用于提供冗余二次供电的系统和方法技术方案

一种同时可维持的二次配电系统使得能够对电力负载进行冗余二次供电，所述电力负载通过二次电力汇流排从独立的主要电力系统接收单独的主要供电。各自从二次电力系统运送电力的独立的母线槽耦接到所述汇流排的相对末端。每个母线槽可从独立的二次电力系统运送电力，并且跨接所述母线槽与所述电力汇流排之间的连接的切换装置可将所述电力汇流排从所述母线槽中的一个选择性地切换至另一个母线槽，从而在所述二次电力系统中的一个之间进行切换。所述独立的二次电力系统可在所述相应的电力系统中的各个点处耦接在一起，以使得所述二次电力系统中的一个的一个或多个部分可分配从所述二次电力系统中的另一个的上游部分接收的电力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
组织诸如在线零售商、互联网服务提供商、搜索服务提供商、金融机构、大学和其他计算密集型组织常常通过大规模计算设施进行计算机操作。此类计算设施容置并容纳大量的服务器、网络和计算机设备以便处理、存储并交换需要来执行组织操作的数据。通常，计算设施的计算机机房包括许多计算机架，所述计算机架可包括服务器机架。每个计算机架继而可包括许多计算机系统、服务器、相关联的计算机设备等。因为计算设施的计算机机房可包含大量服务器，可能需要大量电力来操作设施。另外，电力分配到遍布在整个计算机机房的大量位置(例如，彼此间隔的许多机架，以及每个机架中的许多服务器)。通常，设施以相对高的电压接收电力馈电。此电力馈电步降到较低电压(例如，208V)。布线、母线、电源连接器和配电单元的网络用于将电力在较低电压下递送到设施中的许多具体部件。任意给定数据中心所需的计算容量的量可根据业务需求指示快速改变。很多时候，在某一位置处需要增加的计算容量。首先，在数据中心中提供计算容量或者(例如，以附加服务器的形式)扩大数据中心的现有容量是资源密集的，并且可能花费许多个月来完成。大量的时间和资源通常需要设计和建造数据中心(或者其扩展)、铺设电缆、安装机架、封装件和冷却系统以实现从其移除废热。诸如对于电力和HVAC系统来说，通常需要附加的时间和资源进行检查并且获得认证和批准。一些数据中心在PDU级别没有冗余。当在电力系统中发生UPS或PDU故障时，这类数据中心可能具有大的受影响区。另外，一些数据中心具有通过电源到楼层的“单线程”分布，并且其中仅当部件断路时可执行维护。与维护相关联的停工时间和数据中心中的主要电力系统的重新配置可导致计算资源的重大损失。在诸如医院设备和安全系统的一些关键系统中，停工时间可导致严重干扰，并且在一些情况下会不利地影响健康和安全。一些系统包括双电力系统，所述双电力系统提供用于计算设备的冗余供电。在一些系统中，自动转换开关(“ATS”)提供从主要电力系统到二次(例如，备用)电力系统的切换。在典型的系统中，在检测到主要电力中的故障时，自动转换开关将计算机架自动地切换至二次系统。为了维持计算设备持续运行，自动转换开关可能需要快速(例如，在大约16毫秒内)转换至二次电力系统。一些数据中心包括在主要电力系统中的部件或系统故障的情况下为服务器提供备用电力的备用部件和系统。在一些数据中心中，主要电力系统可具有其自身的备用系统，所述备用系统在电力系统的所有级别下是完全冗余的。由主要和完全冗余的备用系统支持的系统和部件的这种级别的冗余可称为“2N”冗余。例如，在具有多个服务器机房的数据中心中，一个或多个服务器机架可从主要电力系统和完全冗余的备用电力系统接收供电。用于每个服务器机房的备用系统可具有配电盘、不间断电源(UPS)和楼层配电单元(PDU)，它们与用于所述服务器机房的主要电力系统中的对应的配电盘、不间断电源和楼层配电单元是一样的。然而，提供主要电力系统的完全冗余在资本成本方面(因为例如可能需要大量昂贵的配电盘、UPS和PDU)以及在操作和维护的成本方面可能成本很高。另外，关于主要计算机系统，可能需要特别程序来将部件从主要系统切换至备用系统以确保对服务器的不间断供电，从而进一步增加了维护成本。因此，一些数据中心可包括少于主要电力系统的完全冗余的备用系统。由主要和完全冗余的备用系统支持的系统和部件的这种级别的冗余可称为“N+1”冗余。