一种供电系统技术方案

本申请提供一种供电系统。供电系统包括第一开关模块、不间断电源系统UPS以及多个用电支路。第一开关模块的输入端与多个供电装置连接，第一开关模块的输出端与UPS的输入端连接，第一开关模块用于切换多个供电装置对UPS供电。UPS的输出端连接每个用电支路，UPS用于接收电能，并向每个用电支路输入第一电压。每个用电支路包括第一变压模块以及至少一个用电负载。第一变压模块用于将第一电压转换为第二电压后提供给所述至少一个用电负载。供电系统可以采用集中式结构，由一个UPS为多个用电支路进行供电，不仅减少供电系统中的UPS的数量，并且UPS的利用率较高，易于对UPS进行管理、监控以及维护，并提升供电系统的安全性。并提升供电系统的安全性。并提升供电系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种供电系统


[0001]本申请涉及能源
，尤其涉及一种供电系统。

技术介绍

[0002]如图1所示，数据中心的供电系统包括中压柜以及多个用电支路。中压柜的输入端与电网和发电机连接。中压柜可以切换到由电网为供电系统供电，也可以切换到由发电机为供电系统供电。中压柜的输出端连接多个用电支路。每个用电支路都包括串联的变压器、输入柜、不间断电源系统(uninterruptible power supply，UPS)以及输出柜。UPS中可以包括储能电池。UPS可以通过输出柜与多个负载连接。在电网正常时，中压柜可以切换到由电网为供电系统供电，可以将电网提供10KV电能输出给各用电支路。用电支路中的变压器将10KV转换为400V并输出给输入柜。输入柜一般作为UPS的开关，可以控制向UPS输入电能路径的导通或断路。UPS可将电网电能通过输出柜提供给各负载，UPS还可将电网提供的电能储存到电池中。
[0003]在电网故障时，UPS可以向发电机提供电能，启动发电机。中压柜可以切换到由发电机为供电系统供电。但在由电网供电切换为由发电机供电的过程中，中压柜输出电能有短时间间断的情况。为保障对负载的不间断供电，此时可由UPS中的电池输出电能对负载供电。在中压柜切换到由发电机为供电系统供电后，UPS中的电池由放电状态切换为充电状态。在电网恢复正常后，中压柜可以切换到由电网为供电系统供电，但在由发电机供电切换为由电网供电的过程中，中压柜输出电能也会有短时间间断的情况。此时可由UPS中的电池输出电能对负载通电。在中压柜切换到由电网为供电系统供电后，UPS中的电池由放电状态切换为充电状态。
[0004]在电网供电切换为发电机供电及发电机供电切换为电网供电的过程中，UPS起到短时提供电能的作用。但是这个切换过程较短，使得UPS放电时间较短。因而各用电支路中的UPS的备电时长通常为5至16分钟，较少情况下备电时长为30分钟，造成各用电支路中的UPS利用率低。此外，通常每个用电支路分散在不同机房内，不利于对UPS中电池进行管理，安全性能较差。并且由于各用电支路中变压器将10KV转换为400V，由于为负载供电回路中电压较低，回路中电流较大，需要使用较粗的传输线缆，造成供电系统成本增加，且体积较大。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种供电系统。供电系统可以采用集中式结构，由一个UPS为多个用电支路进行供电，不仅减少供电系统中的UPS的数量，并且UPS的利用率较高，易于对UPS进行管理、监控以及维护，并提升供电系统的安全性。
[0006]供电系统可以包括第一开关模块、不间断电源系统UPS以及一个或多个用电支路。所述第一开关模块的输入端与多个供电装置连接。所述第一开关模块的输出端与所述UPS的输入端连接。所述UPS的输出端连接所述一个或多个用电支路中的每个所述用电支路。所
述第一开关模块可以在所述多个供电装置之间切换对所述UPS供电。UPS可以为每个用电支路供电，如提供第一电压。可见，本申请提供的供电系统由一个UPS集中为多个用电支路供电。不需要在每个用电支路中设置UPS，易于对UPS进行管理、监控以及维护。可避免UPS发生极端故障时对用电支路的影响，可见本申请提供的供电系统不仅具有较少的UPS数量，还具有较高的安全性。
[0007]区别于现有的供电系统中各用电支路中的具有低压处理能力的UPS。本申请提供的供电系统中UPS可以具有中压处理能力，即对中压范围内的电压的电能进行处理。UPS可以对电压范围为6KV至35KV中的任一数值电压的电能进行处理。也即第一电压可以不超过35KV，且不小于6KV。在实际应用场景中，各国家对中压范围的具体限定可能不同。例如，中国的中压范围通常为1KV至20KV。又例如，美国的中压范围通常为2KV至15KV。
[0008]一种可能的场景中，所述每个用电支路可以包括第一变压模块以及一个或多个用电负载。所述第一变压模块的输入端与所述UPS的输出端连接，所述第一变压模块可以具有将中压转换为低压的能力。中压范围可以为6KV至35KV，低压范围可以为100V至600V。中的任意一个数值。例如第一变压模块可以将所述第一电压转换为第二电压。第一电压可以为不超过35KV且不小于6KV中的数值，第二电压可以为不超过600V且不小于100V的数值。可见，第二电压小于所述第一电压。第二电压通常用于为用电负载供电。第一变压模块将第一电压转换为第二电压后可以提供给用电支路中的用电负载。
