基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统的制作方法
【专利摘要】本申请公开了基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，包括：交流输入稳压器、电度表、直流电直供输入模块、交流电直供输入模块及供电负荷调节设备，交流输入稳压器用于对输入的交流电压进行调整控制；电度表用于显示系统的综合耗电结果；直流电直供输入模块用于控制直流电直供输入的负荷比例；交流电直供输入模块用于控制交流电直供输入的负荷比例；供电负荷调节设备包括：第一电源模块、第二电源模块及测试模块，第一电源模块用于测试及调整直流电直供输入的负荷比例；第二电源模块用于测试及调整交流电直供输入的负荷比例；测试模块用于根据电度表的读数比较并选取系统能耗最优的直流电直供输入及交流电直供输入的负荷比例进行供电。
【专利说明】
基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及通信电源的技术领域，具体地，涉及基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的发展，大数据的分析技术已经普遍应用到了人们的生活及工作中，在进行大数据的分析计算时，通常需要在多个信息技术设备(IT设备)上进行分析运算，这就需要有电源系统给服务器提供能源以保证数据的分析计算顺利进行。目前，基于节能运行及保障供电可靠性的考虑，大型数据中心绝大部分都是采用双电源供电的服务器，现有的双电源供电的服务器通常采用一路市电直供和一路240V(HVDC)直流供电，市电直供是为了节能，240V(HVDC)直流供电是供电可靠性保障。
[0003]在现有技术中，服务器的双电源供电系统采用市电直供与240V(HVDC)直流供电负荷均分的方式，但是，使用240V(HVDC)直流供电时需要消耗比采用市电直供更多的能源，因此，在传统的双电源供电系统中还存在节能的提升空间。另一方面，使用240V(HVDC)直流供电是为了保证供电系统的安全，以在市电直供异常时提供保障性的供电。如何使得供电系统既安全又能达到节能最大化，成为业界关注的热点。
[0004]在双电源供电系统中，常见的提升节能效果的方式是通过提高市电直供的负荷比例、降低240V(HVDC)直流供电负荷比例，但是240V(HVDC)直流供电负荷率过低，会使得服务器的电源模块效率降低，双电源供电系统的整体效率不一定是最优的；再加上由于工程项目建设的招投标形式，使得在同一个服务器机房中会安装多家供应商的服务器设备，而不同型号的服务器、服务器中不同功率的服务器电源模块，造成在同一个服务器机房中系统供电的最大效率点不完全相同；另外，不同厂家的供电系统提供的240V(HVDC)系统的电源模块的最大效率点也有差异。因此，不可能设置双电源供电系统的市电直供及240V(HVDC)直流供电统一的负荷分配比例。
[0005]因此，提供一种能够分配市电直供与240V直流供电最优负荷比例的双电源供电系统是本领域亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型提供了一种基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，解决了现有技术中双电源供电系统无法选择效率最优供电状态的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，包括:交流输入稳压器、电度表、直流电直供输入模块、交流电直供输入模块及供电负荷调节设备，其中，
[0008]所述交流输入稳压器，与所述电度表相藕接，用于对输入的交流电压进行调整控制;
[0009 ]所述电度表，分别与所述交流输入稳压器、直流电直供输入模块及交流电直供输入模块相藕接，用于显示系统的综合耗电结果；
[0010]所述直流电直供输入模块，与所述电度表及供电负荷调节设备相藕接，用于控制直流电直供输入的负荷比例；
[0011]所述交流电直供输入模块，与所述电度表及供电负荷调节设备相藕接，用于控制交流电直供输入的负荷比例；
[0012]所述供电负荷调节设备，包括:第一电源模块、第二电源模块及测试模块，其中，
[0013]所述第一电源模块，与所述直流电直供输入模块相藕接，用于测试及调整所述直流电直供输入的负荷比例；
[0014]所述第二电源模块，与所述交流电直供输入模块相藕接，用于测试及调整所述交流电直供输入的负荷比例；
[0015]所述测试模块，用于根据所述电度表的读数比较并选取系统能耗最优的直流电直供输入及交流电直供输入的负荷比例进行供电。
[0016]进一步地，其中，所述供电负荷调节设备，还包括:休眠测试模块，所述休眠测试模块，与所述第一电源模块相藕接，用于测试直流电直供输入的休眠控制点。
[0017]进一步地，其中，所述第一电源模块，还用于:以2%为测试调整点调节所述直流电直供输入的负荷比例；
[0018]所述第二电源模块，进一步用于:基于所述直流电直供输入的负荷比例调节所述交流电直供输入的负荷比例。
[0019]进一步地，其中，所述测试模块，还用于:检测所述供电负荷调节设备进入工作状态后供电输入和负荷的恒定性。
