一种集装箱式数据中心及其供电方法与流程

本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种集装箱式数据中心及其供电方法。

背景技术：

随着数据中心的大规模建设，新业务越来越多，机房需要根据新业务的增长进行扩容，因此承载数据中心的业务所需的配电系统也越来越复杂。

现行集装箱数据中心的供电方式为集中式供电方式，即是将不间断电源(uninterruptiblepowersystem，ups)及其对应的蓄电池组件分别集中放置在与待供电it机柜规格一样的机柜内，与待供电it机柜一并嵌入集装箱内部。

这种集中供电的方式需要在集装箱内为ups和对应的蓄电池组件设置对应的电源柜和电池架，因此占用的集装箱数据中心的内部空间较多。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种集装箱式数据中心及其供电方法，能节约集装箱数据中心的内部空间。

第一方面，本发明实施例提供了一种集装箱式数据中心，包括：至少一个待供电it机柜、至少一个电源模块、配电列头柜和箱体；其中，

所述至少一个待供电it机柜、所述配电列头柜设置在所述箱体内；

所述至少一个待供电it机柜与所述至少一个电源模块一一对应，每一个所述电源模块设置在对应的所述待供电it机柜中；

每一个所述电源模块分别与所述配电列头柜相连；

所述配电列头柜，用于接收外部的供电系统提供的输入电压，并将所述输入电压分配给每一个所述电源模块；

每一个所述电源模块，用于根据所述配电列头柜分配的输入电压，为对应的所述待供电it机柜供电。

优选地，

所述电源模块包括：不间断电源和蓄电池；

所述不间断电源，用于接收所述配电列头柜分配的输入电压，确定所述输入电压是否不小于预设第一阈值；如果是，根据所述配电列头柜分配的所述输入电压，为对应的所述待供电it机柜供电，并向所述蓄电池输出第一电压；否则，接收所述蓄电池输出的第二电压，并根据所述第二电压，为对应的所述待供电it机柜供电；

所述蓄电池，用于接收所述不间断电源输出的第一电压，当所述第一电压不小于预设第二阈值时，根据所述第一电压进行充电；当所述输入电压小于所述预设第一阈值时，向所述不间断电源输出所述第二电压。

优选地，

所述配电列头柜，用于接收外部的第一供电系统提供的第一输入电压和外部的第二供电系统提供的第二输入电压，并将所述第一输入电压以及所述第二输入电压分别分配给每一个所述不间断电源。

优选地，

每一个所述待供电it机柜均包括：第一电源分配单元、第二电源分配单元以及至少一个待供电元件；其中，

所述不间断电源，用于分别接收所述第一输入电压和所述第二输入电压，将所述第一输入电压输出给所述第一电源分配单元，并将所述第二输入电压输出给所述第二电源分配单元；

所述第一电源分配单元，用于根据所述第一输入电压，向所述至少一个待供电元件输出第三电压；

所述第二电源分配单元，用于根据所述第二输入电压，向所述至少一个待供电元件输出第四电压。

优选地，

所述不间断电源，用于确定所述第一输入电压和所述第二输入电压中是否均小于所述预设第一阈值，如果是，接收所述蓄电池输出的所述第二电压；将所述第二电压逆变为交流电压，并将所述交流电压输出给所述第二电源分配单元；

所述第二电源分配单元，用于根据所述交流电压，向所述至少一个待供电元件输出第五电压。

优选地，

所述不间断电源，用于确定所述第一输入电压和所述第二输入电压是否均小于预设阈值，如果否，确定所述第一输入电压和所述第二输入电压中是否存在小于所述预设第一阈值的故障输入电压，如果是，则将除所述故障输入电压以外的目标输入电压输出给对应的电源分配单元。

