冗余二次供电系统的制作方法

文档序号:12287556阅读:247来源:国知局
冗余二次供电系统的制作方法与工艺

组织诸如在线零售商、互联网服务提供商、搜索服务提供商、金融机构、大学和其他计算密集型组织常常通过大规模计算设施进行计算机操作。此类计算设施容置并容纳大量的服务器、网络和计算机设备以便处理、存储并交换需要来执行组织操作的数据。通常,计算设施的计算机机房包括许多计算机架,所述计算机架可包括服务器机架。每个计算机架继而可包括许多计算机系统、服务器、相关联的计算机设备等。

因为计算设施的计算机机房可包含大量服务器,可能需要大量电力来操作设施。另外,电力分配到遍布在整个计算机机房的大量位置(例如,彼此间隔的许多机架,以及每个机架中的许多服务器)。通常,设施以相对高的电压接收电力馈电。此电力馈电步降到较低电压(例如,208V)。布线、母线、电源连接器和配电单元的网络用于将电力在较低电压下递送到设施中的许多具体部件。

任意给定数据中心所需的计算容量的量可根据业务需求指示快速改变。很多时候,在某一位置处需要增加的计算容量。首先,在数据中心中提供计算容量或者(例如,以附加服务器的形式)扩大数据中心的现有容量是资源密集的,并且可能花费许多个月来完成。大量的时间和资源通常需要设计和建造数据中心(或者其扩展)、铺设电缆、安装机架、封装件和冷却系统以实现从其移除废热。诸如对于电力和HVAC系统来说,通常需要附加的时间和资源进行检查并且获得认证和批准。

一些数据中心在PDU级别没有冗余。当在电力系统中发生UPS或PDU故障时,这类数据中心可能具有大的受影响区。另外,一些数据中心具有通过电源到楼层的“单线程”分布,并且其中仅当部件断路时可执行维护。与维护相关联的停工时间和数据中心中的主要电力系统的重新配置可导致计算资源的重大损失。在诸如医院设备和安全系统的一些关键系统中,停工时间可导致严重干扰,并且在一些情况下会不利地影响健康和安全。

一些系统包括双电力系统,所述双电力系统提供用于计算设备的冗余供电。在一些系统中,自动转换开关(“ATS”)提供从主要电力系统到二次(例如,备用)电力系统的切换。在典型的系统中,在检测到主要电力中的故障时,自动转换开关将计算机架自动地切换至二次系统。为了维持计算设备持续运行,自动转换开关可能需要快速(例如,在大约16毫秒内)转换至二次电力系统。

一些数据中心包括在主要电力系统中的部件或系统故障的情况下为服务器提供备用电力的备用部件和系统。在一些数据中心中,主要电力系统可具有其自身的备用系统,所述备用系统在电力系统的所有级别下是完全冗余的。由主要和完全冗余的备用系统支持的系统和部件的这种级别的冗余可称为“2N”冗余。例如,在具有多个服务器机房的数据中心中,一个或多个服务器机架可从主要电力系统和完全冗余的备用电力系统接收供电。用于每个服务器机房的备用系统可具有配电盘、不间断电源(UPS)和楼层配电单元(PDU),它们与用于所述服务器机房的主要电力系统中的对应的配电盘、不间断电源和楼层配电单元是一样的。然而,提供主要电力系统的完全冗余在资本成本方面(因为例如可能需要大量昂贵的配电盘、UPS和PDU)以及在操作和维护的成本方面可能成本很高。另外,关于主要计算机系统,可能需要特别程序来将部件从主要系统切换至备用系统以确保对服务器的不间断供电,从而进一步增加了维护成本。因此,一些数据中心可包括少于主要电力系统的完全冗余的备用系统。由主要和完全冗余的备用系统支持的系统和部件的这种级别的冗余可称为“N+1”冗余。尽管N+1冗余可不为计算设备提供完全冗余储备供电,但是这种冗余可涉及较低的资本和操作成本。

一些服务器通过专用电力路径耦接到一个或多个备用部件和系统,其中将一个或多个服务器耦接到一个或多个备用部件和系统的路径的数量限于特定路径。另外,一些备用部件和系统提供到多个服务器的备用供电。在两种情形中,由于各种原因服务器可能容易遭受备用供电的损失,所述原因包括服务器与备用部件和系统之间的专用电力路径的故障以及备用部件和系统自身的故障。此外,在一组备用部件和系统为多个服务器提供备用供电的情况下,所述多个服务器可能由于与备用部件和系统、与这类部件和系统相关联的一个或多个路径等有关的一种或多种不同故障而失去备用供电。此外,如果将一个或多个备用部件和系统脱机进行维护,那么可能失去用于一个或多个服务器的备用供电。减轻这类风险在资本成本方面以及在操作和维护的成本方面可能成本很高(例如,对备用部件和系统执行另外的维护以减轻由于这类部件和系统中的故障而失去备用供电的风险)。

附图说明

图1是根据一些实施方案的示出包括冗余二次供电系统的数据中心的透视图的示意图。

图2是根据一些实施方案的示出机架计算机系统过道空间的示意图。

图3是根据一些实施方案的示出包括电耦接在上游侧和下游侧上的两个独立的二次电力系统的冗余二次供电系统的示意图。

图4A示出根据一些实施方案的配置配电系统来为过道空间中的电力负载提供主要供电和冗余二次供电。

图4B示出根据一些实施方案的为过道空间中的电力负载维持二次供电。

图5A示出根据一些实施方案的配置独立的二次电力系统来为电力负载提供冗余二次供电。

图5B示出根据一些实施方案的为过道空间中的电力负载维持二次供电。

虽然本发明容易有各种更改和替代形式,但通过举例方式在附图中显示了本发明的具体实施方案并将在本文中对其作出详细的描述。然而,应理解的是,附图和对其的详述并不意图将本发明局限于所公开的具体形式,而相反,其目的在于涵盖落入如所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围内的所有修改、等效物和替代方案。本文中使用的标题都仅用于组织目的,并且并不意图用于限制本说明书或权利要求书的范围。贯穿本申请所使用的词语“可”是在许可的意义上(即意指具有可能性)、而非强制的意义上(即意指必须)使用。类似地,词语“包括(include/including/includes)”意味着包括但不限于。

具体实施方式

公开了用于为数据中心中的计算机系统提供冗余供电的配电系统的各种实施方案。根据一个实施方案,数据中心包括过道空间,所述过道空间提供计算容量和独立的母线槽,所述母线槽各自沿着过道空间的长度的相对末端延伸并且为计算容量提供冗余二次供电。过道空间包括沿着过道空间的长度延伸的一排机架计算机系统,延伸穿过过道空间的与所述排机架计算机系统平行的两个或更多个主要电力汇流排,以及延伸穿过过道空间的与所述至少一排机架计算机系统平行的二次电力汇流排。主要电力汇流排可将在所述至少两个主要电力汇流排中的至少一个处从独立的主要电力系统接收的主要电力分配给所述排机架计算机系统,以向所述机架计算机系统提供主要供电。二次电力汇流排包括在相对末端处的独立的馈电箱并且可将在馈电箱中的一个中接收的二次电力分配给机架计算机系统。独立的母线槽可各自将来自一个或多个二次电力系统的二次电力分配至二次电力汇流排的独立的馈电箱,以通过所述二次电力汇流排为所述排机架计算机系统提供冗余二次供电。

根据一个实施方案,系统包括独立的母线槽,所述母线槽各自将来自一个或多个二次电力系统的冗余二次供电提供给位于一个或多个过道空间中的一组或多组电力负载。每个电力负载从独立的主要电力系统接收单独的主要供电。为了提供冗余二次供电,独立的母线槽可各自与延伸穿过一个或多个过道空间的二次电力汇流排的相对末端耦接。二次电力汇流排可将电力从母线槽中的一个或多个分配至一组或多组电力负载。

根据一个实施方案,方法包括配置配电系统以将主要供电和冗余二次供电提供给数据中心中的电力负载。这种配置包括配置主要电力汇流排和二次电力汇流排以沿着包括一排电力负载的过道空间的长度延伸。这种配置还包括配置至少两个独立的母线槽以各自沿着过道空间的长度的相对末端延伸,并且以各自运送从至少一个二次电力系统接收的二次电力。此外,这种配置包括配置二次电力汇流排,以响应于主要电力对于从主要电力汇流排分配至电力负载变得不可用而选择性地将二次电力从至少两个母线槽中的独立的一个分配至电力负载。要做到这一点,在独立的相对末端处将二次电力汇流排耦接到独立的母线槽。

