CN116317079A - 供电管理设备、服务器机柜及计算系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种供电管理设备、服务器机柜及计算系统。其中，供电管理设备包括供电管理单元和电池包，供电管理单元包括控制单元、第一开关和第二开关；第一开关的受控端和第二开关的受控端与控制单元连接；在A路供电端口输出的交流电/直流电异常时，控制第一开关的第一端口与第一开关的第二端口导通，以使电池包为服务器节点供电；或者，在B路供电端口输出的交流电/直流电异常时，控制第二开关的第一端口与第二开关的第二端口导通，以使电池包为服务器节点供电。采用本申请的方案，在两路供电中的一路异常时，可以切换电池包为服务器节点供电，避免了两路负载集中到一路上而导致下电的风险。

Description

供电管理设备、服务器机柜及计算系统

技术领域

本申请涉及信息技术领域，尤其涉及一种供电管理设备、服务器机柜及计算系统。

背景技术

按照《数据中心设计规范》中的规定，A级数据中心的基础设施宜按容错系统配置，在电子信息系统运行期间，基础设施应在一次意外事故后或单系统设备维护或检修时仍能保证电子信息系统正常运行。B级数据中心的基础设施应按冗余要求配置，在电子信息系统运行期间，基础设施在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致电子信息系统运行中断。

基于上述要求，大多数数据中心采用两路冗余供电，每路承担不大于总负载的50％。如果出现一路供电中断或者供电回路部件故障，另外一路负责承载100％的负载，以保证电子信息系统供电不中断。

现有数据中心的供电架构包括交流不中断供电(uninterruptible powersupply，UPS)2N架构和高压直流(high-voltage direct current，HVDC)供电架构。现在的UPS2N和HVDC供电架构中，单个供电回路的负载能力(UPS容量、配电开关、线缆等)，都需要按照100％负载能力设计，以便满足单点故障时的系统供电能力。如果线路供电正常，A路和B路都达到100％的负载，实际可支持的负载理论上可以达到200％，即现有供电设备在没有故障的情况下，可以提供2倍的机柜负载能力。但为了保证故障冗余功能，限制了供电能力。因此，如何发挥现有供电回路的100％的供电能力，同时保证在单点故障时IT设备的供电不中断是亟需解决的问题。

发明内容

本申请实施例中提供一种供电管理设备、服务器机柜及计算系统。采用本申请实施例的技术方案，可以提供数据中心中服务器的供电效率。

第一方面，本申请实施例提供一种供电管理设备，包括供电管理单元和电池包，供电管理单元包括控制单元、第一开关和第二开关，第一开关的第一端口与A路供电端口连接；第一开关的第二端口与电池包连接，第一开关的第三端口连接至服务器节点，第二开关的第一端口与B路供电端口连接；第二开关的第二端口与电池包连接，第二开关的第三端口连接至服务器节点；第一开关的受控端和第二开关的受控端与控制单元连接；

在A路供电端口输出的交流电/直流电异常时，控制第一开关的第一端口与第一开关的第二端口导通，以使电池包为服务器节点供电；或者，在B路供电端口输出的交流电/直流电异常时，控制第二开关的第一端口与第二开关的第二端口导通，以使电池包为服务器节点供电。

应理解，本申请的方案是两路供电方式为服务器节点供电，比如服务器节点中有10个服务器，A路供电端口输出的交流电/直流电为服务器节点中的5个服务器供电，B路供电端口输出的交流电/直流电为服务器节点中的另外5个服务器供电。

在A路供电端口或B路供电端口输出的交流电/直流电异常时，控制单元控制电池包为服务器节点供电，以负责承担A路供电端口或B路供电端口所承担的负载，从而避免A路市电或B路市电负荷超过100％而引起过流保护导致下电风险，实现了供电故障时负载的不间断供电。比如服务器节点有10个服务器，其中，A路供电端口负责5个服务器的供电，B路供电端口负责5个服务器的供电，在A路供电端口输出的交流电/直流电异常时，由于前级母联开关的切换，使得A路供电端口负责的5个服务器节点会全部由B路供电端口负责，此时B路供电端口负责10个服务器的供电，这样B路的负载可能会超过B路的供电能力，从而产生因过流保护导致下电的风险。

通过A路供电端口为服务器节点供电具体是指通过A路供电端口输出的交流电/直流电为服务器节点供电；同理，通过B路供电端口为服务器节点供电具体是指通过B路供电端口输出的交流电/直流电为服务器节点供电。

结合第一方面，在一个可能的实现方式中，供电管理单元还包括第三开关和交流/直流(alternating current/direct current，AC/DC)电源；第三开关的第一端口和第二的端口分别与A路供电端口和B路供电端口连接，第三开关的第三端口与AC/DC电源的输入端连接，AC/DC电源的输出端与电池包连接；AC/DC电源的受控端与控制单元连接；

