专利名称：一种用于户外机房风光互补的供电装置及方法
技术领域：
本发明涉及用于户外机房风光互补供电的电源切技术，更具体地说，是涉及一种 用于户外机房风光互补的供电装置及方法。
背景技术：
随着科技的高速发展，户外数据机房的科技含量不断提高，传统的电缆供电方式 不再适用于新型的户外数据机房，已经被风光互补供电方式所取代，风光互补因其具有可 再生性、无污染性以及互补性而广受青睐，但其本身因装置的缺陷问题而造成在能源利用 率和调度时机上存在不足，使得能源存在较大浪费，同时也影响着户外数据机房的正常运 行。
发明内容
针对现有技术中存在风光互补装置的能源利用率和调度时机上存在不足，造成能 源浪费的问题，本发明的目的是提供一种用于户外机房风光互补的供电装置及方法。为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案
根据本发明的一方面，提供了一种用于户外机房风光互补的供电装置，包括风能发电 装置、太阳能发电装置以及蓄电池，还包括电源切换控制中心，所述风能发电装置、太阳能 发电装置以及蓄电池分别通过电源控制器与电源切换控制中心相连接；所述电源控制器包 括ZigBee通信节点以及无线传感器。所述电源切换控制中心包括气象数据处理装置以及智能控制装置，所述气象数据 处理装置接收气象部门传来的实时气象信息，并将整合后的气象信息发送给智能控制装 置，所述智能控制装置分别通过电源控制器与风能发电装置、太阳能发电装置以及蓄电池 相连接。所述供电装置还包括备用蓄电池，所述电源切换控制中心通过电源控制器与备用 蓄电池的输入端相连接，所述备用蓄电池的输出端通过电源控制器与蓄电池相连接。所述风能发电装置以及太阳能发电装置分别通过电源控制器与蓄电池相连接。所述供电装置还包括交直流转换设备，所述交直流转换设备与电源切换控制中心 的输出端相连接。所述供电装置还包括报警装置，所述报警装置与蓄电池相连接。根据本发明的另一方面，还提供了一种用于户外机房风光互补的供电方法，该供 电方法的具体步骤为
A.电源切换控制中心接收气象部门传来的实时气象信息；
B.根据气象信息中的风速信息、光照度信息以及温度信息计算风速所转化的电能、光 照度所转化的电能以及当前大气环境下户外数据机房的用电需求；
C.当风能或/和太阳能所转化的电能能够满足当前大气环境下户外数据机房的用电 需求时，电源切换控制中心通过电源控制器接通相应的风能发电装置或/和太阳能发电装置；
4当风能和太阳能所转化的电能不能满足当前大气环境下户外数据机房的用电需求时， 电源切换控制中心通过电源控制器接通风能发电装置、太阳能发电装置以及蓄电池。
所述步骤A以及步骤C中的电源切换控制中心采用气象数据处理装置接收气象部 门传来的实时气象信息；
所述电源切换控制中心采用智能控制装置接收经过气象数据处理装置整合的气象信 息并根据整合后的气象信息计算风速所转化的电能、光照度所转化的电能以及当前大气环 境下户外数据机房的用电需求。所述供电方法还包括充电步骤电源切换控制中心判断实时的风能以及太阳能提 供的电能总和能够满足户外数据机房实时电能需求的状态下，将富余的风能以及太阳能依 次对备用蓄电池以及备用蓄电池进行充电；
或者在蓄电池电能不足的状态下，通过备用蓄电池对蓄电池进行充电。所述供电方法还包括报警步骤，当蓄电池的电量低于预设值时报警装置发出报警 信号。与现有技术相比，采用本发明的一种用于户外机房风光互补的供电装置及方法， 包括风能发电装置、太阳能发电装置以及蓄电池，还包括电源切换控制中心，所述风能发电 装置、太阳能发电装置以及蓄电池分别通过电源控制器与电源切换控制中心相连接；所述 电源控制器内分别都装有ZigBee通信节点以及无线传感器。电源切换控制中心接收气象 部门传来的实时气象信息；根据气象信息中的风速信息、光照度信息以及温度信息计算风 速所转化的电能、光照度所转化的电能以及当前大气环境下户外数据机房的用电需求；当 风能或/和太阳能所转化的电能能够满足当前大气环境下户外数据机房的用电需求时，电 源切换控制中心通过电源控制器接通相应的风能发电装置或/和太阳能发电装置；当风能 和太阳能所转化的电能不能满足当前大气环境下户外数据机房的用电需求时，电源切换控 制中心通过电源控制器接通风能发电装置、太阳能发电装置以及蓄电池。电源切换控制中 心接收气象部门所传来的关于温度、光照度以及风速等气象信息并对这些信息加以整合， 通过温度、光照度以及风速等气象信息预测户外数据机房内的所有用电设备在一定时间范 围内的用电量之后，根据整合后的信息以及户外数据机房在一定时间范围内的用电量自动 的切换能源调度方式，在保证户外数据机房的正常用电的前提下，最大限度、最大效率的利 用清洁能源供电。电源控制器起着控制电流流向的作用，电源控制器受电源切换控制中心 的控制。每个电源控制器中都装有ZigBee通信节点，用以接受传输指令，同时装有无线传 感器用以控制电源控制器的实时运行。作为进一步的改进方案，电源切换控制中心包括气象数据处理装置以及智能控制 装置。气象数据处理装置用以接收气象部门传来的关于温度、风速等各方面信息，并对其加 以整合提供给智能控制装置，智能控制装置接收到气象数据处理装置传来的信息后，通过 各项判定，自动的进行不同电源之间的切换以及电流的调度工作，这样不仅可以实时的维 持户外数据机房的正常供电，还可以使各种能源的利用率最合理，保证户外数据机房设备 稳定的正常运行。
