CN218300952U - 分布式冗余数据中心供配电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布式冗余数据中心供配电系统，包括：分布式风力发电系统和分布式光伏发电系统，其中，分布式风力发电系统和分布式光伏发电系统相互独立设置，并与数据中心的电子信息设备连接，以为电子信息设备提供工作电源；分布式风力发电系统包括：分布式风电集群、风机变流器、第一低压交流开关及第一低压交流母线；分布式光伏发电系统包括：光伏电池组件、直流汇流箱、光伏逆变器、第二低压交流开关和第二低压交流母线。本实用新型利用分布式风力发电和分布式光伏发电构建一种分布式清洁能源供配电系统来为数据中心提供绿色供电电源，能够降低数据中心的能源效率指标，减少碳排放，降低运行及维护成本，提高供电安全性和可靠性。

Description

分布式冗余数据中心供配电系统

技术领域

本实用新型涉及新能源供配电技术领域，尤其是涉及一种分布式冗余数据中心供配电系统。

背景技术

传统数据中心的能耗约占全球二氧化碳排放量的2%，每年要向大气层排放大约3500万吨的废气，相当于整个航空工业的二氧化碳排放量。当前，数据中心日益增长的能耗及二氧化碳排放量已成为企业无法逃避的社会责任，因此构建一种低碳环保可持续发展的新型绿色数据中心是目前亟待解决的问题。

目前，典型的A级数据中心分布式冗余供配电系统由两路独立电源来提供电能，系统中的关键负荷，由3个配置相同的UPS（Uninterruptible Power Supply，不间断电源）供配电单元组成，3个UPS供配电单元同时工作。将负荷均分为3组，每个UPS供配电单元为本组负荷和相邻负荷供电，形成“手拉手”供电方式，正常运行情况下，每个UPS供配电单元的负荷率为66%。当一个UPS供配电单元发生故障，其对应负荷由相邻UPS供配电单元继续供电。

上述典型的A级数据中心分布式冗余供配电系统的两路独立电源均由传统火力发电机组供电，采用传统燃油或燃气发电机组作为后备电源，且燃料存储量满足12小时使用要求，若数据中心负荷功率较大，需配置多台大功率燃油或燃气发电机组并机使用，采用化学电池作为UPS不间断电源系统的储能部件实现市电中断后不间断供电。

然而，传统的火力发电机组以非可再生能源作为燃料，且存在环境污染的问题，不环保，传统燃油或燃气发电机组以柴油、天然气等作为燃料，同样存在环境污染的问题，且多台燃油或燃气发电机组并机使用可靠性低，运行及维护成本高，化学电池在使用过程中需要精密空调控温，不利于数据中心的PUE（Power Usage Effectiveness，电源使用效率）值的降低，导致其使用寿命短，经济性差，且存在起火爆炸的安全隐患，因此，以上传统活力发电机组供电的技术并不适合未来数据中心低碳环保的发展趋势。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中数据中心分布式冗余供配电系统的两路独立电源均由传统火力发电机组供电，导致系统能耗高、运行维护成本高、不环保且安全运行风险大的问题。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种分布式冗余数据中心供配电系统，利用分布式风力发电和分布式光伏发电构建一种分布式清洁能源供配电系统来为数据中心提供绿色供电电源，能够降低数据中心的能源效率指标，减少碳排放，降低运行及维护成本，提高供电安全性和可靠性。

为了解决上述问题，本实用新型提出一种分布式冗余数据中心供配电系统，包括：分布式风力发电系统和分布式光伏发电系统，其中，所述分布式风力发电系统和所述分布式光伏发电系统相互独立设置，所述分布式风力发电系统和所述分布式光伏发电系统分别与所述数据中心的电子信息设备连接，用于为所述数据中心的电子信息设备提供工作电源；所述分布式风力发电系统包括：分布式风电集群、风机变流器、第一低压交流开关及第一低压交流母线，所述分布式风电集群用于将风能转化为交流电，所述分布式风电集群与所述风机变流器的一端连接，所述风机变流器的另一端通过所述第一低压交流开关与所述第一低压交流母线连接；所述分布式光伏发电系统包括：光伏电池组件、直流汇流箱、光伏逆变器、第二低压交流开关和第二低压交流母线，所述光伏电池组件用于将太阳能转化为直流电，所述光伏逆变器用于将直流电转变成交流电，所述光伏电池组件与所述直流汇流箱的一端连接，所述直流汇流箱的另一端与所述光伏逆变器的一端连接，所述光伏逆变器的另一端通过所述第二低压交流开关与所述第二低压交流母线连接。

根据本实用新型实施例的分布式冗余数据中心供配电系统，基于分布式风力发电和分布式光伏发电构建了一种分布式清洁能源冗余供配电系统来为数据中心提供绿色供电电源，能够降低数据中心的能源效率指标，减少碳排放，助力实现碳达峰、碳中和，同时降低运行及维护成本，提高供电安全性和可靠性。

另外，根据本实用新型上述实施例的分布式冗余数据中心供配电系统还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，还包括：储能电池系统，所述储能电池系统分别与所述分布式风力发电系统和所述分布式光伏发电系统连接，其中，所述储能电池系统包括：电池组、低压直流开关、储能变流器、第三低压交流开关和第四低压交流开关，所述电池组通过所述低压直流开关连接至所述储能变流器的一端，所述储能变流器的另一端通过所述第三低压交流开关连接至所述第一低压交流母线，所述储能变流器的另一端通过所述第四低压交流开关连接至所述第二低压交流母线。

进一步地，还包括：氢储能单元，所述氢储能单元与所述数据中心的电子信息设备连接，用于为所述电子信息设备提供备用电源，其中，所述氢储能单元包括：第五低压交流开关、第一整流器、电解槽、储氢罐、储氧罐、储水罐、供水系统、燃料电池、第一逆变器及第六低压交流开关；所述第五低压交流开关的一端分别与所述分布式风力发电系统和分布式光伏发电系统连接，所述第五低压交流开关的另一端与所述第一整流器的一端连接，所述第一整流器的另一端与所述电解槽连接，所述电解槽还分别与所述储氢罐、储氧罐和储水罐连接，所述储水罐与所述供水系统连接，所述燃料电池分别与所述储氢罐、储氧罐、储水罐及第一逆变器连接，所述第一逆变器还与所述第六低压交流开关连接；所述分布式风力发电系统和分布式光伏发电系统向所述电子信息设备供电后的多余电能通过所述第五低压交流开关传输至所述第一整流器；所述第一整流器将所述多余电能转化成直流电为所述电解槽供电，所述电解槽用于将电能转变成化学能；所述储氢罐用于存储所述电解槽中电解产生的氢气；所述储氧罐用于存储所述电解槽中电解产生的氧气；所述储水罐用于为所述电解槽提供电解所用的水；所述供水系统用于对为所述储水罐供水；所述燃料电池用于将化学能转化成电能，并将转化过程中产生的热水经冷却降温后传输至所述储水罐中存储，所述燃料电池输出的电能通过所述第一逆变器及所述第六低压交流开关输出。

进一步地，还包括：第一变压器、第七低压交流开关、第一高压交流开关、第一高压交流母线、第八低压交流开关、第二变压器、第二高压交流开关和第二高压交流母线，其中，所述第一低压交流母线通过所述第七低压交流开关连接至所述第一变压器的一端，所述第一变压器的另一端通过所述第一高压交流开关与所述第一高压交流母线连接；所述第二低压交流母线通过所述第八低压交流开关连接至所述第二变压器的一端，所述第二变压器的另一端通过所述第二高压交流开关与所述第二高压交流母线连接。

进一步地，还包括：第三变压器、第四变压器、第三高压交流开关、第四高压交流开关、第五高压交流开关、第六高压交流开关、第三高压交流母线和第四高压交流母线，其中，所述第五低压交流开关通过电力电缆连接至所述第三变压器的一端，所述第三变压器的另一端通过所述第三高压交流开关连接至所述第一变压器的另一端，所述第三变压器的另一端通过所述第四高压交流开关连接至所述第二变压器的另一端；所述第六低压交流开关通过电力电缆连接至所述第四变压器的一端，所述第四变压器的另一端通过所述第五高压交流开关连接至所述第三高压交流母线，所述第四变压器的另一端通过所述第六高压交流开关连接至所述第四高压交流母线。

进一步地，还包括：高压交流联络开关、第一提升母线、第七高压交流开关、第八高压交流开关、第九高压交流开关和第十高压交流开关，其中，所述高压交流联络开关连接在所述第一高压交流开关和所述第二高压交流开关之间；所述第一高压交流母线通过所述高压交流联络开关和所述第一提升母线连接至所述第二高压交流母线；所述第一高压交流母线通过所述第七高压交流开关和所述第八高压交流开关连接至所述第三高压交流母线；所述第一高压交流母线通过所述第九高压交流开关和所述第十高压交流开关连接至所述第四高压交流母线。

