一種網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)，包括若干交流電源、若干負(fù)載若干高壓直流供電裝置以及直流電網(wǎng)和管理控制單元；所述若干高壓直流供電裝置分別與所述若干交流電源和若干負(fù)載相連接；所述若干高壓直流供電裝置還設(shè)置與所述直流電網(wǎng)和所述管理控制單元相連接；所述高壓直流供電裝置用于將交流電轉(zhuǎn)化為直流電后向負(fù)載或者直流電網(wǎng)供電；每一個(gè)所述高壓直流供電裝置，可以獨(dú)立工作，僅向其所連接負(fù)載供電；每一個(gè)所述高壓直流供電裝置，在向其所連接負(fù)載供電的同時(shí)，還可以通過(guò)直流電網(wǎng)與其他高壓直流供電裝置并網(wǎng)工作，向直流電網(wǎng)輸出直流電，或者是從直流電網(wǎng)輸入直流電；每一個(gè)所述高壓直流供電裝置可以在獨(dú)立工作和并網(wǎng)工作兩種狀態(tài)之間變換。
【專利說(shuō)明】 一種網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)房供電及電源管理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在多數(shù)設(shè)備機(jī)房仍然采用傳統(tǒng)交流UPS集中供電系統(tǒng)，傳統(tǒng)交流UPS系統(tǒng)采用交流-> 直流一交流的轉(zhuǎn)換，為IT設(shè)備供電，需要2次轉(zhuǎn)換過(guò)程。如果能減少轉(zhuǎn)換次數(shù)，就可以降低電力損耗，提高供電效率。因此出現(xiàn)了僅使用交流一直流的轉(zhuǎn)換，然后直接用轉(zhuǎn)換后的高壓直流為IT設(shè)備供電的方式，稱為高壓直流供電系統(tǒng)或者高壓直流UPS系統(tǒng)。但是目前的供電系統(tǒng)除了效率低之外，還存在其它問(wèn)題:1、非模塊化集中部署，如果UPS發(fā)生故障，容易造成全面的供電事故和整個(gè)數(shù)據(jù)中心機(jī)房斷電；2、需要獨(dú)立的UPS室安裝UPS供電系統(tǒng)。由于需要集中放置眾多的鉛酸電池，UPS室的地板承重要求很高，這樣就降低了數(shù)據(jù)中心的有效使用面積，增加了成本；3、數(shù)據(jù)中心機(jī)房擴(kuò)展受到限制，集中式UPS供電系統(tǒng)，其部署的供電能力無(wú)法隨意擴(kuò)容，使得未來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)展受到限制。通常數(shù)據(jù)中心的建設(shè)要隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展分期進(jìn)行，一次性將全部UPS系統(tǒng)部署到位，為建設(shè)初期帶來(lái)很大的和不必要的費(fèi)用支出。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)，包括若干交流電源及若干負(fù)載，還包括若干高壓直流供電裝置、直流電網(wǎng)及管理控制單元；所述若干高壓直流供電裝置分別與所述若干交流電源和所述若干負(fù)載相連接；所述若干高壓直流供電裝置還設(shè)置與所述直流電網(wǎng)以及所述管理控制單元相連接；所述高壓直流供電裝置用于將交流電轉(zhuǎn)化為直流電后向負(fù)載或者直流電網(wǎng)供電；每一個(gè)所述高壓直流供電裝置，可以獨(dú)立工作，僅向其所連接負(fù)載供電；每一個(gè)所述高壓直流供電裝置，在向其所連接負(fù)載供電的同時(shí)，還可以通過(guò)直流電網(wǎng)與其他高壓直流供電裝置并網(wǎng)工作，向直流電網(wǎng)輸出直流電，或者是從直流電網(wǎng)輸入直流電；每一個(gè)所述高壓直流供電裝置可以根據(jù)所述管理控制單元的指令，在獨(dú)立工作和并網(wǎng)工作兩種狀態(tài)之間變換。
[0007]所述網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)配備所述高壓直流供電裝置數(shù)量大于所述負(fù)載的數(shù)量。
[0008]所述高壓直流供電裝置包括整流器、電池、電池管理模塊、監(jiān)控模塊、直流電網(wǎng)接口、負(fù)載接口以及管理通信接口，所述整流器與所述交流電源相連接，同時(shí)設(shè)置所述整流器與所述監(jiān)控模塊相連接；所述監(jiān)控模塊設(shè)置與直流電網(wǎng)接口、負(fù)載接口以及管理通信接口相連接，并且還設(shè)置通過(guò)電池管理模塊與電池相連接；所述電池管理模塊負(fù)責(zé)控制電池充放電，所述負(fù)載接口用于連接負(fù)載，所述直流電網(wǎng)接口用于連接直流電網(wǎng)，所述管理通信接口用于連接管理控制單元，所述整流器用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電；所述監(jiān)控模塊設(shè)置對(duì)整流器、電池管理模塊、電池狀態(tài)、負(fù)載用電情況和直流電網(wǎng)供電情況進(jìn)行監(jiān)控和管理，并可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的供電模式自動(dòng)調(diào)整。
