CN117477521A - 供备电系统、供备电控制方法和数据中心 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种供备电系统、供备电控制方法和数据中心，涉及计算机技术领域，其中包括：第一电源输入模块，用于将输入的第一外部电源转换为交流母线所需的交流电源；第二电源输入模块，用于将输入的第二外部电源转换为直流母线所需的第一直流电源；第三电源输入模块，用于将输入的分布式电源转换为直流母线所需的第二直流电源；直流备电模块，用于向直流母线提供备用直流电源，以及对分布式电源提供的电能进行储存；电源供应模块，用于将交流电源、第一直流电源、第二直流电源和备用直流电源中的至少一种转换为服务器机柜中各个设备的工作电源。本申请提供的系统，提高了数据中心供电的可靠性和效率，降低了用电成本。

Description

供备电系统、供备电控制方法和数据中心

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，具体而言，涉及一种供备电系统、供备电控制方法和数据中心。

背景技术

数据中心是用于集中存储、管理、处理和分发数据的系统，通常包括大量的计算机、服务器，以及配套的网络设备和电源设备等。数据中心通常采用配置有UPS电源（Uninterruptible Power Supply，不间断电源）的供电系统。这些供电系统由于配置了UPS电源，UPS电源不能直接提供给负载，需要配置逆变模块，电路拓扑结构复杂，供电可靠性差；从供电系统输入到末端负载需要对电源进行多次整流和逆变等变换，每次变换均有电能损耗，供电效率低；UPS电源通常以整机形式出现，不便于对进出线设备进行改动，可扩展性差。

因此，如何提高数据中心供电的可靠性和效率成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供一种供备电系统、供备电控制方法和数据中心，用于解决如何提高数据中心供电的可靠性和效率的技术问题。

本申请提供一种供备电系统，应用于数据中心，包括第一电源输入模块、第二电源输入模块、第三电源输入模块、交流母线、直流母线、直流备电模块和电源供应模块；

所述第一电源输入模块，与所述交流母线连接，用于将输入的第一外部电源转换为所述交流母线所需的交流电源；

所述第二电源输入模块，与所述直流母线连接，用于将输入的第二外部电源转换为所述直流母线所需的第一直流电源；

所述第三电源输入模块，与所述直流母线连接，用于将输入的分布式电源转换为所述直流母线所需的第二直流电源；

所述直流备电模块，与所述直流母线连接，用于向所述直流母线提供备用直流电源，以及对所述分布式电源提供的电能进行储存；

所述电源供应模块，分别与所述交流母线和所述直流母线连接，用于将所述交流电源、所述第一直流电源、所述第二直流电源和所述备用直流电源中的至少一种转换为服务器机柜中各个设备的工作电源。

在一些实施例中，所述服务器机柜中冗余设置多个所述电源供应模块；

所述多个所述电源供应模块包括第一电源供应模块和第二电源供应模块；

所述第一电源供应模块与所述交流母线连接，用于将所述交流电源转换为所述服务器机柜中各个设备的工作电源；

所述第二电源供应模块与所述直流母线连接，用于将所述第一直流电源、所述第二直流电源和所述备用直流电源中的至少一种转换为所述服务器机柜中各个设备的工作电源。

在一些实施例中，所述服务器机柜中设置有多个设备电源母线；各个设备电源母线的电压等级均不相同；

所述设备电源母线，用于连接所述电源供应模块的电源输出端和所述服务器机柜中各个设备的电源输入端，用于向各个设备提供工作电源。

在一些实施例中，所述直流备电模块包括依次连接的双向直流转换子模块和电池子模块；

双向直流转换子模块，与所述直流母线连接，用于在所述电池子模块处于充电状态的情况下，将所述直流母线的电源电压转换为所述电池子模块的电池电压，以及在所述电池子模块处于放电状态的情况下，将所述电池子模块的电池电压转换为所述直流母线的电源电压。

在一些实施例中，所述直流备电模块还用于：

获取所述直流母线的母线电压；

在所述母线电压大于预设电压目标值的情况下，控制所述电池子模块对所述直流母线提供的电能进行储存；所述电池子模块处于充电状态；

在所述母线电压小于所述预设电压目标值的情况下，控制所述电池子模块向所述直流母线提供所储存的电能；所述电池子模块处于放电状态。

在一些实施例中，所述直流备电模块还用于：

获取所述第三电源输入模块连接的分布式电源的发电功率，以及各个直流备电模块的工作状态；

在所述分布式电源的发电功率大于预设功率阈值或者所述工作状态为异常的直流备电模块的数量大于预设阈值的情况下，对所述预设电压目标值进行调整。

在一些实施例中，所述直流备电模块设置于所述服务器机柜和/或电源储能柜。

在一些实施例中，在所述直流备电模块设置于所述服务器机柜的情况下，所述直流备电模块的数量是基于所述服务器机柜中各个设备的峰值功率、所述服务器机柜对应的备电要求时长，以及各个直流备电模块中电池子模块的电池容量确定的。

在一些实施例中，在所述直流备电模块设置于所述电源储能柜的情况下，所述直流备电模块的数量是基于所述分布式电源提供的电能总量、所述电源储能柜的数量，以及各个直流备电模块中电池子模块的电池容量确定的。

在一些实施例中，所述系统还包括备电控制模块；

所述备电控制模块，与各个直流备电模块连接，用于基于当前工作母线的负载功率，对各个直流备电模块的电能储存进行控制；所述当前工作母线包括所述交流母线和/或所述直流母线。

在一些实施例中，所述备电控制模块用于：

获取当前工作母线在当前时间段的负载功率；

在所述当前时间段的负载功率大于上一时间段的负载功率的情况下，将各个直流备电模块在所述当前时间段的电能储存量与各个直流备电模块的电能备用量进行比较；

在所述电能储存量大于所述电能备用量的情况下，控制所述直流备电模块释放电能，对所述当前工作母线的电压进行调整；

在所述电能储存量小于所述电能备用量的情况下，控制所述直流备电模块储存电能。

在一些实施例中，所述系统还包括交流切换模块和直流切换模块；

所述交流切换模块，与所述交流母线和所述电源供应模块连接，用于在确定所述交流母线供电的情况下，导通所述交流母线和所述电源供应模块之间的电路；

所述直流切换模块，与所述直流母线和所述电源供应模块连接，用于在确定所述直流母线供电的情况下，导通所述直流母线和所述电源供应模块之间的电路。

在一些实施例中，在所述交流切换模块导通的情况下，所述直流切换模块断开；在所述直流切换模块导通的情况下，所述交流切换模块断开。

本申请提供一种供备电控制方法，应用于所述的供备电系统，包括：

获取分布式电源的发电功率；

在所述发电功率为零的情况下，基于所述供备电系统中各个服务器机柜中各个设备的工作功率，确定所述供备电系统的负载功率；

在所述供备电系统的负载功率小于第一预设负载功率阈值的情况下，控制第一电源输入模块与第一外部电源连接；控制第二电源输入模块与第二外部电源断开；

在所述供备电系统的负载功率大于第二预设负载功率阈值的情况下，控制所述第一电源输入模块与所述第一外部电源连接；控制所述第二电源输入模块与所述第二外部电源连接；控制所述第一电源输入模块的电源输入功率等于所述第二电源输入模块的电源输入功率。

在一些实施例中，所述获取分布式电源的发电功率之后，还包括：

在所述发电功率大于零且小于所述供备电系统的负载功率的情况下，确定第三电源输入模块的电源输入优先级大于所述第一电源输入模块的电源输入优先级，所述第一电源输入模块的电源输入优先级大于所述第二电源输入模块的电源输入优先级。