进一步地，还包括：第一自动转换开关和第二自动转换开关，其中，所述第一自动转换开关设置在所述第八高压交流开关和所述第七高压交流开关之间；所述第二自动转换开关设置在所述第六高压交流开关和所述第十高压交流开关之间。

进一步地，还包括：第十一高压交流开关、第十二高压交流开关、第五高压交流母线、第十三高压交流开关、第十四高压交流开关、第六高压交流母线、第十五高压交流开关、第十六高压交流开关、第七高压交流母线、第十七高压交流开关、第十八高压交流开关、第十九高压交流开关、第二十高压交流开关、第二十一高压交流开关、第二十二高压交流开关、第二提升母线、第五变压器、第三提升母线、第六变压器、第四提升母线、第七变压器、第七低压交流开关、第一低压交流母线I段、第八低压交流开关、第一低压交流母线II段、第九低压交流开关、第一低压交流母线III段，其中，所述第三高压交流母线通过所述第十一高压交流开关和所述第十二高压交流开关连接至所述第五高压交流母线；所述第三高压交流母线通过所述第十三高压交流开关和所述第十四高压交流开关连接至所述第六高压交流母线；所述第三高压交流母线通过所述第十五高压交流开关和所述第十六高压交流开关连接至所述第七高压交流母线；所述第四高压交流母线通过所述第十七高压交流开关和所述第十八高压交流开关连接至所述第五高压交流母线；所述第四高压交流母线通过所述第十九高压交流开关和所述第二十高压交流开关连接至所述第六高压交流母线；所述第四高压交流母线通过所述第二十一高压交流开关和所述第二十二高压交流开关连接至所述第七高压交流母线；所述第五高压交流母线通过所述第二提升母线连接至所述第五变压器；所述第六高压交流母线通过所述第三提升母线连接至所述第六变压器；所述第七高压交流母线通过所述第四提升母线连接至所述第七变压器；所述第五变压器通过所述第七低压交流开关连接至低所述第一低压交流母线I段，所述第六变压器通过所述第八低压交流开关连接至所述第一低压交流母线II段，所述第七变压器通过所述第九低压交流开关连接至所述第一低压交流母线III段。

进一步地，还包括：第十低压交流开关、第十一低压交流开关、第十二低压交流开关、第十三低压交流开关、第十四低压交流开关、第十五低压交流开关、第二低压交流母线I段和第一UPS不间断电源系统，其中，所述第一UPS不间断电源系统包括：第一主电源输入侧低压交流开关、第二整流器、第二逆变器、第一主电源输出侧低压交流开关、第一旁路电源输入侧低压交流开关、第一静态开关和第一维修旁路输入侧低压交流开关；所述第一低压交流母线I段通过所述第十低压交流开关连接至所述第一主电源输入侧低压交流开关的一端，所述第一主电源输入侧低压交流开关的另一端连接至所述第二整流器的一端，所述第二整流器的另一端连接至所述第二逆变器的一端，所述第二逆变器的另一端连接至所述第一主电源输出侧低压交流开关的一端；所述第一低压交流母线I段通过所述第十一低压交流开关连接至所述第一旁路电源输入侧低压交流开关的一端，所述第一旁路电源输入侧低压交流开关的另一端连接至第一静态开关的一端，所述第一静态开关的另一端连接至所述第一主电源输出侧低压交流开关的一端；所述第一低压交流母线I段通过所述第十一低压交流开关连接至所述第一维修旁路输入侧低压交流开关的一端，所述第一维修旁路输入侧低压交流开关的另一端连接至所述第一主电源输出侧低压交流开关的另一端，所述第一主电源输出侧低压交流开关的另一端通过所述第十二低压交流开关连接至所述第二低压交流母线I段；所述第一低压交流母线I段通过所述第十三低压交流开关连接至所述第二低压交流母线I段；所述第二整流器还与第一飞轮储能设备连接；所述第二低压交流母线I段通过所述第十四低压交流开关连接至第五列头柜的一端，所述第五列头柜的另一端与所述电子信息设备连接；所述第二低压交流母线I段通过所述第十五低压交流开关连接至第三列头柜的一端，所述第三列头柜的另一端与所述电子信息设备连接。

进一步地，还包括：第十六低压交流开关、第十七低压交流开关、第十八低压交流开关、第十九低压交流开关、第二十低压交流开关、第二十一低压交流开关、第二低压交流母线II段、第二UPS不间断电源系统，其中，所述第二UPS不间断电源系统包括：第二主电源输入侧低压交流开关、第三整流器、第三逆变器、第二主电源输出侧低压交流开关、第二旁路电源输入侧低压交流开关、第二静态开关和第二维修旁路输入侧低压交流开关；所述第一低压交流母线II段通过所述第十六低压交流开关连接至所述第二主电源输入侧低压交流开关的一端，所述第二主电源输入侧低压交流开关的另一端连接至所述第三整流器的一端，所述第三整流器的另一端连接至所述第三逆变器的一端，所述第三逆变器的另一端连接至所述第二主电源输出侧低压交流开关的一端；所述第一低压交流母线II段通过所述第十七低压交流开关连接至所述第二旁路电源输入侧低压交流开关的一端，所述第二旁路电源输入侧低压交流开关的另一端连接至第二静态开关的一端，所述第二静态开关的另一端连接至所述第二主电源输出侧低压交流开关的一端；所述第一低压交流母线II段通过所述第十七低压交流开关连接至所述第二维修旁路输入侧低压交流开关的一端，所述第二维修旁路输入侧低压交流开关的另一端连接至所述第二主电源输出侧低压交流开关的另一端，所述第二主电源输出侧低压交流开关的另一端通过所述第十八低压交流开关连接至所述第二低压交流母线II段；所述第一低压交流母线II段通过所述第十九低压交流开关连接至所述第二低压交流母线II段；所述第三整流器还与第二飞轮储能设备连接；所述第二低压交流母线II段通过所述第二十低压交流开关连接至第一列头柜的一端，所述第一列头柜的另一端与所述电子信息设备连接；所述第二低压交流母线II段通过所述第二十一低压交流开关连接至第四列头柜的一端，所述第四列头柜的另一端与所述电子信息设备连接。

进一步地，还包括：第二十二低压交流开关、第二十三低压交流开关、第二十四低压交流开关、第二十五低压交流开关、第二十六低压交流开关、第二十七低压交流开关、第二低压交流母线III段、第三UPS不间断电源系统，其中，所述第三UPS不间断电源系统包括：第三主电源输入侧低压交流开关、第四整流器、第四逆变器、第三主电源输出侧低压交流开关、第三旁路电源输入侧低压交流开关、第三静态开关和第三维修旁路输入侧低压交流开关；所述第一低压交流母线III段通过所述第二十二低压交流开关连接至所述第三主电源输入侧低压交流开关的一端，所述第三主电源输入侧低压交流开关的另一端连接至所述第四整流器的一端，所述第四整流器的另一端连接至所述第四逆变器的一端，所述第四逆变器的另一端连接至所述第三主电源输出侧低压交流开关的一端；所述第一低压交流母线III段通过所述第二十三低压交流开关连接至所述第三旁路电源输入侧低压交流开关的一端，所述第三旁路电源输入侧低压交流开关的另一端连接至第三静态开关的一端，所述第三静态开关的另一端连接至所述第三主电源输出侧低压交流开关的一端；所述第一低压交流母线III段通过所述第二十三低压交流开关连接至所述第三维修旁路输入侧低压交流开关的一端，所述第三维修旁路输入侧低压交流开关的另一端连接至所述第三主电源输出侧低压交流开关的另一端，所述第三主电源输出侧低压交流开关的另一端通过所述第二十四低压交流开关连接至所述第二低压交流母线III段；所述第一低压交流母线III段通过所述第二十五低压交流开关连接至所述第二低压交流母线III段；所述第四整流器还与第二飞轮储能设备连接；所述第二低压交流母线III段通过所述第二十六低压交流开关连接至第二列头柜的一端，所述第二列头柜的另一端与所述电子信息设备连接；所述第二低压交流母线III段通过所述第二十七低压交流开关连接至第六列头柜的一端，所述第六列头柜的另一端与所述电子信息设备连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的分布式冗余数据中心供配电系统的结构示意图；

图2a-图2b是根据本实用新型另一个实施例的分布式冗余数据中心供配电系统的整体结构示意图。

附图标记说明：

10-分布式风力发电系统；101-分布式风电集群；102-风机变流器；103-第一低压交流开关；104-第一低压交流母线；

20-分布式光伏发电系统；201-光伏电池组件；202-直流汇流箱；203-光伏逆变器；204-第二低压交流开关；205-第二低压交流母线；

30-储能电池系统；301-电池组；302-低压直流开关；303-储能变流器；304-第三低压交流开关、305-第四低压交流开关；

401-第一高压交流母线；402-第三高压交流母线；403-第二高压交流母线；404-第四高压交流母线；405-第五高压交流母线；406-第六高压交流母线；407-第七高压交流母线；408-第一低压交流母线I段；409-第一低压交流母线II段；410-第一低压交流母线III段；411-第二低压交流母线I段；412-第二低压交流母线II段；413-第二低压交流母线III段；