[0009]一种可能的设计中，用电支路中包括多个用电负载的情形下，用电支路还可以包括第二开关模块，所述第二开关模块的输入端与所述第一变压模块的输出端连接，所述第二开关模块的输出端与多个用电负载连接。所述第二开关模块可以将所述第二电压提供给所述多个用电负载中的至少一个用电负载。
[0010]多个供电装置至少包括第一供电装置和第二供电装置。第一开关模块可以切换由第一供电装置为供电系统提供电能。或者，第一开关模块可以切换由第二供电装置为供电系统提供电能。一些可能的场景中，第一供电装置可以为电网。UPS能量调度能力较强。例如，供电系统中用电负载数量用电功率超出电网功率情形下，UPS可以与电网一同为用电负载供电。又例如，供电系统中用电负载数量骤减的情形下，避免对电网和用电负载产生冲击，UPS可以吸收电网输入的部分功率，实现提升供电系统中UPS的利用率。
[0011]为保障不间断为各用电支路供电，第二供电装置可以为能量转换装置。即多个供电装置可以包括能量转换装置。能量转换装置可以将非电能转换为电能。UPS可以与能量转换装置连接，UPS可以为能量转换装置提供用于驱动电能或者电压。能量转换装置启动后可以向供电系统提供电能。这样的设计可以提升UPS的利用率。
[0012]一种可能的实施方式中，UPS可以包括功率传输支路、功率变换支路和储能装置。所述功率传输支路连接在所述UPS的输入端和所述UPS的输出端之间。所述功率变换支路连接在所述储能装置和所述UPS的输出端之间；所述储能装置与所述功率变换支路连接。所述储能装置，可以储存电能，也可以向所述功率变换支路输出电能。所述功率传输支路可以将所述UPS的输入端接收的电能传输至所述UPS的输出端。所述功率变换支路可以对所述储能装置输出的电能进行功率变换后提供给所述能量转换装置，实现利用由UPS储存的电能启动能量转换装置。功率变换支路也可以对来自所述UPS的输出端的电能进行功率变换后提供给所述能量转换装置，实现利用能量转换装置输入的电能，为能量装换装置提供工作电
能。
[0013]功率传输支路可以包括传输线，将所述UPS的输入端接收的电能传输至所述UPS的输出端。功率传输支路还可以包括双向电子开关，双向电子开关可以防止所述功率传输支路输出的电能反灌到所述第一开关模块。
[0014]功率变换支路可以具有多种结构，实现前述功率变换支路的功能。一种可能的设计中，所述功率变换支路可以包括第一双向逆变模块和第一双向转换模块。所述第一双向转换模块的第一端连接所述储能装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种供电系统，其特征在于，包括：第一开关模块、不间断电源系统UPS以及一个或多个用电支路；所述第一开关模块的输入端与多个供电装置连接，所述第一开关模块的输出端与所述UPS的输入端连接，所述第一开关模块用于在所述多个供电装置之间切换对所述UPS供电；所述UPS的输出端连接所述一个或多个用电支路中的每个用电支路，所述UPS用于接收电能，并向所述每个用电支路输入第一电压；所述每个用电支路包括第一变压模块以及至少一个用电负载；所述第一变压模块的输入端与所述UPS的输出端连接，所述第一变压模块用于将所述第一电压转换为第二电压后提供给所述至少一个用电负载，其中，所述第二电压小于所述第一电压。2.如权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述多个供电装置包括至少一个能量转换装置；所述UPS与所述能量转换装置连接；所述UPS，还用于：向所述能量转换装置提供用于驱动所述能量转换装置工作的电能；所述能量转换装置，用于将非电能转换为电能。3.如权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述UPS包括：功率传输支路、功率变换支路和储能装置；所述功率传输支路连接在所述UPS的输入端和所述UPS的输出端之间；所述功率变换支路连接在所述储能装置和所述UPS的输出端之间；所述储能装置与所述功率变换支路连接；所述储能装置，用于向所述功率变换支路输出电能；所述功率传输支路，用于将所述UPS的输入端接收的电能传输至所述UPS的输出端；所述功率变换支路，用于对所述储能装置输出的电能进行功率变换后提供给所述能量转换装置，或者对来自所述UPS的输出端的电能进行功率变换后提供给所述能量转换装置。4.如权利要求3所述的供电系统，其特征在于，所述功率传输支路包括传输线。5.如权利要求4所述的供电系统，其特征在于，所述功率传输支路还包括双向电子开关；所述双向电子开关用于防止所述功率传输支路输出的电能反灌到所述第一开关模块。6.如权利要求3或4所述的供电系统，其特征在于，所述功率变换支路包括：第一双向逆变模块和第一双向转换模块；其中，所述第一双向转换模块的第一端连接所述储能装置，所述第一双向转换模块的第二端连接所述第一双向逆变模块的第一端，所述第一双向逆变模块的第二端连接所述UPS的输出端，所述第一双向逆变模块的第三端连接所述能量转换装置；所述第一双向转换模块用于：将所述储能装置提供的直流电进行变压处理；所述第一双向逆变模块用于：对所述第一双向转换模块输出的直流电转换为交流电后输出至所述能量转换装置。7.如权利要求3或4所述的供电系统，其特征在于，所述功率变换支路包括：第二双向...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春涛，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：