在一些实施例中，所述获取分布式电源的发电功率之后，还包括：

在所述发电功率大于所述供备电系统的负载功率的情况下，控制所述第一电源输入模块与所述第一外部电源断开，以及控制所述第二电源输入模块与所述第二外部电源断开；

基于所述发电功率与所述负载功率的差值，确定所述分布式电源的电能超发功率；

将所述电能超发功率对应的电能储存至所述供备电系统中的电源储能柜。

在一些实施例中，所述方法还包括：

获取所述分布式电源在预设时间段的发电功率，以及所述供备电系统在所述预设时间段的负载功率；

在所述发电功率大于所述负载功率的情况下，基于所述发电功率与所述负载功率的差值，以及所述预设时间段的时长，确定所述分布式电源的电能剩余量；

控制各个直流备电模块储存电能；各个直流备电模块的电能存储量之和为所述电能剩余量。

在一些实施例中，所述获取所述分布式电源在预设时间段的发电功率，以及所述供备电系统在所述预设时间段的负载功率之后，还包括：

在所述发电功率小于所述负载功率的情况下，基于所述负载功率与所述发电功率的差值，以及所述预设时间段的时长，确定所述分布式电源的电能不足量；

控制各个直流备电模块释放电能；各个直流备电模块的电能释放量之和为所述电能不足量。

本申请提供一种数据中心，包括所述的供备电系统，以及与所述供备电系统连接的服务器机柜；所述服务器机柜用于数据存储和/或数据处理。

在一些实施例中，还包括电源储能柜；所述电源储能柜，与所述供备电系统连接，用于对分布式电源提供的电能进行储存。

本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的供备电控制方法。

本申请提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的供备电控制方法。

本申请提供的供备电系统、供备电控制方法和数据中心，第一电源输入模块用于将输入的第一外部电源转换为交流母线所需的交流电源；第二电源输入模块用于将输入的第二外部电源转换为直流母线所需的第一直流电源；第三电源输入模块用于将输入的分布式电源转换为直流母线所需的第二直流电源；直流备电模块用于向直流母线提供备用直流电源，以及对分布式电源提供的电能进行储存；电源供应模块用于将交流电源、第一直流电源、第二直流电源和备用直流电源中的至少一种转换为服务器机柜中各个设备的工作电源；由于在系统的电源输入端实现了两路外部电源和分布式电源的相互冗余，在系统内部实现了交流母线和直流母线的供电冗余，同时配备了直流备电模块实现了电能备用，提高了数据中心供电的可靠性；由于直流备电模块在提供备用电能的基础上，还可以对分布式电源提供的电能进行储存，提高了分布式清洁能源的利用率，提高了数据中心供电的效率，降低了数据中心的用电成本；由于在系统内部采用了母线连接设备的方式，简化了电路拓扑结构，便于对进出线设备进行改动，提高了数据中心供电的灵活性和可扩展性。

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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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是本申请提供的供备电系统的结构示意图之一；

图2是本申请提供的供备电系统的结构示意图之二；

图3是本申请提供的供备电系统的结构示意图之三；

图4是本申请提供的供备电系统的结构示意图之四；

图5是本申请提供的供备电系统的结构示意图之五；

图6是本申请提供的供备电系统的结构示意图之六；

图7是本申请提供的供备电控制方法的流程示意图；

图8是本申请提供的数据中心的结构示意图之一；

图9是本申请提供的数据中心的结构示意图之二；

图10是本申请提供的电子设备的结构示意图。

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。

图1是本申请提供的供备电系统的结构示意图之一，如图1所示，供备电系统100包括第一电源输入模块110、第二电源输入模块120、第三电源输入模块130、交流（Alternating Current，AC）母线140、直流（Direct Current，DC）母线150、直流备电模块160和电源供应模块170。

第一电源输入模块110，与交流母线140连接，用于将输入的第一外部电源转换为交流母线140所需的交流电源；

第二电源输入模块120，与直流母线150连接，用于将输入的第二外部电源转换为直流母线150所需的第一直流电源；

第三电源输入模块130，与直流母线150连接，用于将输入的分布式电源转换为直流母线150所需的第二直流电源；

直流备电模块160，与直流母线150连接，用于向直流母线150提供备用直流电源，以及对分布式电源提供的电能进行储存；

电源供应模块170，分别与交流母线140和直流母线150连接，用于将交流电源、第一直流电源、第二直流电源和备用直流电源中的至少一种转换为服务器机柜中各个设备的工作电源。

具体地，本申请实施例提供的供备电系统适用于数据中心。该系统可以为数据中心中的各个服务器机柜中的各个设备提供工作电源。服务器机柜可以用来安装至少一个服务器，例如在服务器机柜为机架的情况下，服务器机柜中可以安装多个机架式服务器；在服务器机柜为刀片机箱的情况下，服务器机柜中可以安装多个刀片式服务器；在服务器机柜为单个服务器对应的机柜的情况下，服务器机柜中可以安装服务器对应的计算设备、存储设备和网络设备等。

从电源输入的角度来看，供备电系统主要包括三路电源输入，分别通过第一电源输入模块、第二电源输入模块和第三电源输入模块实现。

第一电源输入模块接入第一外部电源，第二电源输入模块接入第二外部电源。第一外部电源和第二外部电源可以为外部电网提供的电源，其电源类型可以相同，也可以不同。例如第一外部电源和第二外部电源可以为电网提供的380VAC电源（380伏特交流电源）。又例如第一外部电源可以为电网提供的交流电源，第二外部电源可以为电网提供的直流电源。

第三电源输入模块接入分布式电源。分布式电源是指发电设备分布在负载中心（数据中心）或接近负载中心（数据中心）的位置。分布式电源的类型可以包括太阳能光伏发电系统、风力发电系统、燃料电池系统、天然气发电系统、水力发电系统和生物质发电系统等。分布式电源通常被认为是更清洁和可持续的能源。

第一外部电源、第二外部电源和分布式电源构成了相互冗余的关系。其中第一外部电源和第二外部电源的来源相同，又构成了外部电源的相互冗余的关系。

从电源传输的角度看，供备电系统主要包括交流母线和直流母线。母线在供备电系统中将各个电源输入模块获取的电能进行汇集、分配和传输。

可以将第一电源输入模块与交流母线进行连接，将输入的第一外部电源转换为交流母线所需的交流电源。在一般情况下，第一外部电源通常为交流电源。因此第一电源输入模块仅需要进行电源通断的控制，或者将第一外部电源的电压调整至交流母线的电源电压，无需对外部电源进行逆变和整流，因此电能损耗较小。例如在第一外部电源为380V三相交流电源的情况下，交流母线的电压可以为220V，第一电源输入模块可以为PDU（PowerDistribution Unit，电源分配单元）。在此情况下，第一电源输入模块起到了分配电源的作用。

可以将第二电源输入模块与直流母线进行连接，将输入的第二外部电源转换为直流母线所需的第一直流电源。由于第二外部电源通常为交流电源，因此第二电源输入模块需要对第二外部电源进行整流，将交流电源转换为第一直流电源，在此过程中，可能产生一定程度的电能损耗。例如在第二外部电源为380V三相交流电源的情况下，直流母线的电压可以为270V，第二电源输入模块可以包括整流器等。在此情况下，第二电源输入模块起到了交直流（AC/DC）转换的作用。如果第二外部电源为直流电源，则第二电源输入模块可以为开关模块，起到接入和分配电源的作用。