50-氢储能单元；501-第五低压交流开关；502-第一整流器；503-电解槽；504-储氢罐；505-储氧罐；506-储水罐；507-供水系统；508-燃料电池；509-第一逆变器；510-第六低压交流开关；

61-第三变压器；62-第四变压器；63-第一变压器；64-第二变压器；65-第五变压器；66-第六变压器；67-第七变压器；

70-第一UPS不间断电源系统；701-第一主电源输入侧低压交流开关；702-第二整流器；703-第二逆变器；704-第一主电源输出侧低压交流开关；705-第一旁路电源输入侧低压交流开关；706-第一维修旁路输入侧低压交流开关；707-第一静态开关；708-第一飞轮储能设备；

80-第二UPS不间断电源系统；801-第二主电源输入侧低压交流开关；802-第三整流器；803-第三逆变器；804-第二主电源输出侧低压交流开关；805-第二旁路电源输入侧低压交流开关；806-第二维修旁路输入侧低压交流开关；807-第二静态开关；808-第二飞轮储能设备；

90-第三UPS不间断电源系统；901-第三主电源输入侧低压交流开关；902-第四整流器；903-第四逆变器；904-第三主电源输出侧低压交流开关；905-第三旁路电源输入侧低压交流开关；906-第三维修旁路输入侧低压交流开关；907-第三静态开关；908-第三飞轮储能设备；

1001-第七低压交流开关；1002-第八低压交流开关；1003-第三高压交流开关；1004-第四高压交流开关；1005-第一高压交流开关；1006-第二高压交流开关；1007-高压交流联络开关；1008-第一提升母线；1009-第五高压交流开关；1010-第六高压交流开关；1011-第八高压交流开关；1012-第十高压交流开关；1013-第七高压交流开关；1014-第九高压交流开关；1015-第十一高压交流开关；1016-第十三高压交流开关；1017-第十五高压交流开关；1018-第十七高压交流开关；1019-第十九高压交流开关；1020-第二十一高压交流开关；1021-第二提升母线；1022-第十二高压交流开关；1023-第十八高压交流开关；1024-第三提升母线；1025-第十四高压交流开关；1026-第二十高压交流开关；1027-第四提升母线；1028-第十六高压交流开关；1029-第二十二高压交流开关；1030-第七低压交流开关；1031-第八低压交流开关；1032-第九低压交流开关；1033-第十低压交流开关；1034-第十一低压交流开关；1035-第十三低压交流开关；1036-第十六低压交流开关；1037-第十七低压交流开关；1038-第十九低压交流开关；1039-第二十二低压交流开关；1040-第二十三低压交流开关；1041-第二十五低压交流开关；1042-第十二低压交流开关；1043-第十八低压交流开关；1044-第二十四低压交流开关；1045-第十四低压交流开关；1046-第十五低压交流开关；1047-第二十低压交流开关；1048-第二十一低压交流开关；1049-第二十六低压交流开关；1050-第二十七低压交流开关。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1、图2a和图2b描述根据本实用新型实施例的分布式冗余数据中心供配电系统。

图1是根据本实用新型一个实施例的分布式冗余数据中心供配电系统的结构示意图。如图1所示，该分布式冗余数据中心供配电系统包括：分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20。

分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20相互独立设置，分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20分别与数据中心的电子信息设备连接，用于为数据中心的电子信息设备提供工作电源。

换言之，即分布式冗余数据中心供配电系统主要包含双路供电电源，一路是分布式风力发电系统10，另一路是分布式光伏发电系统20，分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20是相互独立的，数据中心的电子信息设备的电源是由分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20两个供电电源来提供的。

其中，电子信息设备指对电子信息进行采集、加工、运算、存储、运输、检索等处理的设备，例如包括服务器、交换机、存储设备等，电子信息设备属于一级负荷中重要的负荷，不允许断电，采用不间断电源系统和两路独立电源相结合的供电方式，以保证电子信息设备正常运行。

具体的，如图1所示，分布式风力发电系统10包括：分布式风电集群101、风机变流器102、第一低压交流开关103及第一低压交流母线104，分布式风电集群101用于将风能转化为电能，具体是将风能转化为交流电。风机变流器102用于当转速变化时，通过变流器控制励磁的幅值、相位、频率等，使定子侧能向电网输入恒频电能。分布式风电集群101与风机变流器102的一端连接，风机变流器102的另一端通过第一低压交流开关103与第一低压交流母线104连接。

如图1所示，分布式光伏发电系统20包括：光伏电池组件201、直流汇流箱202、光伏逆变器203、第二低压交流开关204和第二低压交流母线205，光伏电池组件201用于将太阳能转化为电能，具体是将太阳能转化为直流电。光伏逆变器203用于将直流电转变成交流电，输出符合电网要求的电能。光伏电池组件201与直流汇流箱202的一端连接，直流汇流箱202的另一端与光伏逆变器203的一端连接，光伏逆变器203的另一端通过第二低压交流开关204与第二低压交流母线205连接。

从而，上述的分布式冗余数据中心供配电系统，基于分布式风力发电和分布式光伏发电构建了一种分布式清洁能源冗余供配电系统来为数据中心提供绿色供电电源，能够降低数据中心的能源效率指标，减少碳排放，助力实现碳达峰、碳中和，同时降低运行及维护成本，提高供电安全性和可靠性。

在本实用新型的一个实施例中，图2a和图2b根据本实用新型另一个实施例的分布式冗余数据中心供配电系统的整体结构示意图，其中，图2a和图2b共同构成分布式冗余数据中心供配电系统的整体结构示意图，在图2a和图2b中，均包括A、B、C、D、E和F所示的连接点，图2a和图2b中的A、B、C、D、E和F连接点所在连接处一一对应连接，形成分布式冗余数据中心供配电系统的整体结构示意图。

如图2a和图2b所示，该分布式冗余数据中心供配电系统还包括：储能电池系统30，所述储能电池系统30分别与所述分布式风力发电系统10和所述分布式光伏发电系统20连接。

具体而言，由于分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20发电具有波动性、随机性和不确定性，为保证新能源发电的稳定性和持续性，提升新能源发电的利用率，增强新能源并网友好度，在本实用新型的实施例中，配置了储能电池系统30，通过储能电池系统30与分布式风力发电系统10连接组成风储供电系统，通过储能电池系统30和分布式光伏发电系统20连接组成光储供电系统。

在本实用新型的一个实施例中，电池储能系统30可以包括磷酸铁锂电池、三元锂电池或钠离子电池中的至少一种。

具体的，结合图2a和图2b所示，储能电池系统30包括：电池组301、低压直流开关302、储能变流器303、第三低压交流开关304和第四低压交流开关305，所述电池组301通过所述低压直流开关302连接至所述储能变流器303的一端，所述储能变流器303的另一端通过所述第三低压交流开关304连接至所述第一低压交流母线104，所述储能变流器303的另一端通过所述第四低压交流开关305连接至所述第二低压交流母线205。换言之，即电池组301经低压直流开关302连接至储能变流器303，再分别经第三低压交流开关304和第四低压交流开关305对应连接至第一低压交流母线104和第二低压交流母线205。

在本实用新型的一个实施例中，如图2a和图2b所示，该分布式冗余数据中心供配电系统还包括：氢储能单元50，氢储能单元50与数据中心的电子信息设备连接，用于为电子信息设备提供备用电源。

具体而言，即在本实用新型的实施例中，该分布式冗余数据中心供配电系统除了前述的双路电源供电之外，还设置了氢储能单元50作为备用电源，当正常电源（即分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20）发生故障时，氢储能单元50作为备用电源能够承担数据中心运营所需要的用电负荷，从而提高系统供电的可靠性。

具体的，结合图2a和图2b所示，氢储能单元50作为备用电源，其包括：第五低压交流开关501、第一整流器502、电解槽503、储氢罐504、储氧罐505、储水罐506、供水系统507、燃料电池508、第一逆变器509及第六低压交流开关510。

其中，第五低压交流开关501的一端分别与分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20连接，第五低压交流开关501的另一端与第一整流器502的一端连接，第一整流器502的另一端与电解槽503连接，电解槽503还分别与储氢罐504、储氧罐505和储水罐506连接，储水罐506与供水系统507连接，燃料电池508分别与储氢罐504、储氧罐505、储水罐506及第一逆变器509连接，第一逆变器509还与第六低压交流开关510连接。

分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20向电子信息设备供电后的多余电能通过第五低压交流开关501传输至第一整流器502；第一整流器502将多余电能转化成直流电为电解槽503供电，电解槽503用于将电能转变成化学能；储氢罐504用于存储电解槽503中电解产生的氢气；储氧罐505用于存储电解槽503中电解产生的氧气；储水罐506用于为电解槽503提供电解所用的水；供水系统507用于对为储水罐506供水；燃料电池508用于将化学能转化成电能，并将转化过程中产生的热水经冷却降温后传输至储水罐506中存储，燃料电池508输出的电能通过第一逆变器509及第六低压交流开关510输出。

