一种用于信息技术设备的供电方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于信息技术(ICT)设备的供电装置，包括：A路输入电源、B路输入电源、检测控制模块、第一电源模块组、第二电源模块组以及电压母线；其中，A路输入电源和B路输入电源，分别用于为第一电源模块组和第二电源模块组供电；检测控制模块，用于采集并控制第一电源模块组和第二电源模块组的输出及休眠；第一电源模块组和第二电源模块组分别用于将A路输入电源输出电压和B路输入电源输出电压转换成直流12V输出至电压母线；电压母线，用于为ICT设备供电。本发明还公开了一种用于ICT设备的供电方法。采用本发明，能在保证ICT设备双回路供电高可靠性的前提下，降低供电系统损耗，提高供电效率，优化供电结构，降低成本。
【专利说明】一种用于信息技术设备的供电方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及设备供电技术,尤其涉及到一种用于信息技术(ICT, Informat1nCommunicat1n Technology)设备的供电方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着信息化技术的发展与广泛应用，ICT设备被用于各种通信环境中，如互联网数据中心(IDC, Internet Data Center)机房等等，因而,如何为ICT设备提供既可靠又高效的供电方法及装置正成为人们研究的热点。
[0003]图1为现有技术中一种用于ICT设备的供电装置组成结构示意图，该供电装置利用两套交流不间断电源(UPS, Uninterruptible Power System)系统构成双回路对ICT设备进行供电。如图1所示，该供电装置采用两套独立的交流UPS组成双回路供电系统，每套UPS系统各自通过独立配电柜分别为ICT设备机柜中的A配电单元、B配电单元供电；ICT设备机柜中包括M个ICT设备，每个ICT设备有两个电源模块，电源模块的输入为交流220V,其中一个电源模块的输入来自于A配电单元，另一个电源模块的输入来自于B配电单兀，每个ICT设备内的两个电源模块的输出并联工作；两个电源模块的输出均用于给ICT设备内的电路及芯片提供工作电源，一般主要输出为直流+12V，次要输出有直流-12V、+5V、+3.3V、+1.8V 等。
[0004]图1所述的供电装置实现方案中，由于两套UPS系统组成两个完全独立的回路供电至ICT设备内部电路，因此，即使一个回路中任何环节出现故障，均不会造成供电中断，该实现方案与单机系统相比较，具有很高的可靠性。但是，该实现方案中的两个UPS系统、以及ICT设备内部的两个电源模块在工作时负载率均在50%左右，因此，两个回路的UPS系统和电源模块均存在变换效率低、且变换损耗高的问题。
[0005]并且，图1所示实现方案中的两路电源均采用UPS交流供电，而对于交流UPS电源来说后备蓄电池不能直接备份，需要通过UPS电源中的逆变器变换才能供给负载；还有，UPS电源的交流并联技术复杂，会造成UPS系统的可靠性低于直流电源系统的可靠性。
[0006]另外，图1所示实现方案中的两套UPS系统，即使采用具有休眠节能功能的模块化UPS组成，仍会因为电池不能直接备份以及UPS电源模块的唤醒需要一定时间，而造成模块化UPS在休眠节能时也需要一个或多个冗余模块，休眠节能效果低。同时，该实现方案需要两个配电单元，每个配电单元的输出分路数需要不少于ICT设备机柜内ICT设备的个数，成本也比较高。
[0007]图2为现有技术中另一种用于ICT设备的供电装置组成结构示意图，该供电装置通过两路电源负载均担方式对ICT设备进行供电。如图2所示，A回路由一路交流UPS电源或直流电源或市电供电，B回路由一路直流电源供电，电源输出为240VDC或336VDC，两路电源构成双回路，每路供电电源各自通过独立配电柜分别为ICT设备机柜中的A配电单元、B配电单元供电；ICT设备机柜中包括M个ICT设备，每个ICT设备有两个电源模块，其中一个电源模块的输入来自于A配电单兀,另一个电源模块的输入来自于B配电单兀,每个ICT设备中的两个电源模块并联工作；每个电源模块的输出均用于给ICT设备内电路及芯片提供工作电源，ICT设备中的电源模块自主均流。