可以将第三电源输入模块与直流母线进行连接，将输入的分布式电源转换为直流母线所需的第二直流电源。在分布式电源为交流电源的情况下，第三电源输入模块需要对分布式电源进行交流直流转换，得到第二直流电源；在分布式电源为直流电源的情况下，第三电源输入模块需要对分布式电源进行并网转换，得到第二直流电源。此处的并网转换主要为对将分布式电源的电压调整为第二直流电源的电压。

第一直流电源和第二直流电源又构成了直流母线上直流电源的相互冗余的关系。

可以理解的是，第一电源输入模块、第二电源输入模块和第三电源输入模块中还可以配置用于控制电源通断的装置或者器件，以便于根据实际情况控制电源的通断。

从电源储存的角度看，供备电系统主要包括直流备电模块。直流备电模块与直流母线连接，用于向直流母线提供备用直流电源。例如在第一外部电源、第二外部电源和分布式电源中的至少一种发生电源故障时，直流备电模块向直流母线提供备用直流电源，以补偿丢失的电能，保障数据中心的各个服务器正常工作。由于分布式电源所提供的电能为绿色清洁电源，因此在数据中心的运行过程中，优先采用分布式电源提供的电能。在分布式电源提供的电能总量大于数据中心所消耗的电能总量的情况下，直流备电模块还用于对分布式电源提供的电能进行储存。

从电源分配的角度看，供备电系统主要包括电源供应模块。电源供应模块与交流母线连接，用于获取交流电源。电源供应模块与直流母线连接，用于获取第一直流电源、第二直流电源和备用直流电源。电源供应模块根据获取的电源（交流电源、第一直流电源、第二直流电源和备用直流电源中的至少一种），将其转换为服务器机柜中各个设备的工作电源。

电源供应模块可以为PSU（Power Supply Unit，电源供应单元），其中可以包括两个转换模组，分别为交流/直流（AC/DC）转换模组和直流/直流（DC/DC）转换模组。电源供应模块与各个设备连接，用于向这些设备提供工作电源。

电源供应模块可以设置在服务器机柜内部，在服务器机柜内部可以设置交流供电公共端，该公共端用于连接交流母线；可以设置直流供电公共端，该公共端用于连接直流母线。

本申请实施例提供的供备电系统，第一电源输入模块用于将输入的第一外部电源转换为交流母线所需的交流电源；第二电源输入模块用于将输入的第二外部电源转换为直流母线所需的第一直流电源；第三电源输入模块用于将输入的分布式电源转换为直流母线所需的第二直流电源；直流备电模块用于向直流母线提供备用直流电源，以及对分布式电源提供的电能进行储存；电源供应模块用于将交流电源、第一直流电源、第二直流电源和备用直流电源中的至少一种转换为服务器机柜中各个设备的工作电源；由于在系统的电源输入端实现了两路外部电源和分布式电源的相互冗余，在系统内部实现了交流母线和直流母线的供电冗余，同时配备了直流备电模块实现了电能备用，提高了数据中心供电的可靠性；由于直流备电模块在提供备用电能的基础上，还可以对分布式电源提供的电能进行储存，提高了分布式清洁能源的利用率，提高了数据中心供电的效率，降低了数据中心的用电成本；由于在系统内部采用了母线连接设备的方式，简化了电路拓扑结构，便于对进出线设备进行改动，提高了数据中心供电的灵活性和可扩展性。

在一些实施例中，服务器机柜中冗余设置多个电源供应模块；

多个电源供应模块包括第一电源供应模块和第二电源供应模块；

第一电源供应模块与交流母线连接，用于将交流电源转换为服务器机柜中各个设备的工作电源；

第二电源供应模块与直流母线连接，用于将第一直流电源、第二直流电源和备用直流电源中的至少一种转换为服务器机柜中各个设备的工作电源。

具体地，在服务器机柜中可以设置多个电源供应模块，这些电源供应模块设置为冗余并联。图2是本申请提供的供备电系统的结构示意图之二，如图2所示，根据连接的母线类型，可以将多个电源供应模块分为第一电源供应模块171和第二电源供应模块172。

第一电源供应模块与交流母线连接，用于将交流电源转换为服务器机柜中各个设备的工作电源。第一电源供应模块可以包括依次连接的交流/直流转换模组和直流/直流转换模组。交流/直流转换模组可以将直流母线中的交流电源（220VAC）转换为中间直流电源（400VDC），直流/直流转换模组可以将中间直流电源转换为各个设备所需的工作电源，例如12VDC或者48VDC等。

第二电源供应模块与直流母线连接，用于将第一直流电源、第二直流电源和备用直流电源中的至少一种转换为服务器机柜中各个设备的工作电源。第二电源供应模块可以包括直流/直流转换模组，用于将第一直流电源、第二直流电源或者备用直流电源直接转换为各个设备所需的工作电源，例如12VDC或者48VDC等。

在服务器机柜中，可以设置第一数量的第一电源供应模块和第二数量的第二电源供应模块。其中第一数量的第一电源供应模块所提供的电能应满足服务器机柜内各个设备所需的电能，第二数量的第二电源供应模块所提供的电能也应满足服务器机柜内各个设备所需的电能。也就是说，第一电源供应模块和第二电源供应模块虽然连接的是不同的母线，但是实现了供电功能的冗余备份。

在电源供应模块可以支持同时接入交流电源和直流电源的情况下，可以在服务器机柜中设置多个电源供应模块，其中一半数量的电源供应模块与交流母线连接，一半数量的电源供应模块与直流母线连接，这些电源供应模块共同为各个设备提供所需的电能。这些电源供应模块的总输出功率应等于服务器机柜中各个设备的总工作功率。也就是说，可以根据总工作功率和各个电源供应模块的输出功率，确定电源供应模块的数量。

本申请实施例提供的供备电系统，在服务器机柜中冗余设置多个电源供应模块，多个电源供应模块包括第一电源供应模块和第二电源供应模块，第一电源供应模块连接交流母线，第二电源供应模块连接直流母线，实现了供电功能的冗余备份。

在一些实施例中，服务器机柜中设置有多个设备电源母线；各个设备电源母线的电压等级均不相同；

设备电源母线，用于连接电源供应模块的电源输出端和服务器机柜中各个设备的电源输入端，用于向各个设备提供工作电源。

具体地，考虑到服务器机柜中的各个设备的工作电源电压可能各不相同，因此在服务器机柜中设置多个设备电源母线，各个设备电源母线的电压等级均不相同。例如可以在服务器机柜中设置第一设备电源母线，其电源电压为12V，在服务器机柜中设置第二设备电源母线，其电源电压为48V。

各个电源供应模块的电源输出端（相同电压等级）并联后，与对应电压等级的设备电源母线连接，为服务器机柜中的各个设备提供对应电压等级的工作电源。设备电源母线的数量可以根据各个设备的电压等级的种类进行确定。

本申请实施例提供的供备电系统，在服务器机柜中设置有多个设备电源母线，各个设备电源母线的电压等级均不相同，能够满足各个设备的电源多样性的需求，提高了数据中心的服务器机柜的可扩展性和设备配置的灵活性。

在一些实施例中，直流备电模块包括依次连接的双向直流转换子模块和电池子模块；

双向直流转换子模块，与直流母线连接，用于在电池子模块处于充电状态的情况下，将直流母线的电源电压转换为电池子模块的电池电压，以及在电池子模块处于放电状态的情况下，将电池子模块的电池电压转换为直流母线的电源电压。

