CN203933133U - 一种网络化的分布式高压直流供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种网络化的分布式高压直流供电系统，包括若干交流电源、若干负载若干高压直流供电装置以及直流电网和管理控制单元；所述若干高压直流供电装置分别与所述若干交流电源和若干负载相连接；所述若干高压直流供电装置还设置与所述直流电网和所述管理控制单元相连接；所述高压直流供电装置用于将交流电转化为直流电后向负载或者直流电网供电；每一个所述高压直流供电装置，可以独立工作，仅向其所连接负载供电；每一个所述高压直流供电装置，在向其所连接负载供电的同时，还可以通过直流电网与其他高压直流供电装置并网工作，向直流电网输出直流电，或者是从直流电网输入直流电；每一个所述高压直流供电装置可以在独立工作和并网工作两种状态之间变换。
Description
技术领域
本发明属于机房供电及电源管理技术领域，尤其涉及的是一种网络化的分布式高压直流供电系统。
背景技术
现在多数设备机房仍然采用传统交流UPS集中供电系统，传统交流UPS系统采用交流->直流→交流的转换，为IT设备供电，需要2次转换过程。如果能减少转换次数，就可以降低电力损耗，提高供电效率。因此出现了仅使用交流→直流的转换，然后直接用转换后的高压直流为IT设备供电的方式，称为高压直流供电系统或者高压直流UPS系统。但是目前的供电系统除了效率低之外，还存在其它问题：1、非模块化集中部署，如果UPS发生故障，容易造成全面的供电事故和整个数据中心机房断电；2、需要独立的UPS室安装UPS供电系统。由于需要集中放置众多的铅酸电池，UPS室的地板承重要求很高，这样就降低了数据中心的有效使用面积，增加了成本；3、数据中心机房扩展受到限制，集中式UPS供电系统，其部署的供电能力无法随意扩容，使得未来进一步扩展受到限制。通常数据中心的建设要随着业务的发展分期进行，一次性将全部UPS系统部署到位，为建设初期带来很大的和不必要的费用支出。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种网络化的分布式高压直流供电系统。
本发明的技术方案如下：
一种网络化的分布式高压直流供电系统，包括若干交流电源及若干负载，还包括若干高压直流供电装置、直流电网及管理控制单元；所述若干高压直流供电装置分别与所述若干交流电源和所述若干负载相连接；所述若干高压直流供电装置还设置与所述直流电网以及所述管理控制单元相连接；所述高压直流供电装置用于将交流电转化为直流电后向负载或者直流电网供电；每一个所述高压直流供电装置，独立工作时仅向其所连接负载供电；或每一个所述高压直流供电装置，在向其所连接负载供电的同时，通过直流电网与其他高压直流供电装置并网工作，向直流电网输出直流电，或者是从直流电网输入直流电；每一个所述高压直流供电装置根据所述管理控制单元的指令，在独立工作和并网工作两种状态之间变换。
所述网络化的分布式高压直流供电系统配备所述高压直流供电装置数量大于所述负载的数量。
所述高压直流供电装置包括整流器、电池、电池管理模块、监控模块、直流电网接口、负载接口以及管理通信接口，所述整流器与所述交流电源相连接，同时设置所述整流器与所述监控模块相连接；所述监控模块设置与直流电网接口、负载接口以及管理通信接口相连接，并且还设置通过电池管理模块与电池相连接；所述电池管理模块负责控制电池充放电，所述负载接口用于连接负载，所述直流电网接口用于连接直流电网，所述管理通信接口用于连接管理控制单元，所述整流器用于将交流电转换成直流电；所述监控模块设置对整流器、电池管理模块、电池状态、负载用电情况和直流电网供电情况进行监控和管理，并可根据预先设定的供电模式自动调整。
所述网络化的分布式高压直流供电系统可以初始设定连接有负载的高压直流供电装置为独立工作状态，其他没有连接负载的高压直流供电装置为向直流 电网输出直流电的并网工作状态；当个别独立工作状态的高压直流供电装置故障或接近其负载功率上限时，则将其变换为从直流电网输入直流电的并网工作状态，当恢复正常后再变换为独立工作状态；当所有向直流电网输出直流电的高压直流供电装置的负载功率之和接近供电功率之和的临界值时，选择一台处于独立工作状态并且当前负载功率最低的高压直流供电装置变换为向直流电网输出直流电的并网工作状态。
所述网络化的分布式高压直流供电系统还可以初始设定所有所述高压直流供电装置均为向直流电网输出直流电的并网工作状态，管理控制单元根据每台高压直流供电装置工作电流的变化，随时调整各个高压直流供电装置向直流电网的输出电压。
本发明的有益效果在于一方面提高了供电效率，同时利用网络化的架构提高了整个系统的可靠性和配置的灵活性，占用空间少，节约能耗的同时也降低了成本。
附图说明
图1为本发明的网络化的分布式高压直流供电系统结构示意图。