[0008]图2所示供电装置虽然供电可靠性高，但是存在如下缺陷:由于两套电源热备份工作，每套电源的负载率均在50%左右，因此，供电装置效率仍然相对较低；另外，图2所示实现方案需要两个配电单元，每个配电单元的输出分路数需要不少于ICT设备机柜内ICT设备的个数，成本也比较高。
【发明内容】
[0009]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于信息技术设备的供电方法及装置，能在保证ICT设备双回路供电高可靠性的前提下，降低整个供电系统损耗，提高供电效率，优化供电结构，降低成本。
[0010]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0011]一种用于信息技术ICT设备的供电装置，包括:A路输入电源、B路输入电源、检测控制模块、第一电源模块组、第二电源模块组以及电压母线；其中，
[0012]所述A路输入电源，用于为第一电源模块组供电；
[0013]所述B路输入电源，用于为第二电源模块组供电；
[0014]所述检测控制模块，用于采集并控制第一电源模块组和第二电源模块组的输出及休眠；
[0015]所述第一电源模块组，用于将A路输入电源输出电压转换成直流12V输出至电压母线；
[0016]所述第二电源模块组，用于将B路输入电源输出电压转换成直流12V输出至电压母线；
[0017]所述电压母线，用于为ICT设备供电。
[0018]优选地，所述A路输入电源包括:市电、太阳能光伏、交流UPS电源、或直流电源；所述B路输入电源为直流电源。
[0019]优选地，所述检测控制模块，用于实时采集第一电源模块组各电源模块和第二电源模块组各电源模块的输出电压值，将采集的电源模块组的输出电压值与第一电源模块组的输出电压下限设定值及第二电源模块组的输出电压上限设定值进行比较，并根据比较结果控制第一电源模块组各电源模块和第二电源模块组各电源模块的输出及休眠。
[0020]优选地，所述检测控制模块控制第一电源模块组各电源模块和第二电源模块组各电源模块的输出及休眠为:
[0021]如果电源模块组的输出电压值大于等于第一电源模块组的输出电压下限设定值，则由第一电源模块组各电源模块为所有ICT设备供电；
[0022]如果电源模块组的输出电压值小于等于第二电源模块组的输出电压上限设定值，则由第二电源模块组各电源模块为所有ICT设备供电；
[0023]如果电源模块组的输出电压值位于第一电源模块组的输出电压下限设定值以及第二电源模块组的输出电压上限设定值之间，则由第一电源模块组和第二电源模块组的各电源模块共同为所有ICT设备供电。
[0024]优选地，所述第一电源模块组、第二电源模块组均由n+x个电源模块并联而成；其中，η为ICT设备机柜中所有ICT设备耗电所需电源输出功率的电源模块数，X为冗余备份的电源模块数。
[0025]—种用于信息技术设备的供电方法，包括:
[0026]采集第一电源模块组和第二电源模块组的输出电压值；
[0027]将采集的电源模块组的输出电压值与第一电源模块组的输出电压下限设定值以及第二电源模块组的输出电压上限设定值进行比较，得到比较结果；
[0028]根据比较结果控制第一电源模块组和第二电源模块组的输出及休眠。
[0029]优选地，所述根据比较结果控制第一电源模块组各电源模块和第二电源模块组各电源模块的输出及休眠为:
[0030]如果电源模块组的输出电压值大于等于第一电源模块组的输出电压下限设定值，则由第一电源模块组各电源模块为所有ICT设备供电；
[0031]如果电源模块组的输出电压值小于等于第二电源模块组的输出电压上限设定值，则由第二电源模块组各电源模块为所有ICT设备供电；
[0032]如果电源模块组的输出电压值位于第一电源模块组的输出电压下限设定值以及第二电源模块组的输出电压上限设定值之间，则由第一电源模块组和第二电源模块组的各电源模块共同为所有ICT设备供电。