尽管N+1冗余可不为计算设备提供完全冗余储备供电，但是这种冗余可涉及较低的资本和操作成本。一些服务器通过专用电力路径耦接到一个或多个备用部件和系统，其中将一个或多个服务器耦接到一个或多个备用部件和系统的路径的数量限于特定路径。另外，一些备用部件和系统提供到多个服务器的备用供电。在两种情形中，由于各种原因服务器可能容易遭受备用供电的损失，所述原因包括服务器与备用部件和系统之间的专用电力路径的故障以及备用部件和系统自身的故障。此外，在一组备用部件和系统为多个服务器提供备用供电的情况下，所述多个服务器可能由于与备用部件和系统、与这类部件和系统相关联的一个或多个路径等有关的一种或多种不同故障而失去备用供电。此外，如果将一个或多个备用部件和系统脱机进行维护，那么可能失去用于一个或多个服务器的备用供电。减轻这类风险在资本成本方面以及在操作和维护的成本方面可能成本很高(例如，对备用部件和系统执行另外的维护以减轻由于这类部件和系统中的故障而失去备用供电的风险)。附图说明图1是根据一些实施方案的示出包括冗余二次供电系统的数据中心的透视图的示意图。图2是根据一些实施方案的示出机架计算机系统过道空间的示意图。图3是根据一些实施方案的示出包括电耦接在上游侧和下游侧上的两个独立的二次电力系统的冗余二次供电系统的示意图。图4A示出根据一些实施方案的配置配电系统来为过道空间中的电力负载提供主要供电和冗余二次供电。图4B示出根据一些实施方案的为过道空间中的电力负载维持二次供电。图5A示出根据一些实施方案的配置独立的二次电力系统来为电力负载提供冗余二次供电。图5B示出根据一些实施方案的为过道空间中的电力负载维持二次供电。虽然本专利技术容易有各种更改和替代形式，但通过举例方式在附图中显示了本专利技术的具体实施方案并将在本文中对其作出详细的描述。然而，应理解的是，附图和对其的详述并不意图将本专利技术局限于所公开的具体形式，而相反，其目的在于涵盖落入如所附权利要求书所界定的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等效物和替代方案。本文中使用的标题都仅用于组织目的，并且并不意图用于限制本说明书或权利要求书的范围。贯穿本申请所使用的词语“可”是在许可的意义上(即意指具有可能性)、而非强制的意义上(即意指必须)使用。类似地，词语“包括(include/including/includes)”意味着包括但不限于。具体实施方式公开了用于为数据中心中的计算机系统提供冗余供电的配电系统的各种实施方案。根据一个实施方案，数据中心包括过道空间，所述过道空间提供计算容量和独立的母线槽，所述母线槽各自沿着过道空间的长度的相对末端延伸并且为计算容量提供冗余二次供电。过道空间包括沿着过道空间的长度延伸的一排机架计算机系统，延伸穿过过道空间的与所述排机架计算机系统平行的两个或更多个主要电力汇流排，以及延伸穿过过道空间的与所述至少一排机架计算机系统平行的二次电力汇流排。主要电力汇流排可将在所述至少两个主要电力汇流排中的至少一个处从独立的主要电力系统接收的主要电力分配给所述排机架计算机系统，以向所述机架计算机系统提供主要供电。二次电力汇流排包括在相对末端处的独立的馈电箱并且可将在馈电箱中的一个中接收的二次电力分配给机架计算机系统。独立的母线槽可各自将来自一个或多个二次电力系统的二次电力分配至二次电力汇流排的独立的馈电箱，以通过所述二次电力汇流排为所述排机架计算机系统提供冗余二次供电。根据一个实施方案，系统包括独立的母线槽，所述母线槽各自将来自一个或多个二次电力系统的冗余二次供电提供给位于一个或多个过道空间中的一组或多组电力负载。每个电力负载从独立的主要电力系统接收单独的主要供电。为了提供冗余二次供电，独立的母线槽可各自与延伸穿过一个或多个过道空间的二次电力汇流排的相对末端耦接。二次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括：至少两个母线槽，所述至少两个母线槽各自被配置来向位于一个或多个过道空间中的一组或多组电力负载提供来自至少一个二次电力系统的冗余二次供电，其中所述一组或多组电力负载中的每一组电力负载从至少一个独立的主要电力系统接收单独的主要供电；其中，为了向位于所述一个或多个过道空间中的一组或多组电力负载提供冗余二次供电，所述至少两个母线槽各自被配置来与二次电力汇流排的相对末端中的独立的一个耦接，所述二次电力汇流排延伸穿过所述一个或多个过道空间并且被配置来将电能分配给所述一组或多组电力负载。