控制单元，还用于根据电池包的电量信息，确定是否控制AC/DC电源为电池包充电；在确定控制AC/DC电源为电池包充电时，控制第三开关的第三端口与第三开关的第一端口或者第二端口导通，以确定AC/DC电源为电池包充电的能量来自于A路供电端口或者B路供电端口。

其中，在选择通过A路供电端口或者B路供电端口输出的交流电/直流电为电池包充电时，控制单元可以根据A路供电端口和B路供电端口的供电情况选择其中一路供电端口为电池包供电，比如A路供电端口输出的交流电/直流电正常，且B路供电端口输出的交流电/直流电异常时，控制单元通过控制第三开关的第一端口与第三端口导通，以选择A路供电端口输出的交流电/直流电为电池包充电；再比如B路供电端口输出的交流电/直流电正常，且A路供电端口输出的交流电/直流电异常时，控制单元控制第三开关的第二端口与第三端口导通，以选择B路供电端口输出的交流电/直流电为电池包充电。

在电池包的电量低于电量阈值时，控制单元确定为电池包充电，使得后续需要电池包为服务器节点供电时，电池包有充足的电量。

结合第一方面，在一个可能的实现方式中，供电管理单元还包括：第一AC/DC电源和第二AC/DC电源，第一AC/DC电源的输入端与A路供电端口连接，第二AC/DC电源的输入端与B路供电端口连接；第一AC/DC电源的输出端和第二AC/DC电源的输出端均连接至电池包；第一AC/DC电源的受控端和第二AC/DC电源的受控端均连接至控制单元；

控制单元，用于根据电池包的电量信息确定是否为电池包充电，在确定为电池包充电的前提下，若A路供电端口输出的交流电/直流电正常时，则控制第一AC/DC电源为电池包供电，和/或若B路供电端口输出的交流电/直流电正常时，则控制第二AC/DC电源为电池包供电。

在电池包的电量低于电量阈值时，控制单元确定为电池包充电，使得后续需要电池包为服务器节点供电时，电池包有充足的电量。并且两个AC/DC电源可以作为相互冗余备份，提升了可靠性。

结合第一方面，在一个可能的实现方式中，供电异常包括：供电输入异常、或输出交流电/直流电的电压超出预设电压范围。

应理解，预设电压范围与服务器节点的额定电压有关，或者与服务器节点的额定电流有关。

结合第一方面，在一个可能的实现方式中，供电管理单元还包括通信单元，通信单元的第一端口与控制单元连接；通信单元的第二端口与网管单元连接，网管单元用于数据中心；

通信单元，用于获取来自网管单元的数据中心的市电检测信号，并将市电检测信号传输至控制单元，

控制单元，还用于在根据市电检测信号确定A路市电中断时，控制第一开关的第二端口与第一开关的第三端口导通，以使电池包为服务器节点供电；在根据市电检测信号确定B路市电中断时，控制第二开关的第二端口与第二开关的第三端口导通，以使电池包为服务器节点供电。

通过检测数据中心的市电检测信号，控制单元可以确定A路市电和B路市电是否正常，以确定是否控制电池包为服务器节点供电，避免负载全部集中到一路上导致过载情况的发生。

结合第一方面，在一个可能的实现方式中，控制单元还用于：

在确定A路供电端口或B路供电端口输出的交流电/直流电异常，或者A路市电中断，或者B路市电中断时，通过通信单元向网管单元发送降低功耗指令，降低功耗指令用于指示网管单元控制服务器节点降低功耗。

在A路供电端口或B路供电端口输出的交流电/直流电异常，或者A路市电中断，或者B路市电中断时，由于负载会全部集中到一路上，会导致过载；通过降低服务器节点的功耗，以避免发生过载。

结合第一方面，在一个可能的实现方式中，控制单元还用于：

在确定服务器节点的输入功率超过功率阈值时，控制第一开关的第二端口与第三开关的第二端口导通，或者控制第二开关的第二端口与第三开关的第二端口导通，以使电池包为服务器节点供电。

通过电池包的峰值供电能力，可以满足服务器节点的峰值负载需求，可以减少对市电供电的冲击。

结合第一方面，在一个可能的实现方式中，控制单元还用于：

控制单元，用于在A路供电端口输出的交流电/直流电正常时，控制第一开关的第一端口与第一开关的第三端口导通，以通过A路供电端口为服务器节点供电；或者，在B路供电端口输出的交流电/直流电正常时，控制第二开关的第一端口与第二开关的第三端口导通，以通过B路供电端口为服务器节点供电。

可以看出，从A路供电端口和B路供电端口输出的交流电/直流电在输入到服务器节点的过程中，并未经过损耗能量的器件，比如UPS电源、AC/DC电源，因此有利于提高供电效率。