如本文使用的,“计算机机房”指的是诸如机架式服务器的计算机系统在其中操作的建筑的房间。

如本文使用的,“数据中心”包括在其中实施计算机操作的任意设施或设施的部分。数据中心可包括专用于特定功能或提供多种功能的服务器。计算机操作的实例包括信息处理、通信、模拟和操作控制。

如本文使用的,“操作电力”意指可由一个或多个计算机系统部件使用的电力。操作电力可在配电单元中或者在配电单元下游的元件中步降。例如,服务器电源可使操作电力电压步降(并且将交流电整流成直流电)。

如本文使用的,提供电力“支持”是指提供对于一个或多个下游系统和部件(包括一个或多个电力负载)将要可用的一个或多个电力馈电。这类提供的电力馈电可避免由系统和部件接收,但是可至少部分基于系统和部件上游的一个或多个部件的定位而可用于接收。例如,二次电力系统可通过提供可通过切换装置选择性地路由至负载的二次电力馈电来将二次供电提供给电力负载,所述切换装置在二次电力系统的下游并且在负载的上游,其中所述切换装置可至少部分基于与主要电力馈电相关联的一个或多个条件来选择性地将二次电力馈电或主要电力馈电路由至负载。

如本文使用的,“配电单元”在本文中还称为“PDU”,意指可用于分配电能的任意装置、模块、部件或其组合。配电单元的元件可嵌入在单一部件或组件(诸如容置在公共外壳中的变压器和机架配电单元)内,或者可分配在两个或更多个部件或组件(诸如各自容置在独立外壳中的变压器和机架配电单元以及相关联的电缆等)中。

如本文使用的,“主要电力”意指例如在正常操作状态期间可供应给电力负载的任意电力。分配主要电力的配电系统(本文中也称为“电力系统”)可称为主要电力系统。

如本文使用的,可包括“储备电力”、“备用电力”等中的一个或多个的“二次电力”意指可在主要电力供应给负载失败之后或者作为其替代来供应给电力负载的电力。分配二次电力的配电系统(本文中也称为“电力系统”)可称为二次电力系统。

如本文使用的,“计算机系统”包括任意各种计算机系统或其部件。计算机系统的一个实例是机架式服务器。如本文使用的,术语计算机不限于仅仅那些在本领域中称为计算机的集成电路,而广泛地指代处理器、服务器、微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其他可编程电路,并且这些术语在本文中互换地使用。在各种实施方案中,存储器可包括但不限于,计算机可读介质,诸如随机存取存储器(RAM)。可替代地,也可使用光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)和/或数字多功能光盘(DVD)。另外,额外的输入通道可包括与操作员接口相关联的诸如鼠标和键盘的计算机外围设备。可替代地,也可使用可包括例如扫描器的其他计算机外围设备。此外,在一些实施方案中,额外的输出通道可包括操作员接口监视器和/或打印机。

在各种实施方案中,冗余二次供电可提供给数据中心中的电力负载,其中配置来提供二次供电的电力汇流排被配置成在汇流排的相对末端处耦接到独立的母线槽,所述母线槽各自运送来自至少一个二次电力系统的电力,其中所述电力汇流排可通过从独立的母线槽中的所选择的一个接收的电力来提供供电。所述汇流排可至少基于包括在独立的母线槽与汇流排的相对末端之间的连接中的切换装置的切换操作而在母线槽之间切换,其中所述切换装置执行开路瞬变切换操作以在从独立的母线槽接收的电力之间切换汇流排。

如本文使用的,“母线槽”可指包含用于在配电系统的部件之间分配电能的一个或多个母线的封闭模块。所述封闭模块可预先制造并且可包括保护壳体中的母线。在一些实施方案中,术语“母线槽”和“汇流排”可互换使用。

在各种实施方案中,母线槽各自从两个或更多个独立的二次电力系统中的独立的一个运送电力。每个二次电力系统可接收来自一个或多个独立的电源的电力,包括公用电源、发电机电源等。每个二次电力系统可包括独立的公用变压器、发电机、可在各种电力馈电(包括来自公用变压器、发电机等的电力)之间切换的公用配电盘。每个二次电力系统可包括一个或多个不间断电源(UPS),所述一个或多个不间断电源在公用配电盘的下游并且可接收和分配来自公用配电盘的电力、在缺乏来自公用配电盘的电力的情况下分配电力等。每个二次电力系统可包括配电板,所述配电板位于二次电力系统的UPS的下游,其中所述配电板可将至少从UPS接收的电力分配给一个或多个母线槽。

在各种实施方案中,独立的二次电力系统在所述二次电力系统的相应的公用配电盘处通过上游电力连接而耦接,这使得来自一个二次电力系统的公用配电盘的电力能够分配给另一个二次电力系统的公用配电盘。这种上游电力连接可使得二次电力系统能够从当地公用配电盘分配从另一个独立的二次电力系统的电源接收的电力。例如,在二次电力系统的公用变压器将要断电的情况下,来自另一个二次电力系统的另一个公用变压器的公用电力可通过上游电力连接分配给所述二次电力系统,以使得来自另一个公用变压器的公用电力从二次电力系统的公用配电盘和另一个二次电力系统的另一个公用配电盘进行分配。因此,来自一个二次电力系统的公用变压器的公用电力可将二次供电提供给独立的母线槽。

在各种实施方案中,独立的二次电力系统在所述二次电力系统的相应的配电板处通过下游电力连接而耦接,这使得来自一个二次电力系统的配电板的(可从所述二次电力系统的UPS接收的)电力能够分配给另一个二次电力系统的配电板。这种下游电力连接可使得二次电力系统能够从当地配电板分配从另一个独立的二次电力系统的UPS接收的电力。例如,在二次电力系统的UPS将要断电、故障等的情况下,来自另一个二次电力系统的另一个UPS的电力可通过下游电力连接分配给所述二次电力系统,以使得来自另一个UPS的电力从二次电力系统的配电板和另一个二次电力系统的另一个公用配电盘进行分配。因此,来自一个二次电力系统的UPS的电力可将二次供电提供给独立的母线槽。

图1是根据一些实施方案的示出包括冗余二次供电系统的数据中心的透视图的示意图。

数据中心100包括多个过道空间110,所述过道空间110各自提供数据中心100的计算容量。每个过道空间110包括过道111和两排112的机架计算机系统113,所述机架计算机系统113沿着过道111的长度、沿着过道111的相对侧末端延伸。每个机架计算机系统113可通过执行计算操作来提供过道空间110的至少一部分计算容量。在示出的实施方案中,数据中心100中的每个过道空间110是平行的,以使得每个过道空间110的相应的过道111沿着它们在过道111的相对末端之间的的相应长度平行于彼此延伸。此外,平行的过道空间110中的所述排112的机架计算机系统113平行于彼此延伸。

数据中心100包括配电系统190,所述配电系统190为数据中心100中的各个机架计算机系统113提供供电。配电系统190包括主要电力系统102A-B和二次电力系统106A-B。电力系统102A-B、106A-B中的每一个可包括各个独立组的配电部件,包括公用变压器、发电机、不间断电源(“UPS”)、配电单元(“PDU”)等。每个独立的电力系统从独立的公用电源接收公用电力。

数据中心100中的每个过道空间110包括一组电力汇流排114,所述一组电力汇流排114可为过道空间中的机架计算机系统113提供供电。一组电力汇流排可包括独立的电力汇流排,所述电力汇流排接收来自独立的电力系统的电力并且电耦接到过道空间中的一个或多个部件,以使得所述汇流排可通过耦接的部件来向一个或多个机架计算机系统113分配电力。例如,在示出的实施方案中,过道空间110包括电力汇流排114A-C。汇流排114沿着过道111的长度在过道111的相对末端之间延伸穿过过道空间110。每个汇流排114A-C包括至少一个馈电箱115A-D,所述馈电箱115A-D接收由相应的汇流排运送并且分配给过道空间110中的电耦接部件的电力,以向过道空间中的机架计算机系统113中的至少一些提供供电。

在一些实施方案中,一个或多个过道空间中的机架计算机系统的独立部分从独立的汇流排接收主要供电,所述独立的汇流排从独立的主要电力系统接收电力。例如,在示出的实施方案中,每个过道空间110包括主要电力汇流排114A和114B,所述主要电力汇流排114A和114B沿着过道空间110的过道111延伸并且分别从电力系统102A-B的独立的主要电力系统接收主要电力。在一些实施方案中,汇流排114A在过道111的一个侧端上电耦接到机架计算机系统113的排112中的一个,并且汇流排114B在过道111的另一个侧端上电耦接机架计算机系统113的另一个排112。在一些实施方案中,单个主要电力汇流排114延伸穿过过道111并且通过与每个机架计算机系统113电耦接来为过道空间110中的每个机架计算机系统113提供主要供电。每个主要电力汇流排114A-B在相应的主要电力汇流排的一个末端处包括独立的馈电箱115A-B。相应的馈电箱115A-B通过相应的独立的电力传输线107A-B各自电耦接到独立的主要电力系统102A-B。独立的电力传输线107可各自至少部分包括一个或多个汇流排、母线槽、电力电缆等。

