CN116742775A - 一种水下数据中心供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下数据中心技术领域，具体涉及一种水下数据中心供电系统，包括：风场升压站，其内设置有第一交流母线和第二交流母线；水下分电站，第一交流母线与第二交流母线分别通过不同的水下复合线缆与水下分电站电连接；数据中心本体，与水下分电站电连接。水下数据中心供电系统运行时风场内多个风机发电传输到第一交流母线和第二交流母线，利用风场升压站内的第一交流母线和第二交流母线共同对水下分电站进行输电，两个交流母线之间互为备份交替为水下分电站供电。当某一交流母线或其连接的水下复合线缆或发电风机发生故障造成水下数据中心无法正常运行时，切换另一交流母线向水下分电站供电，以维持水下数据中心的长时间稳定运行。

Description

一种水下数据中心供电系统

技术领域

本发明涉及水下数据中心技术领域，具体涉及一种水下数据中心供电系统。

背景技术

典型的海底数据中心，布放在水深30米左右的近海海域，通过海缆与岸站连接。目前海底数据中心同陆上数据中心相比需要铺设海缆，需要相关的海洋施工，需要维修船舶等，同时需要占用一定的岸基资源。

现有技术中海底数据中心为了利用海岸附近的风力发电系统进行供电，会采用将数据中心集成到海上风电塔筒外围或塔筒内部等做法，数据中心则直接利用风电的电能。而为了减少线缆损耗提高电源使用效率，数据中心不单独建立岸站，就近取电。然而，由于风力发电的发电量不稳定，而且海上风力发电容易受到来自海上极端条件的影响，导致发电故障率较高，现有技术中的海上风电与数据中心集成供电系统无法长时间稳定地向海底数据中心供电，影响海底数据中心的稳定运行。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的海上风电与数据中心集成供电系统无法长时间稳定地向海底数据中心供电缺陷，从而提供一种水下数据中心供电系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种水下数据中心供电系统，包括：

风场升压站，其内设置有第一交流母线和第二交流母线；

水下分电站，第一交流母线与第二交流母线分别通过不同的水下复合线缆与水下分电站电连接；

数据中心本体，与水下分电站电连接。

可选地，水下分电站内设置有一对配电柜，第一交流母线和第二交流母线分别与不同的配电柜电连接。

可选地，配电柜包括相互电连接的配电输入柜和配电输出柜，第一交流母线和第二交流母线分别与不同的配电输入柜电连接，两个配电输出柜均与数据中心本体电连接。

可选地，数据中心本体内包括第一变压器、第二变压器和数据中心机柜，第一变压器和第二变压器分别通过不同的水下复合线缆与水下分电站电连接，第一变压器和第二变压器均与数据中心机柜电连接。

可选地，数据中心机柜与第一变压器之间以及数据中心机柜与第二变压器之间均设置有电力输入输出柜。

可选地，水下复合线缆包括至少两段子线缆，相邻的两段子线缆之间通过插拔式接头电连接。

可选地，风场升压站内还设置有主变压器，第一交流母线和第二交流母线均与主变压器电连接，主变压器与电网连接。

可选地，主变压器的输出电压不小于220KV。

可选地，第一交流母线和第二交流母线上均连接有多组发电风机。

可选地，第一交流母线和第二交流母线还与光伏发电设备导电连接。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的水下数据中心供电系统，包括：风场升压站，其内设置有第一交流母线和第二交流母线；水下分电站，第一交流母线与第二交流母线分别通过不同的水下复合线缆与水下分电站电连接；数据中心本体，与水下分电站电连接。水下数据中心供电系统运行时风场内多个风机发电传输到第一交流母线和第二交流母线，利用风场升压站内的第一交流母线和第二交流母线共同对水下分电站进行输电，两个交流母线之间互为备份交替为水下分电站供电。当某一交流母线或其连接的水下复合线缆或发电风机发生故障造成水下数据中心无法正常运行时，切换另一交流母线向水下分电站供电，以维持水下数据中心的长时间稳定运行。