第二方面，本申请实施例提供一种服务器机柜，包括执行如第一方面或第一方面任一种可能实施方式的供电管理设备、第一功率分配单元和第二功率分配单元；其中，供电管理单元分别与第一功率分配单元和第二功率分配单元电连接。

第三方面，本申请实施例提供一种计算系统，包括执行如第二方面的服务器机柜和服务器节点，其中，服务器节点与第一功率分配单元和第二功率分配单元电连接。

附图说明

图1为本申请提供的一种系统架构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种供电管理设备的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种供电管理设备的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种供电管理设备的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种供电管理设备的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种供电管理设备的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种供电管理设备的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种服务器机柜的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种计算系统的结构示意图。

具体实施方式

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，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、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图对本申请的实施例进行描述。

参见图1，图1为本申请实施例提供的一种系统架构示意图。该系统为两路冗余供电系统。如图1所示，A路市电中压经过中压配电柜A和变压器从中压变成低压交流电，比如380V的交流电，然后经过低压配电系统进入USP系统中，再经过楼层配电柜和精密配电设备进入供电管理设备。UPS系统包括UPS输入配电柜、多个UPS电源和UPS输出配电柜，图1中示意出了多个UPS电源包括n个UPS电源，分别为UPS_A1,UPS_A2，……，UPS_An。应理解，A路市电中压经过中压配电柜A和变压器从中压变成低压交流电，经过低压配电系统进入USP系统中，再经过楼层配电柜和精密配电设备进入服务器机柜，接入供电管理设备，这一供电线路可以称为A路供电。

B路市电中压经过中压配电柜B和另一变压器从中压变成低压交流电，然后经过另一低压配电系统进入另一USP系统中，再经过楼层配电柜和精密配电设备进入服务器机柜，接入供电管理设备。该UPS系统包括UPS输入配电柜、多个UPS电源和UPS输出配电柜，图1中示意出了多个UPS电源包括n个UPS电源，分别为UPS_B1,UPS_B2，……，UPS_Bn。应理解，B路市电中压经过中压配电柜B和另一变压器从中压变成低压交流电，经过另一低压配电系统进入另一USP系统中，再经过楼层配电柜和精密配电设备进入供电管理设备，这一供电线路可以称为B路供电。

两个低压配电系统通过母联开关连接；母联开关通过网管单元控制。在A路市电供电中断或者B路市电供电中断时，控制母联开关闭合，以使A路和B路中供电正常的一路承担供电中断的一路的负载。

应理解，网管单元用于管理包括多个机柜的数据中心。该机柜内部用于设置供电管理设备和服务器节点。

A路供电端口输出的交流电/直流电和B路供电端口输出的交流电/直流电经过供电管理设备为服务器节点供电。可选的，A路供电端口输出的交流电/直流电和B路供电端口输出的交流电/直流电经过供电管理设备后，再经过功率分配单元(power distributionunit，PDU)为服务器节点供电。

其中，PDU可以为机柜配电PDU，比如PDU插排；精密配电设备可以为列头柜或者小母线。应理解，在通过图1所示的系统为多栋建筑或多个楼层供电时，图1所示的系统可以包括多路列头柜/小母线和多个供电管理设备，多个供电管理设备位于不同的建筑或者楼层，多路列头柜/小母线分别与位于不同建筑或者楼层的供电管理设备电连接。图1中所示的G表示发电机，在A路供电或B路供电异常时，发电机启动发电。

下面具体介绍供电管理设备的结构和功能。

参见图2，图2为本申请实施例提供的一种供电管理设备的结构示意图。如图2所示，供电管理设备200包括供电管理单元201和电池包202。其中，供电管理单元包括控制单元2013、第一开关2011和第二开关2012。其中，第一开关2011的第一端口与A路供电端口100a连接，第一开关2011的第二端口与电池包连接，第一开关2011的第三端口连接第一功率分配单元(power distribution unit，PDU),第一PDU连接服务器节点300；第二开关2012的第一端口与B路供电端口100b连接，第二开关2012的第二端口与电池包连接，第二开关2012的第三端口连接第二功率分配单元(第二PDU),第二PDU连接服务器节点300；第一开关2011的受控端和第二开关2012的受控端均连接控制单元2013。

控制单元2013通过监测A路供电端口100a和B路供电端口100b输出的交流电/直流电是否正常，在A路供电端口100a输出的交流电/直流电正常时，控制单元2013控制第一开关2011的第一端口和第一开关2011的第三端口导通，以通过A路供电端口为服务器节点300供电；在B路供电端口100b输出的交流电/直流电正常时，控制单元2013控制第二开关2012的第一端口和第二开关2012的第二端口导通，以通过B路供电端口为服务器节点300供电。

控制单元2013，还用于在A路供电端口100a输出的交流电/直流电异常时，控制单元2013控制第一开关2011的第二端口和第一开关2011的第三端口导通，以通过电池包202为服务器节点300供电；或者，在B路供电端口100b输出的交流电/直流电异常时，控制单元2013控制第二开关2012的第二端口和第二开关2012的第三端口导通，以通过电池包202为服务器节点300供电。