馈电箱115A-B可位于主要电力汇流排114A-B中的每一个的紧邻过道111的特定末端的特定末端处。例如,在示出的实施方案中,馈电箱115A-B位于汇流排114A-B的紧邻过道111的末端(其紧邻主要电力系统102A-B)的相应末端处。

主要电力系统102A-B各自分别从独立的电源101A-B接收公用电力。每个主要电力系统102A-B可通过电力传输线107A-B分别向过道空间110中的各个机架计算机系统113分配主要电力。每个主要电力系统可包括各个独立组的配电部件,包括公用变压器、发电机、UPS、配电单元(PDU)等。

为了将汇流排114A-C中的一个或多个与过道空间110中的一个或多个机架计算机系统113电耦接,抽头箱103可与相应的汇流排114耦接,并且通过从抽头箱延伸的电力电缆耦接到排112中的一个或多个中的部件。所述部件可包括机架计算机系统113、将电力从一个或多个电源分配至一个或多个机架计算机系统113的中间部件等中的一个或多个。在一些实施方案中,所述中间部件包括配电单元(PDU)、通过一个或多个分支电路选择性地将电力从一个或多个汇流排分配至一个或多个下游机架计算机系统的自动转换开关(ATS)等中的一个或多个。

给定过道空间110中的汇流排114C是通过运送从一个或多个二次电力系统接收的二次电力来向包括在过道空间中的机架计算机系统113提供二次供电的二次电力汇流排。二次供电可通过耦接到汇流排114C的抽头箱103提供给负载,所述抽头箱103电耦接到机架计算机系统113中的一个或多个。二次供电独立于对机架计算机系统113的主要供电,并且包括在主要电力供应给机架计算机系统113失败之后或者作为其替代来提供可分配给过道空间110中的机架计算机系统113的电力。例如,二次电力汇流排114C和主要电力汇流排114A可通过相应的耦接的抽头箱和电力电缆连接而电耦接到位于排112中的一个中的ATS,并且可选择性地通过分支电路将电力从汇流排114A、C中的一个分配给排112中的耦接的机架计算机系统113。在通过主要电力汇流排114A配电失败(可包括耦接的主要电力系统104的故障)之后,ATS可从通过汇流排114A分配电力切换成通过汇流排114C分配电力。

数据中心100包括独立的母线槽120A-B,所述母线槽120A-B沿着数据中心的独立侧104A-B延伸,并且各自从二次电力系统106A-B中的至少一个运送电力。在一些实施方案中,单独的母线槽120A、B中的每一个运送从二次电力系统106A-B中的独立的一个接收的电力。例如,母线槽120A可运送从二次电力系统106A接收的电力,并且母线槽120B可运送从二次电力系统106B接收的电力。每个母线槽120包括母线槽区段121的组件,所述母线槽区段121在相应的区段121的一个或多个末端处的相应的接口122处串联连接。在示出的实施方案中,母线槽120A-B中的每一个包括通过接口122串联连接的三个区段121的组件,并且在远离相应的耦接的二次电力系统106A-B的相应的端点126A-B处终止。

每个二次电力汇流排114C包括两个独立的馈电箱115C-D,所述馈电箱115C-D各自位于汇流排114C的相对末端处。馈电箱115C-D中的每一个通过相应的连接123A-B和电力电缆124耦接到母线槽120A-B中的独立的一个。每个连接123耦接到特定母线槽120并且可包括一个或多个抽头箱、包括一个或多个断路器的切换装置等。连接123中的切换装置可对相应的母线槽120与二次电力汇流排114B的耦接的馈电箱115C-D之间的连接提供切换支持。

在一些实施方案中,在给定时间处,通过选择性地通过连接123A-B中的独立的一个和汇流排114C的馈电箱115C-D中的独立的一个来将二次电力从独立的母线槽120A-B中的一个分配至二次电力汇流排114C,独立的母线槽120A-B通过延伸穿过过道空间110的二次电力汇流排114C向过道空间110中的机架计算机系统113提供冗余二次供电。汇流排114C可在至少部分基于将独立的连接123A-B中的独立的切换装置切换成将汇流排114C与一个母线槽电去耦并且将汇流排114C与另一个母线槽电耦接来通过母线槽120A-B中的独立的一个接收电力之间切换。所述切换可为开路瞬变切换操作,其中汇流排114C在电耦接到另一个母线槽之前与母线槽电去耦。

在一些实施方案中,母线槽120A-B被配置成在给定时间处电耦接到过道空间110中的独立的那些,以使得每个独立的二次电力系统106向过道空间110中的独立的那些提供二次供电。电耦接到过道空间110中的二次电力汇流排的母线槽120A-B可在数据中心中的邻近的过道空间110之间替换。例如,紧邻二次电力系统106的过道空间110中的汇流排114C可电耦接到母线槽120A,而邻近的过道空间110包括电耦接到母线槽120B的汇流排114C,并且远离二次电力系统106的过道空间110包括电耦接到汇流排120A的二次电力汇流排114C。

将汇流排与母线槽电耦接包括通过连接将汇流排耦接,所述连接使得电力能够跨连接分配。例如,当切换装置处于闭合位置以使得由母线槽120A运送的电能能够通过连接123A和馈电箱115C从母线槽120A流向汇流排114C时,通过连接123A(其中连接123A包括切换装置)耦接到母线槽120A的馈电箱115C电耦接到母线槽120A。尽管馈电箱115C通过连接123A物理联接到母线槽120A,但是馈电箱115C没有电耦接到汇流排114C,其中连接123A中的切换装置处于打开位置,以阻止电能通过馈电箱115C从母线槽120A流向汇流排114C。在一些实施方案中,切换装置可包括在馈电箱115中的一个或多个中,此外或替代地,位于一个或多个连接123中。

如本文使用的,冗余二次供电是指通过独立的电力馈电向汇流排提供二次供电,所述二次供电可为机架计算机系统、电力负载等提供二次电力。独立的电力馈电可提供来自独立的电力系统的电力。因此,在损失二次电力系统、从电力系统到汇流排的电力馈电等中的至少一个之后,可维持二次供电。例如,冗余二次供电可包括将二次电力汇流排耦接到独立的母线槽,所述母线槽各自运送来自独立的二次电力系统的电力,以使得在损失母线槽、二次电力系统等中的一个之后可维持通过汇流排的二次供电。

在一些实施方案中,汇流排114至少部分基于通过一个母线槽120向汇流排114提供电力的配电系统190的至少一部分将要断电的确定而从通过一个母线槽120接收电能切换成通过独立的母线槽120接收电能。这种断电可包括作为使母线槽120延伸的部分来使母线槽120中断将电力馈送至汇流排114。例如,数据中心100可扩展成包括远离二次电力系统106的附加的过道空间110。因此,母线槽120A-B中的一个或多个可能需要延伸成沿着附加的过道空间110的末端延伸。这种延伸可包括将附加的区段121耦接到相应的母线槽120的末端126。在一些实施方案中,这种延伸需要正被延伸的母线槽120断电。在一个实例中,其中过道空间110包括从母线槽120A接收电力的汇流排114C以及将要断电以通过将附加的区段121耦接到端点126A来进行扩展的母线槽120A,汇流排114C可从母线槽120A切换至母线槽120B,以使得汇流排114C继续接收二次电力,并且继续通过从母线槽120B接收的电力来为过道空间110中的机架计算机系统113提供二次供电。

二次电力系统106A-B各自分别从独立的电源105A-B接收公用电力。二次电力系统106A-B中的每一个可将二次电力分配给一个或多个各种母线槽120,并且分别通过母线槽120A-B中的一个或多个和耦接的汇流排114C来将二次供电提供给过道空间110中的各个机架计算机系统113。每个二次电力系统可包括各个独立组的配电部件,所述配电部件包括公用变压器、发电机、UPS、配电单元(PDU)等。

在一些实施方案中,独立的二次电力系统在相应的二次电力系统中的一个或多个位置处电耦接。因此,电力可在另一个二次电力系统中的位置处从一个二次电力系统分配至另一个二次电力系统。例如,在示出的实施方案中,数据中心100包括在相应的上游位置处通过上游电力连接109A并且在相应的下游位置处通过下游电力连接109B而电耦接的二次电力系统106A-B。二次电力系统中的上游位置可为公用配电盘,所述公用配电盘在二次电力系统中的至少一个UPS的上游并且在二次电力系统中的至少一个公用变压器的下游。二次电力系统中的下游位置可为配电板,所述配电板在二次电力系统中的至少一个UPS的下游。