具体而言，即当分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20的发电量大于数据中心负荷用电量时，多余的电能通过第五低压交流开关501，经第一整流器502将交流电转变成直流电后为电解槽503供电，电解槽503用于将电能转变成化学能，电解水制造得氢气和氧气，经管道存储在储氢罐504和储氧罐505中，电解反应水取自储水罐506，储水罐506用于为电解槽503供水，以为电解槽503的电解反应产生氢气和氧气，储水罐506中的水来自于供水系统507，供水系统507用于将水补充到储水罐506中。燃料电池508用于将化学能转变成电能，燃料电池508以储氢罐504中的氢气为燃料气体，以储氧罐505中的氧气作为氧化剂，燃料电池508中的电解质将电池分为阴极和阳极，分别向阳极和阴极供应氢气和氧气，会产生化学反应从而获得持续的电能，而化学反应后则会产生热水，热水经冷却装置降温后回收至储水罐506中，燃料电池508输出的电能经第一逆变器509以及第六低压交流开关510输出。

在本实用新型的一个实施例中，如图2a和图2b所示，该分布式冗余数据中心供配电系统还包括：第一变压器63、第七低压交流开关1001、第一高压交流开关1005、第一高压交流母线401、第八低压交流开关1002、第二变压器64、第二高压交流开关1006和第二高压交流母线403。

其中，第一低压交流母线104通过第七低压交流开关1001连接至第一变压器63的一端，第一变压器63的另一端通过第一高压交流开关1005与第一高压交流母线401连接；第二低压交流母线205通过第八低压交流开关1002连接至第二变压器64的一端，第二变压器64的另一端通过第二高压交流开关1006与第二高压交流母线403连接。

具体而言，即第一低压交流母线104经第七低压交流开关1001连接至第一变压器63，第一变压器63将低压交流电升压至高压交流电后，经第一高压交流开关1005连接至第一高压交流母线401。第二低压交流母线205经第八低压交流开关1002连接至第二变压器64，第二变压器64将低压交流电升压至高压交流电后，经第二高压交流开关1006连接至第二高压交流母线403。

在本实用新型的一个实施例中，如图2a和图2b所示，该分布式冗余数据中心供配电系统还包括：第三变压器61、第四变压器62、第三高压交流开关1003、第四高压交流开关1004、第五高压交流开关1009、第六高压交流开关1010、第三高压交流母线402和第四高压交流母线404。

具体的，第五低压交流开关501通过电力电缆连接至第三变压器61的一端，第三变压器61的另一端通过第三高压交流1003开关连接至第一变压器63的另一端，第三变压器61的另一端通过第四高压交流1004开关连接至第二变压器64的另一端。换言之，即第五低压交流开关501经电力电缆连接至第三变压器61，第三变压器61将低压交流电升压至高压交流电后，分别经第三高压交流开关1003和第四高压交流开关1004对应连接至第一变压器63和第二变压器64。

第六低压交流开关510通过电力电缆连接至第四变压器62的一端，第四变压器62的另一端通过第五高压交流开关1009连接至第三高压交流母线402，第四变压器62的另一端通过第六高压交流开关1010连接至第四高压交流母线404。换言之，即第六低压交流开关510经电力电缆连接至第四变压器62，第四变压器62将低压交流电升压至高压交流电后，分别经第五高压交流开关1009和第六高压交流开关1010对应连接至第三高压交流母线402和第四高压交流母线404。

在本实用新型的一个实施例中，如图2a和图2b所示，该分布式冗余数据中心供配电系统还包括：高压交流联络开关1007、第一提升母线1008、第七高压交流开关1013、第八高压交流开关1011、第九高压交流开关1014和第十高压交流开关1012。

其中，高压交流联络开关1007连接在第一高压交流开关1005和第二高压交流开关1006之间；第一高压交流母线401通过高压交流联络开关1007和第一提升母线1008连接至第二高压交流母线403；第一高压交流母线401通过第七高压交流开关1013和第八高压交流开关1011连接至第三高压交流母线402；第一高压交流母线401通过第九高压交流开关1014和第十高压交流开关1012连接至第四高压交流母线404。

具体而言，即该分布式冗余数据中心供配电系统采用分段单母线的接线方式，第一高压交流母线401的第一高压交流开关1005和第二高压交流母线403的第二高压交流开关1006之间设置高压交流联络开关1007。正常运行时，分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20分别向第一高压交流母线401和第二高压交流母线403供电，高压交流联络开关1007断开运行。

当分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20停电时，高压交流联络开关1007投入运行，第一高压交流母线401向第二高压交流母线403供电，或第二高压交流母线403向第一高压交流母线401供电，分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20均可承担所有负荷，当分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20供电电源恢复后，恢复到由分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20分别对应向第一高压交流母线401和第二高压交流母线403供电的状态。

在本实用新型的一个实施例中，如图2a和图2b所示，该分布式冗余数据中心供配电系统还包括：第一自动转换开关（ATSE，Automatic Transfer Switching Equipment）和第二自动转换开关，其中，第一自动转换开关设置在第八高压交流开关1011和第七高压交流开关1013之间；第二自动转换开关设置在第六高压交流开关1010和第十高压交流开关1012之间。

具体而言，即在第八高压交流开关1011和第七高压交流开关1013之间设置第一ATSE（Automatic Transfer Switching Equipment，自动转换开关），在第六高压交流开关1010和第十高压交流开关1012之间设置第二ATSE自动转换开关。ATSE具备电气机械连锁功能，当第一ATSE或第二ATSE检测到第一高压交流母线401和第二高压交流母线402断电时，第八高压交流开关1011断开以及第五高压交流开关1009合闸，同时，第十高压交流开关1012断开以及第六高压交流开关1010合闸，切换至氢储能单元50供电回路，当第一ATSE或第二ATSE检测检测到第一高压交流母线401和第二高压交流母线402供电恢复后，第八高压交流开关1011合闸以及第五高压交流开关1009断开，同时，第十高压交流开关1012合闸以及第六高压交流开关1010断开，恢复到由分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20供电的状态。

当分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20全部停电时，氢储能单元50启动，燃料电池508以储氢罐504中的氢气为燃料气体，以储氧罐505中的氧气作为氧化剂，产生化学反应从而获得持续的电能，当检测到第三高压交流母线402的第五高压交流开关1009和第四高压交流母线404的第六高压交流开关1010的上口带电后，断开第一高压交流母线401的第一高压交流开关1005、第二高压交流母线403的第二高压交流开关1006以及高压交流联络开关1007，断开第三高压交流母线402的第八高压交流开关1011和第四高压交流母线404的第十高压交流开关1012，闭合第三高压交流母线402的第五高压交流开关1009和第四高压交流母线404的第六高压交流开关1010，失的第三电高压交流母线402和第四高压交流母线404由氢储能单元50供电，当分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20供电恢复后，切换到由分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20供电的状态。

当分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20发电量大于负荷用电量时，分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20的多余发电量为储能电池系统30充电以及为氢储能单元50供电。储能电池系统30用于当分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20发电量不足的情况下，为分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20提供电能补充。分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20多余的发电量通过第三高压交流开关1003和第四高压交流开关1004连接至第三变压器61，第三变压器61连接至第五低压交流开关501，经第一整流器502将交流电转变成直流电为电解槽503供电，电解槽503用于将电能转变成化学能，当分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20全部停电时，氢储能单元50启动，燃料电池508以储氢罐504中的氢气为燃料气体，以储氧罐505中的氧气作为氧化剂，产生化学反应从而获得持续的电能，燃料电池508用于将化学转变成电能。

在本实用新型的一个实施例中，如图2a和图2b所示，该分布式冗余数据中心供配电系统还包括：第十一高压交流开关1015、第十二高压交流开关1022、第五高压交流母线405、第十三高压交流开关1016、第十四高压交流开关1025、第六高压交流母线406、第十五高压交流开关1017、第十六高压交流开关1028、第七高压交流母线407、第十七高压交流开关1018、第十八高压交流开关1023、第十九高压交流开关1019、第二十高压交流开关1026、第二十一高压交流开关1020、第二十二高压交流开关1029、第二提升母线1021、第五变压器65、第三提升母线1024、第六变压器66、第四提升母线1027、第七变压器67、第七低压交流开关1030、第一低压交流母线I段408、第八低压交流开关1031、第一低压交流母线II段409、第九低压交流开关1032、第一低压交流母线III段410。