[0033]优选地，所述由第二电源模块组各电源模块为所有ICT设备供电后，当A路输入电源正常工作且第一电源模块组逐步重新建立输出电压时，所述方法还包括:
[0034]根据比较结果重新控制第一电源模块组各电源模块和第二电源模块组各电源模块的输出及休眠。
[0035]本发明所提供的用于信息技术设备的供电方法及装置，在两路输入电源和多个ICT设备之间设置检测控制模块、两组电源模块和电压母线，每路输入电源分别与一组电源模块中的每个电源模块连接，由检测控制模块检测并控制两组电源模块的输出和休眠；所有电源模块和所有ICT设备均连接于电压母线上，每组电源模块中的各电源模块将接收到的输入电压经转换后输入到电压母线上，由电压母线为各个ICT设备供电。如此，能在保证双回路供电具有的可靠性基础上，通过控制两路输入电源之间的休眠备份、以及控制两组电源模块在不同条件下的带载多少，来降低整个供电系统的损耗，提高负载率。
[0036]对于B路输入电源，可进一步在输出端连接蓄电池组，用于实现电池的直接备份；如此，不仅能进一步提高直流供电系统的可靠性，还能为B路输入电源整流器模块被唤醒间隙提供电力支撑。对于A路输入电源，当输入为交流UPS或直流电源时，也可选择在其输出端连接蓄电池组进行电源备份，如此，可进一步提高A路输入电源的可靠性。
[0037]两路输入电源中每路输入电源分别与一组电源模块中的每个电源模块连接，所有电源模块均通过信号线与检测控制模块连接，所述检测控制模块和两组电源模块集成放置于嵌入ICT设备机柜的电源插箱中，所有电源模块均通过功率线连接至电压母线上，由电压母线为各个ICT设备供电；如此，可实现ICT设备供电在物理结构和供电架构上的标准化；并且，12V电压母线可上下延伸的特性，最大限度的减小功率传输损耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为现有技术中一种用于ICT设备的供电装置组成结构示意图；
[0039]图2为现有技术中另一种用于ICT设备的供电装置组成结构示意图；
[0040]图3为本发明供电装置的组成结构示意图；
[0041]图4为本发明供电方法的实现流程示意图；
[0042]图5为本发明供电方法的具体实现流程图；
[0043]图6为本发明电源模块带载控制逻辑图；
[0044]图7为本发明一实施例的供电装置组成结构示意图；
[0045]图8为本发明另一实施例的供电装置组成结构示意图。
【具体实施方式】
[0046]本发明的基本思想为:在两路输入电源和多个ICT设备之间设置检测控制模块、两组电源模块和电压母线，每路输入电源分别与一组电源模块中的每个电源模块连接；由检测控制模块检测并控制两组电源模块的输出和休眠；所有电源模块和所有ICT设备均连接于电压母线上，每组电源模块中的各电源模块将接收到的输入电压经转换后输入到电压母线上，由电压母线为各个ICT设备供电。
[0047]这里，两路输入电源中，A路输入电源为交流市电A、或UPS电源、或太阳能光伏电源、或直流电源，B路输入电源为直流电源；进一步的，B路输入电源的输出端可连接蓄电池组。
[0048]具体的，检测控制模块实时采集第一电源模块组各电源模块Ai (i = 1...η+χ)和第二电源模块组各电源模块Bi (i = Ρ..η+χ)的输出电压值，并将采集的电源模块组的输出电压值与第一电源模块组的输出电压下限设定值(Va-AVa)及第二电源模块组的输出电压上限设定值(Vb+AVb)进行比较，并根据比较结果控制第一电源模块组各电源模块Ai和第二电源模块组各电源模块Bi的输出及休眠；这里，所述电源模块Ai或电源模块Bi工作时，输出电压到电压母线，所述电源模块Bi不工作时，处于休眠。
[0049]其中，所述检测控制模块控制第一电源模块组各电源模块Ai和第二电源模块组各电源模块Bi的输出及休眠为:
[0050]如果电源模块组的输出电压值大于等于第一电源模块组的输出电压下限设定值(Va-AVa),则由第一电源模块组的所有电源模块为所有ICT设备供电；
[0051]如果电源模块组的输出电压值小于等于第二电源模块组的输出电压上限设定值(Vb+Λ Vb)，则由第二电源模块组的所有电源模块为所有ICT设备供电；