图2是根据一些实施方案的示出机架计算机系统过道空间的示意图。在一些实施方案中,过道空间是计算机机房。

数据中心200包括过道空间210和独立的母线槽220A-B,所述母线槽220A-B各自沿着过道空间210的相对末端延伸,并且耦接到过道空间中的电力汇流排240,以向过道空间210中的机架计算机系统214提供冗余二次供电。

过道空间210包括过道211、延伸穿过过道211的整个长度的主要电力汇流排230A-B、延伸穿过过道211的整个长度的二次电力汇流排240、以及平行于汇流排延伸穿过过道211的长度的两排212A-B的电力负载。主要电力汇流排230A-B中的每一个通过相应的电力传输线234A-B从相应的主要电源接收电力,所述电力传输线234A-B馈送到主要电力汇流排230A-B的相应的馈电箱232A-B中。

在一些实施方案中,过道空间包括延伸穿过过道空间的长度的多个汇流排,其中位于过道空间中的电力负载与汇流排中的一个或多个电耦接,以接收多个各种供电冗余中的一个。例如,在示出的实施方案中,电力负载213A、213D、213E(尽管位于过道空间210的各个区域中)通过相应组的电力电缆219和抽头箱218A-B电耦接到汇流排230A和240,并且电力负载213B、213C和213F(尽管位于过道空间210的各个区域中)通过相应组的电力电缆219和抽头箱218A-B电耦接到汇流排220B和220C。电力负载212A-B可包括机架计算机系统214,其中各种计算机系统安装在一个或多个机架中,上游部件包括ATS机柜213A-F等,所述ATS机柜213A-F将电力通过分支电路215A-B从一个或多个汇流排分配至各个机架计算机系统214。

电力电缆219、抽头箱218A-B等的所述组可通过将抽头箱219与相应的汇流排耦接而与一个或多个汇流排230A-B、240耦接。这类抽头箱可包括插座式抽头箱、断开箱等。例如,在示出的实施方案中,负载213B可为通过独立的电力电缆219和相应的抽头箱218B、218A耦接到汇流排230B、240以从耦接的汇流排接收N+1个供电冗余的机架计算机系统。

在一些实施方案中,二次电力汇流排240通过在汇流排240的相对末端处与独立的馈电箱225A-B的独立的连接而耦接到独立的母线槽220A-B中的每一个,其中可与耦接的母线槽220A-B中的独立的一个电耦接的汇流排240从所述母线槽中的所选择的一个接收电力。汇流排可在与母线槽220A-B中的一个电耦接之间切换,其中所述母线槽220A-B中的每一个可从独立的二次电力系统运送电力。因此,汇流排240可至少部分基于从母线槽中的一个接收的电力来为过道空间210中的负载213、214提供二次供电,其中可在损失最初电耦接到汇流排240的母线槽中的电力之后通过将汇流排240切换成与其他母线槽电耦接而维持所述二次供电。

位于汇流排240的相对末端中的独立的一个处的馈电箱225A-B中的每一个耦接到沿着过道空间210的近端延伸的相应的母线槽220A-B的相应的连接222A-B。连接222A-B中的每一个可包括连接到相应的母线槽220A-B的抽头箱。

在一些实施方案中,馈电箱225与母线槽220之间通过相应的连接222的连接包括切换装置223,所述切换装置223可切换成将馈电箱225(以及因此汇流排240)与相应的母线槽220电耦接或电去耦。在示出的实施方案中,切换装置223A-B与馈电箱225A-B和母线槽连接222A-B物理分离,并且通过电力传输线224A-B耦接到每一个。在一些实施方案中,切换装置223A-B各自位于馈电箱225A-B、连接222A-B等中的独立的一个或多个中。

在一些实施方案中,数据中心200的一个或多个部分可包括在上文图1中示出的数据中心100中。例如,图2中的过道空间210可为图1中的过道空间110中的一个或多个,图2中的母线槽220A-B可为图1中的母线槽120A-B中的一个或多个,等等。

图3是根据一些实施方案的示出包括电耦接在上游侧和下游侧上的两个独立的二次电力系统的冗余二次供电系统的示意图。

数据中心300包括独立的二次电力系统310A、310B,延伸穿过数据中心300的过道空间350以及母线槽340A-B,所述母线槽340A-B从独立的二次电力系统310A-B的独立的配电板316A-B延伸穿过数据中心300,以使得每个母线槽340沿着数据中心300中的过道空间350中的每一个的独立的相对末端370A-B延伸。

数据中心300中的每个过道空间350包括过道352,所述过道352至少部分地跨越过道空间350的宽度和过道空间350的长度361。至少两排354A-B的机架计算机系统355沿着过道352的相对侧末端延伸穿过过道空间350的长度361。机架计算机系统355中的每一个从一个或多个主要电力系统接收主要供电。机架计算机系统355接收独立于二次电力系统310A-B、母线槽340A-B等的主要供电。

每个过道空间350包括二次电力汇流排360,所述二次电力汇流排360向过道空间350中的各个机架计算机系统355提供二次供电。提供二次供电包括提供在汇流排360处从母线槽340A-B中的一个接收的二次电力馈电,所述二次电力馈电将可用于一个或多个下游系统和部件,包括机架计算机系统355中的一个或多个。提供的电力馈电在本文中可称为提供的电力;例如,二次电力馈电可称为提供的“二次电力”、“二次电能”等。提供的电力馈电可避免由机架计算机系统接收,但是可至少部分基于系统和部件上游的一个或多个部件的配置、定位等而可用于接收。例如,汇流排360可通过一个或多个抽头箱356和电力电缆357而与自动转换开关电耦接,所述自动转换开关通过分支电路电耦接到机架计算机系统中的至少一个,其中自动转换开关选择性地从主要电力系统或者二次电力汇流排360将电力分配给机架计算机系统355。汇流排360可通过耦接到所述汇流排的相应的抽头箱356A-B而在独立的排354A-B中电耦接到ATS、机架计算机系统等,并且一个或多个电力电缆357A-B在相应的排354A-B中将相应的抽头箱356A-B与ATS、机架计算机系统等中的一个或多个的电力入口连接。

每个二次电力汇流排360通过连接线路344A-B耦接到母线槽340A-B中的每一个,所述连接线路344A-B各自将耦接到母线槽340A-B中的独立的一个的连接342A-B耦接到馈电箱362A-B,所述馈电箱362A-B在汇流排360的相对末端中的独立的一个处。连接342A-B可包括一个或多个抽头箱,所述抽头箱可包括一个或多个切换装置,所述切换装置包括断路器,所述断路器可打开或闭合以将相应的耦接的母线槽与二次电力汇流排360电去耦或电耦接。因此,当汇流排360物理联接到母线槽340A-B中的每一个时,汇流排360可电耦接到两个母线槽340A-B中的独立的一个,以使得汇流排360在给定的时间点从母线槽340A-B中的独立的一个接收电力。包括在连接342A-B中的切换装置可反方向上操作,包括在一个连接342A中打开一个开关同时在另一个连接342B中闭合另一个开关以将汇流排360从通过母线槽340A接收二次电力切换至通过母线槽340B接收电力。在切换装置包括在连接(包括连接342A-B中的一个或多个)中的情况下,所述连接可称为切换支持连接、切换支持电连接、切换支持抽头箱连接等。

二次电力系统310A、310B中的每一个包括从独立的公用电源接收电力的独立的公用电力馈电311A、311B,以及将相应接收的公用电力馈电进行转换的公用变压器312A、312B。二次电力系统310A、310B中的每一个包括可包括一个或多个柴油发电机、燃气发生器等的一个或多个发电机313A、313B。

如图所示,二次电力系统310A、310B中的每一个包括相应的公用配电盘314A、314B。每个公用配电盘314包括电力母线318和切换装置321-324,所述切换装置321-324操作以分配或阻碍电力流来往于电力母线318。切换装置321-324可包括一个或多个断路器。切换装置321A-B可操作来提供来自二次电力系统310A-B的相应的变压器312A-B的公用电力的断路器支持。切换装置322A-B可操作来提供来自相应的二次电力系统310A-B的一个或多个发电机313A-B的发电机电力的断路器支持。

每个二次电力系统310中的切换装置321、322可在开路瞬变切换过程中操作,以将相应的二次电力系统310的母线318在从相应的二次电力系统310的变压器312和发电机313中的一个接收电力之间进行切换。