优选地，

进一步包括：散热装置；其中，

所述散热装置安装在所述箱体内，所述散热装置与所述配电列头柜相连；

所述配电列头柜，进一步用于将所述输入电压分配给所述散热装置，以启动所述散热装置；

所述散热装置，用于在启动时，降低所述箱体内的温度。

第二方面，本发明实施例提供了一种集装箱式数据中心的供电方法，包括：

接收外部的供电系统提供的输入电压；

将所述输入电压分配给每一个电源模块；

利用每一个所述电源模块接收的输入电压，为对应的待供电it机柜供电。

优选地，

所述利用每一个所述电源模块接收的输入电压，为对应的待供电it机柜供电，包括：

利用所述电源模块中的不间断电源接收输入电压，并确定所述输入电压是否不小于预设第一阈值；

如果是，根据所述输入电压，为所述待供电it机柜供电，并向所述电源模块中的蓄电池输出第一电压；

否则，接收所述蓄电池输出的第二电压，并根据所述第二电压，为对应的所述待供电it机柜供电。

优选地，

所述接收外部的供电系统提供的输入电压，包括：

接收外部的第一供电系统提供的第一输入电压和外部的第二供电系统提供的第二输入电压；

所述将所述输入电压分配给每一个电源模块，包括：

将所述第一输入电压以及所述第二输入电压分别分配给每一个电源模块；

所述利用每一个所述电源模块接收的输入电压，为对应的待供电it机柜供电，包括：

利用每一个所述电源模块将所述第一输入电压输出给所述待供电it机柜内的第一电源分配单元，并将所述第二输入电压输出给所述待供电it机柜内的第二电源分配单元；

利用所述第一电源分配单元向所述待供电it机柜内的至少一个待供电元件输出第三电压；

利用所述第二电源分配单元向所述至少一个待供电元件输出第四电压。

本发明实施例提供了一种集装箱式数据中心及其供电方法，通过将电源模块分别设置在对应的待供电it机柜内，利用配电列头柜接收外部的供电系统提供的输入电压，并将输入电压分配给各个电源模块，每个电源模块根据接收的输入电压，为对应的it机柜供电。由于采用分布供电的方式，即将各个电源模块分别设置在对应的it机柜内，从而无需在集装箱内设置相应的电源柜和电池架，进而节约了集装箱数据中心的内部空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的一种集装箱式数据中心的结构示意图；

图2是本发明另一个实施例提供的一种集装箱式数据中心的结构示意图；

图3是本发明又一个实施例提供的一种集装箱式数据中心的结构示意图；

图4是本发明再一个实施例提供的一种集装箱式数据中心的结构示意图；

图5是本发明一个实施例提供的一种集装箱式数据中心的供电方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种集装箱式数据中心，包括：至少一个待供电it机柜101、至少一个电源模块102、配电列头柜103和箱体104；其中，

所述至少一个待供电it机柜101、所述配电列头柜103设置在所述箱体104内；

所述至少一个待供电it机柜101与所述至少一个电源模块102一一对应，每一个所述电源模块102设置在对应的所述待供电it机柜101中；

每一个所述电源模块102分别与所述配电列头柜103相连；

所述配电列头柜103，用于接收外部的供电系统提供的输入电压，并将所述输入电压分配给每一个所述电源模块102；

每一个所述电源模块102，用于根据所述配电列头柜103分配的输入电压，为对应的所述待供电it机柜101供电。

上述实施例中，通过将电源模块分别设置在对应的待供电it机柜内，利用配电列头柜接收外部的供电系统提供的输入电压，并将输入电压分配给各个电源模块，每个电源模块根据接收的输入电压，为对应的it机柜供电。由于采用分布供电的方式，即将各个电源模块分别设置在对应的it机柜内，从而无需在集装箱内设置相应的电源柜和电池架，进而节约了集装箱数据中心的内部空间。

如图2所示，本发明一个实施例中，所述电源模块102包括：不间断电源201和蓄电池202；

所述不间断电源201，用于接收所述配电列头柜103分配的输入电压，确定所述输入电压是否不小于预设第一阈值；如果是，根据所述配电列头柜103分配的所述输入电压，为对应的所述待供电it机柜101供电，并向所述蓄电池202输出第一电压；否则，接收所述蓄电池202输出的第二电压，并根据所述第二电压，为对应的所述待供电it机柜101供电；

所述蓄电池202，用于接收所述不间断电源201输出的第一电压，当所述第一电压不小于预设第二阈值时，根据所述第一电压进行充电；当所述输入电压小于所述预设第一阈值时，向所述不间断电源201输出所述第二电压。