在此需要指出的是，A路供电端口100a和B路供电端口100b输出的交流电/直流电通常是正常的，因此默认第一开关2011的第一端口和第一开关2011的第三端口导通，在没有外部控制第一开关切换情况下，A路供电端口输出的交流电/直流电通过第一开关2011为服务器节点300供电；同理，默认第二开关2012的第一端口和第二开关2012的第三端口导通，在没有外部控制第二开关切换情况下，B路供电端口输出的交流电/直流电通过第二开关2012为服务器节点300供电。

第一开关和第二开关在切换时需要在交流L线/N线和直流正负之间切换，因此第一开关和第二开关为双联切换开关。

可以看出，从A路供电端口和B路供电端口输出的交流电/直流电在输入到服务器节点的过程中，并未经过引起能量损耗的电路，比如UPS电源、AC/DC电源，因此有利于提高供电效率。并且在A路供电端口或B路供电端口输出的交流电/直流电异常时，通过控制单元控制电池包为服务器节点供电，以承担A路供电或B路供电所承担的负载，从而避免A路供电或B路供电负荷超过100％而引起过载保护导致下电的风险，实现了供电故障时负载的不间断供电，提高服务器供电的稳定性。

其中，A路供电端口100a输出的交流电/直流电是否正常的判断条件包括：A路供电的输入是否异常，或者A路供电端口100a输出的交流电/直流电的电压是否在预设电压范围；若A路供电端口100a的输入电压未出现异常或者A路供电端口100a输出的交流电/直流电的电压属于预设电压范围，则表示A路供电端口100a输出的交流电/直流电正常；若A路供电的输入异常或者A路供电端口100a输出的交流电/直流电的电压不属于预设电压范围，则表示A路供电端口100a输出的交流电/直流电异常。

应当理解的，A路供电输入是指UPS之前的各级输入；A路供电输入的异常包括市电的供电中断等。

同理，B路供电端口100b输出的交流电/直流电是否正常的判断条件包括：B路供电的输入是否异常，或者B路供电端口100b输出的交流电/直流电的电压是否输入预设电压范围；若A路供电端口100a的输入电压未出现异常或者B路供电端口100b输出的交流电/直流电的电压属于预设电压范围，则表示B路供电端口100b输出的交流电/直流电正常；若B路供电的输入异常或者B路供电端口100b输出的交流电/直流电的电压不属于预设电压范围，则表示B路供电端口100b输出的交流电/直流电异常。

应当理解的，B路供电输入是指UPS之前的各级输入；B路供电输入电压的异常包括市电的供电中断等。

在一个可能的实施例中，在图2所示实施例的基础上，供电管理单元201还包括第三开关2014和AC/DC电源2015；其中，如图3所示，第三开关2014的第一端口与A路供电端口100a连接，第三开关2014的第二端口与B路供电端口100b连接，第三开关2014的第三端口连接至AC/DC电源2015的输入端，AC/DC电源2015的输出端连接至电池包202；第三开关2014的受控端连接至控制单元2013，AC/DC电源2015的受控端连接至控制单元2013。

控制单元2013还用于根据电池包202的电量信息确定是否控制AC/DC电源2015为电池包202充电。电池包202的电量信息可以包括电池包202的剩余电量。当电池包202的剩余电量低于第一电量阈值时，控制单元2013控制AC/DC电源2015进入工作状态，为电池包202充电；当电池包202的剩余电量不低于第一电量阈值时，控制单元2013控制AC/DC电源2015进入待机休眠状态。当然，还可以根据其他条件判断是否为电池包202充电，在此不做限定。

AC/DC电源2015的能量来源由控制单元2013控制第三开关2014所确定。当A路供电端口100a和B路供电端口100b输出的交流电/直流电正常时，控制单元2013控制第三开关2014的第一端口和第三端口导通，A路供电作为AC/DC电源2015的能量来源；或者控制单元2013控制第三开关2014的第二端口和第三端口导通，B路供电作为AC/DC电源2015的能量来源。

当A路供电端口100a输出的交流电/直流电正常，且B路供电端口100b输出的交流电/直流电异常时，控制单元2013控制第三开关2014的第一端口和第三端口导通，此时，A路供电作为AC/DC电源2015的能量来源；当B路供电端口100b输出的交流电/直流电正常，且A路供电端口100a输出的交流电/直流电异常时，控制单元2013控制第三开关2014的第二端口和第三端口导通，此时，B路供电作为AC/DC电源2015的能量来源。