具体地，直流备电模块可以包括双向直流转换子模块和电池子模块。电池子模块可以选用高功率密度和高能量密度的电池，例如磷酸铁锂电池等。

双向直流转换子模块，连接直流母线和电池子模块，用于在电池子模块处于充电状态的情况下，将直流母线的电源电压转换为电池子模块的电池电压，使得电池子模块可以吸收和储存直流母线提供的电能。双向直流转换子模块还用于在电池子模块处于放电状态的情况下，将电池子模块的电池电压转换为直流母线的电源电压，使得电池子模块可以释放所储存的电能。

例如在第一外部电源、第二外部电源和分布式电源发生部分故障或者全部故障时，直流备电模块中的电池子模块处于放电状态，双向直流转换子模块将电池子模块的电池电压转换为直流母线的电源电压，向直流母线提供备用直流电源。在第一外部电源、第二外部电源和分布式电源发生部分或者全部从故障恢复时，交流母线或者直流母线能够提供满足服务器机柜中各个设备的电能需求且有剩余电能时，直流备电模块中的电池子模块处于充电状态，双向直流转换子模块将直流母线的电源电压转换为电池子模块的电池电压。

本申请实施例提供的供备电系统，由于在直流备电模块中配置了双向直流转换子模块，使得直流母线电压和电池电压可以进行自由转换，使得电池子模块可以采用不同批次、不同容量等差异化规格的电池单体，无需满足电池单体的一致性要求；此外直流备电模块还可以多模块并联使用，可以支持在线热插拔等；提高了供备电系统设备配置的灵活性。

在一些实施例中，直流备电模块还用于：

获取直流母线的母线电压；

在母线电压大于预设电压目标值的情况下，控制电池子模块对直流母线提供的电能进行储存；电池子模块处于充电状态；

在母线电压小于预设电压目标值的情况下，控制电池子模块向直流母线提供所储存的电能；电池子模块处于放电状态。

具体地，直流备电模块还可以用于确保直流母线的母线电压保持平稳。

直流备电模块可以对直流母线的母线电压进行监测，按照预设监测周期获取直流母线的母线电压。预设电压目标值可以根据实际需求进行设置，例如可以设置预设电压目标值为270V。在数据中心的运行过程中，需要使直流母线的母线电压保持平稳，也就是需要使母线电压等于预设电压目标值。母线电压如果不能保持平稳，出现波动，将导致数据中心中各个服务器机柜中的设备无法正常运行或者造成设备破坏。

在母线电压大于预设电压目标值的情况下，表示直流母线中的电源电压出现了上升，可能是第二外部电源或者分布式电源提供的发电功率超过了直流母线中负载功率，或者直流母线中的部分负载出现了运行故障造成负载功率下降，可以控制电池子模块对直流母线提供的电能进行储存，也就是吸收发电功率超出部分对应的电能。此时电池子模块处于充电状态。

在母线电压小于预设电压目标值的情况下，表示直流母线中的电源电压出现了下降，可能是第二外部电源或者分布式电源提供的发电功率低于直流母线中负载功率，或者直流母线中的部分负载的工作功率上升或者增加了新的负载，可以控制电池子模块向直流母线提供所储存的电能，也就是释放发电功率不足部分对应的电能。

其中，直流母线中的负载是指消耗电能的设备，也就是直流母线连接的各个服务器机柜中各个设备。直流母线的负载功率是直流母线连接的各个服务器机柜中各个设备的工作功率确定的。

本申请实施例提供的供备电系统，通过直流备电模块对直流母线的母线电压进行监测，通过储存电能或者释放电能的方式使得直流母线电压保持平稳，保障了数据中心各个服务器机柜中的设备正常运行。

在一些实施例中，直流备电模块还用于：

获取第三电源输入模块连接的分布式电源的发电功率，以及各个直流备电模块的工作状态；

在分布式电源的发电功率大于预设功率阈值或者工作状态为异常的直流备电模块的数量大于预设阈值的情况下，对预设电压目标值进行调整。

具体地，直流母线对应的预设电压目标值还可以进行实时动态调整。在直流母线的电源电压在一定的范围内波动时，连接到直流母线的电源供应模块可以正常运行。连接到直流母线的直流备电模块还可以对预设电压目标值进行调整，可以实现电压调节。

可以对分布式电源的发电功率和各个直流备电模块的工作状态进行监测。

预设功率阈值可以根据直流母线中的负载功率进行确定。分布式电源的发电功率大于预设功率阈值，表明分布式电源向供备电系统提供的电能超过了数据中心中各个服务器机柜中各个设备所需求的电能，此时可以对预设电压目标值调整，具体为调高预设电压目标值，使得直流备电模块能够尽可能多地吸收和储存分布式电源提供的电能。

工作状态为异常的直流备电模块的数量大于预设阈值，表示实际能够吸收和储存分布式电源提供的电能的直流备电模块的数量变少了，但是由于分布式电源提供的电能还在源源不断地提供过来，因此可以对预设电压目标值调整，具体为调高预设电压目标值，使得处于工作状态为正常的直流备电模块能够尽可能多地吸收和储存分布式电源提供的电能。

本申请实施例提供的供备电系统，通过对直流母线对应的预设电压目标值，使得在分布式电源的发电功率上升或者部分直流备电模块出现工作异常的情况下，直流备电模块能够尽可能多地吸收和储存分布式电源提供的电能，能够保持直流母线电压平稳，保障了数据中心各个服务器机柜中的设备正常运行。

在一些实施例中，直流备电模块设置于服务器机柜和/或电源储能柜。

具体地，直流备电模块可以采用分布式结构设置。一方面，直流备电模块可以设置在各个服务器机柜中；另一方面，直流备电模块还可以设置在数据中心单独设置的电源储能柜中；再一方面，直流备电模块还可以同时设置在服务器机柜和电源储能柜中。

本申请实施例提供的供备电系统，通过对直流备电模块进行分布式设置，使得直流备电模块在服务器机柜内可以灵活配置，无需单独为数据中心设置专门的备电机房，可有效节省单独备电机房的空间，减小数据中心的设备需求空间。

在一些实施例中，在直流备电模块设置于服务器机柜的情况下，直流备电模块的数量是基于服务器机柜中各个设备的峰值功率、服务器机柜对应的备电要求时长，以及各个直流备电模块中电池子模块的电池容量确定的。

具体地，图3是本申请提供的供备电系统的结构示意图之三，如图3所示，直流备电模块160可以设置在服务器机柜200中。电源供应模块170也设置在服务器机柜200中。电源供应模块170的输出端连接设备电源母线210。

直流备电模块的数量可以根据服务器机柜中各个设备的峰值功率、服务器机柜对应的备电要求时长，以及各个直流备电模块中电池子模块的电池容量确定。备电要求时长是指服务器机柜中各个设备在两路外部电源和分布式电源均发生故障的情况下需要依靠备用直流电源运行的时间长度。峰值功率是设备在一定时间内达到的最大功率。

例如根据服务器机柜中各个设备的峰值功率和服务器机柜对应的备电要求时长的乘积，确定服务器机柜中各个设备的备电电能需求总量。根据备电电能需求总量与各个直流备电模块中电池子模块的电池容量的商，可以确定服务器机柜中需要配备的直流备电模块的数量。该数量可以作为该服务器机柜最少应配备的数量。

在数据中心的实际建设过程中，服务器机柜是随着业务量的增加而分阶段配置的，各个服务器机柜中的各个设备也是随着业务量的增加而分阶段配置的。本申请实施例提供的直流备电模块可以根据实际需要分阶段配置。

