CN213693150U - 一种数据中心供电系统 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种数据中心供电系统，该数据中心供电系统包括市电系统和可再生能源供电系统；所述市电系统的电能输出端与所述数据中心的IT设备的电能输入端连接，所述市电系统用于为所述IT设备供电；所述可再生能源供电系统的电能输出端与所述数据中心的辅助设备的电能输入端连接，所述可再生能源供电系统用于为所述辅助设备供电。采用本公开提供的数据中心供电系统，通过可再生能源供电系统可以将可再生能源转换为电能为数据中心的辅助设备供电，从而可以减少市电消耗，降低数据中心的运行成本。

Description

一种数据中心供电系统

技术领域

本公开涉及供电技术领域，具体涉及一种数据中心供电系统。

背景技术

数据中心作为网络中传递、加速、展示、计算、存储数据信息的重要网络中心，其需要每天24小时不停机运行。为保证数据中心的安全运行，需要对数据中心的互联网技术(Internet Technology，IT)设备进行冷却。

现阶段，通常通过传统的市电系统为数据中心的IT设备以及数据中心的空调、照明等辅助设备供电。而由于数据中心需要每天不停机运转，采用传统的市电系统为数据中心的IT设备和数据中心的辅助设备供电，会导致数据中心耗电较多，运行成本较高。

实用新型内容

本公开实施例的目的是提供一种数据中心供电系统，以解决现有技术中数据中心耗电较多，运行成本较高的技术问题。

本公开的技术方案如下：

一种数据中心供电系统，包括市电系统和可再生能源供电系统；

市电系统的电能输出端与数据中心的IT设备的电能输入端连接，市电系统用于为IT设备供电；

可再生能源供电系统的电能输出端与数据中心的辅助设备的电能输入端连接，可再生能源供电系统用于为辅助设备供电。

本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本公开实施例提供的数据中心供电系统不仅包括市电系统，还包括可再生能源供电系统。其中，市电系统的电能输出端与数据中心的IT设备的电能输入端连接，为数据中心的IT设备供电；可再生能源供电系统的电能输出端与数据中心的辅助设备的电能输入端连接，为数据中心的辅助设备供电。如此，通过该数据中心供电系统，可以采用可再生能源供电系统为数据中心的辅助设备供电，即可以通过可再生能源供电系统将可再生能源转换为电能为数据中心的辅助设备供电。这样，数据中心的辅助设备的电能来源不再依赖于市电系统，从而可以减少市电消耗，降低数据中心的耗电成本，进而可以降低数据中心的运行成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限值本公开。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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是本公开实施例提供的一种数据中心供电系统的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的一种数据中心供电系统的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的一种数据中心供电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

基于背景技术可知，现有技术中，通常采用传统的市电系统为数据中心的IT设备以及数据中心的空调、照明等辅助设备供电，而由于数据中心需要每天不停机运行，从而会导致数据中心耗电较多，运行成本较高。

具体的，由于数据中心一旦发生断电情况，就会导致很多相关设备的业务发生中断，给数据中心带来较大损失。故而，数据中心需要每天24小时昼夜不停机运行，数据中心的空调、照明等辅助设备也需要长期运行。为保证数据中心的正常运行，现阶段通常采用冗余供电模式为数据中心供电，如可以采用2N(双母线)供电系统，即一套市电系统和一套备用系统联合为数据中心的IT设备供电。

据研究发现，数据中心每年的消电量大约为200太瓦时(TWh)。而随着互联网的高速发展，计算机网络业务量的迅速增长，数据中心的建设仍长期处在高速发展期。与此同时，数据中心的耗电量也会高速增加，故而，如何实现节能减耗已经成为了一个不容忽视的问题。

而如风能、光能等可再生能源具有清洁、成本低、取用不尽等优势。且，对于数据中心而言，数据中心的IT设备和数据中心的辅助设备对于供电的可靠性等需求并不相同，数据中心的辅助设备对供电的可靠性的需求相对较低。

本公开的申请人基于上述发现，提出了本公开实施例提供的一种数据中心供电系统，通过采用可再生能源供电系统将可再生能源转换为电能为数据中心的辅助设备供电，从而可以减少市电消耗，降低数据中心的运行成本。