在这里，电源模块包括有不间断电源和蓄电池，在外部的供电系统供应的输入电压不小于预设第一阈值时，即说明供电系统能稳定供电，此时通过配电列头柜将此输入电压分配给不间断电源，由不间断电源为对应的待供电it机柜供电，并同时为蓄电池充电。当蓄电池充电时，不间断电源向蓄电池输出的第一电压不小于预设第二阈值，当蓄电池完成充电后，不间断电源向蓄电池输出的第一电压则小于预设第二阈值，以使蓄电池停止充电。当配电列头柜接收的输入电压小于预设第一预设阈值时，说明供电系统出现故障或者供电系统与配电列头柜之间的连接出现故障，此时无法通过不间断电源为it机柜供电，则利用电源模块中的蓄电池为it机柜供电，即此时蓄电池向不间断电源输出第二电压，则不间断电源根据此第二电压为it机柜供电。由此，通过不间断电源和蓄电池结合的方式，实现为各个待供电it机柜的持续供电，避免了当外部供电系统出现故障时，数据中心由于骤然断电导致的数据丢失的情况，从而提高了集装箱式数据中心供电的可靠性。

由于电源模块的重量较大，是整个it机柜的主要重量负载部分，因此在将不间断电源和蓄电池设置到it机柜中时，可将不间断电源和蓄电池设置在it机柜的底部，以均衡电源模块的重量分布。因此，分布供电方式与集中供电方式相比，能够使电源模块的重量分布更均衡，从而降低了对集装箱底部的承重要求，进而降低了集装箱式数据中心的建设成本。并且，采用不间断电源与蓄电池结合的供电方式，可实现数据中心的不断电扩容以及不断电维护，例如不断电更换蓄电池，或者对it机柜内的元件进行维护或扩充等，由此降低了数据中心的运维成本，并提高了数据中心运行的可靠性。

为了进一步提高数据中心供电的可靠性，本发明一个实施例中，所述配电列头柜103，用于接收外部的第一供电系统提供的第一输入电压和外部的第二供电系统提供的第二输入电压，并将所述第一输入电压以及所述第二输入电压分别分配给每一个所述不间断电源201。

举例来说，配电列头柜可从市电1和市电2分别获取到第一输入电压和第二输入电压，并将第一输入电压和第二输入电压均分配给各个不间断电源，从而使得不间断电源可利用两路市电的电压为it机柜供电，即使其中一路市电出现故障，仍可实现持续供电。例如，市电1出现故障时，可将市电2的输入电压分配给不间断电源，从而保障不间断电源持续为it机柜供电，由此进一步提高了数据中心供电的可靠性。

具体地，如图3所示，本发明一个实施例中，每一个所述待供电it机柜101均包括：第一电源分配单元301、第二电源分配单元302以及至少一个待供电元件303；其中，

所述不间断电源201，用于分别接收所述第一输入电压和所述第二输入电压，将所述第一输入电压输出给所述第一电源分配单元301，并将所述第二输入电压输出给所述第二电源分配单元302；

所述第一电源分配单元301，用于根据所述第一输入电压，向所述至少一个待供电元件303输出第三电压；

所述第二电源分配单元302，用于根据所述第二输入电压，向所述至少一个待供电元件303输出第四电压。

例如，不间断电源接收来自市电1(ac1)的第一输入电压和来自市电2(ac2)的第二输入电压，将第一输入电压输出给第一电源分配单元，并将第二输入电压输出给第二电源分配单元，然后由第一电源分配单元和第二电源分配单元向待供电it机柜内的各个待供电元件分别输出第三电压和第四电压。当市电1和市点2均正常供电时，则各个待供电元件(服务器和交换机等)分别从市电1和市电2获得一半电能，即第三电压与第四电压为待供电元件额定电压的一半。

本发明一个实施例中，所述不间断电源201，用于确定所述第一输入电压和所述第二输入电压中是否均小于所述预设第一阈值，如果是，接收所述蓄电池输出的所述第二电压；将所述第二电压逆变为交流电压，并将所述交流电压输出给所述第二电源分配单元；

所述第二电源分配单元，用于根据所述交流电压，向所述至少一个待供电元件输出第五电压。

在这里，当市电1和市电2的输入电压均小于预设第一阈值时，说明市电1和市电2均出现故障或者市电1与市电2与数据中心的连接出现故障，此时无法通过市电1和市电2经不间断电源为数据中心持续供电，只能通过蓄电池的储蓄电能为各个it机柜供电。由于蓄电池输出的电压为直流电压，因此需将蓄电池输出的电压经不间断电源处理为交流电压之后，再输出给电源分配单元，由电源分配单元根据此交流电压，向it机柜内的各个待供电元件输出电压。