二次电力系统310A、310B中的每一个包括一组或多组UPS装置315A、315B。电力可从二次电力系统310的公用配电盘314分配给所述二次电力系统的UPS 315。在一些实施方案中,这种分配的电力可绕过UPS 315。每个二次电力系统310中的切换装置324可提供从公用配电盘到相应的二次电力系统310的相应的UPS 315的电力分配的断路器支持。

二次电力系统310A、310B中的每一个包括独立的配电板316A、316B。二次电力系统310的每个配电板316可从二次电力系统的相应的UPS 315(包括UPS 315的旁路)接收电力。如图所示,每个配电板316A、316B包括电力母线325A、325B,所述电力母线325A、325B通过切换装置326A、326B在相应的独立的母线槽的电力入口接口处耦接到独立的母线槽340A、340B。因此,在给定二次电力系统310A、B的配电板316A、B处接收的电力可将电力(如二次电力)分配给耦接到配电板316A、316B的母线槽340A、B中的特定的一个。

数据中心300包括上游电力连接330,所述上游电力连接330可在独立的系统310A-B的相应的公用配电盘314A、314B处将独立的二次电力系统310A-B电耦接。每个相应的配电盘314处的切换装置323A-B可闭合或打开以建立或终止独立的配电盘314A-B之间的电连接。上游电力连接330可使得特定的二次电力系统310的配电盘314能够从另一个独立的二次电力系统310的配电盘314接收电力。因此,数据中心300中的机架计算机系统355可甚至在二次电力系统310中的一个处损失公用电力、发电机电力等的情况下继续接收二次供电。

这种公用电力的损失可预先计划,以使得将二次电力系统310切换成在损失公用电力之前从另一个二次电力系统310接收电力。例如,公用变压器312A可能需要断电以用于维护、检查等。变压器312A预期断电的这个时间段可能超过发电机313A供电的容量。例如,所述时间段可能超过发电机313A的燃料容量。因此,切换装置321A、323A可在开路瞬变切换过程中切换成将电力从另一个二次电力系统310B的公用变压器312B分配至配电盘314B,以使得将来自公用变压器312B的电力分配给UPS 315A,并且因此分配给电耦接到母线槽340A的各个汇流排360。变压器312B可继续将电力分配给UPS315B,并且因此分配给母线槽340B,同时还将电力分配给配电盘314A。因此,母线槽340A-B中的每一个可运送来自共同公用馈电311B的电力。在当将电力从变压器312B分配给两个配电盘314A-B时关于变压器312B确定发生故障的情况下,连接330可通过开关323A-B中的一个或多个去耦,并且至少二次电力系统310A可切换成从发电机313A接收电力。

数据中心300包括下游电力连接332,所述下游电力连接332可在独立的系统310A-B的相应的配电板316A、316B处将独立的二次电力系统310A-B电耦接。在一些实施方案中,电力连接332包括一个或多个母线槽。每个相应的配电盘316处的切换装置327A-B可闭合或打开以建立或终止电连接。下游电力连接332可使得特定的二次电力系统310的配电盘316能够从另一个独立的二次电力系统310的配电盘316接收电力。由于配电盘316可从二次电力系统的UPS 315接收电力,下游电力连接332可使得特定的二次电力系统310的配电盘316能够从另一个独立的二次电力系统310的UPS 315接收电力。因此,数据中心300中的机架计算机系统355可甚至在二次电力系统中的一个中损失电力、二次电力系统中的部件发生故障等情况下继续接收二次供电,因为电力可从一个二次电力系统310的配电板316分配至另一个二次电力系统310的配电板316以将电力提供给耦接的母线槽340。这种部件故障可包括从二次电力系统中的UPS 315的电力输出的故障。因此,可通过连接332提供从另一个独立的二次电力系统中的UPS 315的电力输出,这样补偿了UPS 315电力输出的局部损失。

在一些实施方案中,数据中心300包括独立于二次电力系统存在的配电板。例如,二次电力系统310B可不存在于数据中心300中,然而配电板316B可存在于数据中心300中并且可耦接到母线槽340B。二次电力系统310A可在不存在二次电力系统310B的情况下通过连接332和配电板316B向母线槽340B提供电力。这种不存在可能部分归因于设计。例如,数据中心300可最初构建有单个二次电力系统310A和两个母线槽340A-B。虽然二次电力系统310B可随后安装在数据中心300中,在其间二次电力系统310A可将电力供应给两个母线槽340A-B,以使得过道空间350中的汇流排360可从母线槽340A-B中的任一个接收二次供电,即使只有单个二次电力系统310A将电力提供给母线槽340A-B。当随后安装二次电力系统310B时,将配电盘316B并入电力系统310B中,并且独立的电力系统310A-B可各自将电力分配给耦接到独立的电力系统310A、310B的相应的配电盘316的独立的母线槽340A、340B。

在一些实施方案中,数据中心300的一个或多个部分可包括在上文图1中示出的数据中心100中。例如,图3中的过道空间350可为图1中的过道空间110中的一个或多个,图3中的母线槽340A-B可为图1中的母线槽120A-B中的一个或多个,二次电力系统310A-B中的一个或多个可为二次电力系统106A-B中的一个或多个,等等。

图4A示出根据一些实施方案的配置配电系统来为过道空间中的电力负载提供主要供电和冗余二次供电。这种配置可关于图1-3中示出的数据中心的各个部分中的一些或所有等来实现。

在402处,将一个或多个主要电力系统和二次电力系统安装在数据中心中。如关于图3所示的,给定的电力系统可包括公用电力馈电、UPS、公用配电盘、配电板等中的一个或多个。主要电力系统的安装可包括将主要电力系统的输出端(包括配电板)电耦接到数据中心中的一个或多个电力负载,包括一个或多个机架计算机系统。将电力系统与电力负载电耦接可包括将电力系统的输出端与和电力负载的电力入口耦接的汇流排、被配置来将电力分配给负载的部件等电耦接。例如,主要电力系统的电力输出端可通过一个或多个电力传输线、汇流排、母线槽等与延伸穿过过道空间的主要电力汇流排电耦接,如图1-3所示,其中所述汇流排通过耦接到汇流排的抽头箱和从抽头箱延伸的电力电缆而电耦接到过道空间中的部件的电力入口,所述电力入口可包括机架计算机系统的电力入口、被配置来选择性地将电力从各个入口路由至下游机架计算机系统的ATS的电力入口等。

在404处,将一个或多个电力汇流排安装在数据中心的过道空间中。所述汇流排可延伸穿过过道空间的长度的部分或所有,并且可通过一个或多个抽头箱、电力电缆等而电耦接到过道空间中的一个或多个部件,包括电力负载。所述汇流排可包括一组汇流排,所述一组汇流排可包括一个或多个主要电力汇流排、一个或多个二次电力汇流排等。主要电力汇流排是被配置来从主要电力系统接收电力并且将电力(“主要电力”)提供给一个或多个负载的汇流排。二次电力汇流排是被配置来从一个或多个二次电力系统接收电力并且将电力(“二次电力”)提供给一个或多个负载的汇流排。

在406处,将两个或更多个母线槽安装在数据中心中。母线槽可安装成延伸穿过数据中心的各个部分,以使得独立的母线槽各自紧邻数据中心中的一个或多个过道空间的独立和相对的末端延伸。在408处,将安装的母线槽电耦接到一个或多个二次电力系统的输出端,所述输出端可包括共用二次电力系统的输出端、独立的二次电力系统的独立的输出端等。在一些实施方案中,包括图3中示出的实施方案,将每个母线槽耦接到独立的二次电力系统的独立的配电板,以使得每个母线槽被配置来从独立的二次电力系统的独立的配电板接收电力。在一些实施方案中,母线槽可通过独立的配电板从共用电源接收电力。

在410处,将母线槽中的每一个在汇流排的独立和相对的末端处耦接到过道空间中的二次电力汇流排。所述汇流排在相对的末端处可包括独立的馈电箱,并且母线槽中的每一个可耦接到独立的馈电箱。所述母线槽可通过独立的连接、连接线路等而耦接到汇流排的独立的末端。连接可包括抽头箱,所述抽头箱与相应的母线槽耦接,并且将所述母线槽与汇流排的馈电箱耦接。连接可包括一个或多个切换装置,所述一个或多个切换装置可包括一个或多个断路器。将母线槽与汇流排联接可与将母线槽与汇流排电耦接分开。例如,在连接包括处于打开位置的切换装置的情况下,母线槽可与汇流排的馈电箱连接,然而阻止电力从母线槽流向汇流排。在切换装置处于闭合位置的情况下,母线槽可与汇流排电耦接,因为电力能够从母线槽流向汇流排。