图1是本发明的一种用于户外机房风光互补的供电装置的原理示意图；图2是图1中电源切换控制中心的原理示意图； 图3是本发明的一种用于户外机房风光互补的供电方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。 实施例请参阅图1所示本发明提供的一种用于户外机房风光互补的供电装置，包括风 能发电装置11、太阳能发电装置12、蓄电池13以及电源切换控制中心14，风能发电装置11 起着风电转换向户外数据机房供电的作用，太阳能发电装置12起着光电转换向户外数据 机房供电的作用，蓄电池13起着在需要时直接向户外数据机房供电蓄电池13在初始条件 下为满电状态，在电能不充足时可以接受风能发电装置11以及太阳能发电装置12提供的 充电。风能发电装置11、太阳能发电装置12以及蓄电池13分别通过电源控制器15与电 源切换控制中心14相连接，电源控制器15包括ZigBee通信节点以及无线传感器。风能发 电装置11以及太阳能发电装置12分别通过电源控制器15与蓄电池13相连接。电源切换 控制中心14通过电源控制器15分别与2组独立的备用蓄电池16的输入端相连接，备用蓄 电池16的输出端通过电源控制器15与蓄电池13相连接。备用蓄电池16起着储存风电转 换和光电转换而成的电能并在需要时代替风能发电装置11以及太阳能发电装置12向户外 数据机房供电。由于备用蓄电池16起着存储风能发电装置11以及太阳能发电装置12富 余的电能并在需要时向户外数据机房的设备供电的作用，因此这两组备用蓄电池16在初 始条件下处于无电能存储状态。在此需要说明的是，备用蓄电池16只在蓄电池13电能充 足时接收富余的风能以及太阳能所转化的电能，当蓄电池13本身电能不足，则优先让蓄电 池13接收富余的风能以及光能，同时备用蓄电池16也向蓄电池13充电，在不影响设备正 常供电需求的条件下尽最大可能保持蓄电池13的电能充足。而且备用蓄电池16不直接对 户外数据机房供电，而是将存储的电能传给蓄电池13，由蓄电池13在风能以及太阳能所转 化的电能不足的情况下，辅助或者完全取代风能以及太阳能对户外数据机房进行供电。电 源控制器15的作用则是接收电源切换控制中心14的指令，实时的控制电源开关的开与关。 交直流转换设备17与电源切换控制中心14的输出端相连接。交直流转换设备17起着将 直流电转换成交流电或者将交流电转换成直流电的作用。电源切换控制中心14的作用是 接收接收气象部门所传来的关于温度、光照度、风速等气象信息并对这些信息加以整合，根 据整合后的信息自动的切换能源调度方式，从而最大限度、最大效率的利用能源向户外数 据机房供电。再请参阅图2所示的电源切换控制中心14包括气象数据处理装置141以及智能 控制装置142，气象数据处理装置141接收气象部门传来的实时气象信息，并将整合后的气 象信息发送给智能控制装置142，智能控制装置142分别通过电源控制器15与风能发电装 置11、太阳能发电装置12以及蓄电池13相连接。气象数据处理装置141起着接收气象部 门传来的关于温度、风速等各方面信息，并对其加以整合后提供给智能控制装置142的作 用，而智能控制装置142接到来自气象数据处理装置141传来的信息，通过各项判定，自动 的进行电源的切换和电流的调度工作。
本发明的供电装置还包括报警装置(图中未示出)，报警装置与蓄电池13相连接。 当风能以及太阳能所转化的电能不能满足室外户外数据机房的电能需求，且蓄电池2电能 低于预设值时，发出声、光报警。再请参阅图3所示的一种用于户外机房风光互补的供电方法，该供电方法的具体 步骤为
21.电源切换控制中心接收气象部门传来的实时气象信息；
22.根据气象信息中的风速信息、光照度信息以及温度信息计算风速所转化的电能、光 照度所转化的电能以及当前大气环境下户外数据机房的用电需求；
23.当风能或/和太阳能所转化的电能能够满足当前大气环境下户外数据机房的用电 需求时，电源切换控制中心通过电源控制器接通相应的风能发电装置或/和太阳能发电装 置；
当风能和太阳能所转化的电能不能满足当前大气环境下户外数据机房的用电需求时， 电源切换控制中心通过电源控制器接通风能发电装置、太阳能发电装置以及蓄电池。所述步骤21以及步骤23中的电源切换控制中心采用气象数据处理装置接收气象 部门传来的实时气象信息；
所述电源切换控制中心采用智能控制装置接收经过气象数据处理装置整合的气象信 息并根据整合后的气象信息计算风速所转化的电能、光照度所转化的电能以及当前大气环 境下户外数据机房的用电需求。所述供电方法还包括充电步骤电源切换控制中心判断实时的风能以及太阳能提 供的电能总和能够满足户外数据机房实时电能需求的状态下，将富余的风能以及太阳能依 次对备用蓄电池以及备用蓄电池进行充电；