其中，第三高压交流母线402通过第十一高压交流开关1015和第十二高压交流开关1022连接至第五高压交流母线405；第三高压交流母线402通过第十三高压交流开关1016和第十四高压交流开关1025连接至第六高压交流母线406；第三高压交流母线402通过第十五高压交流开关1017和第十六高压交流开关1028连接至第七高压交流母线407；第四高压交流母线404通过第十七高压交流开关1018和第十八高压交流开关1023连接至第五高压交流母线405；第四高压交流母线404通过第十九高压交流开关1019和第二十高压交流开关1026连接至第六高压交流母线406；第四高压交流母线404通过第二十一高压交流开关1020和第二十二高压交流开关1029连接至第七高压交流母线407；第五高压交流母线405通过第二提升母线1021连接至第五变压器65；第六高压交流母线406通过第三提升母线1024连接至第六变压器66；第七高压交流母线407通过第四提升母线1027连接至第七变压器67；第五变压器65通过第七低压交流开关1030连接至低第一低压交流母线I段408，第六变压器66通过第八低压交流开关1031连接至第一低压交流母线II段409，第七变压器67通过第九低压交流开关1032连接至第一低压交流母线III段410。

具体而言，即第三高压交流母线402经第十一高压交流开关1015通过第十二高压交流开关1022连接至第五高压交流母线405。第三高压交流母线402经第十三高压交流开关1016通过第十四高压交流开关1025连接至第六高压交流母线406。第三高压交流母线402经第十五高压交流开关1017通过第十六高压交流开关1028连接至第七高压交流母线407。第四高压交流母线404经第十七高压交流开关1018通过第十八高压交流开关1023连接至第五高压交流母线405。第四高压交流母线404经第十九高压交流开关1019通过第二十高压交流开关1026连接至第六高压交流母线406。第四高压交流母线404经第二十一高压交流开关1020通过第二十二高压交流开关1029连接至第七高压交流母线407。第五高压交流母线405经第二提升母线1021连接至第五变压器65。第六高压交流母线406经第三提升母线1024连接至第六变压器66。第七高压交流母线407经第四提升母线1027连接至第七变压器67。第五变压器65经第七低压交流开关1030连接至第一低压交流母线I段408，第六变压器66经第八低压交流开关1031连接至第一低压交流母线II段409，第七变压器67经第九低压交流开关1032连接至第一低压交流母线III段410。

在本实用新型的一个实施例中，如图2a和图2b所示，该分布式冗余数据中心供配电系统还包括：第十低压交流开关1033、第十一低压交流开关1034、第十二低压交流开关1042、第十三低压交流开关1035、第十四低压交流开关1045、第十五低压交流开关1046、第二低压交流母线I段411和第一UPS不间断电源系统70。

其中，第一UPS不间断电源系统70包括：第一主电源输入侧低压交流开关701、第二整流器702、第二逆变器703、第一主电源输出侧低压交流开关704、第一旁路电源输入侧低压交流开关705、第一静态开关707和第一维修旁路输入侧低压交流开关706。

第一低压交流母线I段408通过第十低压交流开关1033连接至第一主电源输入侧低压交流开关701的一端，第一主电源输入侧低压交流开关701的另一端连接至第二整流器702的一端，第二整流器702的另一端连接至第二逆变器703的一端，第二逆变器703的另一端连接至第一主电源输出侧低压交流开关704的一端。

第一低压交流母线I段408通过第十一低压交流开关1034连接至第一旁路电源输入侧低压交流开关705的一端，第一旁路电源输入侧低压交流开关705的另一端连接至第一静态开关707的一端，第一静态开关707的另一端连接至第一主电源输出侧低压交流开关704的一端。

第一低压交流母线I段408通过第十一低压交流开关1034连接至第一维修旁路输入侧低压交流开关706的一端，第一维修旁路输入侧低压交流开关706的另一端连接至第一主电源输出侧低压交流开关704的另一端，第一主电源输出侧低压交流开关704的另一端通过第十二低压交流开关1042连接至第二低压交流母线I段411。

第一低压交流母线I段408通过第十三低压交流开关1035连接至第二低压交流母线I段411；第二整流器702还与第一飞轮储能设备708连接；第二低压交流母线I段411通过第十四低压交流开关1045连接至第五列头柜（即图2b中所示的列头柜5）的一端，第五列头柜的另一端与电子信息设备连接；第二低压交流母线I段411通过第十五低压交流开关1046连接至第三列头柜（即图2b中所示的列头柜3）的一端，第三列头柜的另一端与电子信息设备连接。

具体而言，即第一低压交流母线I段408经第十低压交流开关1033连接至第一UPS不间断电源系统70的第一主电源输入侧低压交流开关701，第一主电源输入侧低压交流开关701连接至第二整流器702，第二整流器702连接至第二逆变器703，第二逆变器703连接至第一主电源输出侧低压交流开关704。第一低压交流母线I段408经第十一低压交流开关1034连接至第一UPS不间断电源系统70的第一旁路电源输入侧低压交流开关705，第一旁路电源输入侧低压交流开关705连接至第一静态开关707，第一静态开关707连接至第一主电源输出侧低压交流开关704的上口。第一低压交流母线I段408经第十一低压交流开关1034连接至第一维修旁路输入侧低压交流开关706，第一维修旁路输入侧低压交流开关706连接至第一主电源输出侧低压交流开关704的下口。第一主电源输出侧低压交流开关704经第十二低压交流开关1042连接至第二低压交流母线I段411。第一低压交流母线I段408经第十三低压交流开关1035连接至第二低压交流母线I段411，用于在第一UPS不间断电源系统70故障检修时旁路供电。第二整流器702连接至第一飞轮储能设备708，第一飞轮储能设备708用于当分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20停电时，配合第一UPS不间断电源系统70为氢储能单元50启动提供后备时间，第二低压交流母线I段411经第十四低压交流开关1045和第十五低压交流开关1046分别对应连接至列头柜3（即第三列头柜）和列头柜5（即第五列头柜）的一端，列头柜3和列头柜5的另一端均连接至电子信息设备。

其中，列头柜为成行排列或按功能区划分的机柜提供配电管理的设备。

在本实用新型的一个实施例中，如图2a和图2b所示，该分布式冗余数据中心供配电系统还包括：第十六低压交流开关1036、第十七低压交流开关1037、第十八低压交流开关1043、第十九低压交流开关1038、第二十低压交流开关1047、第二十一低压交流开关1048、第二低压交流母线II段412、第二UPS不间断电源系统80。

其中，第二UPS不间断电源系统80包括：第二主电源输入侧低压交流开关801、第三整流器802、第三逆变器803、第二主电源输出侧低压交流开关804、第二旁路电源输入侧低压交流开关805、第二静态开关807和第二维修旁路输入侧低压交流开关806。

第一低压交流母线II段409通过第十六低压交流开关1036连接至第二主电源输入侧低压交流开关801的一端，第二主电源输入侧低压交流开关801的另一端连接至第三整流器802的一端，第三整流器802的另一端连接至第三逆变器803的一端，第三逆变器803的另一端连接至第二主电源输出侧低压交流开关804的一端。

第一低压交流母线II段409通过第十七低压交流开关1037连接至第二旁路电源输入侧低压交流开关805的一端，第二旁路电源输入侧低压交流开关805的另一端连接至第二静态开关807的一端，第二静态开关807的另一端连接至第二主电源输出侧低压交流开关804的一端。

第一低压交流母线II段409通过第十七低压交流开关1037连接至第二维修旁路输入侧低压交流开关806的一端，第二维修旁路输入侧低压交流开关806的另一端连接至第二主电源输出侧低压交流开关804的另一端，第二主电源输出侧低压交流开关804的另一端通过第十八低压交流开关1043连接至第二低压交流母线II段412。

第一低压交流母线II段409通过第十九低压交流开关1038连接至第二低压交流母线II段412；第三整流器802还与第二飞轮储能设备808连接；第二低压交流母线II段412通过第二十低压交流开关1047连接至第一列头柜的一端，第一列头柜的另一端与电子信息设备连接；第二低压交流母线II段412通过第二十一低压交流开关1048连接至第四列头柜的一端，第四列头柜的另一端与电子信息设备连接。

具体而言，即第一低压交流母线II段409经第十六低压交流开关1036连接至第二UPS不间断电源系统80的第二主电源输入侧低压交流开关801，第二主电源输入侧低压交流开关801连接至第三整流器802，第三整流器802连接至第三逆变器803，第三逆变器803连接至第二主电源输出侧低压交流开关804。第一低压交流母线II段409经第十七低压交流开关1037连接至第二UPS不间断电源系统80的第二旁路电源输入侧低压交流开关805，第二旁路电源输入侧低压交流开关805连接至第二静态开关807，第二静态开关807连接至第二主电源输出侧低压交流开关804的上口。第一低压交流母线II段409经第十七低压交流开关1037连接至第二维修旁路输入侧低压交流开关806，第二维修旁路输入侧低压交流开关806连接至第二主电源输出侧低压交流开关804的下口。第二主电源输出侧低压交流开关804经第十八低压交流开关1043连接至第二低压交流母线II段412。第一低压交流母线II段409经第十九低压交流开关1038连接至第二低压交流母线II段412，用于在第二UPS不间断电源系统80故障检修时旁路供电。第三整流器802连接至第二飞轮储能设备808，第二飞轮储能设备808用于当分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20停电时，配合UPS不间断电源系统80为氢储能单元50启动提供后备时间。第二低压交流母线II段412经第二十低压交流开关1047和第二十一低压交流开关1048分别对应连接至列头柜1（即第一列头柜）和列头柜4（即第四列头柜）的一端，列头柜1和列头柜4的另一端均连接至电子信息设备。

