双系统冗余新型数据中心供配电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种双系统冗余新型数据中心供配电系统，包括：海上风场电力系统和屋顶分布式光伏电力系统，其中，海上风场电力系统和屋顶分布式光伏电力系统相互独立设置，用于共同为数据中心的电子信息设备提供工作电源；海上风场电力系统包括：海上风电集群、风机变流器、第一低压交流开关及第一低压交流母线；屋顶分布式光伏电力系统包括：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。本实用新型专利技术利用海上风电和分布式光伏构建一种风光一体化的双系统清洁能源供配电系统来为数据中心提供绿色供电电源，能够降低数据中心建设成本和运营成本，降低数据中心能源效率指标，减少碳排放。减少碳排放。减少碳排放。

【技术实现步骤摘要】
双系统冗余新型数据中心供配电系统


[0001]本技术涉及新能源供配电
，尤其是涉及一种双系统冗余新型数据中心供配电系统。

技术介绍

[0002]随着云业务的发展，运营商和企业的云服务形态也在不断变化，数据中心的发展趋势应是建设高效节能与运营成本合理的数据中心，支持企业或机构业务的持续发展，满足对业务的全生命周期管理需求，高技术、高能效、高算力、高安全、绿色低碳、管理自动化等成为新一代数据中心建设的关注点。
[0003]根据数据中心的使用性质、重要数据丢失或网络中断在经济或社会上的损失或影响程度，将数据中心从高到低划分为A、B、C三级，其中，A级数据中心的基础设施按容错系统配置，在电子信息系统运行期间，基础设施应在一次意外事故后或单系统设备维护或检修时仍能保证电子信息系统正常运行，要求由两路独立电源供电，配置柴油发电机组作为备用电源以及不间断电源系统。
[0004]典型的A级数据中心双系统冗余供配电系统由两个供配电单元组成，每个单元均能满足全部负载的用电需求，两个单元同时工作，互为备用。正常运行时，每个供配电单元向负载提供50%的电能，但一个供配电单元发生故障停止运行时，另一个供配电单元向负载提供100%的电能，双系统冗余供电系统能够克服单电源系统存在的单点故障瓶颈，增加系统供电可靠性。
[0005]目前，典型的A级数据中心双系统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，采用柴油发电机组作为备用电源，采用UPS不间断电源系统配套铅酸蓄电池实现市电中断后不间断供电。
[0006]然而，传统火力发电机组供电长期消耗非可再生能源且存在严重的环境污染的问题，传统柴油发电机组采用柴油、汽油等作为燃料，不环保，启动时间长、占地面积大、运行成本高、维护复杂，传统铅酸蓄电池存在火灾和爆炸安全隐患、能耗高、经济性差，不利于实现碳达峰碳中和等目标，因此，以上传统的供配电技术已不适合新型数据中心的发展方向。

