一种集装箱式数据中心的制作方法

本实用新型涉及计算机技术领域，特别涉及一种集装箱式数据中心。

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，即是将电源模块集中放置在与待供电IT机柜规格一样的机柜内，其中，每一组电源模块分别为其对应的待供电IT机柜供电。

由此，若某个电源模块出现故障，则其对应的待供电IT机柜将难以运行，这导致数据中心的供电等级不高。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种集装箱式数据中心，能提高数据中心的供电等级。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种集装箱式数据中心，包括：至少两个待供电IT机柜、至少两个不间断电源UPS、配电列头柜和箱体；其中，

所述至少两个待供电IT机柜、所述配电列头柜设置在所述箱体内；

所述至少两个待供电IT机柜与所述至少两个UPS一一对应，每一个所述UPS设置在对应的所述待供电IT机柜中；

每一个所述UPS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UPS；

每一个所述UPS，用于根据所述配电列头柜分配的输入电压，为至少两个目标待供电IT机柜供电；其中，所述至少两个目标待供电IT机柜包括：与所述UPS对应的待供电IT机柜，以及所述至少两个待供电IT机柜中，除所述对应的待供电IT机柜以外的其他至少一个待供电IT机柜。

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UPS，用于分别向所述其他至少一个待供电IT机柜中的所述第一电源分配单元输出第一电压，并向所对应的所述待供电IT机柜中的所述第二电源分配单元输出第二电压；

所述第一电源分配单元，用于接收所述其他至少一个待供电IT机柜对应的至少一个其他UPS输出的所述第一电压，并根据接收到的所述第一电压，向所对应的所述待供电IT机柜内的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，用于接收所对应的待供电IT机柜中的UPS输出的第二电压，并根据接收的所述第二电压，向所述至少一个待供电元件输出第四电压。

优选地，

所述UPS，用于向与所对应的所述待供电IT机柜相邻的所述目标待供电IT机柜输出第一电压；

所述第一电源分配单元，用于接收相邻的所述目标待供电IT机柜对应的相邻UPS输出的所述第一电压，并根据所述第一电压，向对应的所述至少一个待供电元件输出所述第三电压。

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UPS。

优选地，

所述UPS，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，如果是，接收该UPS中包括的蓄电池组件输出的第五电压；将所述第五电压逆变为交流电压，并将所述交流电压输出给所述至少两个目标待供电IT机柜。

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，本实用新型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不间断电源UPS；

利用每一个所述UPS接收的输入电压，为至少两个目标待供电IT机柜供电；其中，所述至少两个目标待供电IT机柜包括：与所述UPS对应的待供电IT机柜，以及所述至少两个待供电IT机柜中，除所述对应的待供电IT机柜以外的其他至少一个待供电IT机柜。

优选地，

所述利用每一个所述UPS接收的输入电压，为至少两个目标待供电IT机柜供电，包括：

利用所述UPS分别向所述其他至少一个待供电IT机柜中的第一电源分配单元输出第一电压，并向所对应的所述待供电IT机柜中的第二电源分配单元输出第二电压；

利用所述第一电源分配单元接收所述其他至少一个待供电IT机柜对应的至少一个其他UPS输出的所述第一电压；

根据接收到的所述第一电压，向所对应的所述待供电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接收所对应的待供电IT机柜中的UPS输出的第二电压；

根据接收的所述第二电压，向所述至少一个待供电元件输出第四电压。

优选地，

所述利用所述UPS分别向所述其他至少一个待供电IT机柜中的第一电源分配单元输出第一电压，包括：

利用所述UPS向与所对应的所述待供电IT机柜相邻的所述目标待供电IT机柜输出第一电压；

所述利用所述第一电源分配单元接收所述其他至少一个待供电IT机柜对应的至少一个其他UPS输出的所述第一电压，包括：

利用所述第一电源分配单元接收相邻的所述目标待供电IT机柜对应的相邻UPS输出的所述第一电压。

优选地，

所述接收外部的供电系统提供的输入电压，以及所述将所述输入电压分配给每一个不间断电源UPS，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；

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UPS。

本实用新型实施例提供了一种集装箱式数据中心及其供电方法，通过将各个不间断电源(Uninterruptible Power System，UPS)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UPS，使得每个UPS在给自身对应的待供电IT机柜供电的同时，还为其他至少一个待供电IT机柜供电。由此，当某个UPS出现故障而无法供电时，其对应的待供电IT机柜可由其他UPS继续供电，从而不会影响待供电IT机柜的正常运行，由此提高了数据中心的供电等级。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型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是本实用新型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是本实用新型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是本实用新型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