[0052]如果电源模块组的输出电压值位于第一电源模块组的输出电压下限设定值(Va-AVa)以及第二电源模块组的输出电压上限设定值(Vb+AVb)之间，则由第一电源模块组和第二电源模块组的所有电源模块共同为所有ICT设备供电。
[0053]需要说明的是，本发明中所述ICT设备与现有技术中的ICT设备不同，是将原有ICT设备中电源模块部分剔除的新型ICT设备，是专用设备。
[0054]本发明中，所述ICT设备要求输入电压的上、下限分别为(12V+AV)和(12V-AV)，电源模块Ai的输出稳压点为Va，其上下限分别为(Va+ Δ Va)和(Va- Δ Va)，所述Va的偏差Λ Va是在保证源效应及负载效应的综合效应时的偏差；电源模块Bi的输出稳压点为Vb，其上下限分别为(Vb+ Δ Vb)和(Vb- Δ Vb)，所述Vb的偏差Λ Vb是在保证源效应及负载效应的综合效应时的偏差。
[0055]上述各量之间的关系满足:(Va+AVa)( (12V+AV)，(Va-ΔVa) ^ (Vb+ ΔVb),(Vb-AVb)彡(12V-Λ V)，以满足电源模块Ai或电源模块Bi正常时输出电压均在ICT设备需要的电压范围之内，并满足A路输入电源正常时电源模块Ai能承担所有ICT设备所需功耗。
[0056]其中，所述源效应是指输出电压随输入电压变化而变化；所述负载效应是指输出电压随所带负载大小而变化。
[0057]下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
[0058]本发明用于ICT设备的供电装置，如图3所示，该供电装置包括:Α路输入电源301、Β路输入电源302、检测控制模块305-1、第一电源模块组305-2、第二电源模块组305-3以及电压母线306 ;其中，
[0059]所述A路输入电源301，与第一电源模块组305-2中的每个电源模块Ai相连，用于为第一电源模块组305-2中的每个电源模块Ai供电；
[0060]这里，所述A路输入电源301可以是交流市电Α、或UPS电源、或太阳能光伏电源、或直流电源；具体的，所述A路输入电源301可以是一路交流市电、或者两路市电经过自动切换后的单相220V交流电或三相380V交流电；也可以是太阳能光伏组件发电输入的直流电，还可以是交流UPS电源或者是240V直流电源或者是336V直流电源。
[0061 ] 所述B路输入电源302，与第二电源模块组305-3中的每个电源模块Bi相连，用于为第二电源模块组305-3中的每个电源模块Bi供电；
[0062]这里，所述B路输入电源302为直流电源，所述直流电源的输出端可进一步连接蓄电池组303 ;其中，B路输入电源302为将市电B输入的220/380V交流电变换成直流电压为240V或336V的模块化高频整流电源；所述蓄电池组303为一组或多组与B路输入电源的输出电压一致的铅酸、或铁锂、或其它类型的用于后备用的蓄电池组。
[0063]所述检测控制模块305-1，用于通过信号线308连接第一电源模块组305_2中每个电源模块Ai的输出端和第二电源模块组305-3中每个电源模块Bi的输出端，用于采集并控制第一电源模块组和第二电源模块组的输出和休眠；
[0064]所述第一电源模块组305-2，通过功率线309连接到电压母线306，用于将自身收到的电压经转换后输出到电压母线306上；
[0065]这里，所述第一电源模块组为将A回路的交流电或直流电变换成直流12V输出的电源变换模块，由I至n+x个电源模块并联组成，其中，η为ICT设备机柜中所有ICT设备耗电所需电源输出功率的电源模块数，η为自然数，X为冗余备份的电源模块数，x = 0U,2等；电源模块Ai的输入为交流电或者太阳能光伏直流电，输出与12V电压母线306相连。
[0066]所述第二电源模块组305-3，通过功率线309连接到电压母线306，用于将自身收到的电压经转换后输出到电压母线306上；