图2为本发明的高压直流供电装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
如图1-图2所示，本发明提供一种网络化的分布式高压直流供电系统，包括交流电源1及负载201-203，还包括高压直流供电装置301-304，以及直流电网4和管理控制单元5。所述高压直流供电装置301-304与交流电源1连接，每个连接端为101。高压直流供电装置301与负载201相连接并为其供电；高压直 流供电装置302与负载202相连接并为其供电；高压直流供电装置303与负载203相连接并为其供电；高压直流供电装置301-304还设置与所述直流电网4以及所述管理控制单元5相连接。所述高压直流供电装置304并无负载连接。初始设置所述高压直流供电装置301-303为独立工作状态，将交流电转化为直流电后向其所连接负载201-203供电；高压直流供电装置304为向直流电网输出直流电的并网工作状态。所述高压直流供电装置301-304可以根据所述管理控制单元5的指令，在独立工作和并网工作两种状态之间变换，从而每个高压直流供电装置301-304，既是供电网络中的一个供电单元，同时又是可以通过直流电网与其他高压直流供电装置共享电量的供电单元。
所述高压直流供电装置301-304包括交流电源101、整流器6、电池7、电池管理模块8、监控模块9，直流电网接口10、负载接口11以及管理通信接口12，所述整流器6与所述交流电源101相连接，同时设置所述整流器6与所述监控模块9相连接；所述监控模块9设置与直流电网接口10、负载接口11以及管理通信接口12相连接，并且还设置通过电池管理模块8与电池7相连接；所述电池管理模块8负责控制电池7充放电，所述负载接口11用于连接负载201-203，所述直流电网接口10用于连接直流电网4，所述整流器6用于将交流电转换成直流电；所述监控模块设置9对整流器6、电池管理模块8、电池7的状态、负载201-203的用电情况和直流电网4的供电情况进行监控和管理，并可根据预先设定的供电模式自动调整。
工作时，若高压直流供电装置301出现故障无法工作时，则将其变换为从直流电网4输入直流电的并网工作状态，高压直流供电装置304向直流电网4输出的直流电将输入给高压直流供电装置301，供负载201供电。当高压直流供电装置301恢复正常后再变换为独立工作状态，不再从直流电网4输入直流电。 若高压直流供电装置304向直流电网4供电时，其负载功率接近供电功率的临界值，管理控制单元5会自动在高压直流供电装置301-303之中选择当前负载功率最低的一个，将其变换为向直流电网输出直流电的并网工作状态，并向直流电网输出直流电，以补充高压直流供电装置304的供电不足。以此类推，当其他高压直流供电装置出现类似问题是也进行相同处理。
管理控制单元根据每台高压直流供电装置301-304的工作电流变化，调整各个高压直流供电装置向直流电网的输出电压。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种网络化的分布式高压直流供电系统，包括若干交流电源及若干负载，其特征在于，还包括若干高压直流供电装置、直流电网及管理控制单元；所述若干高压直流供电装置分别与所述若干交流电源和所述若干负载相连接；所述若干高压直流供电装置还设置与所述直流电网以及所述管理控制单元相连接；所述高压直流供电装置用于将交流电转化为直流电后向负载或者直流电网供电；每一个所述高压直流供电装置，独立工作时仅向其所连接负载供电；或每一个所述高压直流供电装置，在向其所连接负载供电的同时，通过直流电网与其他高压直流供电装置并网工作，向直流电网输出直流电，或者是从直流电网输入直流电；每一个所述高压直流供电装置根据所述管理控制单元的指令，在独立工作和并网工作两种状态之间变换。
2.如权利要求1所述的网络化的分布式高压直流供电系统，其特征在于，配备所述高压直流供电装置的数量大于所述负载的数量。
3.如权利要求2所述的网络化的分布式高压直流供电系统，其特征在于，所述高压直流供电装置包括整流器、电池、电池管理模块、监控模块、直流电网接口、负载接口以及管理通信接口，所述整流器与所述交流电源相连接，同时设置所述整流器与所述监控模块相连接；所述监控模块设置与直流电网接口、负载接口以及管理通信接口相连接，并且还设置通过电池管理模块与电池相连接；所述电池管理模块负责控制电池充放电，所述负载接口用于连接负载，所述直流电网接口用于连接直流电网，所述管理通信接口用于连接管理控制单元，所述整流器用于将交流电转换成直流电；所述监控模块设置对整流器、电池管理模块、电池状态、负载用电情况和直流电网供电情况进行监控和管理，并可根据预先设定的供电模式自动调整。
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