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种集装箱式数据中心，包括：至少两个待供电IT机柜101、至少两个不间断电源UPS102、配电列头柜103和箱体104；其中，

所述至少两个待供电IT机柜101、所述配电列头柜103设置在所述箱体内104；

所述至少两个待供电IT机柜101与所述至少两个UPS102一一对应，每一个所述UPS102设置在对应的所述待供电IT机柜中；

每一个所述UPS102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UPS102；

每一个所述UPS102，用于根据所述配电列头柜103分配的输入电压，为至少两个目标待供电IT机柜供电；其中，所述至少两个目标待供电IT机柜包括：与所述UPS对应的待供电IT机柜，以及所述至少两个待供电IT机柜中，除所述对应的待供电IT机柜以外的其他至少一个待供电IT机柜。

上述实施例中，通过将各个不间断电源(Uninterruptible Power System，UPS)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UPS，使得每个UPS在给自身对应的待供电IT机柜供电的同时，还为其他至少一个待供电IT机柜供电。由此，当某个UPS出现故障而无法供电时，其对应的待供电IT机柜可由其他UPS继续供电，从而不会影响待供电IT机柜的正常运行，由此提高了数据中心的供电等级。

在采用集中式供电方式时，若需提高数据中心的供电等级，需冗余一定数量或增加1倍数量的电力设备，增加建设成本。例如，传统集装箱数据中心设置有独立的一体化电源和电池柜，其一般为B级机房标准，若想达到国际标准的A级机房标准，则需要配置2倍数量的一体化电源柜和电池柜。在增加一体化电源柜和电池柜之后，数据中心的供电方式为市电经配电列头柜后分为一路市电和一路UPS分别给每一台机柜的两个PDU供电，服务器分别从两个PDU上取50％的电能，当市电断电后，由UPS中的备用电池单独供电，承担100％负荷。由于在服务器满配的情况下，实际情况中服务器负荷只有设计负荷的50％不到，因此在此种情况下，UPS所带负荷仅为设计负荷的25％以下，即当市电正常时，UPS只工作在半载以下，从而导致UPS效率低小，耗电量和发热量增加，从而造成了电力浪费。同时，在集装箱数据中心本就紧张的空间内，若电力设备占用更多的空间，那么留给IT机柜的空间将大大减小，经济性差。并且，电池柜中的UPS及其蓄电池组件的重量较大，采用集中放置的方式也提高了对集装箱数据中心的承重要求，进而增加建设成本。

在本实用新型实施例中，将各个UPS分别放置到对应的待供电机柜中，利用各个UPS分别为各个待供电IT机柜供电，即采用分布式供电方式，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。并且，分布式供电方式与集中式供电方式相比，能够使UPS的重量分别更均衡，从而降低了对集装箱的承重要求，进而降低了集装箱式数据中心的建设成本。

具体地，如图2所示，在本实用新型一个实施例中，每一个所述待供电IT机柜101均包括：第一电源分配单元201、第二电源分配单元202以及至少一个待供电元件203；其中，

所述UPS102，用于分别向所述其他至少一个待供电IT机柜中的所述第一电源分配单元201输出第一电压，并向所对应的所述待供电IT机柜中的所述第二电源分配单元202输出第二电压；

所述第一电源分配单元201，用于接收所述其他至少一个待供电IT机柜101对应的至少一个其他UPS输出的所述第一电压，并根据接收到的所述第一电压，向所对应的所述待供电IT机柜内的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，用于接收所对应的待供电IT机柜中的UPS输出的第二电压，并根据接收的所述第二电压，向所述至少一个待供电元件输出第四电压。

在这里，可将各个UPS分别放置在其对应的待供电IT机柜的底部，每个待供电IT机柜中设置有第一电源分配单元(Power Distribution Unit，PDU)和第二电源分配单元，例如，分别设置有PDU1和PDU2。每个UPS不仅为其自身所在的待供电IT机柜中的PDU1输出第一电压，还为数据中心包括的其它至少一个待供电IT机柜中的PDU2输出第二电压，例如，为相邻的两个待供电机柜中的PDU2输出第二电压。由此，在每个机柜中，由PDU1根据第一电压输出的第三电压，以及PDU2根据第二电压输出的第四电压，共同为机柜中的待供电元件供电。由此实现各个机柜间的交叉供电，交叉供电的机柜数量可根据实际情况进行布置，使得每个机柜由至少两路UPS进行供电，从而在不增加额外成本的情况下，将数据中心的供电等级由B级甚至C级提升为A级机房标准。