在本实用新型的一个实施例中，如图2a和图2b所示，该分布式冗余数据中心供配电系统还包括：第二十二低压交流开关1039、第二十三低压交流开关1040、第二十四低压交流开关1044、第二十五低压交流开关1041、第二十六低压交流开关1049、第二十七低压交流开关1050、第二低压交流母线III段413、第三UPS不间断电源系统90。

其中，第三UPS不间断电源系统90包括：第三主电源输入侧低压交流开关901、第四整流器902、第四逆变器903、第三主电源输出侧低压交流开关904、第三旁路电源输入侧低压交流开关905、第三静态开关907和第三维修旁路输入侧低压交流开关906。

第一低压交流母线III段410通过第二十二低压交流开关1039连接至第三主电源输入侧低压交流开关901的一端，第三主电源输入侧低压交流开关901的另一端连接至第四整流器902的一端，第四整流器902的另一端连接至第四逆变器903的一端，第四逆变器903的另一端连接至第三主电源输出侧低压交流开关904的一端。

第一低压交流母线III段410通过第二十三低压交流开关1040连接至第三旁路电源输入侧低压交流开关905的一端，第三旁路电源输入侧低压交流开关905的另一端连接至第三静态开关907的一端，第三静态开关907的另一端连接至第三主电源输出侧低压交流开关904的一端。

第一低压交流母线III段410通过第二十三低压交流开关1040连接至第三维修旁路输入侧低压交流开关906的一端，第三维修旁路输入侧低压交流开关906的另一端连接至第三主电源输出侧低压交流开关904的另一端，第三主电源输出侧低压交流开关904的另一端通过第二十四低压交流开关1044连接至第二低压交流母线III段413。

第一低压交流母线III段410通过第二十五低压交流开关1041连接至第二低压交流母线III段413；第四整流器902还与第二飞轮储能设备908连接；第二低压交流母线III段413通过第二十六低压交流开关1049连接至第二列头柜的一端，第二列头柜的另一端与电子信息设备连接；第二低压交流母线III段413通过第二十七低压交流开关1050连接至第六列头柜的一端，第六列头柜的另一端与电子信息设备连接。

具体而言，即第一低压交流母线III段410经第二十二低压交流开关1039连接至第三UPS不间断电源系统90的第三主电源输入侧低压交流开关901，第三主电源输入侧低压交流开关901连接至第四整流器902，第四整流器902连接至第四逆变器903，第四逆变器903连接至第三主电源输出侧低压交流开关904。第一低压交流母线III段410经第二十三低压交流开关1040连接至第三UPS不间断电源系统90的第三旁路电源输入侧低压交流开关905，第三旁路电源输入侧低压交流开关905连接至第三静态开关907，第三静态开关907连接至第三主电源输出侧低压交流开关904的上口。第一低压交流母线III段410经第二十三低压交流开关1040连接至第三维修旁路输入侧低压交流开关906，第三维修旁路输入侧低压交流开关906连接至第三主电源输出侧低压交流开关904的下口。第三主电源输出侧低压交流开关904经第二十四低压交流开关1044连接至第二低压交流母线III段413。第一低压交流母线III段410经第二十五低压交流开关1041连接至第二低压交流母线III段413，用于在第三UPS不间断电源系统90故障检修时旁路供电。第四整流器902连接至第三飞轮储能设备908，第三飞轮储能设备908用于当分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20停电时，配合第三UPS不间断电源系统90为氢储能单元50启动提供后备时间。第二低压交流母线III段413经第二十六低压交流开关1049和第二十七低压交流开关1045分别对应连接至列头柜2（即第二列头柜）和列头柜6（即第六列头柜）的一端，列头柜2和列头柜6的另一端均连接至电子信息设备。

在本实用新型的实施例中，结合图2a和图2b所示，电子信息设备负荷可分为三组，每个供配电单元为本组负荷和相邻负荷供电，形成“手拉手”供电方式，正常运行情况下，每个供配电单元的负荷率为66%，当一个供配电单元发生故障，其对应负荷由相邻供配电单元单元供电。

以下结合图2a和图2b，描述该分布式冗余数据中心供配电系统的工作原理。

正常情况下，分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20独立向电子信息设备供电，两路供电系统同时工作，互为备用，分布式风力发电系统10经第一变压器63、第一高压交流开关1005、第一高压交流母线401、第七高压交流开关1013、第八高压交流开关1011、第三高压交流母线402分别连接至第十一高压交流开关1015、第十三高压交流开关1016、第十五高压交流开关1017。分布式光伏发电系统20经第二变压器64、第二高压交流开关1006、第二高压交流母线403、第九高压交流开关1014、第十高压交流开关1012、第四高压交流母线404分别连接至第十七高压交流开关1018、第十九高压交流开关1019、第二十一高压交流开关1020。第十一高压交流开关1015经第十二高压交流开关1022连接至第五高压交流母线405，第十七高压交流开关1018经第十八高压交流开关1023连接至第五高压交流母线405，第五高压交流母线405经第二提升母线1021、第五变压器65、第七低压交流开关1030、第一低压交流母线I段408、第十低压交流开关1033、第十一低压交流开关1034、第十三低压交流开关1035、第一UPS不间断电源系统70、第一飞轮储能设备708、第十二低压交流开关1042、第二低压交流母线I段411、第十四低压交流开关1045、第十五低压交流开关1046、第三列头柜3、第五列头柜5为电子信息设备供电。

第十三高压交流开关1016经第十四高压交流开关1025连接至第六高压交流母线406，第十九高压交流开关1019经第二十高压交流开关1026连接至第六高压交流母线406，第六高压交流母线406经第三提升母线1024、第六变压器66、第八低压交流开关1031、第一低压交流母线II段409、第十六低压交流开关1036、第十七低压交流开关1037、第十九低压交流开关1038、第二UPS不间断电源系统80、第二飞轮储能设备808、第十八低压交流开关1043、第二低压交流母线II段412、第二十低压交流开关1047、第二十一低压交流开关1048、第一列头柜1、第四列头柜4为电子信息设备供电。

第十五高压交流开关1017经第十六高压交流开关1028连接至第七高压交流母线407，第二十一高压交流开关1020经二十二高压交流开关1029连接至第七高压交流母线407，第七高压交流母线407经第四提升母线1027、第七变压器67、第九低压交流开关1032、第一低压交流母线I段410、第二十二低压交流开关1039、第二十三低压交流开关1040、第二提升母线1021、第三UPS不间断电源系统90、第三飞轮储能设备908、第二十四低压交流开关1044、第二低压交流母线III段413、第二十六低压交流开关1049、第二十七低压交流开关1050、第二列头柜2、第六列头柜6为电子信息设备供电。

第一飞轮储能设备708、第二飞轮储能设备808和第三飞轮储能设备908处于充满电热备待机状态，分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20经第一UPS不间断电源系统70、第二UPS不间断电源系统80和第三UPS不间断电源系统90对应为本组负荷和相邻负荷供电，形成“手拉手”供电方式，正常运行情况下，每个供配电单元的负荷率为66%。

当分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20的发电量大于负荷用电量时，分布式风力发电系统10经第一低压交流母线104、第三低压交流开关304、储能变流器303、低压直流开关302为电池组301充电。分布式光伏发电系统20经第二低压交流母线205、第四低压交流开关305、储能变流器303、低压直流开关302为电池组301充电。分布式风力发电系统10经第一变压器63、第三高压交流开关1003、第三变压器61、第五低压交流开关501、第一整流器502为电解槽503供电，电解槽503用于将分布式风力发电系统10多余的电能转变成化学能进行存储，存储在储氢罐504和储氧罐505中。分布式光伏发电系统20经第二变压器64、第三高压交流开关1003、第三变压器61、第五低压交流开关501、第一整流器502为电解槽503供电，电解槽503用于将分布式风力发电系统10多余的电能转变成化学能进行存储，存储在储氢罐504和储氧罐505中。

当分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20发电量小于负荷用电量时，电池组301经低压直流开关302、储能变流器303以及第三低压交流开关304放电至第一低压交流母线104，与分布式风力发电系统10同时为负荷供电。电池组301经低压直流开关302、储能变流器303以及第四低压交流开关305放电至第二低压交流母线205，与分布式光伏发电系统20同时为负荷供电。此时，高压交流联络开关1007、第五高压交流开关1009和第六高压交流开关1010断开运行。