下面对结合图1对本公开实施例提供的一种数据中心供电系统进行详细说明，如图1所示，该供电系统可以包括市电系统100和可再生能源供电系统200；

市电系统100的电能输出端110可以与数据中心的IT设备300的电能输入端310连接。该市电系统100可以用于为数据中心的IT设备300供电；

可再生能源供电系统200的电能输出端210可以与数据中心的辅助设备400的电能输入端410连接。该可再生能源供电系统200可以用于为数据中心的辅助设备400供电。

作为一个示例，图1中101表示变压器，102表示断路器。

作为一个示例，由于数据中心的IT设备300对供电的稳定性和可靠性要求较高，相对于数据中心的IT设备300而言，数据中心的辅助设备400如数据中心的IT设备末端的空调系统、数据中心照明系统等，对供电的稳定性和可靠性要求较低。故而，可以将数据中心的设备划分为IT设备300和辅助设备400，并可以通过市电系统100为数据中心的IT设备300供电，通过可再生能源供电系统200为数据中心的辅助设备400供电，以使辅助设备400可以辅助IT设备300运行，如可以为IT设备300供冷、为数据中心照明。

作为一个具体的示例，可以将市电系统100的电能输出端110与数据中心的IT设备300的电能输入端310连接，通过市电系统100为数据中心的IT设备300供电。

将可再生能源供电系统200的电能输出端210与数据中心的辅助设备400的电能输入端410连接，由可再生能源供电系统200为数据中心的辅助设备400供电。可再生能源供电系统200可将可再生能源转换为电能，通过电能输出端210和数据中心的辅助设备400的电能输入端410将前述转换得到的电能输送至数据中心的辅助设备400。

本公开实施例提供的数据中心供电系统不仅包括市电系统100，还包括可再生能源供电系统200。其中，市电系统100的电能输出端110与数据中心的IT设备300的电能输入端310连接，为数据中心的IT设备300供电；可再生能源供电系统200的电能输出端210与数据中心的辅助设备400的电能输入端410连接，为数据中心的辅助设备400供电。如此，通过该数据中心供电系统，可以采用可再生能源供电系统200为辅助设备400供电，即可以通过可再生能源供电系统200将可再生能源转换为电能为数据中心的辅助设备400供电。这样，数据中心的辅助设备400的电能来源不再依赖于市电系统100，从而可以减少市电消耗，降低数据中心的耗电成本，进而可以降低数据中心的运行成本.

在一些实施例中，可再生能源供电系统200可以包括风电机组212和光伏发电板220中的至少一种。

作为一个示例，风电机组212的电能输出端211可以与数据中心的辅助设备400的电能输入端410连接，风电机组212可以用于为数据中心的辅助设备400供电。

光伏发电板220的电能输出端221可以与数据中心的辅助设备400的电能输入端410连接，光伏发电板220可以用于为数据中心的辅助设备400供电。

作为一个示例，风电机组212和/或光伏发电板220可以为多个。风电机组212可以是一个也可以是多个，即可再生能源供电系统200可以包括一个或多个风电机组212。光伏发电板220可以是一个也可以是多个，即可再生能源供电系统200可以包括一个或多个光伏发电板220。

作为一个具体的示例，风电机组212可以将风能转换为电能，通过电能输出端211和数据中心的辅助设备400的电能输入端410将电能输送至数据中心的辅助设备400，实现为数据中心的辅助设备400供电，以使数据中心的辅助设备400可以辅助数据中心的IT设备运行。这样，可以充分利用风能，通过风电机组212将可再生能源风能转换成电能，为数据中心的辅助设备400供电，使得数据中心的辅助设备400的电能来源不再依赖于市电系统100，从而可以减少数据中心对市电系统100的电能消耗，进而可以降低数据中心的运行成本。

作为一个具体的示例，光伏发电板220可以将光能转换为电能，通过电能输出端221和数据中心的辅助设备400的电能输入端410将电能输送至数据中心的辅助设备400，实现为数据中心的辅助设备400供电，以使数据中心的辅助设备400可以辅助数据中心的IT设备300运行。这样，通过光伏发电板220可以很好的利用可再生能源光能，将光能转换为电能为数据中心的辅助设备400供电，使得数据中心的辅助设备400不再依赖于市电系统100供电，从而可以减少市电系统100的电能消耗，降低数据中心的耗电成本，进而可以降低数据中心的运行成本。