[0009]所述網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)可以初始設(shè)定連接有負(fù)載的高壓直流供電裝置為獨(dú)立工作狀態(tài)，其他沒(méi)有連接負(fù)載的高壓直流供電裝置為向直流電網(wǎng)輸出直流電的并網(wǎng)工作狀態(tài)；當(dāng)個(gè)別獨(dú)立工作狀態(tài)的高壓直流供電裝置故障或接近其負(fù)載功率上限時(shí)，則將其變換為從直流電網(wǎng)輸入直流電的并網(wǎng)工作狀態(tài)，當(dāng)恢復(fù)正常后再變換為獨(dú)立工作狀態(tài)；當(dāng)所有向直流電網(wǎng)輸出直流電的高壓直流供電裝置的負(fù)載功率之和接近供電功率之和的臨界值時(shí)，選擇一臺(tái)處于獨(dú)立工作狀態(tài)并且當(dāng)前負(fù)載功率最低的高壓直流供電裝置變換為向直流電網(wǎng)輸出直流電的并網(wǎng)工作狀態(tài)。
[0010]所述網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)還可以初始設(shè)定所有所述高壓直流供電裝置均為向直流電網(wǎng)輸出直流電的并網(wǎng)工作狀態(tài)，管理控制單元根據(jù)每臺(tái)高壓直流供電裝置工作電流的變化，隨時(shí)調(diào)整各個(gè)高壓直流供電裝置向直流電網(wǎng)的輸出電壓。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于一方面提高了供電效率，同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)化的架構(gòu)提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和配置的靈活性，占用空間少，節(jié)約能耗的同時(shí)也降低了成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的高壓直流供電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]如圖1-圖2所示，本發(fā)明提供一種網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)，包括交流電源I及負(fù)載201-203，還包括高壓直流供電裝置301-304，以及直流電網(wǎng)4和管理控制單元5。所述高壓直流供電裝置301-304與交流電源I連接，每個(gè)連接端為101。高壓直流供電裝置301與負(fù)載201相連接并為其供電；高壓直流供電裝置302與負(fù)載202相連接并為其供電；高壓直流供電裝置303與負(fù)載203相連接并為其供電；高壓直流供電裝置301-304還設(shè)置與所述直流電網(wǎng)4以及所述管理控制單元5相連接。所述高壓直流供電裝置304并無(wú)負(fù)載連接。初始設(shè)置所述高壓直流供電裝置301-303為獨(dú)立工作狀態(tài)，將交流電轉(zhuǎn)化為直流電后向其所連接負(fù)載201-203供電；高壓直流供電裝置304為向直流電網(wǎng)輸出直流電的并網(wǎng)工作狀態(tài)。所述高壓直流供電裝置301-304可以根據(jù)所述管理控制單元5的指令，在獨(dú)立工作和并網(wǎng)工作兩種狀態(tài)之間變換，從而每個(gè)高壓直流供電裝置301-304，既是供電網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)供電單元，同時(shí)又是可以通過(guò)直流電網(wǎng)與其他高壓直流供電裝置共享電量的供電單元。
[0016]所述高壓直流供電裝置301-304包括交流電源101、整流器6、電池7、電池管理模塊8、監(jiān)控模塊9，直流電網(wǎng)接口 10、負(fù)載接口 11以及管理通信接口 12，所述整流器6與所述交流電源101相連接，同時(shí)設(shè)置所述整流器6與所述監(jiān)控模塊9相連接；所述監(jiān)控模塊9設(shè)置與直流電網(wǎng)接口 10、負(fù)載接口 11以及管理通信接口 12相連接，并且還設(shè)置通過(guò)電池管理模塊8與電池7相連接；所述電池管理模塊8負(fù)責(zé)控制電池7充放電，所述負(fù)載接口 11用于連接負(fù)載201-203，所述直流電網(wǎng)接口 10用于連接直流電網(wǎng)4，所述整流器6用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電；所述監(jiān)控模塊設(shè)置9對(duì)整流器6、電池管理模塊8、電池7的狀態(tài)、負(fù)載201-203的用電情況和直流電網(wǎng)4的供電情況進(jìn)行監(jiān)控和管理，并可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的供電模式自動(dòng)調(diào)整。
