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CN102710009B - 一种核心数据中心供电的设计方法 - Google Patents

一种核心数据中心供电的设计方法 Download PDF

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吴安
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Abstract

本发明提供一种核心数据中心供电的设计方法,该方法是在核心数据中心，从电网到终端设备的供电采用全冗余方式，保证设备不间断运行；终端设备中AC-DC电源采用双交流输入电源，实现设备交流冗余；终端设备中AC-DC电源采用支持并联均流的电源模块，实现电源模块直流输出冗余；终端设备中AC-DC电源，采用两台电源并联组合为一台电源的方式实现交流冗余，组合后的电源并联实现直流输出冗余，在数据中心中，实现了电网到终端设备供电的全冗余设计，保证设备不间断运行；在终端设备处，采用电源组合的方式，实现双交流输入和直流冗余，提高了可靠性，同时简单实用，成本低，方便扩容。

Description

一种核心数据中心供电的设计方法
技术领域
本发明涉及数据中心领域，具体涉及一种核心数据中心供电的设计方法。
背景技术
在信息技术领域，当今用户对海量型数据信息的需求增长迅速，对数据中心可靠稳定运行的要求越来越高，核心数据中心应该具有在365*24小时全天候条件下，不间断地对数据执行高速采集、高速处理、高速存储和高速传输的能力。供电系统作为数据中心不间断运行的核心单元，必须保证能够长期可靠稳定的运行。
针对以上问题，本发明提出一种核心数据中心供电的设计方法，从电网到终端设备供电采用全冗余设计，保证供电系统不间断运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种核心数据中心供电的设计方法。
本发明的目的是按以下方式实现的，在核心数据中心，从电网到终端设备的供电采用全冗余方式，保证设备不间断运行；终端设备中AC-DC电源采用双交流输入电源，实现设备交流冗余；终端设备中AC-DC电源采用支持并联均流的电源模块，实现电源模块直流输出冗余；终端设备中AC-DC电源，采用两台电源并联组合为一台电源的方式实现交流冗余，组合后的电源并联实现直流输出冗余，具体设计步骤如下：
供电系统包括A和B两路供电，A路供电从电网A取电，由变压器转换为三相电，交流配电部分将三相电转换为单相交流电后提供给终端设备AC-DC电源主交流输入端，B路供电从电网B取电，由变压器转换为三相电后经自动转换开关输出，柴油发电机作为后备供电与自动转换开关连接，输出三相电经交流配电传递给UPS，电池为UPS提供后备供电，UPS输出经交流配电转换为单相交流电后提供给终端设备AC-DC电源备份交流输入端，终端设备AC-DC电源为双交流输入，支持输出并联的电源模块；
正常工作时，A路作为主输入提供电力，B路作为备份输入处于热备份状态，如果电网A出现故障，终端设备AC-DC电源切换到备份交流输入工作，由电网B提供电力，如果电网A恢复正常，终端设备AC-DC电源自动切换回主交流输入工作，有电网A提供电力，如果在电网A故障期间，电网B也出现故障，自动转换开关会自动切换到由柴油发电机供电，但是由于柴油发电机启动需要约10分钟的延迟，此时电池为UPS提供能源，UPS为终端设备提供电力，当柴油发电机启动后，就由柴油发电机为UPS提供能源，UPS为终端设备提供电力，同时终端设备AC-DC电源除双交流输入外，直流输出并联，N+1冗余设计，在其中一台电源出现故障时，保证设备正常运行，通过多重备份冗余设计，保证核心数据中心供电系统长期可靠稳定的运行。
本发明的有益效果是：在数据中心中，从电网到终端设备供电采用全冗余方式，保证设备不间断运行；终端设备中AC-DC电源采用双交流输入电源，实现设备交流冗余；终端设备中AC-DC电源采用支持并联均流的电源模块，实现电源模块直流输出冗余；终端设备中AC-DC电源，采用两台电源并联组合为一台电源的方式实现交流冗余，组合后的电源并联实现直流输出冗余，简单实用，成本低，方便扩容。在数据中心中，实现了电网到终端设备供电的全冗余设计，保证设备不间断运行；在终端设备处，采用电源组合的方式，实现双交流输入和直流冗余，提高了可靠性，同时简单实用，成本低，方便扩容。
附图说明
图1是核心数据中心供电系统的结构示意图；
图2是附图1中红色虚线框部分的设计框图。
具体实施方式
参照说明书附图对本发明的方法作以下详细地说明。
下面参照附图，对本发明的内容以具体实例来描述其实现方式及工作过程。
如图1所示，供电系统包括A和B两路供电，A路供电从电网A取电，由变压器转换为三相电，交流配电部分将三相电转换为单相交流电后提供给终端设备AC-DC电源主交流输入端。B路供电从电网B取电，由变压器转换为三相电后经自动转换开关输出，柴油发电机作为后备供电与自动转换开关连接，输出三相电经交流配电传递给UPS，电池为UPS提供后备供电，UPS输出经交流配电转换为单相交流电后提供给终端设备AC-DC电源备份交流输入端。终端设备AC-DC电源为双交流输入，支持输出并联的电源模块（详细见附图2）。
正常工作时，A路作为主输入提供电力，B路作为备份输入处于热备份状态。如果电网A出现故障，终端设备AC-DC电源切换到备份交流输入工作，由电网B提供电力。如果电网A恢复正常，终端设备AC-DC电源自动切换回主交流输入工作，有电网A提供电力。如果在电网A故障期间，电网B也出现故障，自动转换开关会自动切换到由柴油发电机供电，但是由于柴油发电机启动需要一段时间（10分钟左右），此时电池为UPS提供能源，UPS为终端设备提供电力。当柴油发电机启动后，就由柴油发电机为UPS提供能源，UPS为终端设备提供电力。同时终端设备AC-DC电源除双交流输入外，直流输出并联，N+1冗余设计，在其中一台电源出现故障时，保证设备正常运行。通过如上的多重备份冗余设计，保证了核心数据中心供电系统长期可靠稳定的运行。
附图2为附图1中虚线框内部分的详细设计框图，即终端设备AC-DC电源部分详细设计框图。每台AC-DC电源内部包含两台AC-DC电源，这两台电源输入分别接不同的交流电，输出并联冗余，作为一台双交流输入电源使用。两路交流输入为主备设计，主路交流正常时，主路工作，另一路热备份，当主路异常时，备份路工作，实现无缝切换。
电源AC-DC(A)包含两台电源AC-DC(A-1)和AC-DC(A-2)，两台电源交流输入为主备设计，AC-DC(A-1)为主电源，输入与单相 交流A连接，AC-DC(A-2)为备份电源，输入与单相 交流B连接。两台电源输出并联，作为一台电源AC-DC(A)使用。电源AC-DC(B)设计配置同AC-DC(A)。比较控制单元通过检测主路交流单相 交流A和备份交流单相 交流B的状态来控制各个电源的工作，事项主备切换。电源AC-DC(A)和电源AC-DC(B) 输出并联，实现电源N+1冗余设计。
单相 交流A正常时，比较控制单元收到检测信号，然后控制AC-DC(A-1)和AC-DC(B-1)工作，关断AC-DC(A-2)和AC-DC(B-3)，单相 交流B处于热备状态。当单相 交流A出现故障时，比较控制单元收到检测信号，然后控制AC-DC(A-2)和AC-DC(B-3)工作，实现不间断供电。当单相 交流A恢复正常后，比较控制单元会关断AC-DC(A-2)和AC-DC(B-3)，控制AC-DC(A-1)和AC-DC(B-1)恢复工作。采用电源组合的方式，实现双交流输入和直流冗余，提高了可靠性，同时简单实用，成本低，方便扩容
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (1)