换言之，当A路供电端口100a和B路供电端口100b输出的交流电/直流电均正常时，控制单元2013通过第三开关2014任意选择A路和B路的其中一路作为AC/DC电源2015的能量来源；对于A路供电端口100a和B路供电端口100b输出的交流电/直流电，在一路供电端口输入的交流电/直流电正常，且另一路供电端口输入的交流电/直流电异常时，控制单元2013通过控制第三开关2014选择输入的交流电/直流电正常的一路作为AC/DC电源2015的能量来源。

在此需要指出的是，在为电池包充电时，输入到AC/DC电源的是交流电，因此第三开关2014为双联切换开关，用于实现同步切换L线和N线。

在另一可能的实施例中，在图2所示实施例的基础上，供电管理单元201还包括第一AC/DC电源2016和第二AC/DC电源2017；如图4所示，第一AC/DC电源2016的输入端与A路供电端口100a连接，第二AC/DC电源2017的输入端与B路供电端口100b连接；第一AC/DC电源2016的输出端和第二AC/DC电源2017的输出端均连接至电池包202；第一AC/DC电源2016的受控端和第二AC/DC电源2017的受控端均连接至控制单元2013；

控制单元2013用于根据电池包202的电量信息确定是否为电池包202充电。其中，电池包202的电量信息可以包括电池包202的剩余电量。当电池包202的剩余电量低于第一电量阈值时，控制单元2013确定为电池包202充电；当电池包202的剩余电量不低于第一电量阈值时，控制单元2013确定不用为电池包202充电。在确定为电池包202充电的前提下，若A路供电端口100a输出的交流电/直流电正常时，则控制单元控制第一AC/DC电源2016为电池包供电，和/或若B路供电端口100b输出的交流电/直流电正常时，则控制单元2013控制第二AC/DC电源2017为电池包202供电。

换言之，在当A路供电端口100a和B路供电端口100b输出的交流电/直流电均正常时，控制单元2013可以控制第一AC/DC电源2016和第二AC/DC电源2017同时为电池包202充电；对于A路供电端口100a和B路供电端口100b输出的交流电/直流电，在一路供电端口输入的交流电/直流电正常，且另一路供电端口输入的交流电/直流电异常时，控制单元2013通过正常供电线路控制第一AC/DC电源2016或第二AC/DC电源2017为电池包202充电。

在此需要指出的是，控制单元2013控制第一AC/DC电源2016进入工作状态，以实现通过第一AC/DC电源2016为电池包202充电；控制单元2013控制第一AC/DC电源2016进入待机休眠状态，以实现第一AC/DC电源2016停止对电池包202充电。同理，控制单元2013控制第二AC/DC电源2017进入工作状态，以实现通过第二AC/DC电源2017为电池包202充电；控制单元2013控制第二AC/DC电源2017进入待机休眠状态，以实现第二AC/DC电源2017停止对电池包202充电。

在一个可能的实施例中，在图2、图3或图4的基础上，供电管理单元201还包括通信单元2018，如图5、图6和图7所示，通信单元2018的第一端口与控制单元2013连接；

通信单元2018，用于获取来自网管单元400的数据中心的市电检测信号，并将市电检测信号传输至控制单元2013；

控制单元2013，还用于在根据市电检测信号确定A路市电中断时，控制第一开关2011的第二端口与第一开关2011的第三端口导通，以使电池包202为服务器节点300供电；或者，在根据2012市电检测信号确定B路市电中断时，控制第二开关2012的第二端口与第二开关2012的第三端口导通，以使电池包为服务器节点300供电。

在此需要指出的是，上述网管单元400用于负责数据中心基础设施(L1)层和服务器业务管理(L2)层之间的信息联动，网管单元通过L1层的监控系统，获取数据中心的两路市电是否异常的信息，也就是上述数据中心的市电检测信号。

其中，市电检测信号是网管单元400通过对图1中所示的低压配电系统进行检测得到的。

在数据中心的市电输入异常时，由于数据中心内部两路供电回路(包括A路和B路)可能已经达到100％的负载，若因市电输入异常将一路负载切换到另一路上，会发生200％的负载集中到一路上，会出现市电负荷超过100％引起过流保护导致系统下电的情况。采用上述方式，数据中心的市电输入异常时采用电池包为服务器节点供电，避免了200％的负载集中到一路上出现市电负荷超过100％引起过流保护导致系统下电的情况的发生。

进一步的，控制单元2013还用于：在确定A路供电端口100a或B路供电端口100b输出的交流电/直流电异常，或者A路市电输入异常(如中断)，或者B路市电输入异常(如中断)时，通过通信单元2018向网管单元400发送降低功耗指令，该降低功耗指令用于指示网管单元400控制服务器节点300降低负荷。网管单元400在接收到降低功耗指令后，向服务器节点300发送功率封顶命令，以通知服务器节点300供电异常，需要降低功耗。在一个示例中，服务器节点300可以通过迁移业务或者关闭非紧急业务，以得到降低功耗的目的。