在一些实施方案中,一个母线槽与汇流排的一个末端联接,并且另一个母线槽与汇流排的另一个末端联接并且与汇流排电耦接,以使得在汇流排处从一个母线槽而非另一个母线槽接收电力。可选择电耦接到汇流排的母线槽。因此,在数据中心包括多个过道空间的情况下,可将一个母线槽电耦接到过道空间中的二次电力汇流排的一部分,并且可将另一个母线槽电耦接到过道空间中的二次电力汇流排的另一个独立部分,以使得对多个过道空间中的各个负载的二次供电在两个母线槽之间分开,并且二次电力系统供应相应的母线槽。在一些实施方案中,将母线槽在给定时间电耦接到大约相等数量的汇流排,以使得二次供电在两个母线槽之间大约均匀地分开。

在412处,将数据中心中的二次电力汇流排在从两个或更多个母线槽中的一个接收电力之间可逆地切换,以使得母线槽中的一个向汇流排提供二次电力,以向电耦接到汇流排的负载提供二次供电。在汇流排在相对末端处通过一个或多个相应的连接与独立的母线槽耦接的情况下,所述汇流排可至少部分基于连接中的切换装置的操作而在母线槽之间切换。例如,汇流排的一个末端与母线槽中的一个之间的连接中的切换装置可切换至打开位置,从而终止电力在所述母线槽与汇流排之间的流动,并且汇流排的相对末端与另一个母线槽之间的另一个连接中的另一个切换装置可切换至闭合位置,从而建立电力在另一个母线槽与汇流排之间的流动。开关的操作可为开路瞬变切换操作,以使得一个开关在另一个开关闭合之前打开,并且独立的连接中的开关不同时闭合。在一些实施方案中,切换装置包括在汇流排的馈电箱、耦接到母线槽的连接抽头箱、连接抽头箱与馈电箱之间的独立装置等中的一个或多个中。

在414处,将数据中心中的各个配电系统(包括一个或多个主要电力系统、二次电力系统等)操作来通过安装在过道空间中的各个汇流排、各个母线槽等向数据中心中的一个或多个电力负载提供电力。可通过每个过道空间中的主要电力汇流排向过道空间中的ATS装置提供主要电力,并且可通过二次电力汇流排向ATS装置提供二次电力。ATS装置可通过一个或多个分支电路连接选择性地将主要电力和二次电力中的一个分配给ATS装置下游的各个机架计算机系统。

图4B示出根据一些实施方案的为过道空间中的电力负载维持二次供电。这种维持可关于图1-3中示出的数据中心的各个部分中的一些或所有等来实现。如图所示,这种维持可作为如图4A的412中所示的将一个或多个汇流排在各个耦接的母线槽之间切换的部分来实现。

在420处,二次电力汇流排至少部分基于提供从汇流排耦接到的各个母线槽中的选择的一个接收的二次电力来向过道空间中的各个电力负载提供二次供电。各个母线槽可从独立的二次电力系统运送电力,并且所述汇流排可切换成从母线槽中的特定的一个接收电力。所述汇流排可作为供电分配方案的一部分切换成母线槽中的特定的一个,其中每个母线槽向数据中心的各个过道空间中的汇流排的独立部分提供电力,以使得在各个母线槽、向各个母线槽供应电力的二次电力系统等当中分配二次供电。

在422处,作出关于是否将汇流排切换成从汇流排所耦接到的另一个母线槽接收电力的确定。这种确定可至少部分基于汇流排将耦接到的母线槽中的一个将断电的确定。母线槽可出于各种原因而断电,包括母线槽的维护、检查、修改等。例如,在母线槽由串联耦接的多个母线槽区段组成的情况下,附加的一个或多个区段可耦接到母线槽的末端,以使母线槽延伸穿过数据中心的附加部分。可实现这种扩展以使得母线槽能够沿着数据中心中的最近安装的过道空间的末端延伸。将一个或多个附加的母线槽区段耦接到母线槽可涉及将母线槽断电。在将要断电的母线槽是汇流排目前电耦接到并且从其接收二次电力的母线槽的情况下,母线槽的断电可导致通过所述母线槽的二次供电的损失。

在424处,将汇流排从一个耦接的母线槽切换至另一个耦接的母线槽,以使得汇流排停止从一个耦接的母线槽接收电力并且开始从另一个耦接的母线槽接收电力。母线槽之间的切换可包括与一个母线槽电去耦,并且与另一个独立的母线槽电耦接。与母线槽电耦接可包括利用物理联接的母线槽来闭合电连接。将汇流排从一个母线槽切换至另一个母线槽可包括操作两个或更多个切换装置以打开汇流排的一个末端与一个母线槽之间的电连接并且闭合汇流排的另一个末端与另一个母线槽之间的电连接,所述切换装置中的每一个包括在汇流排的一个末端与紧邻所述末端的母线槽之间的连接中。切换装置的操作可为开路瞬变切换过程。在一些实施方案中,将包括在汇流排的相对末端上的连接中的切换装置耦接到联锁系统,所述联锁系统阻止两个切换装置同时处于闭合位置中。例如,联锁可被配置来在包括在汇流排的相对末端与独立的母线槽之间的连接中的一个切换装置处于闭合位置时阻止包括在汇流排的一个末端与特定的母线槽之间的连接中的另一个切换装置也移动到闭合位置。

图5A示出根据一些实施方案的配置独立的二次电力系统来为电力负载提供冗余二次供电。这种配置可关于图1-3中示出的数据中心的各个部分中的一些或所有等来实现。

在502处,将一个或多个二次电力系统安装在数据中心中。如关于图3所示的,给定的二次电力系统可包括公用电力馈电、UPS、公用配电盘、配电板等中的一个或多个。二次电力系统的安装可包括将各个部件与至少公用电力馈电耦接。

在504处,将二次电力系统中的每一个耦接到延伸穿过数据中心的至少一个母线槽。可将每个母线槽耦接到多个汇流排,所述多个汇流排各自延伸穿过数据中心中的各个独立的过道空间,并且各自可向多个汇流排穿过其延伸的独立的过道空间中的电力负载提供二次供电。每个母线槽可在给定时间电耦接到母线槽所耦接到的汇流排的有限部分,以使得母线槽向汇流排的有限部分而不是母线槽所耦接到的汇流排的剩余部分提供电力。

在一些实施方案中,通过将母线槽的电力馈电接口耦接到二次电力系统的配电板来将每个二次电力系统耦接到母线槽,诸如在上文的图3中所示。这种耦接可将二次电力系统配置来通过配电盘将电力分配给耦接的母线槽,并且可将母线槽配置来通过配电盘至少从二次电力系统接收电力。

在506处,独立的二次电力系统在独立的系统中的相应的位置处通过上游电力连接耦接,所述相应的位置在相应的公用变压器的下游并且在相应的UPS的上游。上游电力连接可在相对的末端处耦接到两个独立的二次电力系统的相应的公用配电盘,以使得独立的电力系统在系统的相应的公用配电盘处耦接。所述连接可包括在每个配电盘处的切换装置、断路器等,以使得独立的电力系统可至少部分基于切换装置的关闭配电盘之间的电路连接的操作而选择性地电耦接和电去耦。所述连接可使得电力能够从一个二次电力系统的公用配电盘分配给另一个二次电力系统的公用配电盘,并且进一步分配给另一个二次电力系统的各个下游部件,包括UPS、配电板、变压器、PDU、母线槽等。

将电力通过上游电力连接分配给另一个二次电力系统的二次电力系统可继续将电力从当地二次电力系统的公用配电盘分配至各个下游部件,包括UPS、配电板、变压器、PDU、母线槽等,以使得将电力通过一个或多个上游电力连接而从当地二次电力系统的公用配电盘分配至电耦接的二次电力系统中的每一个的下游部件。在一些实施方案中,切换装置可操作来将二次电力系统的下游部件与正通过上游电力连接将电力分配给另一个二次电力系统的公用配电盘的公用配电盘隔离。

在508处,独立的二次电力系统在独立的系统中的相应的位置处通过下游电力连接耦接,所述相应的位置在相应的UPS的下游。下游电力连接可在相对的末端处耦接到两个独立的二次电力系统的相应的配电板,以使得独立的电力系统在系统的相应的配电板处耦接。所述连接可包括在每个配电盘处的切换装置、断路器等,以使得独立的电力系统可至少部分基于切换装置的关闭配电盘之间的电路连接的操作而选择性地电耦接和电去耦。所述连接可使得电力能够从一个二次电力系统的配电板分配至另一个二次电力系统的配电板,并且进一步分配至耦接到另一个二次电力系统的配电板的各个部件,包括一个或多个母线槽。