技术实现思路

[0007]本技术旨在解决现有技术中数据中心双系统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，导致长期消耗非可再生能源且存在严重的环境污染，不环保技术问题。
[0008]为此，本技术的一个目的在于提出一种双系统冗余新型数据中心供配电系统，利用海上风电和分布式光伏构建一种风光一体化的双系统清洁能源供配电系统来为数据中心提供绿色供电电源，能够降低数据中心建设成本和运营成本，降低数据中心能源效率指标，减少碳排放。
[0009]为了解决上述问题，本技术提出一种双系统冗余新型数据中心供配电系统，
包括：海上风场电力系统和屋顶分布式光伏电力系统，其中，所述海上风场电力系统和所述屋顶分布式光伏电力系统相互独立设置，所述海上风场电力系统和所述屋顶分布式光伏电力系统分别与所述数据中心的电子信息设备连接，用于共同为所述数据中心的电子信息设备提供工作电源；所述海上风场电力系统包括：海上风电集群、风机变流器、第一低压交流开关及第一低压交流母线，所述海上风电集群用于将风能转化为交流电，所述海上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与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；所述屋顶分布式光伏电力系统包括：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。
[0010]根据本技术实施例的双系统冗余新型数据中心供配电系统，基于海上风电和分布式光伏构建了一种风光一体化的双系统清洁能源供配电系统来为数据中心提供绿色供电电源，利用丰富的海上风能资源，结合数据中心屋顶分布式发电，可以将新能源生产的绿色电能用于数据中心内服务器以及空调系统的电力开销，支撑数据中心的低碳化发展，从而能够降低数据中心建设成本和运营成本，降低数据中心能源效率指标，减少碳排放。
[0011]另外，根据本技术上述实施例的双系统冗余新型数据中心供配电系统还可以具有如下附加的技术特征：
[0012]进一步地，还包括：第一储能电池系统和第二储能电池系统，其中，所述第一储能电池系统与所述海上风场电力系统连接，所述第二储能电池系统与所述屋顶分布式光伏电力系统连接，其中，所述第一储能电池系统包括：第一电池组、第一低压直流开关、第一储能变流器和第三低压交流开关，所述第一电池组通过所述第一低压直流开关连接至所述第一储能变流器的一端，所述第一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；所述第二储能电池系统包括：第二电池组、第二低压直流开关、第二储能变流器和第四低压交流开关，所述第二电池组通过所述第二低压直流开关连接至所述第二储能变流器的一端，所述第二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。
[0013]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、海水淡化系统、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海上风场电力系统10和屋顶分布式光伏电力系统连接，所述第五低压交流开关的另一端与所述第一逆变器的一端连接，所述第一逆变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，所述储水罐与所述海水淡化系统连接，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；所述海上风场电力系统和屋顶分布式光伏电力系统向所述电子信息设备供电后的多余电能通过所述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；储水罐中的水来自于海水淡化系统；所述海水淡化系统用于对海水进行淡化处理，将得到的淡水存储在所述储水罐中；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。
[0014]进一步地，还包括：第一变压器、第一高压交流开关、高压一级交流母线I段、第二变压器、第二高压交流开关和高压二级交流母线II段，其中，所述第一低压交流母线通过电力电缆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高压一级交流母线I段连接；所述第二低压交流母线通过电力电缆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高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双系统冗余新型数据中心供配电系统，其特征在于，包括：海上风场电力系统和屋顶分布式光伏电力系统，其中，所述海上风场电力系统和所述屋顶分布式光伏电力系统相互独立设置，所述海上风场电力系统和所述屋顶分布式光伏电力系统分别与所述数据中心的电子信息设备连接，用于共同为所述数据中心的电子信息设备提供工作电源；所述海上风场电力系统包括：海上风电集群、风机变流器、第一低压交流开关及第一低压交流母线，所述海上风电集群用于将风能转化为交流电，所述海上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与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；所述屋顶分布式光伏电力系统包括：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所述的双系统冗余新型数据中心供配电系统，其特征在于，还包括：第一储能电池系统和第二储能电池系统，其中，所述第一储能电池系统与所述海上风场电力系统连接，所述第二储能电池系统与所述屋顶分布式光伏电力系统连接，其中，所述第一储能电池系统包括：第一电池组、第一低压直流开关、第一储能变流器和第三低压交流开关，所述第一电池组通过所述第一低压直流开关连接至所述第一储能变流器的一端，所述第一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；所述第二储能电池系统包括：第二电池组、第二低压直流开关、第二储能变流器和第四低压交流开关，所述第二电池组通过所述第二低压直流开关连接至所述第二储能变流器的一端，所述第二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所述的双系统冗余新型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、海水淡化系统、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海上风场电力系统和屋顶分布式光伏电力系统连接，所述第五低压交流开关的另一端与所述第一逆变器的一端连接，所述第一逆变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，所述储水罐与所述海水淡化系统连接，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；所述海上风场电力系统和屋顶分布式光伏电力系统向所述电子信息设备供电后的多余电能通过所述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；储水罐中的水来自于海水淡化系统；所述海水淡化系统用于对海水进行淡化处理，将得到的淡水存储在所述储水罐中；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所述的双系统冗余新型数据中心供配电系统，其特征在于，还包括：第一变压器、第一高压交流开关、高压一级交流母线I段、第二变压器、第二高压交流开关和高压二级交流母线II段，其中，所述第一低压交流母线通过电力电缆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高压一级交流母线I段连接；所述第二低压交流母线通过电力电缆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高压二级交流母线II段连接。5.根据权利要求4所述的双系统冗余新型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、第五高压交流开关和第六高压交流开关，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，所述第三变压器的另一端还通过所述第四高压交流开关连接至所述第二变压器；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高压一级交流母线I段，所述第四变压器的另一端还通过所述第六高压交流开关连接至所述高压二级交流母线II段。6.根据权利要求5所述的双系统冗余新型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，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；第一提升母线，所述高压一级交流母线I段通过所述高压交流联络开关和所述第一提升母线与所述高压二级交流母线II段连接。7.根据权利要求6所述的双系统冗余新型数据中心供配电系统，其特征在于，还包括：第七高压交流开关、第五变压器、第八高压交流开关、第六变压器、第七低压交流开关、第八低压交流开关、第一低压一级交流母线I段、第一低压二级交流母线II段和第一低压交流联络开关，其中，所述高压一级交流母线I段通过所述第七高压交流开关连接至所述第五变压器，所述高压二级交流母线II段通过所述第八高压交流开关连接至所述第六变压器，所述第五变压器通过所述第七低压交流开关连接至所述第一低压一级交流母线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...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛自强，陈烨，
申请(专利权)人：沈阳微控新能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：