应当理解的是，在本实施例中不间断电源将逆变后的交流电压输出给第二电源分配单元，实际上不间断电源也可将交流电压输出给第一电源分配单元，在用蓄电池为it机柜供电时，各个电源分配单元均可接收不间断电源是输出的交流电压。

值得一提的是，蓄电池的电能只能作为应急和后备电能，只能为机柜提供15min～60min左右的电能。因此在市电1和市电2或者不间断电源出现故障时，即蓄电池开始为it机柜供电时，数据中心的监控系统会发出警报，并短信通知运维人员进行维护，防止出现蓄电池电能消耗完毕时市电尚未恢复的情况。同时蓄电池开始释放电能时会给监控系统发送信号，以使监控系统提示各个it机柜内的服务器进行数据保存，以防止数据丢失。

另外，本发明一个实施例中，所述不间断电源201，用于确定所述第一输入电压和所述第二输入电压是否均小于预设阈值，如果否，确定所述第一输入电压和所述第二输入电压中是否存在小于所述预设第一阈值的故障输入电压，如果是，则将除所述故障输入电压以外的目标输入电压输出给对应的电源分配单元。

在这里，当市电1或市电2中的其中一路市电出现故障时，则利用另一路正常的市电进行供电。例如，当市电1出现故障时，则利用市电2为数据中心供电，即将市电2的输出的电压作为不间断电源的目标输入电压，由不间断电源将此目标输入电压输出给对应的电源分配单元，例如，市电2正常时，则将目标输入电压输出给第二电源分配单元。

综上所述，该集装箱式数据中心采用两路电路进行供电，当其中一路电路出现故障时，可由另一路正常电路持续为数据中心供电。当两路电路均出现故障时，可由电源模块中的蓄电池为数据中心供电，从而保障了数据中心内的各个it机柜的持续供电，由此进一步提高了数据中心供电的可靠性。

本发明一个实施例中，该集装箱式数据中心可以进一步包括：散热装置；其中，所述散热装置安装在所述箱体内，所述散热装置与所述配电列头柜相连；

所述配电列头柜，进一步用于将所述输入电压分配给所述散热装置，以启动所述散热装置；

所述散热装置，用于在启动时，降低所述箱体内的温度。

举例来说，数据中心内包括的散热装置可为空调，可将空调设置在各个it机柜的行列间，与数据中心内的配电列头柜相连，该数据中心的结构示意图如图4所示，由配电列头柜将外部供电系统的电压分配给空调，以启动各个空调并维持其运行，以使各个空调降低数据中心的温度，由此提高了数据中心的运行性能。

如图5，本发明实施例提供了一种集装箱式数据中心的供电方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤501：接收外部的供电系统提供的输入电压；

步骤502：将所述输入电压分配给每一个电源模块；

步骤503：利用每一个所述电源模块接收的输入电压，为对应的待供电it机柜供电。

上述实施例中，通过将电源模块分别设置在对应的待供电it机柜内，利用配电列头柜接收外部的供电系统提供的输入电压，并将输入电压分配给各个电源模块，每个电源模块根据接收的输入电压，为对应的it机柜供电。由于采用分布供电的方式，即将各个电源模块分别设置在对应的it机柜内，从而无需在集装箱内设置相应的电源柜和电池架，进而节约了集装箱数据中心的内部空间。

本发明一个实施例中，步骤503的具体实施方式，可以包括：

利用所述电源模块中的不间断电源接收输入电压，并确定所述输入电压是否不小于预设第一阈值；

如果是，根据所述输入电压，为所述待供电it机柜供电，并向所述电源模块中的蓄电池输出第一电压；

否则，接收所述蓄电池输出的第二电压，并根据所述第二电压，为对应的所述待供电it机柜供电。

在这里，电源模块包括有不间断电源和蓄电池，在外部的供电系统供应的输入电压不小于预设第一阈值时，即说明供电系统能稳定供电，此时通过配电列头柜将此输入电压分配给不间断电源，由不间断电源为对应的待供电it机柜供电，并同时为蓄电池充电。当蓄电池充电时，不间断电源向蓄电池输出的第一电压不小于预设第二阈值，当蓄电池完成充电后，不间断电源向蓄电池输出的第一电压则小于预设第二阈值，以使蓄电池停止充电。当配电列头柜接收的输入电压小于预设第一预设阈值时，说明供电系统出现故障或者供电系统与配电列头柜之间的连接出现故障，此时无法通过不间断电源为it机柜供电，则利用电源模块中的蓄电池为it机柜供电，即此时蓄电池向不间断电源输出第二电压，则不间断电源根据此第二电压为it机柜供电。由此，通过不间断电源和蓄电池结合的方式，实现为各个待供电it机柜的持续供电，避免了当外部供电系统出现故障时，数据中心由于骤然断电导致的数据丢失的情况，从而提高了集装箱式数据中心供电的可靠性。