[0017]工作時(shí)，若高壓直流供電裝置301出現(xiàn)故障無(wú)法工作時(shí)，則將其變換為從直流電網(wǎng)4輸入直流電的并網(wǎng)工作狀態(tài)，高壓直流供電裝置304向直流電網(wǎng)4輸出的直流電將輸入給高壓直流供電裝置301，供負(fù)載201供電。當(dāng)高壓直流供電裝置301恢復(fù)正常后再變換為獨(dú)立工作狀態(tài)，不再?gòu)闹绷麟娋W(wǎng)4輸入直流電。若高壓直流供電裝置304向直流電網(wǎng)4供電時(shí)，其負(fù)載功率接近供電功率的臨界值，管理控制單元5會(huì)自動(dòng)在高壓直流供電裝置301-303之中選擇當(dāng)前負(fù)載功率最低的一個(gè)，將其變換為向直流電網(wǎng)輸出直流電的并網(wǎng)工作狀態(tài)，并向直流電網(wǎng)輸出直流電，以補(bǔ)充高壓直流供電裝置304的供電不足。以此類推，當(dāng)其他高壓直流供電裝置出現(xiàn)類似問(wèn)題是也進(jìn)行相同處理。
[0018]管理控制單元根據(jù)每臺(tái)高壓直流供電裝置301-304的工作電流變化，調(diào)整各個(gè)高壓直流供電裝置向直流電網(wǎng)的輸出電壓。
[0019]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)，包括若干交流電源及若干負(fù)載，其特征在于，還包括若干高壓直流供電裝置、直流電網(wǎng)及管理控制單元；所述若干高壓直流供電裝置分別與所述若干交流電源和所述若干負(fù)載相連接；所述若干高壓直流供電裝置還設(shè)置與所述直流電網(wǎng)以及所述管理控制單元相連接；所述高壓直流供電裝置用于將交流電轉(zhuǎn)化為直流電后向負(fù)載或者直流電網(wǎng)供電；每一個(gè)所述高壓直流供電裝置，可以獨(dú)立工作，僅向其所連接負(fù)載供電；每一個(gè)所述高壓直流供電裝置，在向其所連接負(fù)載供電的同時(shí)，還可以通過(guò)直流電網(wǎng)與其他高壓直流供電裝置并網(wǎng)工作，向直流電網(wǎng)輸出直流電，或者是從直流電網(wǎng)輸入直流電；每一個(gè)所述高壓直流供電裝置可以根據(jù)所述管理控制單元的指令，在獨(dú)立工作和并網(wǎng)工作兩種狀態(tài)之間變換。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)，其特征在于，配備所述高壓直流供電裝置的數(shù)量大于所述負(fù)載的數(shù)量。
3.如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓直流供電裝置包括整流器、電池、電池管理模塊、監(jiān)控模塊、直流電網(wǎng)接口、負(fù)載接口以及管理通信接口，所述整流器與所述交流電源相連接，同時(shí)設(shè)置所述整流器與所述監(jiān)控模塊相連接；所述監(jiān)控模塊設(shè)置與直流電網(wǎng)接口、負(fù)載接口以及管理通信接口相連接，并且還設(shè)置通過(guò)電池管理模塊與電池相連接；所述電池管理模塊負(fù)責(zé)控制電池充放電，所述負(fù)載接口用于連接負(fù)載，所述直流電網(wǎng)接口用于連接直流電網(wǎng)，所述管理通信接口用于連接管理控制單元，所述整流器用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電；所述監(jiān)控模塊設(shè)置對(duì)整流器、電池管理模塊、電池狀態(tài)、負(fù)載用電情況和直流電網(wǎng)供電情況進(jìn)行監(jiān)控和管理，并可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的供電模式自動(dòng)調(diào)整。
4.如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)，其特征在于，初始設(shè)定連接有負(fù)載的高壓直流供電裝置為獨(dú)立工作狀態(tài)，其他沒(méi)有連接負(fù)載的高壓直流供電裝置為向直流電網(wǎng)輸出直流電的并網(wǎng)工作狀態(tài)；當(dāng)個(gè)別獨(dú)立工作狀態(tài)的高壓直流供電裝置故障或接近其負(fù)載功率上限時(shí)，則將其變換為從直流電網(wǎng)輸入直流電的并網(wǎng)工作狀態(tài)，當(dāng)恢復(fù)正常后再變換為獨(dú)立工作狀態(tài)；當(dāng)所有向直流電網(wǎng)輸出直流電的高壓直流供電裝置的負(fù)載功率之和接近供電功率之和的臨界值時(shí)，選擇一臺(tái)處于獨(dú)立工作狀態(tài)并且當(dāng)前負(fù)載功率最低的高壓直流供電裝置變換為向直流電網(wǎng)輸出直流電的并網(wǎng)工作狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡(luò)化的分布式高壓直流供電系統(tǒng)，其特征在于，初始設(shè)定所有所述高壓直流供電裝置均為向直流電網(wǎng)輸出直流電的并網(wǎng)工作狀態(tài)，管理控制單元根據(jù)每臺(tái)高壓直流供電裝置工作電流的變化，隨時(shí)調(diào)整各個(gè)高壓直流供電裝置向直流電網(wǎng)的輸出電壓。
【文檔編號(hào)】H02J7/34GK103701188SQ201310724491
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】曾旭東, 李治 申請(qǐng)人:聯(lián)方云天科技(北京)有限公司