在一些实施例中，参见图2，本公开实施例提供的数据中心供电系统100还可以包括蓄冷式能源站500。蓄冷式能源站500的电能输入端510可以与可再生能源供电系统200的电能输出端连接，用于将可再生能源供电系统200发出的多余的电量以冷量的形式存储。

作为一个示例，蓄冷式能源站500可以包括蓄冷装置，该蓄冷装置可以是蓄冷水池或蓄冷水罐。该蓄冷装置可以用于将可再生能源供电系统200发出的多余的电量以冷量的形式存储。

作为一个示例，蓄冷式能源站500可以保持其常规功能，即为数据中心的辅助设备400供冷，以使数据中心的辅助设备400可以辅助数据中心的IT设备300运行，如可以使数据中心的辅助设备400为数据中心的IT设备300供冷。

可再生能源供电系统200还可以通过电能输出端210和蓄冷式能源站500的电能输入端510，为蓄冷式能源站500提供电能，以使蓄冷式能源站500工作产生冷量。蓄冷式能源站500产生的冷量可以通过管道等传输设备传输至蓄冷式能源站500的冷量输出端，再经由数据中心的辅助设备400的冷量输入端420传输至数据中心的辅助设备400，以使数据中心的辅助设备400为数据中心的IT设备300供冷。

在一个实施例中，蓄冷式能源站500还可以用于为数据中心的IT设备300供冷。

作为一个示例，蓄冷式能源站500的蓄冷装置的冷量输出端可以与数据中心的IT设备300的冷量输入端连接，以为数据中心的IT设备300供冷。

这样，在可再生能源供电系统200为数据中心的辅助设备400供电时，蓄冷式能源站500可以将可再生能源供电系统200产生的多余的电量以冷量的形式储存在蓄冷装置中。当可再生能源供电系统200出现供电间断的情况时，蓄冷式能源站500可以将蓄冷装置中储存的冷量通过蓄冷装置的冷量输出端输送至数据中心的IT设备300。如此，采用包括蓄冷装置的蓄冷式能源站500，可以在可再生能源供电系统200供电间断时，通过蓄冷式能源站500的蓄冷装置为数据中心的IT设备300供冷，从而可以进一步提高数据中心供电系统的可靠性和稳定性。

在一些实施例中，仍参见图2，可再生能源供电系统200的电能输出端可以通过集电线路接入市电系统100的电源段。市电系统100的电源段的电能输出端可以与蓄冷式能源站500的电能输入端510连接。

这样，将可再生能源供电系统200的电能输出端接入市电系统100的电源段，一方面，可以使可再生能源供电系统200和市电系统100联合为数据中心的辅助设备400供电，进一步提高供电稳定性和可靠性。另一方面，在可再生能源供电系统200供电间断时，还可以由市电系统100为数据中心的辅助设备400供电，从而可以进一步提高供电稳定性和可靠性。再一方面，可再生能源供电系统200的电能输出端是接入市电系统100的一个电源段，这样，可以使得可再生能源供电系统200可以接入多个分布式电源段，而且，还可以应用于双路/多路10KV电源进线的情况。

在一些实施例中，数据中心供电系统还可以包括第一不间断电源(Uninterruptible Power Supply，UPS)610和第一发电机620。第一不间断电源610的电能输出端可以与数据中心的辅助设备400的电能输入端410连接，这样，第一不间断电源610可以用于为数据中心的辅助设备400提供备用电源。第一发电机620的电能输出端可以与蓄冷式能源站500的电能输入端510连接，这样，第一发电机620的可以作为蓄冷式能源站500的备用电源，用于在可再生能源供电系统200不能正常工作时，为蓄冷式能源站500供电。

作为一个示例，第一不间断电源610可以是与数据中心的辅助设备400的电能输入端410连接的不间断电源，第一不间断电源可以是一个或多个。

第一发电机620可以是与数据中心的辅助设备400的电能输入端410连接的发电机。

这样，在可再生能源供电系统200、市电系统100、蓄冷式能源站500均间断运行时，可以采用第一不间断电源610为数据中心的辅助设备400提供备用电源，采用第一发电机620为蓄冷式能源站500供电，从而可以避免数据中心的辅助设备400和蓄冷式能源站500停机，进而可以进一步提高数据中心供电系统的供电稳定性和可靠性。