本申请实施例提供的供备电系统，将直流备电模块分布式地设置在各个服务器机柜中，无需单独为数据中心设置专门的备电机房，可有效节省单独备电机房的空间。

在上述实施例中，各个服务器机柜中的直流备电模块均与直流母线连接，使得不同服务器机柜中的直流备电模块相互实现了冗余备电功能。例如在任一服务器机柜中的直流备电模块发生故障时，直流母线所连接的其余各个服务器机柜中的直流备电模块将为该服务器机柜提供备用电能。

每个服务器机柜设置的直流备电模块按照服务器机柜的最严重工况设置，同样，数据中心的其余服务器机柜也要按照服务器机柜的最严重工况设置。由于这些服务器机柜内的直流备电模块统一配置在同一直流母线上，因此可以统一调配。同时实际工作中不会发生所有服务器机柜同时都长时间工作在峰值功率下。

在一些实施例中，在直流备电模块设置于电源储能柜的情况下，直流备电模块的数量是基于分布式电源提供的电能总量、电源储能柜的数量，以及各个直流备电模块中电池子模块的电池容量确定的。

具体地，图4是本申请提供的供备电系统的结构示意图之四，如图4所示，直流备电模块160可以设置在电源储能柜300中。

可以在数据中心中设置单独的电源储能柜，电源储能柜的数量根据需要进行设置，例如可以根据数据中心的剩余机柜安装空间进行设置。电源储能柜主要用于安装直流备电模块，主要用于储存分布式电源提供的电能。

在此情况下，直流备电模块的数量是根据分布式电源提供的电能总量、电源储能柜的数量、电源储能柜中直流备电模块的数量，以及各个直流备电模块中电池子模块的电池容量确定的。例如根据分布式电源提供的电能总量和电源储能柜的数量的商，可以确定单个电源储能柜对应的电能储存总量。根据单个电源储能柜对应的电能储存总量和直流备电模块中电池子模块的电池容量的商，可以确定单个电源储能柜中的直流备电模块的数量。在此基础上，也可以确定数据中心中所有电源储能柜中直流备电模块的数量。

上述方案仅考虑了分布式电源提供的电能总量全部由电源储能柜储存的情况。在实际运行过程中，除电源储能柜之外，服务器机柜中的直流备电模块也可以参与对分布式电源提供的电能进行储存。这使得整个数据中心能够尽可能多地储存分布式电源提供的电能，提高了分布式清洁能源的利用率，提高了数据中心供电的效率，降低了数据中心的用电成本。

在上述实施例中，分布式电源和数据中心组成了分布式直流微电网。分布式电源主要用于提供电能，数据中心主要用于消耗电能和储存电能，供备电系统中的第三电源输入模块实现将分布式电源提供的高压直流电源转换为数据中心所需的直流电源。

在一些实施例中，系统还包括备电控制模块；

备电控制模块，与各个直流备电模块连接，用于基于当前工作母线的负载功率，对各个直流备电模块的电能储存进行控制；当前工作母线包括交流母线和/或直流母线。

具体地，图5是本申请提供的供备电系统的结构示意图之五，如图5所示，供备电系统还包括备电控制模块180，与各个直流备电模块160连接。

当前工作母线是指当前时刻处于工作状态的母线。在数据中心的运行中，根据负载的不同，可以仅由交流母线或者直流母线供电，也可以由交流母线和直流母线同时供电。因此，当前工作母线可以为交流母线，也可以为直流母线，也可以为交流母线和直流母线。当前工作母线的负载功率实际上也是供备电系统的负载功率，为供备电系统中各个服务器机柜中各个设备的工作功率之和。

备电控制模块对当前工作母线的负载功率进行监测，获取负载功率，根据负载功率对各个直流备电模块的电能储存进行控制。例如在当前工作母线的负载功率小于分布式电源的发电功率的情况下，可以控制各个直流备电模块进行电能储存；在当前工作母线的负载功率大于分布式电源的发电功率的情况下，可以控制各个直流备电模块进行释放所储存的电能。

本申请实施例提供的供备电系统，通过备电控制模块根据当前工作母线的负载功率，对各个直流备电模块的电能储存进行控制，提高了分布式清洁能源的利用率，降低了数据中心的用电成本。

在一些实施例中，备电控制模块用于：

获取当前工作母线在当前时间段的负载功率；

在当前时间段的负载功率大于上一时间段的负载功率的情况下，将各个直流备电模块在当前时间段的电能储存量与各个直流备电模块的电能备用量进行比较；

在电能储存量大于电能备用量的情况下，控制直流备电模块释放电能，对当前工作母线的电压进行调整；

在电能储存量小于电能备用量的情况下，控制直流备电模块储存电能。

具体地，电能备用量是指直流备电模块应对数据中心中出现突发用电负载增加或设备故障时的额外电能储备量。直流备电模块在数据中心运行时需要保持的电能量应不小于电能备用量，以便于保障数据中心中各个设备在突发状况下能够正常运行。

直流备电模块在当前时间段的电能储存量是指直流备电模块在当前时间段实际储存的电量。

备电控制模块对当前工作母线在各个时间段的负载功率进行监测。在当前时间段的负载功率大于上一时间段的负载功率的情况下，表示当前工作母线上的负载增加了，需要提供消耗更多的电能。此时如果外部电源的供电功率或者分布式电源的发电功率不发生变化，当前工作母线中将出现功率不平衡，将导致母线电压发生变化。

在此情况下，如果直流备电模块在当前时间段的电能储存量大于电能备用量，表示直流备电模块中有富余电能，可以控制直流备电模块释放电能，从而对当前工作母线的电压进行调整，维持母线电压平稳。

如果直流备电模块在当前时间段的电能储存量小于电能备用量，表示直流备电模块中电能不足，可以控制直流备电模块储存电能。

直流备电模块释放电能的过程同时也受到了电池健康状态的影响。电池健康状态（State of Health，SOH）是指在标准条件下电池从充满状态以一定倍率放电到截止电压放出的能量与其对应的标称额定能量的比值。根据直流备电模块中电池子模块的电池健康状态，可以确定直流备电模块在当前时间段的最大放电量。如果直流备电模块的电能释放量小于最大放电量，则直流备电模块实际可以提供的电能量为电能释放量；如果直流备电模块的电能释放量大于最大放电量，则直流备电模块实际可以提供的电能量为最大放电量。通过上述机制，可以有效地对电池进行保护，避免电池过度放电，造成电极活性物质损伤，失去反应能力，使电池寿命缩短。

本申请实施例提供的供备电系统，在当前工作母线在当前时间段的负载功率变化时，可以利用直流备电模块在满足电能备用的情况下利用富余电能对当前工作母线的电压进行调整，使得母线电压保持平稳，保障了数据中心各个服务器机柜中的设备正常运行。

在上述实施例中，第一外部电源和第二外部电源所提供的电能可按照所有服务器机柜额定功率配置基础上预留一定功率余量即可，无需按照所有服务器机柜同时最大峰值功率，配置相应供电支路上的供电设备。因为配置功率过大，而通常负载功率严重低于峰值功率，导致供电链路上的设备通常都工作在轻载状态而效率很低；当各服务器机柜内部发生峰值功率时，外部供电母线所能提供的能力下降，导致供电母线电压下降，此时每个机柜内的直流备电模块自动跟随母线电压，提供所需的峰值能量。