例如，当待供电IT机柜中包括有服务器和交换机等待供电元件，两个机柜相互交叉供电时，当系统正常运行时，服务器和交换机分别从PDU1和PDU2获得一半的电能；若一个待供电IT机柜中的UPS出现故障时，交叉供电中的另一个IT机柜中的UPS承担两个IT机柜的负荷。当为3个IT机柜相互交叉供电时，一个IT机柜的UPS出现故障，交叉供电中的另两个机柜承担这3个IT机柜的负荷。当为4个IT机柜相互交叉供电时，若其中一个IT机柜的电源出现故障，则另3个IT机柜承担这4个IT机柜的负荷。由此可见，当相互交叉供电的IT机柜的数量越多时，其中某一个IT机柜的电源出现问题时，对系统的影响越小，UPS的利用率越高。另外，当某IT机柜内的UPS出现故障时，由相互交叉供电的其他IT机柜负载供电，并向监控中心发送报警信号，以及时通知管理人员进行维护。

本实用新型一个实施例中，所述UPS，用于向与所对应的所述待供电IT机柜相邻的所述目标待供电IT机柜输出第一电压；

所述第一电源分配单元，用于接收相邻的所述目标待供电IT机柜对应的相邻UPS输出的所述第一电压，并根据所述第一电压，向对应的所述至少一个待供电元件输出所述第三电压。

在本实施例中，在这里，数据中心的供电由两路市电输入，经配电列头柜内的自动转换开关电器(Automatic transfer switching equipment，ATS)切换后输入一路进行电能的分配，市电通过小母线送至集装箱数据中心的上方，每个IT机柜通过插接箱与工业连接器从小母线上获取电能，该电能给每个IT机柜中的UPS提供电能，每个UPS电源的输出为相应IT机柜内的PDU2提供电能，同时为相邻IT机柜内部的PDU1提供电能。即各个UPS不仅为其所在的IT机柜供电，还为其相邻的IT机柜供电。例如，IT机柜1的UPS既给IT机柜1中的PDU2供电，又给IT机柜2中的PDU1供电，同理，IT机柜2的UPS既给IT机柜2中的PDU2供电，又给IT机柜3中的PDU1供电，以此类推，实现每个IT机柜都有2路UPS电源供电，每路各带50％负载的供电方式，轻松实现数据中心最高供电等级。同时，由于UPS要为两个IT机柜负载供电，提高了UPS电源利用率，而UPS在带额定负载时效率最高，所以提高了UPS的运行效率，节约电能，减少发热量。并且，各个UPS为相邻的IT机柜供电，可降低线路连接的复杂性，从而进一步降低建设成本和维护成本。

本实用新型一个实施例中，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UPS。

在这里，数据中心由2路市电接入，符合A级机房对市电电源的要求。当市电1和市电2均正常时，经ATS选择采用市电1优先供电的方式，各个机柜由2路UPS进行供电，符合A级机房对UPS电源的要求。两路市电中的任一路出现故障时，可由ATS选择另一路正常的市电进行供电。例如，当市电1断电后，ATS自动切换到市电2供电。由此，即使其中一路市电出现故障，仍可实现数据中心的持续供电，从而提高了数据中心供电的可靠性。

本实用新型一个实施例中，所述UPS，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，如果是，接收该UPS中包括的蓄电池组件输出的第五电压；将所述第五电压逆变为交流电压，并将所述交流电压输出给所述至少两个目标待供电IT机柜。

在这里，当市电出现故障导致UPS接收到的输入电压小于预设阈值时，由UPS中的蓄电池组件持续为各个IT机柜供电，从而保证数据中心的持续供电，进一步提高了数据中心供电的可靠性。值得注意的是，蓄电池组件的电能只能作为应急和后背电源，其只能为IT机柜提供15min～1h左右的电能。当两路市电或UPS电源出现故障时，监控系统会发出警报，并短信通知运维人员进行维护，防止出现蓄电池组件的电能消耗完毕时，市电尚未恢复的情况。同时，蓄电池开始释放电能时，也会给系统发送信号，使服务器系统保存相关数据，防止数据丢失。