具体的，在由于A路供电端口100a输出的交流电/直流电异常或B路供电端口100b输出的交流电/直流电异常，采用电池包202为服务器节点300供电时，控制单元2013获取电池包202的电量信息，并将电池包202的电量信息通过通信单元2018发送至网管单元，网管单元400根据服务器节点300的功耗和电池包202的电量信息确定是否需要降低服务器节点300的功耗；在根据服务器节点300的功耗和电池包202的电量信息确定电池包为服务器节点的供电时长低于预设时长时，网管单元400确定需要降低服务器节点的功耗，网管单元400向服务器节点300发送指令，以指示服务器节点降低功耗；可选的，该指令还用于指示服务器节点300的功耗降低至原来的50％或50％以下。

通过降低服务器节点的功耗，可以避免两路市电的负载集中到一路而导致市电负荷超过100％引起过流保护导致系统下电的情况的发生。

在由于A路市电中断或者B路市电中断，电池包202为服务器节点300供电时，控制单元实时获取电池包202的电量信息，并将电池包202的电量信息通过通信单元2018发送至网管单元400；网管单元400实时获取服务器节点300的功耗，根据服务器节点300的功耗和电池包202的电量信息确定电池包202的能量支持负载运行的时间。其中，电池包202的电量信息可以包括电池包202的剩余电量。在电池包202的剩余电量低于第二电量阈值时，网管单元400可以采用两种策略：a、启动备用发电机为服务器节点300供电；b、继续降低服务器节点300的功耗，比如迁移业务或者关闭非紧急业务，以将服务器节点的功耗降低到单路供电能力的范围内。其中，第二电量阈值与服务器节点300的功耗及备用发电机启动时间相关；备用发电机启动时间越大，第二电量阈值越大；服务器节点300的功耗越大，第二电量阈值越大。

在A路市电中断或者B路市电中断时，通过启用备用发电机替代中断的市电，避免了市电负荷超过100％引起过流保护导致系统下电的情况的发生；通过降低服务器节点的功耗，也可以避免两路市电的负载集中到一路而导致市电负荷超过100％引起过流保护导致系统下电的情况的发生。

在另一个可能的实施例中，控制单元2013在确定上述供电故障消除后，可以通过前述方式的充电方式为电池包202充电。

在一个可能的实施例中，控制单元2013还用于：

在服务器节点300进入峰值工作模式，或者服务器节点300的输入功率超过功率阈值时，控制第一开关2011的第二端口与第一开关2011的第三端口导通，或者控制第二开关2012的第二端口与第二开关2012的第三端口导通，以使电池包202为服务器节点300供电。

应理解，在控制单元2013控制第一开关2011的第二端口与第一开关2011的第三端口导通时，第二开关2012的第一端口与第二开关2012的第三端口还是导通的，此时，由B路供电端口输出的交流电/直流电及电池包共同为服务器节点300供电；或者，在控制单元2013控制第二开关2012的第二端口与第二开关2012的第三端口导通时，第一开关2011的第一端口与第一开关2011的第三端口还是导通的，此时，由A路供电端口输出的交流电/直流电及电池包共同为服务器节点300供电。

通过上述方式，可以利用电池包的直流峰值电流提供能力，满足服务器节点的峰值负载需求。可以理解的，此时电池包的供电能力大于所取代的供电支路，例如，当服务器节点进入峰值工作模式后，若由B路供电端口输出的交流电/直流电及电池包共同为服务器节点300供电，则此时，电池包的供电能力(输出功率)大于A路所能供应的功率；同理，若由A路供电端口输出的交流电/直流电及电池包共同为服务器节点300供电，则此时，电池包的供电能力(输出功率)大于B路所能供应的功率。

在此需要指出的是，上述峰值供电方式是可选项，用户可以根据服务器的业务特点选择启动或者关闭该功能。

应理解，在服务器节点300退出峰值工作模式，或者服务器节点300的输入功率重新低于功率阈值的前提下，若第一开关2011的第二端口与第一开关2011的第三端口导通，则控制单元2013重新控制第一开关2011的第一端口与第一开关2011的第三端口导通，以通过A路供电端口100a或者B路供电端口100b为服务器节点300供电，或者，若第二开关2012的第二端口与第二开关2012的第三端口导通，则控制单元2013重新控制第二开关2012的第一端口与第二开关2012的第三端口导通，以通过B路供电端口100b为服务器节点300供电，从而实现切换回市电供电。

需要说明的，图1中的母联开关，其功能是在单路供电故障时，将该路负载切换到供电正常的线路。比如A路市电正常而B路市电中断时，通过母联开关将B路市电的负载切换到A路市电对应的线路上。由于在本申请各实施例的方案中，允许单路负载最大可以达到100％，因此可以根据母联开关是否可控，做如下调整：