在一些实施例中，系统还包括交流切换模块和直流切换模块；

交流切换模块，与交流母线和电源供应模块连接，用于在确定交流母线供电的情况下，导通交流母线和电源供应模块之间的电路；

直流切换模块，与直流母线和电源供应模块连接，用于在确定直流母线供电的情况下，导通直流母线和电源供应模块之间的电路。

具体地，图6是本申请提供的供备电系统的结构示意图之六，如图6所示，供备电系统还包括交流切换模块191和直流切换模块192。

交流切换模块与交流母线和电源供应模块连接，用于在确定交流母线供电的情况下，导通交流母线和电源供应模块之间的电路；在无需交流母线供电的情况下，交流切换模块可以断开交流母线和电源供应模块之间的电路。

直流切换模块与直流母线和电源供应模块连接，用于在确定直流母线供电的情况下，导通直流母线和电源供应模块之间的电路；在无需直流母线供电的情况下，断开直流母线和电源供应模块之间的电路。

可以根据分布式电源的发电功率，实时调整工作在直流母线的服务器机柜数量，剩余的服务器机柜可以工作在交流母线端。

本申请实施例提供的供备电系统，通过交流切换模块和直流切换模块，可以实现切换电源供应模块与交流母线或者直流母线之间的连接关系。

在上述实施例中，在交流切换模块导通的情况下，直流切换模块断开；在直流切换模块导通的情况下，交流切换模块断开。

具体地，可以将交流切换模块和直流切换模块设置为互锁关系。也就是在交流切换模块导通的情况下，直流切换模块断开；在直流切换模块导通的情况下，交流切换模块断开。在此情况下，需要对电源供应模块中的掉电保持时间进行设置，使得掉电保持时间应大于交流切换装置和直流切换装置为互锁切换的时间。

在电源供应模块的数量设置上，可以在满足服务器机柜中各个设备的功率需求的基础上，可以冗余设置一定数量的电源供应模块，冗余的数量可以根据需要进行设置。所有电源供应模块的第一选择是连接至交流母线，第二选择是连接至直流母线。

本申请实施例提供的供备电系统，可以设置交流切换装置和直流切换装置为互锁关系，使得服务器机柜可以选择单一的母线运行。

图7是本申请提供的供备电控制方法的流程示意图，如图7所示，该方法应用于上述实施例中的供备电系统，包括步骤710、步骤720、步骤730和步骤740。

步骤710、获取分布式电源的发电功率。

步骤720、在发电功率为零的情况下，基于供备电系统中各个服务器机柜中各个设备的工作功率，确定供备电系统的负载功率。

步骤730、在供备电系统的负载功率小于第一预设负载功率阈值的情况下，控制第一电源输入模块与第一外部电源连接，控制第二电源输入模块与第二外部电源断开。

步骤740、在供备电系统的负载功率大于第二预设负载功率阈值的情况下，控制第一电源输入模块与第一外部电源连接；控制第二电源输入模块与第二外部电源连接；控制第一电源输入模块的电源输入功率等于第二电源输入模块的电源输入功率。

具体地，本申请实施例提供的方法的执行主体为供备电控制装置。该装置可以通过软件实现，例如运行在供备电系统中的供备电控制程序；也可以为执行供备电控制方法的装置，例如移动终端、平板电脑、台式计算机或者服务器等。

可以对分布式电源的发电功率进行监测。在发电功率为零的情况下，表示分布式电源未提供电能。此时供备电系统的所有负载所消耗的电能完全由第一外部电源或者第二外部电源提供。

可以对供备电系统中各个服务器机柜中各个设备的工作功率进行求和，确定供备电系统的负载功率。第一预设负载功率阈值为供备电系统运行在轻载工况下的负载功率；第二预设负载功率阈值为供备电系统运行在满载工况下的负载功率。

在供备电系统的负载功率小于第一预设负载功率阈值的情况下，考虑到第一外部电源相对于第二外部电源，无需对外部电源进行逆变和整流，电能损耗较小。因此可以由第一外部电源完全承担供备电系统的负载功率。此时，可以控制第一电源输入模块与第一外部电源连接，控制第二电源输入模块与第二外部电源断开。

在供备电系统的负载功率大于第二预设负载功率阈值的情况下，考虑到整个供备电系统的运行效率，可以使第一外部电源和第二外部电源各自承担一半的负载功率，此时可以控制第一电源输入模块与第一外部电源连接，控制第二电源输入模块与第二外部电源连接，控制第一电源输入模块的电源输入功率等于第二电源输入模块的电源输入功率。两个电源输入功率之和等于负载功率。在此情况下，供备电系统的运行效率可以到达最优。

本申请实施例提供的供备电控制方法，在分布式电源未提供电能的情况下，根据供备电系统的负载功率灵活选择第一外部电源和/或第二外部电源接入，提高了整个供备电系统的运行效率。

在一些实施例中，步骤710之后还包括：

在发电功率大于零且小于供备电系统的负载功率的情况下，确定第三电源输入模块的电源输入优先级大于第一电源输入模块的电源输入优先级，第一电源输入模块的电源输入优先级大于第二电源输入模块的电源输入优先级。

具体地，在发电功率大于零且小于供备电系统的负载功率的情况下，表示分布式电源可以提供一定的电能但又不足以完全满足供备电系统的用电需求。在此情况下，供配电系统中存在分布式电源和外部电源共同提供电能。

由于分布式电源提供的电源为清洁能源，且在外部电源需要收费的情况下，优先使用分布式电源可以降低数据中心的用电成本，满足环保要求，可以确定第三电源输入模块的电源输入优先级大于第一电源输入模块的电源输入优先级和第二电源输入模块的电源输入优先级。

由于第一外部电源连接的是交流母线，无需对外部电源进行逆变和整流，电能损耗较小，因此可以确定第一电源输入模块的电源输入优先级大于第二电源输入模块的电源输入优先级。

本申请实施例提供的供备电控制方法，在分布式电源提供电能的基础上，分别确定分布式电源和外部电源对应的电源输入模块的电源输入优先级，可以降低数据中心的用电成本，满足环保要求。

在一些实施例中，步骤710之后还包括：

在发电功率大于供备电系统的负载功率的情况下，控制第一电源输入模块与第一外部电源断开，以及控制第二电源输入模块与第二外部电源断开；

基于发电功率与负载功率的差值，确定分布式电源的电能超发功率；

将电能超发功率对应的电能储存至供备电系统中的电源储能柜。

具体地，在发电功率大于供备电系统的负载功率的情况下，表示分布式电源在完全满足供备电系统的用电需求的基础上，还有电能富余。在此情况下，可以控制第一电源输入模块与第一外部电源断开，以及控制第二电源输入模块与第二外部电源断开，使得供备电系统的负载功率完全由分布式电源承担。

电能超发是指分布式电源的发电功率超过供电系统的负载功率。根据分布式电源的发电功率与负载功率的差值，确定分布式电源的电能超发功率，根据电能超发功率和电能超发时间，可以确定电能超发功率对应的电能，也就是富余电能。可以将富余电能储存至供备电系统中的电源储能柜。