将电力通过下游电力连接分配给另一个二次电力系统的二次电力系统可继续将电力从当地二次电力系统的配电板分配至各个下游部件,包括母线槽,以使得将电力通过一个或多个下游电力连接而从当地二次电力系统的配电板分配至耦接到电耦接的二次电力系统中的每一个的母线槽。在一些实施方案中,切换装置可操作来将母线槽与二次电力系统的正通过下游电力连接将电力分配给另一个二次电力系统的配电板的配电板隔离。

在510处,将二次电力系统中的一个或多个操作来向数据中心中的电力负载提供二次供电。二次电力系统可通过当地公用变压器、公用电力馈电并且将这种电力分配给数据中心中的各个母线槽来进行转换。所述母线槽可将这种电力提供给数据中心中的电耦接到各个部件的一个或多个汇流排,所述部件包括机架计算机系统、ATS等。

图5B示出根据一些实施方案的为过道空间中的电力负载维持二次供电。这种维持可关于图1-3中示出的数据中心的各个部分中的一些或所有等来实现。如图所示,这种维持可作为如图5A的510中所示的操作一个或多个二次电力系统的部分来实现。

在520处,二次电力系统将从一个或多个公用电力馈电接收的电力分配给一个或多个母线槽。二次电力系统可包括公用变压器,所述公用变压器使接收的公用电力馈电步降,并且将步降的电力馈电分配给二次电力系统中的变压器的下游的各个部件。母线槽可耦接到二次电力系统的部件,包括在二次电力系统中的其他部件的下游的配电板,包括公用变压器、公用配电盘、UPS等,以使得母线槽接收至少在二次电力系统的公用变压器处产生的电力馈电。在522处,作出关于二次电力系统中的目前正向下游部件分配步降的电力的公用变压器是否将断电的确定。这种断电可出于各种原因而实现,包括维护、检查、检修、替换等。

在524处,如果二次电力系统的公用变压器将要断电,以使得在这种断电时步降的电力馈电将对于各种下游部件不可用,将二次电力系统切换成通过上游电力连接从独立的二次电力系统接收电力馈电,以使得二次电力系统中的各个下游部件(包括公用配电盘、各种UPS、配电板、下游变压器、PDU、母线槽等)通过上游电力连接从另一个二次电力系统接收电力。上游电力连接可耦接到二次电力系统的公用配电盘,并且切换成来自另一个二次电力系统的电力可包括打开将公用变压器耦接到配电盘的切换装置,并且闭合将上游电力连接耦接到配电盘的切换装置。切换装置的操作可为开路瞬变切换过程。

在将二次电力系统通过上游电力连接切换成独立的二次电力系统之后,可在当地公用配电盘处从另一个二次电力系统的公用配电盘接收电力,另一个公用配电盘从独立的二次电力系统的公用变压器接收电力。另一个公用变压器可使与在当地公用变压器(将要断电)处接收的公用电力馈电分开的公用电力馈电(包括从独立的公用电源接收的公用电力馈电)步降。另外,在切换二次电力系统之后,公用变压器可与二次电力系统中的下游部件(包括公用配电盘)电隔离。在隔离之后,公用变压器可断电而不影响将电力分配给二次电力系统中的各个下游部件。

在一些实施方案中,二次电力系统包括一个或多个当地电力发电机,所述一个或多个当地电力发电机可包括柴油发电的发电机。尽管包括这种发电机,二次电力系统可切换成通过一个或多个电力连接从独立的二次电力系统接收电力。例如,在当地公用发电机将要断电的预期的时间段可能超过当地发电机可取代公用电力馈电来供应电力的时间段。另外,由于操作发电机所需的燃料可能比较昂贵,切换成独立的二次电力系统可比使用当地发电机更便宜,尽管两个二次电力系统可由于所述切换而依赖于用于配电的共用组部件,包括在上游电力连接的上游的另一个二次电力系统中的各个部件,包括另一个二次电力系统的公用变压器。

在526和528处,在通过上游电力连接从另一个二次电力系统接收的电力不稳定、不可用、故障等以使得另一个二次电力系统无法提供电力以取代断电的当地公用变压器的情况下,将当地二次电力系统从上游电力连接切换至一个或多个当地发电机。另外,另一个二次电力系统可切换至其自身的当地发电机。因此,独立的二次电力系统通过来自独立组的发电机的电力来提供冗余二次供电。

在530和532处,如果关于二次电力系统中的一个或多个各种下游部件确定发生故障,将通过一个或多个各种下游部件的这种配电中断、使其故障、不稳定等,那么将二次电力系统切换成通过下游电力连接从独立的二次电力系统接收电力馈电,以使得耦接到二次电力系统的各个母线槽通过下游电力连接从另一个二次电力系统接收电力。针对其可确定故障的下游部件可包括二次电力系统中的将电力分配给二次电力系统的配电板的一个或多个UPS。下游电力连接可耦接到二次电力系统的配电板,并且切换成来自另一个二次电力系统的电力可包括打开将当地UPS耦接到配电盘的切换装置,并且闭合将下游电力连接耦接到配电盘的切换装置。切换装置的操作可为开路瞬变切换过程、闭路瞬变切换过程等中的一个或多个。在将二次电力系统通过下游电力连接切换成独立的二次电力系统之后,可在当地配电板处从另一个二次电力系统的配电板接收电力,其中另一个配电板从下游部件接收电力,所述下游部件等同于针对其确定故障的当地下游部件,包括UPS。例如,独立的二次电力系统中的UPS可向通过下游电力连接耦接到二次电力系统的当地配电板的母线槽提供UPS支持,其中关于当地UPS确定故障。

本公开的实施方案可以鉴于以下条款来描述:

1.一种数据中心,其包括:

过道空间,所述过道空间被配置来提供计算容量,其中所述过道空间包括:

至少一排机架计算机系统,所述至少一排机架计算机系统沿着所述过道空间的长度延伸;

至少两个主要电力汇流排,所述至少两个主要电力汇流排平行于所述至少一排机架计算机系统延伸穿过所述过道空间,并且被配置来将在所述至少两个主要电力汇流排中的每个主要电力汇流排处从独立的主要电力系统接收的主要电力分配给所述至少一排机架计算机系统,以向所述至少一排机架计算机系统提供主要供电;以及

至少一个二次电力汇流排,所述至少一个二次电力汇流排平行于所述至少一排机架计算机系统延伸穿过所述过道空间,其中所述至少一个二次电力汇流排在相对末端处包括独立的馈电箱,并且被配置来将在所述独立的馈电箱中的至少一个中接收的二次电力分配给所述至少一排机架计算机系统;以及

至少两个母线槽,其中每个母线槽沿着所述过道空间的所述长度的相对末端延伸,并且被配置来将二次电力从至少一个二次电力系统分配给所述至少一个二次电力汇流排的所述独立的馈电箱中的独立的一个,以通过所述至少一个二次电力汇流排向所述至少一排机架计算机系统提供冗余二次供电。

2.如条款1所述的数据中心,其中:

所述至少两个母线槽各自被配置来通过至少两个切换装置中的独立的一个来将二次电力从至少两个二次电力系统中的独立的一个分配给所述独立的馈电箱中的独立的一个;并且

所述至少两个切换装置共同被配置来在将所述至少两个母线槽中的选择的一个电耦接到所述二次电力汇流排的所述馈电箱中的独立的一个之间进行切换。

3.如条款2所述的数据中心,其中:

所述至少两个二次电力系统中的每个二次电力系统包括:

公用电力变压器,所述公用电力变压器被配置来转换和分配公用电力,

不间断电源(UPS),所述不间断电源被配置来将从所述公用电力变压器接收的电力分配给所述至少两个母线槽中的至少一个,以及

公用配电盘,所述公用配电盘被配置来将电力分配给所述UPS;并且

所述至少两个二次电力系统的所述公用配电盘中的每一个被配置来通过所述相应的公用配电盘之间的上游电力连接彼此电耦接,以使得能够将公用电力从所述至少两个二次电力系统中的一个的公用电力变压器分配给所述至少两个二次电力系统中的另一个的UPS。

4.如条款2所述的数据中心,其中:

所述过道空间包括沿着不同的长度平行延伸的多个平行的过道空间;

所述至少一个二次电力汇流排包括平行延伸穿过所述多个平行的过道空间中的独立的过道空间的多个二次电力汇流排;

所述至少两个母线槽各自被配置来沿着所述多个平行的过道空间中的每一个的相对末端延伸,并且与所述多个二次电力汇流排中的每一个的相对末端耦接;并且

所述至少两个母线槽中的每个母线槽被配置来将二次电力从至少一个二次电力系统分配给所述多个二次电力汇流排中的至少独立的部分。

5.一种系统,其包括:

至少两个母线槽,所述至少两个母线槽各自被配置来向位于一个或多个过道空间中的一组或多组电力负载提供来自至少一个二次电力系统的冗余二次供电,其中所述一组或多组电力负载中的每一组电力负载从至少一个独立的主要电力系统接收单独的主要供电;