2.本发明提供的水下数据中心供电系统，水下分电站内设置有一对配电柜，第一交流母线和第二交流母线分别与不同的配电柜电连接。通过在水下分电站设置成对的配电柜，通过不同的配电柜通过不同的水下复合线缆与第一交流母线或第二交流母线进行电连接。两个配电柜之间互为备份，通过配电柜的切换即可完成第一交流母线和第二交流母线之间的切换，在用于供电的供电线路上的设备发生故障时，能够快速实现供电线路的快速转化，减少水下数据中心的停机维护时长，维持水下数据中心的稳定运行。

3.本发明提供的水下数据中心供电系统，水下复合线缆包括至少两段子线缆，相邻的两段子线缆之间通过插拔式接头电连接。在安装时，预先在用于供电和用于受电的两端设备上分别安装子线缆，设备在水下安装就位后，通过插拔式接头将子线缆插接，即可实现设备间的电连接，便于水下安装施工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的实施方式中提供的水下数据中心供电系统的示意图。

图2为本发明的另一实施方式中提供的水下数据中心供电系统的示意图。

附图标记说明：1、风场升压站；2、水下分电站；3、数据中心本体；4、第一交流母线；5、第二交流母线；6、配电输入柜；7、配电输出柜；8、第一变压器；9、第二变压器；10、数据中心机柜；11、电力输入输出柜；12、水下复合线缆；13、插拔式接头；14、主变压器；15、电网；16、发电风机；17、光伏发电设备。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

如图1所示为本本实施例提供的一种水下数据中心供电系统，包括：风场升压站1、水下分电站2和数据中心本体3。

风场升压站1内设置有第一交流母线4和第二交流母线5。风场升压站1内还设置有主变压器14，第一交流母线4和第二交流母线5均与主变压器14电连接，主变压器14与电网15连接。主变压器14的输出电压不小于220KV，用于向电网输电，以减少输电过程中的电力损耗。第一交流母线4和第二交流母线5上均连接有多组发电风机16。第一交流母线4和第二交流母线5还与光伏发电设备17导电连接。

水下分电站2，第一交流母线4与第二交流母线5分别通过不同的水下复合线缆12与水下分电站2电连接。水下分电站2内设置有一对配电柜，第一交流母线4和第二交流母线5分别与不同的配电柜电连接。具体地，配电柜包括相互电连接的配电输入柜6和配电输出柜7，第一交流母线4和第二交流母线5分别与不同的配电输入柜6电连接，两个配电输出柜7均与数据中心本体3电连接。通过将配电输入柜6和配电输出柜7进行分别设置，便于对配电输入柜和配电输出柜进行分别调试和故障排除。

数据中心本体3与水下分电站2电连接。数据中心本体3内包括第一变压器8、第二变压器9和数据中心机柜10，第一变压器8和第二变压器9分别通过不同的水下复合线缆12与水下分电站2电连接，第一变压器8和第二变压器9均与数据中心机柜10电连接。数据中心机柜10与第一变压器8之间以及数据中心机柜10与第二变压器9之间均设置有电力输入输出柜11。

为了便于设备在水下进行电连接，水下复合线缆12包括至少两段子线缆，相邻的两段子线缆之间通过插拔式接头13电连接。本实施例中，第一交流母线4、第二交流母线5、两个配电输入柜6、两个配电输出柜7、第一变压器8和第二变压器9上均连接有一段子线缆，子线缆的端部安装有插拔式接头13，第一交流母线4和一个配电输入柜6上的两段子线缆之间通过插拔式接头13电连接，第二交流母线5和另一个配电输入柜6上的两段子线缆之间通过插拔式接头13电连接，一个配电输出柜7和第一变压器8上的两段子线缆之间通过插拔式接头13电连接，另一个配电输出柜7和第二变压器9上的两段子线缆之间通过插拔式接头13电连接。