在一些实施例中，数据中心供电系统还可以包括第二不间断电源630和第二发电机640。第二不间断电源630的电能输出端可以与数据中心的IT设备300的电能输入端310连接，这样，第二不间断电源630可以用于为数据中心的IT设备300提供备用电源。第二发电机640的电能输出端也可以与数据中心的IT设备300的电能输入端310连接，这样，第二发电机640也可以作为数据中心的IT设备300的备用电源，用于在市电系统100不能正常工作时，为数据中心的IT设备300供电。

作为一个示例，第二不间断电源630可以是与数据中心的IT设备300的电能输入端310连接的不间断电源，第二不间断电源可以是一个或多个。

第二发电机640可以是与数据中心的IT设备300的电能输入端310连接的发电机。

这样，在市电系统100间断运行时，可以采用第二不间断电源630和第二发电机640为数据中心的IT设备300供电，从而可以避免数据中心的IT设备300停机，进而可以进一步提高数据中心供电系统的供电稳定性和可靠性。

作为一个具体的示例，图1和图2中所示的市电系统可以是10KV市电供电系统，参见图3，图3以市电系统100为10KV电源为例，示出了本公开实施例提供的一种数据中心供电系统的结构示意图。如图3所示，市电系统100中电源1和电源2可以分别为10KV电源，变压器T1、T2、T3、T4可以均为110KV/10KV，母线可以分别为10KV母线I段和10KV母线II段，母线I段和10KV母线II段之间为10KV母联。相应的，可再生能源供电系统200可以分别接入10KV母线-分布式电源I段和10KV母线-分布式电源II段。图3中市电系统100、可再生能源供电系统200、数据中心的IT设备300、数据中心的辅助设备400之间的连接可以与图1、图2中所示的连接相同，为简介起见，在此不再赘述。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于三电平变流器实施例而言，相关之处可以参见三电平变流器的功率组件实施例的说明部分。本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定结构。本领域的技术人员可以在领会本申请的精神之后，作出各种改变、修改和添加。并且，为了简明起见，这里省略对已知技术的详细描述。

本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；数量词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。

Claims (10)

1.一种数据中心供电系统，其特征在于，包括市电系统和可再生能源供电系统；

所述市电系统的电能输出端与所述数据中心的IT设备的电能输入端连接，所述市电系统用于为所述IT设备供电；

所述可再生能源供电系统的电能输出端与所述数据中心的辅助设备的电能输入端连接，所述可再生能源供电系统用于为所述辅助设备供电。

2.根据权利要求1所述的数据中心供电系统，其特征在于，所述可再生能源供电系统包括风电机组和光伏发电板中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的数据中心供电系统，其特征在于，所述数据中心供电系统还包括蓄冷式能源站，所述蓄冷式能源站的电能输入端与所述可再生能源供电系统的电能输出端连接，用于将所述可再生能源供电系统发出的多余的电量以冷量的形式存储。

4.根据权利要求3所述的数据中心供电系统，其特征在于，所述蓄冷式能源站还用于为数据中心的IT设备供冷。

5.根据权利要求3所述的数据中心供电系统，其特征在于，所述蓄冷式能源站包括蓄冷装置，所述蓄冷装置用于储存所述蓄冷式能源站产生的冷量。

6.根据权利要求3所述的数据中心供电系统，其特征在于，所述数据中心供电系统还包括第一不间断电源和第一发电机；

第一不间断电源的电能输出端与所述辅助设备的电能输入端连接，用于为所述辅助设备提供备用电源；

所述第一发电机的电能输出端与所述蓄冷式能源站的电能输入端连接，用于在所述可再生能源供电系统不能正常工作时，为所述蓄冷式能源站供电。

7.根据权利要求3所述的数据中心供电系统，其特征在于，所述数据中心供电系统还包括第二不间断电源和第二发电机；

第二不间断电源的电能输出端与所述IT设备的电能输入端连接，用于为所述IT设备提供备用电源；

所述第二发电机的电能输出端与所述IT设备的电能输入端连接，用于在所述市电系统不能正常工作时，为所述IT设备供电。

8.根据权利要求2所述的数据中心供电系统，其特征在于，所述风电机组和/或所述光伏发电板为多个。

9.根据权利要求6所述的数据中心供电系统，其特征在于，所述第一不间断电源为多个。

10.根据权利要求7所述的数据中心供电系统，其特征在于，所述第二不间断电源为多个。

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