其中,为了向位于所述一个或多个过道空间中的一组或多组电力负载提供冗余二次供电,所述至少两个母线槽各自被配置来与二次电力汇流排的相对末端中的独立的一个耦接,所述二次电力汇流排延伸穿过所述一个或多个过道空间并且被配置来将电能分配给所述一组或多组电力负载。

6.如条款5所述的系统,其中:

为了向位于所述一个或多个过道空间中的所述一组或多组电力负载提供冗余二次供电,所述至少两个母线槽被配置来选择性地将电能从所述至少两个母线槽中的选择的母线槽分配给所述二次电力汇流排,以使得所述二次电力汇流排从所述至少两个母线槽中的所述选择的母线槽接收电能。

7.如条款6所述的系统,其中:

所述至少两个母线槽各自被配置来从至少两个二次电力系统的独立的二次电力系统提供冗余二次供电。

8.如条款7所述的系统,其中:

所述至少两个二次电力系统中的每个二次电力系统包括:

公用电力变压器,所述公用电力变压器被配置来转换和分配公用电力,以及

不间断电源(UPS),所述不间断电源被配置来将从所述公用电力变压器接收的电力分配给所述至少两个母线槽中的至少一个;并且

所述至少两个二次电力系统被配置来在相应的配电盘处电耦接在一起,所述相应的配电盘各自被配置来将公用电力从相应的变压器分配给所述相应的二次电力系统的相应的UPS,以使得所述至少两个二次电力系统中的一个二次电力系统的公用变压器能够将公用电力分配给所述至少两个二次电力系统中的每个二次电力系统的至少一个UPS。

9.如条款8所述的系统,其中:

所述至少两个二次电力系统被配置来在相应的配电盘处电耦接在一起,所述相应的配电盘各自在所述相应的二次电力系统的所述相应的UPS的下游,以使得所述至少两个二次电力系统中的一个二次电力系统的UPS能够将二次电力分配给所述至少两个母线槽中的每个母线槽。

10.如条款6-9中任一项所述的系统,其中:

为了与延伸穿过所述一个或多个过道空间的二次电力汇流排的相对末端中的独立的一个耦接,所述至少两个母线槽各自被配置来通过至少两个切换装置中的独立的切换装置而与所述二次电力汇流排的所述相对末端中的独立的一个电耦接;并且

所述至少两个切换装置共同被配置来在任意给定时间选择性地将电力从所述至少两个母线槽中的选择的母线槽分配给所述二次电力汇流排。

11.如条款10所述的系统,其中:

为了在任意给定时间选择性地将电力从所述至少两个母线槽中的选择的母线槽分配给所述二次电力汇流排,所述至少两个切换装置被配置来执行开路瞬变切换操作,以使得:

所述至少两个切换装置中的一个切换装置打开以将所述至少两个母线槽中的选择的母线槽与所述二次电力汇流排电去耦,并且

所述至少两个切换装置中的另一个切换装置闭合以将所述至少两个母线槽中的另一个选择的母线槽电耦接到所述二次电力汇流排。

12.如条款5-11中任一项所述的系统,其中:

位于一个或多个过道空间中的所述一组或多组电力负载包括多排机架计算机系统,所述多排机架计算机系统各自沿着多个平行的过道空间中的独立的一个延伸;

所述多个过道空间中的每一个从紧邻壳体的特定侧的特定的过道末端平行延伸至紧邻所述壳体的相对侧的相对过道末端;

所述二次电力汇流排包括各自在所述多个过道空间中的独立的过道空间的所述特定的过道末端与所述相对过道末端之间延伸的多个二次电力汇流排;

所述至少两个母线槽包括各自沿着所述多个过道空间中的每一个的所述特定的过道末端或者所述多个过道空间中的每一个的所述相对的过道末端中的独立的一个延伸的两个母线槽;并且

所述两个母线槽中的每个母线槽被配置来通过所述相应的母线槽沿着其延伸的所述特定的过道末端或者所述相对的过道末端中的相应的一个而耦接到所述多个二次电力汇流排中的每一个。

13.如条款12所述的系统,其中:

所述一组或多组电力负载的总电力需求超过所述至少一个二次电力系统的容量,以通过所述至少两个母线槽来供应电能;并且

所述至少两个母线槽各自被配置来将电能分配给所述多排机架计算机系统的独立部分。

14.一种方法,其包括:

将配电系统配置来将冗余二次供电提供给电力负载,其中所述配置包括:

将二次电力汇流排配置成沿着包括一排电力负载的过道空间的长度延伸,所述一排电力负载被配置来独立于所述二次电力汇流排从至少一个主要电力系统接收主要供电;以及

将至少两个母线槽配置成各自耦接到所述二次电力汇流排的独立的相对末端并且各自运送从至少一个二次电力系统接收的电能,以将所述二次电力汇流排配置来独立于所述至少一个主要电力系统将电能从所述至少两个母线槽中的选择的母线槽提供给所述电力负载。

15.如条款14所述的方法,其中:

所述至少一个二次电力系统包括至少两个二次电力系统;

将至少两个母线槽配置来各自运送从至少一个二次电力系统接收的电能包括将所述至少两个母线槽中的每一个配置来运送从所述至少两个二次电力系统中的独立的二次电力系统接收的电力;并且

将所述二次电力汇流排配置来将电能从所述至少两个母线槽中的选择的一个提供给所述电力负载包括将所述二次电力汇流排配置来从所述至少两个母线槽中的选择的母线槽选择性地接收电能,所述至少两个母线槽从所述至少两个二次电力系统中的选择的二次电力系统运送电能。

16.如条款15所述的方法,其中:

将所述二次电力汇流排配置来通过从所述至少两个二次电力系统中的选择的二次电力系统运送电力的所述至少两个母线槽中的选择的母线槽来选择性地接收电能包括至少部分基于所述一个母线槽将要断电的确定来将所述二次电力汇流排从通过一个母线槽接收电力切换成通过另一个母线槽接收电力。

17.如条款15所述的方法,其中:

所述至少两个二次电力系统中的每个二次电力系统包括:

公用电力变压器,所述公用电力变压器被配置来转换和分配公用电力,以及

不间断电源(UPS),所述不间断电源被配置来将从所述公用电力变压器接收的电力分配给所述至少两个母线槽中的至少一个;并且

所述至少两个二次电力系统被配置成在相应的配电盘处电耦接在一起,所述相应的配电盘各自被配置来将公用电力从相应的变压器分配给相应的二次电力系统的相应的UPS,以使得所述至少两个二次电力系统中的一个二次电力系统的公用变压器能够将公用电力分配给所述至少两个二次电力系统中的每个二次电力系统的至少一个UPS。

18.如条款17所述的方法,其中:

所述至少两个二次电力系统被配置成在相应的配电盘处电耦接在一起,所述相应的配电盘各自在所述相应的二次电力系统的所述相应的UPS的下游,以使得所述至少两个二次电力系统中的一个的UPS能够将二次电力分配给所述至少两个母线槽中的每个母线槽。

19.如条款14-18中任一项所述的方法,其中:

将至少两个母线槽配置成各自耦接到所述二次电力汇流排的独立的相对末端包括在所述二次电力汇流排的相对末端处将所述至少两个母线槽中的每个母线槽通过切换支持电连接耦接到独立的馈电箱;并且

所述方法包括至少部分基于包括在所述切换支持电连接中的切换装置的开路瞬变切换,在从所述至少两个母线槽中的独立的母线槽接收电能之间选择性地切换所述二次电力汇流排。

20.如条款14-19中任一项所述的方法,其中:

将二次电力汇流排配置成沿着包括一排电力负载的过道空间的长度延伸包括将多个二次电力汇流排中的每个二次电力汇流排配置成沿着多个平行的过道空间中的独立的过道空间的长度从壳体的一侧延伸至所述壳体的另一侧,其中每个平行的过道空间包括所述电力负载的独立部分;并且

将至少两个母线槽配置成各自耦接到所述二次电力汇流排的独立的相对末端包括将所述至少两个母线槽配置成沿着所述壳体的紧邻所述多个平行的过道空间中的每一个的独立末端的独立侧彼此平行延伸。

如在图中所示和本文所描述的各种方法表示方法的示例实施方案。所述方法可以软件、硬件或其组合实现。方法的顺序可以改变,并且各种要素可以被添加、重新排序、组合、省略、修改等。

尽管已相当详细地描述了以上实施方案,但一旦完全了解以上公开内容,各种变化和修改对所属领域的那些技术人员将变得明显。所附权利要求书意图被解释为涵盖全部这类变化和修改。

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