1、在母联开关可以人为设置成不闭合，可以通过修改母联开关的设置，使其在单路供电故障时不闭合，从而使得负载不会集中到一路。比如，在A路市电中断或者A路供电故障时，由于母联开关不会闭合，使得A路负载不会切换到B路上，而不会出现两路负载集中在一路上；

2、如果母联开关可以被远程控制，可将控制信号接入网管单元400，网管单元400在检测到单路供电故障，且在控制单元2013控制上述供电设备中的电池包202为服务器节点300供电和降低服务器节点300的功耗后，可以控制母联开关的闭合或者不闭合；

3、如果母联开关不能被远程控制和不能人为设置成不闭合时，可以调整母联开关的整定时间，使得母联开关在闭合前控制单元2013已完成控制电池包202为服务器节点300供电，从而可以避免在控制电池包202为服务器节点300供电之前两路负载集中到一路带来的过载保护问题。

其中，母联开关的整定时间，是从设置的时刻起，过了一段时间后母联开关闭合，这个时间就是整定时间。

在此需要指出的是，图2、图3、图4、图5、图6和图7中细线表示信号线路，粗线表示供电线路。

本申请还提供一种服务器机柜，该服务器机柜包括如图2-图7中所示的供电管理设备200及服务器机柜中的其他设备。

如图8所示，服务器机柜的其他设备包括第一功率分配单元和第二功率分配单元，第一功率分配单元和第二功率分配单元与供电管理设备电连接，用于分别输出供电管理设备输出的两路交流电/直流电。当然，服务器机柜中除了第一功率分配单元和第二功率分配单元之外，还可以包括其他设备，在此不再一一列举。

本申请还提供一种计算系统，如图9所示，该计算系统包括图8所示的服务器机柜和服务器节点300。服务器机柜中的第一功率分配单元和第二功率分配单元分别将供电管理设备输出的两路交流电/直流电输入至服务器节点300，以实现供电管理设备输出的两路交流电/直流电为服务器节点300供电。

可以看出，在本申请的方案中，通过引入包括供电管理设备，在两路供电系统(如图1所示的A路供电和B路供电)中任一路供电异常时，可以控制电池包供电。这种方式可以避免为了实现供电冗余而降低A路供电和B路供电的供电能力，与现有技术相比，可以提升两路供电系统的供电能力。比如A路和B路供电能力可以达到10KW，但是为了避免在一路供电中断或者供电故障时原来两路的负载集中在一路上导致的系统过载下电的情况，现有技术将A路和B路供电能力都控制在5KW或者以下，使得在一路供电中断或者供电故障时原来两路的负载集中在一路上情况下也不会出现过载的问题。而本申请中，由于存在电池包，不需要考虑冗余，A路和B路供电能力都可以控制在10KW，从而实现了供电能力的翻倍。

在现有技术基础上将机柜内的UPS或者AC/DC替换成本申请的供电管理设备，相对于现有技术，减少了功率变换，因此可以提升转换效率，转换效率可以达到100％。由于功能能力的提高，可以提升机柜的上架率。并且供电管理设备可以设置于机柜内，占用空间小，成本低。由于是在现有的机柜中内的UPS或者AC/DC电路替换成本申请的供电管理设备，机柜内的其他设备是可以继续使用的，减少了改造周期，也降低了整改成本和难度。本申请的供电管理设备中的第一开关和第二开关默认是直通的，也就是第一开关的第一端口和第二端口默认是导通的，第二开关的第一端口和第二端口默认是导通的，可以实现在不中断业务的情况下进行供电系统的整改和供电能力升级。比如先完成A路的供电整改(如图1所示，将PDU插排供电端口连接到列头柜/小母线整改成PDU插排供电端口连接供电管理设备的A端输入，再将供电管理设备的A端输入连接到列头柜/小母线)，此时负载有B路供电，在A路的供电整改完后，再完成B路的供电整改，此时负载有A路供电，负载业务不中断。本申请的方案对服务器节点没有特殊要求，适应场景广。在服务器节点的功耗过高时，可以利用电池包的直流峰值电流提供能力，满足服务器节点的峰值负载需求。

应理解，在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系，例如，A/B可以表示A或B；其中A，B可以是单数或者复数。并且，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。另外，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。同时，在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念，便于理解。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过该计算机可读存储介质进行传输。该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是ROM，或随机存取存储器RAM，或磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带、磁碟、或光介质，例如，数字通用光盘(digitalversatile disc，DVD)、或者半导体介质，例如，固态硬盘(solid state disk，SSD)等。

以上所述，仅为本申请实施例的具体实施方式，但本申请实施例的保护范围并不局限于此，任何在本申请实施例揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。因此，本申请实施例的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种供电管理设备，其特征在于，所述供电管理设备包括供电管理单元和电池包，所述供电管理单元包括控制单元、第一开关和第二开关；

