智能管控总线系统预判在数据中心用电设备业务运行峰值期释放储能仓库储存的盈余能量。既节约市电供应能量，减少能量浪费，更进一步实现低碳低PUE；又保障大型新能源供备电系统和/或本地新能源供备电系统能量稳定高可靠性运行。

共享储能系统，除了具有上述数据中心共享HVDC母线供备电网络中共享储能系统基本功能外，可根据输入供电设备独立共享母线数量配置多套冗余共享储能系统及分布式供电备电单元。高等级数据中心共享HVDC母线供备电网络至少存在HVDC0和HVDC1双HVDC母线,可扩展两套共享储能系统及分布式供电备电单元实现分布式备电独立冗余或交错冗余。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例的方法。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (20)

1.一种通信设备的供备电网络，其特征在于，包括：中低压配电系统，高压电池备电系统，配电系统和高压直流HVDC母线系统，其中，

所述中低压配电系统通过所述HVDC母线系统与所述配电系统连接，所述高压电池备电系统旁路在所述HVDC母线系统上；

所述中低压配电系统，用于使用输入的市电与油机备电通过所述HVDC母线系统为所述配电系统提供高压直流电供电；

所述高压电池备电系统，用于通过所述HVDC母线系统为所述配电系统提供高压直流电备电；

所述配电系统，用于将所述HVDC母线系统上传输的高压直流电分配给连接的用电设备。

2.根据权利要求1所述的供备电网络，其特征在于，

所述中低压配电系统，用于在供电正常的情况下，为所述高压电池备电系统充电；

所述高压电池备电系统，用于在所述中低压配电系统供电异常的情况下，向所述HVDC母线系统放电。

3.根据权利要求2所述的供备电网络，其特征在于，所述高压电池备电系统，还用于对所述HVDC母线系统上的电压波动进行平滑处理。

4.根据权利要求1所述的供备电网络，其特征在于，所述供备电网络还包括：新能源供备电系统，其中，

所述新能源供备电系统连接在所述HVDC母线系统上；

所述新能源供备电系统，用于使用输入的新能源通过所述HVDC母线系统为所述配电系统提供高压直流电供电或者为所述配电系统提供高压直流电备电。

5.根据权利要求4所述的供备电网络，其特征在于，所述新能源供备电系统包括：第一新能源供备电系统和第二新能源供备电系统，其中，

所述第一新能源供备电系统部署在所述用电设备的远端，所述第二新能源供备电系统部署在所述用电设备的本地。

6.根据权利要求5所述的供备电网络，其特征在于，

所述第一新能源供备电系统与所述中低压配电系统互为冗余供电系统；

所述第一新能源供备电系统与所述高压电池备电系统互为冗余备电系统。

7.根据权利要求6所述的供备电网络，其特征在于，

在所述第一新能源供备电系统内能量高于第一阈值的情况下，将所述第一新能源供备电系统作为所述用电设备的供电首要来源，将所述中低压配电系统作为所述用电设备的供电次要来源。

8.根据权利要求6所述的供备电网络，其特征在于，所述第一新能源供备电系统还用于为所述高压电池备电系统进行涓流充电储能。

9.根据权利要求5所述的供备电网络，其特征在于，

所述第二新能源供备电系统与所述中低压配电系统互为冗余供电系统；

所述第二新能源供备电系统与所述高压电池备电系统互为冗余备电系统；

所述第二新能源供备电系统还与所述用电设备内部署的分布式供备电单元互为冗余备电系统。

10.根据权利要求9所述的供备电网络，其特征在于，

在所述第二新能源供备电系统内能量高于第二阈值的情况下，将所述第二新能源供备电系统作为所述用电设备的供电首要来源，将所述中低压配电系统和所述第一新能源供备电系统作为所述用电设备的供电次要来源。

11.根据权利要求9所述的供备电网络，其特征在于，所述第二新能源供备电系统还用于为所述高压电池备电系统进行恒流或者涓流充电储能；或者，所述第二新能源供备电系统还用于为所述用电设备内部署的分布式供备电单元进行恒流或者涓流充电储能。

12.根据权利要求4所述的供备电网络，其特征在于，所述供备电网络还包括：双向馈电系统，其中，

所述双向馈电系统，用于将所述新能源供备电系统的谷期盈余能量存储至储能仓库，并在所述储能仓库能量储满后向电网供电；

所述双向馈电系统，还用于在所述用电设备的用电峰值期向所述用电设备提供所述储能仓库中存储的能量或者所述电网提供的能量。

13.根据权利要求1所述的供备电网络，其特征在于，所述供备电网络还包括：共享储能系统，其中，

所述共享储能系统连接在所述HVDC母线系统上；

所述共享储能系统，用于通过所述HVDC母线系统存储能量至所述用电设备上部署的分布式供备电单元，或者，释放能量至所述用电设备上部署的分布式供备电单元。

14.根据权利要求13所述的供备电网络，其特征在于，

所述共享储能系统，用于在所述供备电网络中用于供电的系统故障的情况下，配置用于提供备电的分布式供备电单元；

所述共享储能系统，还用于在所述供备电网络中用于供电的系统故障的情况下，在所述供备电网络中用于备电的系统所储存能量释放至限制阈值之前，将备电系统切换至所述用电设备上部署的分布式供备电单元。

15.根据权利要求1所述的供备电网络，其特征在于，所述用电设备包括：通信设备，其中，所述通信设备中部署了高压直流电电源HVDC PSU，

所述HVDC PSU中包括符合直流输入的电源变换装置。

16.根据权利要求15所述的供备电网络，其特征在于，所述电源变换装置包括：DCDC隔离变换器，自备电DCDC隔离变换器，或者，自冗余DCDC隔离变换器。

17.根据权利要求15所述的供备电网络，其特征在于，所述通信设备中还部署了分布式供备电单元，其中，

所述分布式供备电单元，用于为所述通信设备提供备电。

18.根据权利要求1所述的供备电网络，其特征在于，所述供备电网络还包括：智能管控总线系统，其中，

所述智能管控总线系统与所述供备电网络中包括的全部功能系统连接；

所述智能管控总线系统，用于监控所述全部功能系统，并根据所述全部功能系统的工作状态对所述供备电网络的供电系统和备电系统进行调控。

19.根据权利要求1所述的供备电网络，其特征在于，所述HVDC母线系统包括：一条或者多条HVDC母线。

20.根据权利要求19所述的供备电网络，其特征在于，

在所述HVDC母线系统包括多条HVDC母线的情况下，每条HVDC母线连接一组所述中低压配电系统，所述高压电池备电系统和所述配电系统，所述多条HVDC母线并联。

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