[0067]这里，所述第二电源模块组为将直流240V或336V变换成直流12V输出的电源变换模块，由I至n+x个电源模块并联组成，其中，η为ICT设备机柜中所有ICT设备耗电所需电源输出功率的电源模块数，X为冗余备份的电源模块数；所述第二电源模块组的输入为B路输入电源的输出及蓄电池组，输出与12V母线相连。
[0068]其中，所述检测控制模块305-1、第一电源模块组305-2、第二电源模块组305-3以及信号线308和功率线309可集成于ICT设备机柜304中嵌入的电源插箱305中，所述电源插箱305输出与12V母线306相连；所述ICT设备机柜304为标准的19英寸或其它尺寸机柜。
[0069]所述电压母线306，与所有ICT设备307连接，用于为ICT设备供电；
[0070]这里，所述ICT设备307可以有M个，M个ICT设备307称为负载。
[0071]本发明中，所述电源插箱305、电压母线306以及多个ICT设备可以均安装于ICT设备机柜内；第一电源模块组、第二电源模块组、信号线和功率线以及电压母线组成2*(n+x)供电系统，物理结构上构成嵌入式电源插箱和输出母线排，如此，便于维护与更换，具有极高的可靠性。
[0072]所述电源插箱305可安装于ICT设备机柜的中部，电压母线排向上下延伸可以减少电压母线排的损耗。对于一个ICT设备机柜，只需两路电源输入，以减少ICT设备机柜内配电单元的2*(M-1)个输出分路所需的保护器件，如对于安装有六个ICT设备的ICT设备机柜，只需要两路输入空开，便可以节省12路输出空开；对于绝大多数ICT设备，12V电源为主要电源，如果设备内还有其它电压等级的电源，则在设备内部通过板上电源从12V母线变换成所需电压等级电源。由于高电压不进入ICT设备内部，更有利于提高供电装置安全性和可靠性。
[0073]基于图3所述的供电装置，本发明用于ICT设备的供电方法，如图4所示，包括以下步骤:
[0074]步骤401:实时采集电源模块组的输出电压值；
[0075]这里，所述采集可由供电装置中的检测控制单元完成；
[0076]步骤402:将采集的电源模块组的输出电压值与第一电源模块组的输出电压下限设定值以及第二电源模块组的输出电压上限设定值进行比较，得到比较结果；
[0077]步骤403:根据比较结果控制第一电源模块组和第二电源模块组的输出及休眠；
[0078]这里，所述控制可由供电装置中的检测控制单元完成。
[0079]具体的，步骤403所述根据比较结果控制第一电源模块组和第二电源模块组的输出及休眠为:
[0080]如果电源模块组的输出电压值大于等于第一电源模块组的输出电压下限设定值(Va-AVa),则由第一电源模块组的所有电源模块为所有ICT设备供电；
[0081]如果电源模块组的输出电压值小于等于第二电源模块组的输出电压上限设定值(Vb+Λ Vb)，则由第二电源模块组的所有电源模块为所有ICT设备供电；
[0082]如果电源模块组的输出电压值位于第一电源模块组的输出电压下限设定值(Va-AVa)以及第二电源模块组的输出电压上限设定值(Vb+AVb)之间，则由第一电源模块组和第二电源模块组的所有电源模块共同为所有ICT设备供电。
[0083]下面结合图5，对本发明所提供的供电方法进行详细说明，如图5所示，该方法包括以下步骤:
[0084]步骤501:A路输入电源正常输入；
[0085]这里，所述A路输入电源为交流市电A、或UPS电源、或太阳能光伏电源、或直流电源；
[0086]步骤502:第一电源模块组接收A路输入电源的输入电压，并转换成12V电压输出；
[0087]此时，第一电源模块组工作，处于主用状态；
[0088]步骤503:检测控制模块判断第一电源模块组中各电源模块Ai的输出电压是否大于等于第一电源模块组的输出电压下限设定值(Va-AVa)，若是，则执行步骤504 ;否则，执行步骤505 ；
[0089]步骤504:确定各电源模块Ai的输出电压大于等于(Va-AVa)，则由第一电源模块组中的各电源模块Ai承担ICT设备所需功耗，为ICT设备供电，结束本处理流程；
[0090]步骤505:检测控制模块判断第一电源模块组中各电源模块Ai的输出电压是否大于等于第二电源模块组的输出电压上限设定值(Vb+AVb)，若是，则执行步骤506 ;否则，执行步骤507。