[0020]进一步地，其中，所述测试模块，还用于:检测到所述供电负荷调节设备进入工作状态后供电输入和负荷的恒定时，调节所述直流电直供输入及交流电直供输入的负荷比例后，按照预先设定的时间段读取并记录所述电度表的读数。
[0021]进一步地，其中，所述供电负荷调节设备，还包括:蓄电池，所述蓄电池用于:当所述直流电直供输入和/或交流电直供输入出现故障时向系统供电。
[0022]与现有技术相比，本实用新型的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，实现了如下的有益效果:
[0023](I)本实用新型所述的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，通过在双电源供电系统中设置供电能效的测试，调整双电源供电系统中直流及交流供电负荷比例，利用系统中电度表读取系统能耗的综合数据进行比较，选取能耗最优的双电源供电系统供电方式进行供电，能够保证系统供电正常的前提下，优化了系统供电的能耗。
[0024](2)本实用新型所述的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，采用电度表在供电输入处检测系统整体的综合供电耗能，设计简捷，且准确地反映出了系统整体的综合能耗，保证了系统能耗测试的准确性。
[0025](3)本实用新型所述的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，根据实际的需求可以设置测试的时间段及双电源供电系统中直流及交流供电负荷比例的调节幅度，有利于用户根据自身需求更好地进行供电最优方式的测试，提升了用户体验。
[0026]当然，实施本实用新型的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果ο
【附图说明】
[0027]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0028]图1为本实用新型所述的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统的结构示意图；
[0029]图2为本实用新型实施例2所述的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统的一个可选实施例的结构示意图；
[0030]图3为本实用新型实施例3所述的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统的一个具体实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0032]实施例1
[0033]如图1所示，为本实用新型的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统的结构示意图。在本实施例中，所提供的基于信息技术设备双电源供电的能效测试的系统包括:交流输入稳压器11、电度表102、直流电直供输入模块1 3、交流电直供输入模块104及供电负荷调节设备105。
[0034]其中，所述交流输入稳压器101，与所述电度表102相藕接，用于对输入的交流电压进行调整控制。
[0035 ]当该双电源供电系统工作时，通过交流输入稳压器1I控制输入交流电压的稳定，有利于整个系统获得稳定的电压输入，保证系统工作的稳定性。
[0036]所述电度表102，分别与所述交流输入稳压器101、直流电直供输入模块103及交流电直供输入模块104相藕接，用于显示系统的综合耗电结果。
[0037]所述直流电直供输入模块103，与所述电度表及供电负荷调节设备相藕接，用于提供直流240V电源。
[0038]所述交流电直供输入模块104，与所述电度表及供电负荷调节设备相藕接，用于提供交流电直供输入。
[0039 ]优选地，在所述直流电直供输入模块103及交流电直供输入模块104与电度表之间分别设置有第一开关131及第二开关141，以控制直流电直供输入及交流电直供输入的开关。
[0040]所述供电负荷调节设备105，包括:第一电源模块151、第二电源模块152及测试模块153，其中，
[0041]所述第一电源模块151，与所述直流电直供输入模块相藕接，用于测试及调整所述直流电直供输入的负荷比例；
[0042]所述第二电源模块152，与所述交流电直供输入模块相藕接，用于测试及调整所述交流电直供输入的负荷比例；
[0043]所述测试模块153，与所述第一电源模块151及第二电源模块152相藕接，用于根据所述电度表的读数比较并选取系统能耗最优的直流电直供输入及交流电直供输入的负荷比例向所述供电负荷调节设备供电。
[0044]在该双电源供电系统进行最优供电之前对系统进行供电测试，以选取最优的供电方式向系统供电。测试时，供电负荷调节设备进入稳定工作状态后，供电输入和负荷就会保持相对恒定(也就是供电输入不在发生变化，直至交流输入稳压器保持电压恒定;系统直流电及交流电供电负荷不变，指的是服务器运行的程序相对固定，因为运行不同的程序，耗电有差异，如循环播放视频与循环播放音频，耗电就不同)；此时，通过测试模块153检测并调整第一电源模块151及第二电源模块152的各种负荷率，设定固定测试时长，记录电能表读数进行最优比较，确定该系统中直流电和交流电直供的负荷比例最优的方案，即为系统节能最大化方案，并按照所选取的系统节能最大化方案对该系统中直流电和交流电直供负荷比例分配进行程序固化。