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.25 US 14/315,2421.一种系统，其包括：至少两个母线槽，所述至少两个母线槽各自被配置来向位于一个或多个过道空间中的一组或多组电力负载提供来自至少一个二次电力系统的冗余二次供电，其中所述一组或多组电力负载中的每一组电力负载从至少一个独立的主要电力系统接收单独的主要供电；其中，为了向位于所述一个或多个过道空间中的一组或多组电力负载提供冗余二次供电，所述至少两个母线槽各自被配置来与二次电力汇流排的相对末端中的独立的一个耦接，所述二次电力汇流排延伸穿过所述一个或多个过道空间并且被配置来将电能分配给所述一组或多组电力负载。2.如权利要求1所述的系统，其中：为了向位于所述一个或多个过道空间中的所述一组或多组电力负载提供冗余二次供电，所述至少两个母线槽被配置来选择性地将电能从所述至少两个母线槽中的选择的母线槽分配给所述二次电力汇流排，以使得所述二次电力汇流排从所述至少两个母线槽中的所述选择的母线槽接收电能。3.如权利要求2所述的系统，其中：所述至少两个母线槽各自被配置来从至少两个二次电力系统的独立的二次电力系统提供冗余二次供电。4.如权利要求3所述的系统，其中：所述至少两个二次电力系统中的每个二次电力系统包括：公用电力变压器，所述公用电力变压器被配置来转换和分配公用电力，以及不间断电源(UPS)，所述不间断电源被配置来将从所述公用电力变压器接收的电力分配给所述至少两个母线槽中的至少一个；并且所述至少两个二次电力系统被配置来在相应的配电盘处电耦接在一起，所述相应的配电盘各自被配置来将公用电力从相应的变压器分配给所述相应的二次电力系统的相应的UPS，以使得所述至少两个二次电力系统中的一个二次电力系统的公用变压器能够将公用电力分配给所述至少两个二次电力系统中的每个二次电力系统的至少一个UPS。5.如权利要求4所述的系统，其中：所述至少两个二次电力系统被配置来在相应的配电盘处电耦接在一起，所述相应的配电盘各自在所述相应的二次电力系统的所述相应的UPS的下游，以使得所述至少两个二次电力系统中的一个二次电力系统的UPS能够将二次电力分配给所述至少两个母线槽中的每个母线槽。6.如权利要求2-5中任一项所述的系统，其中：为了与延伸穿过所述一个或多个过道空间的二次电力汇流排的相对末端中的独立的一个耦接，所述至少两个母线槽各自被配置来通过至少两个切换装置中的独立的切换装置而与所述二次电力汇流排的所述相对末端中的独立的一个电耦接；并且所述至少两个切换装置共同被配置来在任意给定时间选择性地将电力从所述至少两个母线槽中的选择的母线槽分配给所述二次电力汇流排。7.如权利要求6所述的系统，其中：为了在任意给定时间选择性地将电力从所述至少两个母线槽中的选择的母线槽分配给所述二次电力汇流排，所述至少两个切换装置被配置来执行开路瞬变切换操作，以使得：所述至少两个切换装置中的一个切换装置打开以将所述至少两个母线槽中的选择的母线槽与所述二次电力汇流排电去耦，并且所述至少两个切换装置中的另一个切换装置闭合以将所述至少两个母线槽中的另一个选择的母线槽电耦接到所述二次电力汇流排。8.如前述任一项权利要求所述的系统，其中：位于一个或多个过道空间中的所述一组或多组电力负载包括多排机架计算机系统，所述多排机架计算机系统各自沿着多个平行的过道空间中的独立的一个延伸；所述多个过道空间中的每一个从紧邻壳体的特定侧的特定的过道末端平行延伸至紧邻所述壳体的相对侧的相对过道末端；所述二次电力汇流排包括各自在所述多个过道空间中的独立的过道空间的所述特定的过道末端与所述相对过道末端之间延伸的多个二次电力...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·H·卡普兰，
申请(专利权)人：亚马逊科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US