[0091]步骤506:确定各电源模块Ai输出电压值大于等于(Vb+Δ Vb),则由第一电源模块组中的各电源模块Ai和第二电源模块组中的各电源模块Bi共同承担ICT设备所需功耗，为ICT设备供电。
[0092]步骤507:确定各电源模块Ai的输出电压小于等于(Vb+AVb)，由第二电源模块组中的各电源模块Bi承担ICT设备所需功耗，为ICT设备供电。
[0093]对于步骤507出现的情况，说明A路输入电源超出正常范围或第一电源模块组发生故障，相应的，A路输入电源正常工作时第一电源模块组会逐步重新建立输出电压，那么，该供电方法进一步包括以下步骤:
[0094]步骤508:第一电源模块组逐步建立输出电压。
[0095]步骤509，检测控制模块判断第一电源模块组中的各电源模块Ai的输出电压是否大于等于(Vb+ Δ Vb)，若否，执行步骤510，若是，执行步骤511。
[0096]步骤510，确定第一电源模块组中的各电源模块Ai的输出电压小于等于(Vb+ Δ Vb)，则由第二电源模块组中的各电源模块Bi承担ICT设备所需功耗，为ICT设备供电，结束本处理流程。
[0097]步骤511，确定第一电源模块组中的各电源模块Ai的输出电压大于等于(Vb+Λ Vb)，则由第一电源模块组中的各电源模块Ai和第二电源模块组中的各电源模块Bi共同承担ICT设备所需功耗，为ICT设备供电，结束本处理流程。
[0098]步骤512，确定第一电源模块组中的各电源模块Ai的输出电压是否大于等于(Va- Λ Va)，若否，则执行步骤511，若是，则执行步骤513。
[0099]步骤513?514,确定第一电源模块组中的各电源模块Ai输出电压值大于等于(Va+ Δ Va)，则由第一电源模块组中的各电源模块Ai承担ICT设备所需功耗，为ICT设备供电，A路输入电源恢复到正常供电状态。
[0100]对于步骤506出现的情况，如果A路输入电源恢复完全供电能力，则执行步骤513?514，恢复由第一电源模块组中的各电源模块Ai承担ICT设备所需功耗，为ICT设备供电。
[0101]以上ICT设备供电方法流程中电源模块带载控制逻辑如图6所示，在tl时刻，当A路输入电源的输入超出正常范围或第一电源模块组故障时，第一电源模块组输出电压开始下降，第一电源模块组的输出电压下降到电压值为“Va-AVa”的t2时刻之前，电压母线的电流由电源模块Ai全部承担；t2时刻之后电压母线的电流由电源模块Ai和电源模块Bi共同承担；在13时刻，第一电源模块Ai和电源模块Bi各承担电压母线电流的一半；t3时刻之后，电源模块Bi承担的电流逐渐增大，在t4时刻，全部电压母线电流由电源模块Bi承担。第二电源模块组的输出电压的下限值(Vb-AVb)在保证源效应和负载综合效应前提下，需要保证其值不低于ICT设备输入电源的下限值(12V-AV)。
[0102]第一电源模块组逐步建立输出电压时，在t5时刻，电源模块Ai组开始承担电压母线电流；在t6时刻，电源模块Ai和电源模块Bi的输出电流相等；在t7时刻全部电压母线电流由电源模块Ai承担；在t8时刻，供电装置恢复到正常供电状态。
[0103]本发明中，直流电源作为B路输入电源，可以采用市电输入；直流电源输出电压一般为240V或336V，该直流电源由多个具有休眠节能功能的整流器模块并联组成。当负载由A路输入电源及第一电源模块组供电，且蓄电池组又处于饱和状态时，直流电源系统中可以保留I个甚至O个整流器模块工作，其它整流器模块处于休眠节能状态，从而降低直流电源系统的损耗。当A路输入电源超出正常范围或第一电源模块组故障时，先由蓄电池组供电，如果直流电源的输入市电B正常，则可唤醒整流器模块投入工作，负载可连续工作；当A路输入电源恢复正常时，则转由A路输入电源及第一电源模块组向负载供电；如果A路输入电源的输入市电A与B路输入电源的输入市电B来自同一路输入，且在蓄电池耗尽之前交流输入仍没有恢复正常，则蓄电池耗尽后供电系统会关机停止供电；如在蓄电池耗尽前A路输入电源输入恢复正常，贝1J转由A路输入电源及第一电源模块组向负载供电；在市电B输入正常时，直流电源中的整流器模块唤醒工作给蓄电池组充电，直至饱和后再进入休眠节能状态。