当分布式风力发电系统10或分布式光伏发电系统20停电时，高压交流联络开关1007投入运行，第一高压交流母线401向第二高压交流母线403和第四高压交流母线404供电，或者第二高压交流母线403向第一高压交流母线401和第三高压交流母线402供电。高压交流联络开关1007合闸期间，若出现短时间断电情况，由第一飞轮储能设备708、第二飞轮储能设备808和第三飞轮储能设备908分别对应经第一UPS不间断电源系统70、第二UPS不间断电源系统80和第三UPS不间断电源系统90，对应通过第十二低压交流开关1042、第十八低压交流开关1043和第二十四低压交流开关1044、第二低压交流母线I段411、第二低压交流母线II段412和第二低压交流母线III段413、第十四低压交流开关1045和第十五低压交流开关1046、第二十低压交流开关1047和第二十一低压交流开关1048、第二十六低压交流开关1049和第二十七低压交流开关1050以及相应列头柜向电子信息设备供电。

当分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20全部停电时，由第一飞轮储能设备708、第二飞轮储能设备808和第三飞轮储能设备908分别对应经第一UPS不间断电源系统70、第二UPS不间断电源系统80和第三UPS不间断电源系统90，对应通过第十二低压交流开关1042、第十八低压交流开关1043和第二十四低压交流开关1044、第二低压交流母线I段411、第二低压交流母线II段412和第二低压交流母线III段413、第十四低压交流开关1045和第十五低压交流开关1046、第二十低压交流开关1047和第二十一低压交流开关1048、第二十六低压交流开关1049和第二十七低压交流开关1050以及相应列头柜向电子信息设备供电。同时启动氢储能单元50，燃料电池508以储氢罐504中的氢气为燃料气体，以储氧罐505中的氧气作为氧化剂，产生化学反应从而获得持续的电能，经第一逆变器509、第六低压交流开关510、第四变压器62以及第四高压交流开关1004将电能输出至第五高压交流开关1009和第六高压交流开关1010的上口，当检测到第五高压交流开关1009和第六高压交流开关1010的上口带电后，断开第三高压交流母线402的第八高压交流开关1011、第四高压交流母线404的第十高压交流开关1012以及高压交流联络开关1007，闭合第五高压交流开关1009和第六高压交流开关1010，失电的第三高压交流母线402和第四高压交流母线404由氢储能单元50供电。在氢储能单元50启动期间，由第一飞轮储能设备708、第二飞轮储能设备808和第三飞轮储能设备908分别对应经第一UPS不间断电源系统70、第二UPS不间断电源系统80和第三UPS不间断电源系统90，对应通过第十二低压交流开关1042、第十八低压交流开关1043和第二十四低压交流开关1044、第二低压交流母线I段411、第二低压交流母线II段412和第二低压交流母线III段413、第十四低压交流开关1045和第十五低压交流开关1046、第二十低压交流开关1047和第二十一低压交流开关1048、第二十六低压交流开关1049和第二十七低压交流开关1050以及相应列头柜向电子信息设备供电。

当分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20供电恢复后，切换到由分布式风力发电系统10和分布式光伏发电系统20供电的状态。

综上，根据本实用新型实施例的分布式冗余数据中心供配电系统，基于分布式风力发电和分布式光伏发电构建了一种分布式清洁能源冗余供配电系统来为数据中心提供绿色供电电源，并利用分布式风力发电和分布式光伏发电分别与储能电池对应组成风储供电系统和光储供电系统，储能电池可调节新能源发电的波动性、随机性和不确定性，为数据中心提供稳定可靠的绿色供电电源，利用氢能作为备用能源代替传统燃油或燃气发电机组作为备用电源，利用飞轮储能系统代替化学电池作为UPS不间断电源系统的储能部件，从而利于供电故障时维持对数据中心负荷供电的连续性，由此构建了一种全新的分布式冗余数据中心供配电架构，能够降低数据中心的能源效率指标，减少碳排放，助力实现碳达峰、碳中和，同时降低运行及维护成本，提高供电安全性和可靠性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种分布式冗余数据中心供配电系统，其特征在于，包括：分布式风力发电系统和分布式光伏发电系统，其中，

所述分布式风力发电系统和所述分布式光伏发电系统相互独立设置，所述分布式风力发电系统和所述分布式光伏发电系统分别与所述数据中心的电子信息设备连接，用于为所述数据中心的电子信息设备提供工作电源；

所述分布式风力发电系统包括：分布式风电集群、风机变流器、第一低压交流开关及第一低压交流母线，所述分布式风电集群用于将风能转化为交流电，所述分布式风电集群与所述风机变流器的一端连接，所述风机变流器的另一端通过所述第一低压交流开关与所述第一低压交流母线连接；

所述分布式光伏发电系统包括：光伏电池组件、直流汇流箱、光伏逆变器、第二低压交流开关和第二低压交流母线，所述光伏电池组件用于将太阳能转化为直流电，所述光伏逆变器用于将直流电转变成交流电，所述光伏电池组件与所述直流汇流箱的一端连接，所述直流汇流箱的另一端与所述光伏逆变器的一端连接，所述光伏逆变器的另一端通过所述第二低压交流开关与所述第二低压交流母线连接。

2.根据权利要求1所述的分布式冗余数据中心供配电系统，其特征在于，还包括：

储能电池系统，所述储能电池系统分别与所述分布式风力发电系统和所述分布式光伏发电系统连接，其中，

所述储能电池系统包括：电池组、低压直流开关、储能变流器、第三低压交流开关和第四低压交流开关，所述电池组通过所述低压直流开关连接至所述储能变流器的一端，所述储能变流器的另一端通过所述第三低压交流开关连接至所述第一低压交流母线，所述储能变流器的另一端通过所述第四低压交流开关连接至所述第二低压交流母线。

3.根据权利要求1所述的分布式冗余数据中心供配电系统，其特征在于，还包括：

氢储能单元，所述氢储能单元与所述数据中心的电子信息设备连接，用于为所述电子信息设备提供备用电源，其中，

所述氢储能单元包括：第五低压交流开关、第一整流器、电解槽、储氢罐、储氧罐、储水罐、供水系统、燃料电池、第一逆变器及第六低压交流开关；

所述第五低压交流开关的一端分别与所述分布式风力发电系统和分布式光伏发电系统连接，所述第五低压交流开关的另一端与所述第一整流器的一端连接，所述第一整流器的另一端与所述电解槽连接，所述电解槽还分别与所述储氢罐、储氧罐和储水罐连接，所述储水罐与所述供水系统连接，所述燃料电池分别与所述储氢罐、储氧罐、储水罐及第一逆变器连接，所述第一逆变器还与所述第六低压交流开关连接；

所述分布式风力发电系统和分布式光伏发电系统向所述电子信息设备供电后的多余电能通过所述第五低压交流开关传输至所述第一整流器；

所述第一整流器将所述多余电能转化成直流电为所述电解槽供电，所述电解槽用于将电能转变成化学能；

所述储氢罐用于存储所述电解槽中电解产生的氢气；

所述储氧罐用于存储所述电解槽中电解产生的氧气；

所述储水罐用于为所述电解槽提供电解所用的水；

所述供水系统用于对为所述储水罐供水；

所述燃料电池用于将化学能转化成电能，并将转化过程中产生的热水经冷却降温后传输至所述储水罐中存储，所述燃料电池输出的电能通过所述第一逆变器及所述第六低压交流开关输出。

4.根据权利要求3所述的分布式冗余数据中心供配电系统，其特征在于，还包括：第一变压器、第七低压交流开关、第一高压交流开关、第一高压交流母线、第八低压交流开关、第二变压器、第二高压交流开关和第二高压交流母线，其中，

所述第一低压交流母线通过所述第七低压交流开关连接至所述第一变压器的一端，所述第一变压器的另一端通过所述第一高压交流开关与所述第一高压交流母线连接；

所述第二低压交流母线通过所述第八低压交流开关连接至所述第二变压器的一端，所述第二变压器的另一端通过所述第二高压交流开关与所述第二高压交流母线连接。

5.根据权利要求4所述的分布式冗余数据中心供配电系统，其特征在于，还包括：第三变压器、第四变压器、第三高压交流开关、第四高压交流开关、第五高压交流开关、第六高压交流开关、第三高压交流母线和第四高压交流母线，其中，

所述第五低压交流开关通过电力电缆连接至所述第三变压器的一端，所述第三变压器的另一端通过所述第三高压交流开关连接至所述第一变压器的另一端，所述第三变压器的另一端通过所述第四高压交流开关连接至所述第二变压器的另一端；

所述第六低压交流开关通过电力电缆连接至所述第四变压器的一端，所述第四变压器的另一端通过所述第五高压交流开关连接至所述第三高压交流母线，所述第四变压器的另一端通过所述第六高压交流开关连接至所述第四高压交流母线。

6.根据权利要求5所述的分布式冗余数据中心供配电系统，其特征在于，还包括：高压交流联络开关、第一提升母线、第七高压交流开关、第八高压交流开关、第九高压交流开关和第十高压交流开关，其中，