本实用新型实施例中，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103相连；

所述配电列头柜103，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3所示，由配电列头柜将外部供电系统的电压分配给空调，同时可将空调与至少一个UPS相连，由各个UPS互相交叉为空调供电，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4所示，本实用新型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401：接收外部的供电系统提供的输入电压；

步骤402：将所述输入电压分配给每一个不间断电源UPS；

步骤403：利用每一个所述UPS接收的输入电压，为至少两个目标待供电IT机柜供电；其中，所述至少两个目标待供电IT机柜包括：与所述UPS对应的待供电IT机柜，以及所述至少两个待供电IT机柜中，除所述对应的待供电IT机柜以外的其他至少一个待供电IT机柜。

本实用新型一个实施例中，步骤103的具体实施方式，可以包括：

利用所述UPS分别向所述其他至少一个待供电IT机柜中的第一电源分配单元输出第一电压，并向所对应的所述待供电IT机柜中的第二电源分配单元输出第二电压；

利用所述第一电源分配单元接收所述其他至少一个待供电IT机柜对应的至少一个其他UPS输出的所述第一电压；

根据接收到的所述第一电压，向所对应的所述待供电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接收所对应的待供电IT机柜中的UPS输出的第二电压；

根据接收的所述第二电压，向所述至少一个待供电元件输出第四电压。

本实用新型一个实施例中，所述利用所述UPS分别向所述其他至少一个待供电IT机柜中的第一电源分配单元输出第一电压，包括：

利用所述UPS向与所对应的所述待供电IT机柜相邻的所述目标待供电IT机柜输出第一电压；

所述利用所述第一电源分配单元接收所述其他至少一个待供电IT机柜对应的至少一个其他UPS输出的所述第一电压，包括：

利用所述第一电源分配单元接收相邻的所述目标待供电IT机柜对应的相邻UPS输出的所述第一电压。

本实用新型一个实施例中，步骤101和步骤102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；

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UPS。

上述方法内的各步骤之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本实用新型装置实施例基于同一构思，具体内容可参见本实用新型装置实施例中的叙述，此处不再赘述。

综上所述，本实用新型各个实施例至少具有如下有益效果：

1、在本实用新型实施例中，通过将各个UPS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UPS，使得每个UPS在给自身对应的待供电IT机柜供电的同时，还为其他至少一个待供电IT机柜供电。由此，当某个UPS出现故障而无法供电时，其对应的待供电IT机柜可由其他UPS继续供电，从而不会影响待供电IT机柜的正常运行，由此提高了数据中心的供电等级。

2、在本实用新型实施例中，将各个UPS分别放置到对应的待供电机柜中，利用各个UPS分别为各个待供电IT机柜供电，即采用分布式供电方式，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。并且，分布式供电方式与集中式供电方式相比，能够使UPS的重量分别更均衡，从而降低了对集装箱的承重要求，进而降低了集装箱式数据中心的建设成本。

3、在本实用新型实施例中，UPS不仅为其自身所在的待供电IT机柜中的PDU1输出第一电压，还为数据中心包括的其它至少一个待供电IT机柜中的PDU2输出第二电压，由此实现各个机柜间的交叉供电，使得每个机柜由至少两路UPS进行供电，从而在不增加额外成本的情况下，提高数据中心的供电等级。

4、在本实用新型实施例中，即各个UPS不仅为其所在的IT机柜供电，还为其相邻的机柜供电。由于UPS要为两个IT机柜负载供电，提高了UPS电源利用率，而UPS在带额定负载时效率最高，所以提高了UPS的运行效率，节约电能，减少发热量。并且，各个UPS为相邻的IT机柜供电，可降低线路连接的复杂性，从而进一步降低建设成本和维护成本。

5、在本实用新型实施例中，配电列头柜连接两路市电，由两个电力系统为数据中心供电，由此，即使其中一路市电出现故障，仍可实现数据中心的持续供电，从而提高了数据中心供电的可靠性。

6、在本实用新型实施例中，当两路市电均出现故障时，由UPS中的蓄电池组件持续为各个IT机柜供电，从而保证数据中心的持续供电，进一步提高了数据中心供电的可靠性。

7、在本实用新型实施例中，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：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。