或者在蓄电池电能不足的状态下，通过备用蓄电池对蓄电池进行充电。所述供电方法还包括报警步骤，当蓄电池的电量低于预设值时报警装置发出报警 信号。需要指出的是，本发明所述供电装置与本发明所述供电方法在原理和实现过程上 是相同或类似的，故其重复部分在此不再赘述。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的 目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变 化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。
权利要求
1.一种用于户外机房风光互补的供电装置，包括风能发电装置、太阳能发电装置以及 蓄电池，其特征在于还包括电源切换控制中心，所述风能发电装置、太阳能发电装置以及蓄电池分别通过 电源控制器与电源切换控制中心相连接；所述电源控制器包括ZigBee通信节点以及无线 传感器。
2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于所述电源切换控制中心包括气象数据处理装置以及智能控制装置，所述气象数据处 理装置接收气象部门传来的实时气象信息，并将整合后的气象信息发送给智能控制装置， 所述智能控制装置分别通过电源控制器与风能发电装置、太阳能发电装置以及蓄电池相连 接。
3.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于所述供电装置还包括备用蓄电池，所述电源切换控制中心通过电源控制器与备用蓄电 池的输入端相连接，所述备用蓄电池的输出端通过电源控制器与蓄电池相连接。
4.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于所述风能发电装置以及太阳能发电装置分别通过电源控制器与蓄电池相连接。
5.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于所述供电装置还包括交直流转换设备，所述交直流转换设备与电源切换控制中心的输 出端相连接。
6.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于所述供电装置还包括报警装置，所述报警装置与蓄电池相连接。
7.一种用于户外机房风光互补的供电方法，其特征在于该供电方法的具体步骤为A.电源切换控制中心接收气象部门传来的实时气象信息；B.根据气象信息中的风速信息、光照度信息以及温度信息计算风速所转化的电能、光 照度所转化的电能以及当前大气环境下户外数据机房的用电需求；C.当风能或/和太阳能所转化的电能能够满足当前大气环境下户外数据机房的用电 需求时，电源切换控制中心通过电源控制器接通相应的风能发电装置或/和太阳能发电装 置；当风能和太阳能所转化的电能不能满足当前大气环境下户外数据机房的用电需求时， 电源切换控制中心通过电源控制器接通风能发电装置、太阳能发电装置以及蓄电池。
8.根据权利要求7所述的供电方法，其特征在于所述步骤A以及步骤C中的电源切换控制中心采用气象数据处理装置接收气象部门传 来的实时气象信息；所述电源切换控制中心采用智能控制装置接收经过气象数据处理装置 整合的气象信息并根据整合后的气象信息计算风速所转化的电能、光照度所转化的电能以 及当前大气环境下户外数据机房的用电需求。
9.根据权利要求7所述的供电方法，其特征在于所述供电方法还包括充电步骤电源切换控制中心判断实时的风能以及太阳能提供的 电能总和能够满足户外数据机房实时电能需求的状态下，将富余的风能以及太阳能依次对 备用蓄电池以及备用蓄电池进行充电；或者在蓄电池电能不足的状态下，通过备用蓄电池 对蓄电池进行充电。
10.根据权利要求7所述的供电方法，其特征在于所述供电方法还包括报警步骤，当蓄电池的电量低于预设值时报警装置发出报警信号。
全文摘要
本发明公开了一种用于户外机房风光互补的供电装置及方法，包括风能发电装置、太阳能发电装置、蓄电池以及电源切换控制中心，电源切换控制中心接收气象部门传来的实时气象信息；当风能或/和太阳能所转化的电能能够满足当前大气环境下户外数据机房的用电需求时，电源切换控制中心通过电源控制器接通相应的风能发电装置或/和太阳能发电装置；当风能和太阳能所转化的电能不能满足当前大气环境下户外数据机房的用电需求时，电源切换控制中心通过电源控制器接通风能发电装置、太阳能发电装置以及蓄电池。电源切换控制中心能够自动的切换能源调度方式，在保证户外数据机房的正常用电的前提下，最大限度、最大效率的利用清洁能源供电。
文档编号H02J9/06GK102130497SQ20111008942
公开日2011年7月20日 申请日期2011年4月10日 优先权日2011年4月10日
发明者刘镇, 沙正勇, 郝东宁 申请人:江苏香江科技股份有限公司