所述第一开关的第一端口与A路供电端口连接，所述第一开关的第二端口与所述电池包连接，所述第一开关的第三端口连接至服务器节点；所述第一开关的受控端与所述控制单元连接；

所述第二开关的第一端口与B路供电端口连接，所述第二开关的第二端口与所述电池包连接，所述第二开关的第三端口连接至服务器节点；所述第二开关的受控端与所述控制单元连接；

所述控制单元，用于在确定所述A路供电异常时，控制所述第一开关的第二端口与所述第一开关的第三端口导通，以使所述电池包为所述服务器节点供电；

或者，

在确定所述B路供电异常时，控制所述第二开关的第二端口与所述第二开关的第三端口导通，以使所述电池包为所述服务器节点供电。

2.根据权利要求1所述的供电管理设备，其特征在于，所述供电管理单元还包括第三开关和AC/DC电源；所述第三开关的第一端口和第二的端口分别与所述A路供电端口和所述B路供电端口连接，所述第三开关的第三端口与AC/DC电源的输入端连接，所述AC/DC电源的输出端与所述电池包电连接；所述AC/DC电源的受控端与所述控制单元的第一控制端电连接；

所述控制单元，还用于根据所述电池包的电量信息，确定是否控制所述AC/DC电源为所述电池包充电；

在确定控制所述AC/DC电源为所述电池包充电时，控制所述第三开关的第三端口与所述第三开关的第一端口或者第二端口导通。

3.根据权利要求1所述的供电管理设备，其特征在于，所述供电管理单元还包括：第一AC/DC电源和第二AC/DC电源；

所述第一AC/DC电源的输入端与所述A路供电端口连接，所述第一AC/DC电源的输出端与所述电池包的第一输入端电连接；所述第一AC/DC电源的受控端与所述控制单元的第一控制端电连接；

所述第二AC/DC电源的输入端与所述B路供电端口连接；所述第二AC/DC电源的输出端与所述电池包的第二输入端电连接；所述第二AC/DC电源的受控端与所述控制单元的第二控制端电连接；

所述控制单元，用于根据所述电池包的电量信息确定是否为所述电池包充电；

在确定为所述电池包充电时，若所述A路供电正常时，则控制所述第一AC/DC电源为所述电池包供电；

和/或，

若所述B路供电正常时，则控制所述第二AC/DC电源为所述电池包充电。

4.根据权利要求1-3任一项所述的供电管理设备，其特征在于，所述A路或B路供电异常包括：所述A路或所述B路的供电输入异常或A路供电端口或B路供电端口输出电压超出预设电压范围。

5.根据权利要求1-4任一项所述的供电管理设备，其特征在于，所述供电管理单元还包括通信单元；所述通信单元的第一端口与所述控制单元连接；所述通信单元的第二端口与网管单元连接，所述网管单元用于管理数据中心的供电；

所述通信单元，用于获取来自所述网管单元的市电检测信号，并将所述市电检测信号传输至所述控制单元，

所述控制单元，还用于基于所述市电检测信号确定A路市电中断时，控制所述第一开关的第二端口与所述第一开关的第三端口导通，以使所述电池包为所述服务器节点供电；或，

基于所述市电检测信号确定B路市电中断时，控制所述第二开关的第二端口与所述第二开关的第三端口导通，以使所述电池包为所述服务器节点供电。

6.根据权利要求5所述的供电管理设备，其特征在于，所述控制单元还用于：

在确定所述A路供电端口或所述B路供电端口输出的交流电/直流电异常，或者A路市电中断，或者B路市电中断时，通过所述通信单元向所述网管单元发送降低功耗指令，其中，所述降低功耗指令用于指示所述网管单元控制所述服务器节点降低功耗。

7.根据权利要求1所述的供电管理设备，其特征在于,

所述控制单元，还用于在确定所述A路供电正常时，控制所述第一开关的第一端口与所述第一开关的第三端口导通，以通过所述A路供电端口为服务器节点供电；

在确定所述B路供电正常时，控制所述第二开关的第一端口与所述第二开关的第三端口导通，以通过所述B路供电端口为所述服务器节点供电。

8.根据权利要求7所述的供电管理设备，其特征在于，

所述控制单元还用于：

在确定所述服务器节点的输入功率超过功率阈值时，控制所述第一开关的第二端口与所述第一开关的第三端口导通；或者，

控制所述第二开关的第二端口与所述第二开关的第三端口导通，以使所述电池包为所述服务器节点供电。

9.一种服务器机柜，其特征在于，所述机柜包括如权利要求1-8任一项所述的供电管理设备、第一功率分配单元和第二功率分配单元；其中，所述供电管理单元分别与所述第一功率分配单元和所述第二功率分配单元电连接。

10.一种计算系统，其特征在于，所述计算系统包括如权利要求9所述的服务器机柜和服务器节点；其中，所述服务器节点和所述第一功率分配单元和所述第二功率分配单元电连接。

Images