本申请实施例提供的供备电控制方法，在分布式电源能提供富余电能的情况下，利用电能储能柜对富余电能进行储存，提高了分布式清洁能源的利用率，降低了数据中心的用电成本。

在上述实施例中，电能储存柜在电价高峰和电能完全不足时提供能源供给；实现削峰填谷的作用，创造电价盈利空间，可以降低数据中心的用电成本。

在一些实施例中，该方法还包括：

获取分布式电源在预设时间段的发电功率，以及供备电系统在预设时间段的负载功率；

在发电功率大于负载功率的情况下，基于发电功率与负载功率的差值，以及预设时间段的时长，确定分布式电源的电能剩余量；

控制各个直流备电模块储存电能；各个直流备电模块的电能存储量之和为电能剩余量。

具体地，分布式电源的发电功率可能会在较短时间内产生波动，这些较短时间内产生的功率波动将导致母线电压也会产生波动，对设备的正常运行带来不利的影响。

可以设置预设时间段，该时间段的时长可以根据需要进行设置，例如数秒或者数分钟等。

获取分布式电源在预设时间段的发电功率，以及供备电系统在预设时间段的负载功率。将发电功率和负载功率进行比较，如果发电功率大于负载功率，表示短时间内分布式电源提供的电能出现富余。根据发电功率与负载功率的差值，乘以预设时间段的时长，可以得到分布式电源的电能剩余量。可以控制各个直流备电模块存储电能，所有直流备电模块的电能存储量之和为电能剩余量，从而避免出现功率不平衡，导致母线电压波动。

本申请实施例提供的供备电控制方法，在分布式电源的短时发电功率大于供备电系统的短时负载功率的情况下，控制直流备电模块储存电能，吸收富余电能，避免出现功率不平衡，导致母线电压波动，保障了数据中心中各个设备的正常运行。

在一些实施例中，该方法还包括：

在发电功率小于负载功率的情况下，基于负载功率与发电功率的差值，以及预设时间段的时长，确定分布式电源的电能不足量；

控制各个直流备电模块释放电能；各个直流备电模块的电能释放量之和为电能不足量。

具体地，如果发电功率小于负载功率，表示短时间内分布式电源提供的电能出现不足。可以根据负载功率与发电功率的差值，乘以预设时间段的时长，可以得到分布式电源的电能不足量。可以控制各个直流备电模块释放电能，所有直流备电模块的电能释放量之和为电能不足量，从而避免出现功率不平衡，导致母线电压波动。

本申请实施例提供的供备电控制方法，在分布式电源的短时发电功率小于供备电系统的短时负载功率的情况下，控制直流备电模块释放电能，弥补不足电能，避免出现功率不平衡，导致母线电压波动，保障了数据中心中各个设备的正常运行。

图8是本申请提供的数据中心的结构示意图之一，如图8所示，数据中心800包括供备电系统100，以及与供备电系统100连接的服务器机柜200。服务器机柜200用于数据存储和/或数据处理。

具体地，数据中心是用于集中存储、管理、处理和分发数据的系统，通常包括大量的服务器，以及配套的网络设备和电源设备等。这些服务器、网络设备和电源设备等通常设置在服务器机柜中。

服务器机柜可以用来安装至少一个服务器，例如在服务器机柜为机架的情况下，服务器机柜中可以安装多个机架式服务器；在服务器机柜为刀片机箱的情况下，服务器机柜中可以安装多个刀片式服务器；在服务器机柜为单个服务器对应的机柜的情况下，服务器机柜中可以安装服务器对应的计算设备、存储设备和网络设备等。

对于数据中心中的服务器机柜数量，本申请实施例不做具体限定。服务器机柜中可以根据需要设置电源供应模块和直流备电模块，对于服务器机柜中电源供应模块和直流备电模块，本申请实施例也不做具体限定。

服务器机柜是随着业务量的增加而分阶段配置的，各个服务器机柜中的各个设备（电源供应模块和直流备电模块）也是随着业务量的增加而分阶段配置的。也就是说，数据中心可以根据业务需要实现模块化建设。

本申请实施例提供的数据中心，由于包含了上述实施例中的供备电系统，供备电系统与服务器连接，由于在供备电系统的电源输入端实现了两路外部电源和分布式电源的相互冗余，在系统内部实现了交流母线和直流母线的供电冗余，同时配备了直流备电模块实现了电能备用，提高了数据中心供电的可靠性；由于直流备电模块在提供备用电能的基础上，还可以对分布式电源提供的电能进行储存，提高了分布式清洁能源的利用率，提高了数据中心供电的效率，降低了数据中心的用电成本；由于在系统内部采用了母线连接设备的方式，简化了电路拓扑结构，便于对进出线设备进行改动，提高了数据中心供电的灵活性和可扩展性。

图9是本申请提供的数据中心的结构示意图之二，如图9所示，数据中心800还包括电源储能柜300。电源储能柜300与供备电系统100连接，用于对分布式电源提供的电能进行储存。

具体地，还可以在数据中心中设置电源储能柜。对于电源储能柜的数量，本申请实施例不做具体限定。

考虑了分布式电源提供的电能总量全部由电源储能柜储存的情况。在实际运行过程中，除电源储能柜之外，服务器机柜中的直流备电模块也可以参与对分布式电源提供的电能进行储存。这使得整个数据中心能够尽可能多地储存分布式电源提供的电能，提高了分布式清洁能源的利用率，提高了数据中心供电的效率，降低了数据中心的用电成本。

在数据中心中，直流备电模块的可靠性体现在：

（1）相比于以整机形式出现UPS电源，直流备电模块的电路拓扑结构简单，依靠母线实现连接，更靠近用电设备，提高了设备级别的可靠性；

（2）既可以设置在服务器机柜中，也可以设置电源储能柜中，能够实现不同机柜之间的冗余备用和相互支持，提高了机柜级别的可靠性；

（3）配备了直流备电模块的数据中心和分布式电源组成了分布式直流微电网。分布式电源主要用于提供电能，数据中心主要用于消耗电能和储存电能。对于数据中心而言，电能来源实现了多样化和多重冗余，提高了系统级别的可靠性。

图10是本申请提供的电子设备的结构示意图，如图10所示，该电子设备可以包括：处理器（Processor）1010、通信接口（Communications Interface）1020、存储器（Memory）1030和通信总线（Communications Bus）1040，其中，处理器1010，通信接口1020，存储器1030通过通信总线1040完成相互间的通信。处理器1010可以调用存储器1030中的逻辑命令，以执行上述实施例中所述的方法，例如：

获取分布式电源的发电功率；在发电功率为零的情况下，基于供备电系统中各个电源供应模块的工作功率，确定供备电系统的负载功率；在供备电系统的负载功率小于第一预设负载功率阈值的情况下，控制第一电源输入模块与第一外部电源连接，控制第二电源输入模块与第二外部电源断开；在供备电系统的负载功率大于第二预设负载功率阈值的情况下，控制第一电源输入模块的电源输入功率等于第二电源输入模块的电源输入功率。

此外，上述的存储器中的逻辑命令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案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中，包括若干命令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请实施例提供的电子设备中的处理器可以调用存储器中的逻辑指令，实现上述方法，其具体的实施方式与前述方法实施方式一致，且可以达到相同的有益效果，此处不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读的存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的方法。

其具体的实施方式与前述方法实施方式一致，且可以达到相同的有益效果，此处不再赘述。

本申请实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

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各实施方式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。基于这样的理解，上述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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (20)

1.一种供备电系统，其特征在于，应用于数据中心，包括第一电源输入模块、第二电源输入模块、第三电源输入模块、交流母线、直流母线、直流备电模块和电源供应模块；

所述第一电源输入模块，与所述交流母线连接，用于将输入的第一外部电源转换为所述交流母线所需的交流电源；

所述第二电源输入模块，与所述直流母线连接，用于将输入的第二外部电源转换为所述直流母线所需的第一直流电源；

所述第三电源输入模块，与所述直流母线连接，用于将输入的分布式电源转换为所述直流母线所需的第二直流电源；

所述直流备电模块，与所述直流母线连接，用于向所述直流母线提供备用直流电源，以及对所述分布式电源提供的电能进行储存；

所述电源供应模块，分别与所述交流母线和所述直流母线连接，用于将所述交流电源、所述第一直流电源、所述第二直流电源和所述备用直流电源中的至少一种转换为服务器机柜中各个设备的工作电源。