[0104]在A路输入电源正常时，第二电源模块组处于备份状态；当A路输入电源为比较稳定的市电时，B路输入电源回路中不仅整流器模块可以休眠节能，后级的第二电源模块组也可以休眠节能。
[0105]当A路输入电源为比较不稳定的太阳能光伏发电的直流电时，B路输入电源回路中仅整流器模块休眠节能，后级的第二电源模块组可以设置成热备份状态。
[0106]当A路输入电源采用模块化的带后备电池的240V或336V直流电源时，整个系统供电的可靠性可以进一步提高，A路直流电源和B路直流电源可以轮换休眠，以使两套电源系统老化均等，提高系统的可靠性，但是此时存在电源变换，造成系统效率降低。
[0107]B路输入电源回路如采用交流UPS，因电池不能直接备份而UPS模块的唤醒又需要一定的时间，故UPS只能处于热备份，因热备份存在空载损耗，故节能效果不明显。
[0108]由此可以看出，本发明与现有技术提供给的供电方法相同的是采用双回路供电，保证系统的可靠性；所不同的是通过检测控制模块实时采集当前第一电源模块组和第二电源模块组的输出电压值，并控制两电源模块组的休眠备份以及带载数量，来降低整个供电系统的损耗。
[0109]下面以A路输入电源为交流市电为例，如图7所示，供电装置构成及连接关系具体如图3所述，在这里不做赘述，仅对本发明供电装置的节能效果进行详细说明。
[0110]设某个典型的IDC机房所有的ICT设备总功耗320kW，当采用两台400kW传统的UPS系统构成双回路供电装置，假设UPS在负载率80 %时的变换效率是93 %，40 %的负载率时变换效率是91%。为保障供电安全需要一定的余量，双回路供电系统中每回路的负载率最大不超过40%，此时，UPS的变换损耗为320kW/(91% ) -320kff = 31.6kW。
[0111]如采用本发明，A回路由稳定的市电提供交流电，B回路采用20个*20kW整流器模块组成的336V直流电源系统，正常工作时，只需要一个整流器模块为电池浮充及为第二电源模块组的空载提供供电。假设整流器模块在80 %负载率时的变换效率是93 %，40 %负载率时效率是91%，则正常工作时只有一个整流器模块的损耗约为16kW/(93% )-16kff =
1.2kW。第二电源模块组设置成热备份工作时，节省功率31.6kff-l.2kff = 30.4kW ;则I年省电:30.4kW*365*24h = 266304kWh (约 26.6 万 kWh)。对于 4MW 功耗的 IDC 机房，则 I 年省电:26.6* (4000/320) = 332.5万kWh。第一电源模块组和第二电源模块组的损耗在本发明与以往方案中均存在，故不考虑纳入比较，若考虑因电源损耗的降低而导致需要的空调耗电的减少，或将第二电源模块组设置成休眠，则本发明的节能效果更明显。
[0112]下面以A回路输入为太阳能光伏直流电为例，如图8所示，供电装置构成及连接关系具体如图3所述，在这里不做赘述，仅对本发明供电装置的节能效果进行详细说明。
[0113]假设A回路的太阳能光伏设计成光伏系统的输出峰值功率与负载功率相当，太阳能光伏输出不带储能装置。太阳能正常时负载所需能量由A路太阳能及第一电源模块组供电，太阳能变弱时负载所需能量部分由B回路提供，夜晚或阴雨天则完全由市电B通过直流电源以及第二电源模块组供电。因考虑太阳能的不稳定性，B回路直流电源中休眠的整流器模块数量相对减少，以避免频繁休眠与唤醒。此装置既减少太阳能的设备以及占地的投资又能充分利用太阳能。
[0114]对于一个320kW功耗机房，光伏组件提供大约15%的电力，其它由市电提供，太阳能光伏发电能节省市电15% *320kW = 48kW。
[0115]与两套交流UPS系统构成的双回路供电装置相比，本发明供电装置减少变换损耗30.4kff,总损耗减少 48+30.4 = 78.4kff ；1 年节省电能 78.4kW*365*24h = 686784kWh(约68.7万kWh);对于4MW功耗的IDC机房，I年节省电能68.7* (4000/320) = 858万kWh。