所述高压交流联络开关连接在所述第一高压交流开关和所述第二高压交流开关之间；

所述第一高压交流母线通过所述高压交流联络开关和所述第一提升母线连接至所述第二高压交流母线；

所述第一高压交流母线通过所述第七高压交流开关和所述第八高压交流开关连接至所述第三高压交流母线；

所述第一高压交流母线通过所述第九高压交流开关和所述第十高压交流开关连接至所述第四高压交流母线。

7.根据权利要求6所述的分布式冗余数据中心供配电系统，其特征在于，还包括：第一自动转换开关和第二自动转换开关，其中，

所述第一自动转换开关设置在所述第八高压交流开关和所述第七高压交流开关之间；

所述第二自动转换开关设置在所述第六高压交流开关和所述第十高压交流开关之间。

8.根据权利要求7所述的分布式冗余数据中心供配电系统，其特征在于，还包括：第十一高压交流开关、第十二高压交流开关、第五高压交流母线、第十三高压交流开关、第十四高压交流开关、第六高压交流母线、第十五高压交流开关、第十六高压交流开关、第七高压交流母线、第十七高压交流开关、第十八高压交流开关、第十九高压交流开关、第二十高压交流开关、第二十一高压交流开关、第二十二高压交流开关、第二提升母线、第五变压器、第三提升母线、第六变压器、第四提升母线、第七变压器、第七低压交流开关、第一低压交流母线I段、第八低压交流开关、第一低压交流母线II段、第九低压交流开关、第一低压交流母线III段，其中，

所述第三高压交流母线通过所述第十一高压交流开关和所述第十二高压交流开关连接至所述第五高压交流母线；

所述第三高压交流母线通过所述第十三高压交流开关和所述第十四高压交流开关连接至所述第六高压交流母线；

所述第三高压交流母线通过所述第十五高压交流开关和所述第十六高压交流开关连接至所述第七高压交流母线；

所述第四高压交流母线通过所述第十七高压交流开关和所述第十八高压交流开关连接至所述第五高压交流母线；

所述第四高压交流母线通过所述第十九高压交流开关和所述第二十高压交流开关连接至所述第六高压交流母线；

所述第四高压交流母线通过所述第二十一高压交流开关和所述第二十二高压交流开关连接至所述第七高压交流母线；

所述第五高压交流母线通过所述第二提升母线连接至所述第五变压器；

所述第六高压交流母线通过所述第三提升母线连接至所述第六变压器；

所述第七高压交流母线通过所述第四提升母线连接至所述第七变压器；

所述第五变压器通过所述第七低压交流开关连接至低所述第一低压交流母线I段，所述第六变压器通过所述第八低压交流开关连接至所述第一低压交流母线II段，所述第七变压器通过所述第九低压交流开关连接至所述第一低压交流母线III段。

9.根据权利要求8所述的分布式冗余数据中心供配电系统，其特征在于，还包括：第十低压交流开关、第十一低压交流开关、第十二低压交流开关、第十三低压交流开关、第十四低压交流开关、第十五低压交流开关、第二低压交流母线I段和第一UPS不间断电源系统，其中，

所述第一UPS不间断电源系统包括：第一主电源输入侧低压交流开关、第二整流器、第二逆变器、第一主电源输出侧低压交流开关、第一旁路电源输入侧低压交流开关、第一静态开关和第一维修旁路输入侧低压交流开关；

所述第一低压交流母线I段通过所述第十低压交流开关连接至所述第一主电源输入侧低压交流开关的一端，所述第一主电源输入侧低压交流开关的另一端连接至所述第二整流器的一端，所述第二整流器的另一端连接至所述第二逆变器的一端，所述第二逆变器的另一端连接至所述第一主电源输出侧低压交流开关的一端；

所述第一低压交流母线I段通过所述第十一低压交流开关连接至所述第一旁路电源输入侧低压交流开关的一端，所述第一旁路电源输入侧低压交流开关的另一端连接至第一静态开关的一端，所述第一静态开关的另一端连接至所述第一主电源输出侧低压交流开关的一端；

所述第一低压交流母线I段通过所述第十一低压交流开关连接至所述第一维修旁路输入侧低压交流开关的一端，所述第一维修旁路输入侧低压交流开关的另一端连接至所述第一主电源输出侧低压交流开关的另一端，所述第一主电源输出侧低压交流开关的另一端通过所述第十二低压交流开关连接至所述第二低压交流母线I段；

所述第一低压交流母线I段通过所述第十三低压交流开关连接至所述第二低压交流母线I段；

所述第二整流器还与第一飞轮储能设备连接；

所述第二低压交流母线I段通过所述第十四低压交流开关连接至第五列头柜的一端，所述第五列头柜的另一端与所述电子信息设备连接；

所述第二低压交流母线I段通过所述第十五低压交流开关连接至第三列头柜的一端，所述第三列头柜的另一端与所述电子信息设备连接。

10.根据权利要求9所述的分布式冗余数据中心供配电系统，其特征在于，还包括：第十六低压交流开关、第十七低压交流开关、第十八低压交流开关、第十九低压交流开关、第二十低压交流开关、第二十一低压交流开关、第二低压交流母线II段、第二UPS不间断电源系统，其中，

所述第二UPS不间断电源系统包括：第二主电源输入侧低压交流开关、第三整流器、第三逆变器、第二主电源输出侧低压交流开关、第二旁路电源输入侧低压交流开关、第二静态开关和第二维修旁路输入侧低压交流开关；

所述第一低压交流母线II段通过所述第十六低压交流开关连接至所述第二主电源输入侧低压交流开关的一端，所述第二主电源输入侧低压交流开关的另一端连接至所述第三整流器的一端，所述第三整流器的另一端连接至所述第三逆变器的一端，所述第三逆变器的另一端连接至所述第二主电源输出侧低压交流开关的一端；

所述第一低压交流母线II段通过所述第十七低压交流开关连接至所述第二旁路电源输入侧低压交流开关的一端，所述第二旁路电源输入侧低压交流开关的另一端连接至第二静态开关的一端，所述第二静态开关的另一端连接至所述第二主电源输出侧低压交流开关的一端；

所述第一低压交流母线II段通过所述第十七低压交流开关连接至所述第二维修旁路输入侧低压交流开关的一端，所述第二维修旁路输入侧低压交流开关的另一端连接至所述第二主电源输出侧低压交流开关的另一端，所述第二主电源输出侧低压交流开关的另一端通过所述第十八低压交流开关连接至所述第二低压交流母线II段；

所述第一低压交流母线II段通过所述第十九低压交流开关连接至所述第二低压交流母线II段；

所述第三整流器还与第二飞轮储能设备连接；

所述第二低压交流母线II段通过所述第二十低压交流开关连接至第一列头柜的一端，所述第一列头柜的另一端与所述电子信息设备连接；

所述第二低压交流母线II段通过所述第二十一低压交流开关连接至第四列头柜的一端，所述第四列头柜的另一端与所述电子信息设备连接。

11.根据权利要求10所述的分布式冗余数据中心供配电系统，其特征在于，还包括：第二十二低压交流开关、第二十三低压交流开关、第二十四低压交流开关、第二十五低压交流开关、第二十六低压交流开关、第二十七低压交流开关、第二低压交流母线III段、第三UPS不间断电源系统，其中，

所述第三UPS不间断电源系统包括：第三主电源输入侧低压交流开关、第四整流器、第四逆变器、第三主电源输出侧低压交流开关、第三旁路电源输入侧低压交流开关、第三静态开关和第三维修旁路输入侧低压交流开关；

所述第一低压交流母线III段通过所述第二十二低压交流开关连接至所述第三主电源输入侧低压交流开关的一端，所述第三主电源输入侧低压交流开关的另一端连接至所述第四整流器的一端，所述第四整流器的另一端连接至所述第四逆变器的一端，所述第四逆变器的另一端连接至所述第三主电源输出侧低压交流开关的一端；

所述第一低压交流母线III段通过所述第二十三低压交流开关连接至所述第三旁路电源输入侧低压交流开关的一端，所述第三旁路电源输入侧低压交流开关的另一端连接至第三静态开关的一端，所述第三静态开关的另一端连接至所述第三主电源输出侧低压交流开关的一端；

所述第一低压交流母线III段通过所述第二十三低压交流开关连接至所述第三维修旁路输入侧低压交流开关的一端，所述第三维修旁路输入侧低压交流开关的另一端连接至所述第三主电源输出侧低压交流开关的另一端，所述第三主电源输出侧低压交流开关的另一端通过所述第二十四低压交流开关连接至所述第二低压交流母线III段；

所述第一低压交流母线III段通过所述第二十五低压交流开关连接至所述第二低压交流母线III段；

所述第四整流器还与第二飞轮储能设备连接；

所述第二低压交流母线III段通过所述第二十六低压交流开关连接至第二列头柜的一端，所述第二列头柜的另一端与所述电子信息设备连接；

所述第二低压交流母线III段通过所述第二十七低压交流开关连接至第六列头柜的一端，所述第六列头柜的另一端与所述电子信息设备连接。

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