为了进一步提高数据中心供电的可靠性，步骤501的具体实施方式，可以包括：接收外部的第一供电系统提供的第一输入电压和外部的第二供电系统提供的第二输入电压；

步骤502的具体实施方式，可以包括：将所述第一输入电压以及所述第二输入电压分别分配给每一个电源模块；

步骤503的具体实施方式，可以包括：利用每一个所述电源模块将所述第一输入电压输出给所述待供电it机柜内的第一电源分配单元，并将所述第二输入电压输出给所述待供电it机柜内的第二电源分配单元；

利用所述第一电源分配单元向所述待供电it机柜内的至少一个待供电元件输出第三电压；

利用所述第二电源分配单元向所述至少一个待供电元件输出第四电压。

举例来说，配电列头柜可从市电1和市电2分别获取到第一输入电压和第二输入电压，并将第一输入电压和第二输入电压均分配给各个不间断电源，从而使得不间断电源可利用两路市电的电压为it机柜供电，即使其中一路市电出现故障，仍可实现持续供电。例如，市电1出现故障时，可将市电2的输入电压分配给不间断电源，从而保障不间断电源持续为it机柜供电，由此进一步提高了数据中心供电的可靠性。

综上所述，本发明各个实施例至少具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，通过将电源模块分别设置在对应的待供电it机柜内，利用配电列头柜接收外部的供电系统提供的输入电压，并将输入电压分配给各个电源模块，每个电源模块根据接收的输入电压，为对应的it机柜供电。由于采用分布供电的方式，即将各个电源模块分别设置在对应的it机柜内，从而无需在集装箱内设置相应的电源柜和电池架，进而节约了集装箱数据中心的内部空间。

2、在本发明实施例中，电源模块包括有不间断电源和蓄电池，在外部的供电系统供应的输入电压能稳定供电时，通过配电列头柜将此输入电压分配给不间断电源，由不间断电源为对应的待供电it机柜供电，并同时为蓄电池充电。当供电系统出现故障或者供电系统与配电列头柜之间的连接出现故障时，此时无法通过不间断电源为it机柜供电，则利用电源模块中的蓄电池为it机柜供电。由此，通过不间断电源和蓄电池结合的方式，实现为各个待供电it机柜的持续供电，避免了当外部供电系统出现故障时，数据中心由于骤然断电导致的数据丢失的情况，从而提高了集装箱式数据中心供电的可靠性。

2、在本发明实施例中，将不间断电源和蓄电池设置在it机柜的底部，以均衡电源模块的重量分布。因此，分布供电方式与集中供电方式相比，能够使电源模块的重量分布更均衡，从而降低了对集装箱底部的承重要求，进而降低了集装箱式数据中心的建设成本。并且，采用不间断电源与蓄电池结合的供电方式，可实现数据中心的不断电扩容以及不断电维护，由此降低了数据中心的运维成本，并提高了数据中心运行的可靠性。

3、在本发明实施例中，集装箱式数据中心采用两路电路进行供电，当其中一路电路出现故障时，可由另一路正常电路持续为数据中心供电。当两路电路均出现故障时，可由电源模块中的蓄电池为数据中心供电，从而保障了数据中心内的各个it机柜的持续供电，由此进一步提高了数据中心供电的可靠性。

4、在本发明实施例中，蓄电池开始为it机柜供电时，数据中心的监控系统会发出警报，并短信通知运维人员进行维护，防止出现蓄电池电能消耗完毕时市电尚未恢复的情况。同时蓄电池开始释放电能时会给监控系统发送信号，以使监控系统提示各个it机柜内的服务器进行数据保存，以防止数据丢失，从而进一步提高数据中心的供电可靠性和数据安全性。

5、在本发明实施例中，该集装箱式数据中心还包括有散热装置，配电列头柜可将输入电压分配给散热装置，以使散热装置在启动时，降低数据中心的温度，由此提高数据中心的运行性能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。