[0116]对于光照条件好以及太阳能组件安装所需土地便宜的场景，本发明能在较短时间内收回投资并产生较好的效益，如果考虑因电源损耗的降低而导致需要的空调耗电的减少，则节能效果更明显。
[0117]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于信息技术ICT设备的供电装置，其特征在于，该装置包括:A路输入电源、B路输入电源、检测控制模块、第一电源模块组、第二电源模块组以及电压母线；其中， 所述A路输入电源，用于为第一电源模块组供电； 所述B路输入电源，用于为第二电源模块组供电； 所述检测控制模块，用于采集并控制第一电源模块组和第二电源模块组的输出及休眠； 所述第一电源模块组，用于将A路输入电源输出电压转换成直流12V输出至电压母线.所述第二电源模块组，用于将B路输入电源输出电压转换成直流12V输出至电压母线.所述电压母线，用于为ICT设备供电。
2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述A路输入电源包括:市电、太阳能光伏、交流UPS电源、或直流电源；所述B路输入电源为直流电源。
3.根据权利要求2所述的供电装置，其特征在于，所述检测控制模块，用于实时采集第一电源模块组各电源模块和第二电源模块组各电源模块的输出电压值，将米集的电源模块组的输出电压值与第一电源模块组的输出电压下限设定值及第二电源模块组的输出电压上限设定值进行比较，并根据比较结果控制第一电源模块组各电源模块和第二电源模块组各电源模块的输出及休眠。
4.根据权利要求3所述的供电装置，其特征在于，所述检测控制模块控制第一电源模块组各电源模块和第二电源模块组各电源模块的输出及休眠为: 如果电源模块组的输出电压值大于等于第一电源模块组的输出电压下限设定值，则由第一电源模块组各电源模块为所有ICT设备供电； 如果电源模块组的输出电压值小于等于第二电源模块组的输出电压上限设定值，则由第二电源模块组各电源模块为所有ICT设备供电； 如果电源模块组的输出电压值位于第一电源模块组的输出电压下限设定值以及第二电源模块组的输出电压上限设定值之间，则由第一电源模块组和第二电源模块组的各电源模块共同为所有ICT设备供电。
5.根据权利要求1至4任一项所述的供电装置，其特征在于，所述第一电源模块组、第二电源模块组均由n+x个电源模块并联而成；其中，η为ICT设备机柜中所有ICT设备耗电所需电源输出功率的电源模块数，X为冗余备份的电源模块数。
6.一种用于信息技术设备的供电方法，其特征在于，该方法包括: 米集第一电源模块组和第二电源模块组的输出电压值； 将采集的电源模块组的输出电压值与第一电源模块组的输出电压下限设定值以及第二电源模块组的输出电压上限设定值进行比较，得到比较结果； 根据比较结果控制第一电源模块组和第二电源模块组的输出及休眠。
7.根据权利要求6所述的供电方法，其特征在于，所述根据比较结果控制第一电源模块组各电源模块和第二电源模块组各电源模块的输出及休眠为: 如果电源模块组的输出电压值大于等于第一电源模块组的输出电压下限设定值，则由第一电源模块组各电源模块为所有ICT设备供电； 如果电源模块组的输出电压值小于等于第二电源模块组的输出电压上限设定值，则由第二电源模块组各电源模块为所有ICT设备供电； 如果电源模块组的输出电压值位于第一电源模块组的输出电压下限设定值以及第二电源模块组的输出电压上限设定值之间，则由第一电源模块组和第二电源模块组的各电源模块共同为所有ICT设备供电。
8.根据权利要求7所述的供电方法，其特征在于，所述由第二电源模块组各电源模块为所有ICT设备供电后，当A路输入电源正常工作且第一电源模块组逐步重新建立输出电压时，所述方法还包括: 根据比较结果重新控制第一电源模块组各电源模块和第二电源模块组各电源模块的输出及休眠。
【文档编号】H02J7/35GK104242428SQ201310226291
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月7日 优先权日:2013年6月7日
【发明者】谢凤华, 武士越 申请人:中兴通讯股份有限公司