1.一种核心数据中心供电的设计方法，其特征在于在核心数据中心，从电网到终端设备的供电采用全冗余方式，保证设备不间断运行；终端设备中AC-DC电源采用双交流输入电源，实现设备交流冗余；终端设备中AC-DC电源采用支持并联均流的电源模块，实现电源模块直流输出冗余；终端设备中AC-DC电源，采用两台电源并联组合为一台电源的方式实现交流冗余，组合后的电源并联实现直流输出冗余，具体设计步骤如下：
供电系统包括A和B两路供电，A路供电从电网A取电，由变压器转换为三相电，交流配电部分将三相电转换为单相交流电后提供给终端设备中AC-DC电源主交流输入端，B路供电从电网B取电，由变压器转换为三相电后经自动转换开关输出，柴油发电机作为后备供电与自动转换开关连接，输出三相电经交流配电传递给UPS，电池为UPS提供后备供电，UPS输出经交流配电转换为单相交流电后提供给终端设备中AC-DC电源备份交流输入端，终端设备中AC-DC电源为双交流输入，支持输出并联的电源模块；
正常工作时，A路作为主输入提供电力，B路作为备份输入处于热备份状态，如果电网A出现故障，终端设备中AC-DC电源切换到备份交流输入工作，由电网B提供电力，如果电网A恢复正常，终端设备中AC-DC电源自动切换回主交流输入工作，由电网A提供电力，如果在电网A故障期间，电网B也出现故障，自动转换开关会自动切换到由柴油发电机供电，但是由于柴油发电机启动需要约10分钟的延迟，此时电池为UPS提供能源，UPS为终端设备提供电力，当柴油发电机启动后，就由柴油发电机为UPS提供能源，UPS为终端设备提供电力，同时终端设备中AC-DC电源除双交流输入外，直流输出并联，N+1冗余设计，在其中一台电源出现故障时，保证设备正常运行，通过多重备份冗余设计，保证核心数据中心供电系统长期可靠稳定的运行。
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