2.根据权利要求1所述的供备电系统，其特征在于，所述服务器机柜中冗余设置多个所述电源供应模块；

所述多个所述电源供应模块包括第一电源供应模块和第二电源供应模块；

所述第一电源供应模块与所述交流母线连接，用于将所述交流电源转换为所述服务器机柜中各个设备的工作电源；

所述第二电源供应模块与所述直流母线连接，用于将所述第一直流电源、所述第二直流电源和所述备用直流电源中的至少一种转换为所述服务器机柜中各个设备的工作电源。

3.根据权利要求2所述的供备电系统，其特征在于，所述服务器机柜中设置有多个设备电源母线；各个设备电源母线的电压等级均不相同；

所述设备电源母线，用于连接所述电源供应模块的电源输出端和所述服务器机柜中各个设备的电源输入端，用于向各个设备提供工作电源。

4.根据权利要求1所述的供备电系统，其特征在于，所述直流备电模块包括依次连接的双向直流转换子模块和电池子模块；

双向直流转换子模块，与所述直流母线连接，用于在所述电池子模块处于充电状态的情况下，将所述直流母线的电源电压转换为所述电池子模块的电池电压，以及在所述电池子模块处于放电状态的情况下，将所述电池子模块的电池电压转换为所述直流母线的电源电压。

5.根据权利要求4所述的供备电系统，其特征在于，所述直流备电模块还用于：

获取所述直流母线的母线电压；

在所述母线电压大于预设电压目标值的情况下，控制所述电池子模块对所述直流母线提供的电能进行储存；所述电池子模块处于充电状态；

在所述母线电压小于所述预设电压目标值的情况下，控制所述电池子模块向所述直流母线提供所储存的电能；所述电池子模块处于放电状态。

6.根据权利要求5所述的供备电系统，其特征在于，所述直流备电模块还用于：

获取所述第三电源输入模块连接的分布式电源的发电功率，以及各个直流备电模块的工作状态；

在所述分布式电源的发电功率大于预设功率阈值或者所述工作状态为异常的直流备电模块的数量大于预设阈值的情况下，对所述预设电压目标值进行调整。

7.根据权利要求4所述的供备电系统，其特征在于，所述直流备电模块设置于所述服务器机柜和/或电源储能柜。

8.根据权利要求7所述的供备电系统，其特征在于，在所述直流备电模块设置于所述服务器机柜的情况下，所述直流备电模块的数量是基于所述服务器机柜中各个设备的峰值功率、所述服务器机柜对应的备电要求时长，以及各个直流备电模块中电池子模块的电池容量确定的。

9.根据权利要求7所述的供备电系统，其特征在于，在所述直流备电模块设置于所述电源储能柜的情况下，所述直流备电模块的数量是基于所述分布式电源提供的电能总量、所述电源储能柜的数量，以及各个直流备电模块中电池子模块的电池容量确定的。

10.根据权利要求1所述的供备电系统，其特征在于，所述系统还包括备电控制模块；

所述备电控制模块，与各个直流备电模块连接，用于基于当前工作母线的负载功率，对各个直流备电模块的电能储存进行控制；所述当前工作母线包括所述交流母线和/或所述直流母线。

11.根据权利要求10所述的供备电系统，其特征在于，所述备电控制模块用于：

获取当前工作母线在当前时间段的负载功率；

在所述当前时间段的负载功率大于上一时间段的负载功率的情况下，将各个直流备电模块在所述当前时间段的电能储存量与各个直流备电模块的电能备用量进行比较；

在所述电能储存量大于所述电能备用量的情况下，控制所述直流备电模块释放电能，对所述当前工作母线的电压进行调整；

在所述电能储存量小于所述电能备用量的情况下，控制所述直流备电模块储存电能。

12.根据权利要求1所述的供备电系统，其特征在于，所述系统还包括交流切换模块和直流切换模块；

所述交流切换模块，与所述交流母线和所述电源供应模块连接，用于在确定所述交流母线供电的情况下，导通所述交流母线和所述电源供应模块之间的电路；

所述直流切换模块，与所述直流母线和所述电源供应模块连接，用于在确定所述直流母线供电的情况下，导通所述直流母线和所述电源供应模块之间的电路。

13.根据权利要求12所述的供备电系统，其特征在于，在所述交流切换模块导通的情况下，所述直流切换模块断开；在所述直流切换模块导通的情况下，所述交流切换模块断开。

14.一种供备电控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至13任一项所述的供备电系统，包括：

获取分布式电源的发电功率；

在所述发电功率为零的情况下，基于所述供备电系统中各个服务器机柜中各个设备的工作功率，确定所述供备电系统的负载功率；

在所述供备电系统的负载功率小于第一预设负载功率阈值的情况下，控制第一电源输入模块与第一外部电源连接；控制第二电源输入模块与第二外部电源断开；

在所述供备电系统的负载功率大于第二预设负载功率阈值的情况下，控制所述第一电源输入模块与所述第一外部电源连接；控制所述第二电源输入模块与所述第二外部电源连接；控制所述第一电源输入模块的电源输入功率等于所述第二电源输入模块的电源输入功率。

15.根据权利要求14所述的供备电控制方法，其特征在于，所述获取分布式电源的发电功率之后，还包括：

在所述发电功率大于零且小于所述供备电系统的负载功率的情况下，确定第三电源输入模块的电源输入优先级大于所述第一电源输入模块的电源输入优先级，所述第一电源输入模块的电源输入优先级大于所述第二电源输入模块的电源输入优先级。

16.根据权利要求14所述的供备电控制方法，其特征在于，所述获取分布式电源的发电功率之后，还包括：

在所述发电功率大于所述供备电系统的负载功率的情况下，控制所述第一电源输入模块与所述第一外部电源断开，以及控制所述第二电源输入模块与所述第二外部电源断开；

基于所述发电功率与所述负载功率的差值，确定所述分布式电源的电能超发功率；

将所述电能超发功率对应的电能储存至所述供备电系统中的电源储能柜。

17.根据权利要求15或16所述的供备电控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述分布式电源在预设时间段的发电功率，以及所述供备电系统在所述预设时间段的负载功率；

在所述发电功率大于所述负载功率的情况下，基于所述发电功率与所述负载功率的差值，以及所述预设时间段的时长，确定所述分布式电源的电能剩余量；

控制各个直流备电模块储存电能；各个直流备电模块的电能存储量之和为所述电能剩余量。

18.根据权利要求17所述的供备电控制方法，其特征在于，所述获取所述分布式电源在预设时间段的发电功率，以及所述供备电系统在所述预设时间段的负载功率之后，还包括：

在所述发电功率小于所述负载功率的情况下，基于所述负载功率与所述发电功率的差值，以及所述预设时间段的时长，确定所述分布式电源的电能不足量；

控制各个直流备电模块释放电能；各个直流备电模块的电能释放量之和为所述电能不足量。

19.一种数据中心，其特征在于，包括权利要求1至13任一项所述的供备电系统，以及与所述供备电系统连接的服务器机柜；

所述服务器机柜用于数据存储和/或数据处理。

20.根据权利要求19所述的数据中心，其特征在于，还包括电源储能柜；

所述电源储能柜，与所述供备电系统连接，用于对分布式电源提供的电能进行储存。