[0045]本实施例所述的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，通过在双电源供电系统中设置供电能效的测试，调整双电源供电系统中直流及交流供电负荷比例，利用系统中电度表读取系统能耗的综合数据进行比较，选取能耗最优的双电源供电系统供电方式进行供电，能够保证系统供电正常的前提下，优化了系统供电的能耗。
[0046]实施例2
[0047]结合图2所示，为本实用新型实施例2所述的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统的一个具体实施例的结构示意图。基于实施例1的基础，本实施例中基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，进一步设置了供电负荷调节设备的测试系统。本实施所述基于能效测试的双电源供电系统中的供电负荷调节设备105相对于实施例1，进一步包括:休眠测试模块154，所述休眠测试模块154，与所述第一电源模块151相藕接，用于测试直流电直供输入的休眠控制点。
[0048]所述第一电源模块151进一步用于:以2%为测试调整点调节所述直流电直供输入的负荷比例；
[0049]所述第二电源模块152进一步用于:基于所述直流电直供输入的负荷比例调节所述交流电直供输入的负荷比例。
[0050]所述测试模块153还用于:检测所述供电负荷调节设备进入工作状态后供电输入和负荷的相对恒定性。
[0051]所述测试模块153还用于:检测到所述供电负荷调节设备进入工作状态后供电输入和负荷的相对恒定时，调节所述直流电直供输入及交流电直供输入的负荷比例后，按照预先设定的时间段读取并记录所述电度表的读数。
[0052]优选地，所述供电负荷调节设备105还包括:蓄电池155，所述蓄电池155与所述测试模块153相藕接，用于:当所述直流电直供输入和/或交流电直供输入出现故障时向系统供电。所述蓄电池155可以连接系统外部的应急发电机组，为所述基于能效测试的双电源供电系统提供应急供电。
[0053]在本实施例中，直流电及交流电供电负荷率由供电负荷调节设备开机时通过人机对话设定，供电负荷调节设备的两个电源模块，默认时负荷均分，各承担50%，通过人机对话设定第一电源模块提供20 %，第二电源模块提供80 %,20%就是负荷率的概念，本实例中不断调整负荷率，每调整2%后进行一次测试时段比较。
[0054]本实施例中的测试时间段是可以任意设置的，但是考虑到电度表度数的可读性，时间太短的话差异读不出，时间太长测试过程又会太长。然而对于某一次测试，测试的时间段是一个定值，如每次10分钟或30分钟等，只有时间段相同、负载相同、输入相同，才能比较出系统整体的能耗差异，从而选取最优能耗的供电负荷分配方式。
[0055]本实用新型所述的基于能效测试的双电源供电系统，根据实际的需求可以设置测试的时间段及双电源供电系统中直流及交流供电负荷比例的调节幅度，有利于用户根据自身需求更好地进行供电最优方式的测试，提升了用户体验。
[0056]实施例3
[0057]如图3所示，为本实用新型的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统的一个可选的具体实施例的结构示意图。本实施例的测试供电方法具体如下:
[0058]某数据中心机房，一次性新增某型号双电源供电的服务器1000台，每台服务器的平均功率为350W，这1000台服务器组成的服务器组305的总供电功率350KW，现采用一路市电(220V交流电)直供及一路240V直流(HVDC)分别对双电源模块的服务器供电。
[0059]市电选用数据中心低压配电房一路市电400KW功率用于直供;240V直流(HVDC)供电系统选用数据中心低压配电房二路市电400KW功率用于240V/1600A高频开关电源系统。
[0060]为了使供电系统能效最大化，先测试两路电源负荷分配比例，然后测试240V直流电(HVDC)系统休眠控制点。图中交流输入稳压器301输入单相220V(三相380V)交流，通过交流分配获得一路单相220V交流电直供输入;另一路220V(380V)交流送直流电(HVDC)直供输入模块，此直流电直供输入模块为本次工程项目选用的某制造企业生产的功率为12000W的直流电直供输入模块、三相380V输入、240V直流输出。
[0061]进行这两路电直供负荷分配比例测试时，先打开交流输入稳压器301，然后启动服务器组305，待服务器组305启动并运行稳定后，调整两路电源的负荷比例，使得市电负荷比例为70%、HVDC为30%，同时记录电能表302的开始时间，10分钟后记录电能表302中的耗能读数Pl和测试的结束时间；然后调整两路电源的负荷比例，通过交流电直供输入模块304调节市电负荷比例为72%，直流电直供输入模块303调节HVDC为28%，其中，在交流电直供输入模块304及直流电直供输入模块303与电度表302之间分别设置有第一开关331和第二开关341;重新计时，10分钟后记录电能表中的耗能读数P2(第二个时间段)；按照此方法，基于服务器组中的第二电源模块352控制重复增大市电2%，且基于第一电源模块351控制减少HVDC 2%，直至市电100%，HVDC为0%，记录到电能表中的耗能读数P15;利用服务器组中的测试模块353比较Pl?P15，结果P9数值最小，即此时两路电源的负荷比例为:市电88%，HVDC 12%时，供电系统能耗最优。