风场内风场升压站中第一交流母线连接水下光电复合线缆，并中间环节通过水下插拔式接头终端连接到海底分电站的一路配电输入柜，继续连接海底分电站的配电输出柜，再通过海底光电复合线缆连接到海底数据中心的配电舱的第一变压器，连接到相连接的输入输出柜，再最后连接到数据中心机柜。风场升压站内的第二交流母线连接海底光电复合线缆，中间环节通过水下插拔式接头终端连接到海底分电站的另一路配电输入柜，继续连接海底分电站的配电输出柜，再通过海底光电复合缆连接到海底数据中心的配电舱的第二变压器，连接到相连接的输入输出柜，再最后连接到数据中心机柜。从而完成对单一数据中心机柜的两路供电。水下数据中心供电系统运行时风场内多个风机发电传输到第一交流母线和第二交流母线，利用风场升压站内的第一交流母线和第二交流母线共同对水下分电站进行输电，两个交流母线之间互为备份交替为水下分电站供电。当某一交流母线或其连接的水下复合线缆或发电风机发生故障造成水下数据中心无法正常运行时，切换另一交流母线向水下分电站供电，以维持水下数据中心的长时间稳定运行。

作为替代的实施方式，如图2所示，水下分电站2与水下数据中心本体3之间通过一根水下复合线缆12电连接。水下分电站2与水下数据中心本体3之间的电力传输设备故障率极低，利用一条水下复合线缆12将水下分电站2与水下数据中心连接，能够减少数据中心在水下布放安装的施工步骤，减小水下数据中心的安装难度。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种水下数据中心供电系统，其特征在于，包括：

风场升压站(1)，其内设置有第一交流母线(4)和第二交流母线(5)；

水下分电站(2)，所述第一交流母线(4)与所述第二交流母线(5)分别通过不同的水下复合线缆(12)与所述水下分电站(2)电连接；

数据中心本体(3)，与所述水下分电站(2)电连接。

2.根据权利要求1所述的水下数据中心供电系统，其特征在于，所述水下分电站(2)内设置有一对配电柜，所述第一交流母线(4)和所述第二交流母线(5)分别与不同的所述配电柜电连接。

3.根据权利要求2所述的水下数据中心供电系统，其特征在于，所述配电柜包括相互电连接的配电输入柜(6)和配电输出柜(7)，所述第一交流母线(4)和所述第二交流母线(5)分别与不同的所述配电输入柜(6)电连接，两个所述配电输出柜(7)均与所述数据中心本体(3)电连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的水下数据中心供电系统，其特征在于，所述数据中心本体(3)内包括第一变压器(8)、第二变压器(9)和数据中心机柜(10)，所述第一变压器(8)和所述第二变压器(9)分别通过不同的水下复合线缆(12)与所述水下分电站(2)电连接，所述第一变压器(8)和所述第二变压器(9)均与所述数据中心机柜(10)电连接。

5.根据权利要求4所述的水下数据中心供电系统，其特征在于，所述数据中心机柜(10)与所述第一变压器(8)之间以及所述数据中心机柜(10)与所述第二变压器(9)之间均设置有电力输入输出柜(11)。

6.根据权利要求1至5任一项所述的水下数据中心供电系统，其特征在于，所述水下复合线缆(12)包括至少两段子线缆，相邻的两段所述子线缆之间通过插拔式接头(13)电连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的水下数据中心供电系统，其特征在于，风场升压站(1)内还设置有主变压器(14)，所述第一交流母线(4)和所述第二交流母线(5)均与所述主变压器(14)电连接，所述主变压器(14)与电网(15)连接。

8.根据权利要求7所述的水下数据中心供电系统，其特征在于，所述主变压器(14)的输出电压不小于220KV。

9.根据权利要求1至8任一项所述的水下数据中心供电系统，其特征在于，所述第一交流母线(4)和所述第二交流母线(5)上均连接有多组发电风机(16)。

10.根据权利要求9所述的水下数据中心供电系统，其特征在于，所述第一交流母线(4)和所述第二交流母线(5)还与光伏发电设备(17)导电连接。