[0062]基于服务组的休眠测试模块354进行直流电直供输入的休眠控制点的测试方法:按照上述测试获得的市电及直流电供电负荷比例将服务器组的两路电源的负荷比例固化，每台服务器工作时HVDC耗电为350 X 0.12 = 42W;HVDC单个模块功率为12000W，最多可以向285台服务器供电，本期项目1000台服务器，至少需要4只HVDC模块运行，28只模块休眠，至多32只HVDC模块运行，O只模块休眠;测试时考虑到稳压器的功率受限，市电直供不经过电能表，HVDC系统经过电能表;具体操作步骤如下:市电直供开机，HVDC系统32只模块全部开机，电能表计时开始，10分钟后记录Ql;撤出一只模块，31只模块运行，10分钟后记录Q2，依次重复撤出模块的步骤，直至记录到Q28，比较Ql?Q28，Q24读数最小，即系统工作时，HVDC系统的休眠点为负载电流的50 %，此时HVDC系统能效最优。
[0063]系统按照上述检测到的最优供电负荷比例进行供电时，市电直供输出88%的负载功率，市电二输出12 %的负载功率，HVDC系统9只模块工作，23只模块休眠；当市电一异常市电二正常时，市电二提供350KW全部负荷，休眠的HVDC模块全部唤醒，系统中32只模块全部运行；当市电二异常市电一正常时，市电一直供输出88%的负载功率，HVDC系统中的蓄电池355放电，向服务器组提供12%的负荷供电；在市电二恢复正常之前，采用应急发电机组向HVDC系统供电；当市电一与市电二全部异常时，蓄电池355提供100%负荷，在市电恢复之前由应急发电机组向HVDC系统供电。
[0064]通过以上各个实施例可知，本实用新型的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统带来的有益效果是:
[0065](I)本实用新型所述的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，通过在双电源供电系统中设置供电能效的测试，调整双电源供电系统中直流及交流供电负荷比例，利用系统中电度表读取系统能耗的综合数据进行比较，选取能耗最优的双电源供电系统供电方式进行供电，能够保证系统供电正常的前提下，优化了系统供电的能耗。
[0066](2)本实用新型所述的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，采用电度表在供电输入处检测系统整体的综合供电耗能，设计简捷，且准确地反映出了系统整体的综合能耗，保证了系统能耗测试的准确性。
[0067](3)本实用新型所述的基于信息技术设备双电源供电的能效测试的系统，根据实际的需求可以设置测试的时间段及双电源供电系统中直流及交流供电负荷比例的调节幅度，有利于用户根据自身需求更好地进行供电最优方式的测试，提升了用户体验。
[0068]上述说明示出并描述了本实用新型的若干可选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，其特征在于，包括:交流输入稳压器、电度表、直流电直供输入模块、交流电直供输入模块及供电负荷调节设备，其中， 所述交流输入稳压器，与所述电度表相藕接，用于对输入的交流电压进行调整控制；所述电度表，分别与所述交流输入稳压器、直流电直供输入模块及交流电直供输入模块相藕接，用于显示系统的综合耗电结果； 所述直流电直供输入模块，与所述电度表及供电负荷调节设备相藕接，用于控制直流电直供输入的负荷比例； 所述交流电直供输入模块，与所述电度表及供电负荷调节设备相藕接，用于控制交流电直供输入的负荷比例； 所述供电负荷调节设备，包括:第一电源模块、第二电源模块及测试模块，其中， 所述第一电源模块，与所述直流电直供输入模块相藕接，用于测试及调整所述直流电直供输入的负荷比例； 所述第二电源模块，与所述交流电直供输入模块相藕接，用于测试及调整所述交流电直供输入的负荷比例； 所述测试模块，用于根据所述电度表的读数比较并选取系统能耗最优的直流电直供输入及交流电直供输入的负荷比例进行供电。2.根据权利要求1所述的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，其特征在于，所述供电负荷调节设备，还包括:休眠测试模块，所述休眠测试模块，与所述第一电源模块相藕接，用于测试直流电直供输入的休眠控制点。3.根据权利要求1-2中任意一项所述的基于信息技术设备双电源供电的能效测试系统，其特征在于，所述供电负荷调节设备，还包括:蓄电池，所述蓄电池用于:当所述直流电直供输入和/或交流电直供输入出现故障时向系统供电。
【文档编号】G01R31/40GK205720608SQ201620419193
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】姜堃, 赵长煦, 李常卫, 申海涛
【申请人】北京动科瑞利文科技有限公司