机房分层分级供电系统的制作方法

本发明实施例涉及机房动力设备技术领域，尤其涉及一种机房分层分级供电系统。

背景技术：

随着数据化时代的到来,云计算/互联网等增值业务的增加，移动网络不断发展，给供电系统带来巨大压力。现有的动力机房布局为所有的动力设备在一个机房内，现有的电力机房布局主要采用集中式供电，其中交流配电经过ups提供不间断交流电源，直流经过开关电源系统整流提供直流电源，按照相关需求往逐个楼层的专业机房进行供电。但因为逐个楼层内机房负载量不一致，不同设备的负载等级也不同，现有技术的供电模式不能随着负载容量的变化而进行适应性的调整，供电效率低下。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供一种机房分层分级供电系统。

第一方面，本发明实施例提供一种机房分层分级供电系统，包括：

包括交流配电柜和直流配电柜，所述交流配电柜输出的交流电经过整流后输入至所述直流配电柜；

所述交流配电柜包括多层交流配电设备；其中，每层的交流配电设备分别用于为机楼内对应楼层内的负载设备供电；

所述直流配电柜包括多层直流配电设备；其中，每层的直流配电设备分别用于为机楼内对应楼层内的负载设备供电；

第一自动转换开关ats，输入端电连接交流油机组和市电，输出端与所述交流配电柜电连接；

第二自动转换开关ats，输入端电连接直流油机和所述交流配电柜，输出端与所述直流配电柜电连接；

多个分级交流配电柜，分布在所述机楼内各个楼层内，输入端与所述交流配电柜电连接，多个输出端分别与对应的用电等级的负载设备电连接；

多个分级直流配电柜，分布在所述机楼内各个楼层内，输入端与所述直流配电柜电连接，多个输出端分别与对应的用电等级的负载设备电连接。

进一步地，该系统还包括智能电表，电连接在所述第一ats与所述交流配电柜之间，用于对交流信号进行检测。

进一步地，该系统还包括直流采集器，电连接在所述第二ats与所述直流配电柜之间，用于对直流信号进行检测。

进一步地，所述交流配电柜上还设置有多个楼层交流应急接口，分别与各交流配电设备对应，用于代替各层的交流配电设备为机楼内对应楼层内的负载设备供电。

进一步地，所述直流配电柜上还设置有多个楼层直流应急接口，分别与各直流配电设备对应，用于代替各层的直流配电设备为机楼内对应楼层内的负载设备供电。

进一步地，该系统中所述直流油机为多台，并分别分布在机楼内对应楼层内。

进一步地，该系统中所述交流油机组包括两台互为主备的交流油机。

进一步地，该系统还包括cpu，用于根据所述用电等级，逐级对连接在所述分级交流配电柜和所述分级直流配电柜上的负载设备进行用电开关控制。

进一步地，该系统中所述cpu，还与所述第一ats和第二ats连接，用于根据接收到的市电检测信号、交流检测信号和直流检测信号，进行开关转换，以选择供电源。

进一步地，该系统还包括后台终端，用于远程控制所述cpu。

本发明实施例提供的机房分层分级供电系统，形成一个稳定的供电体系，优化系统配置，减轻电源系统压力。同时可以节省应急保障时间。强化运维能力，使局用机楼基础能源设施起到有力保障作用。

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一简单地介绍，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为本发明实施例提供的机房分层分级供电系统使用状态示意图；

图2为本发明实施例提供的系统中电路控制示意图。

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作出创造性劳动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。

针对现有技术在机楼内没有进行区分楼层分级别进行供电，而是由配电柜根据负载情况对后级负载进行统一供电，但是随着负载容量的增加为提高设备用电安全，需逐步将其所带设备进行调整，达到负载均分目的，以保证全网电源系统安全可靠。但是负载调整时由于带电操作会对系统形成一定的风险，本发明实施例提供一种分楼层逐级分配的油机供电结构模式，对于现有技术有效补充，稳定系统安全，形成一个稳定的供电体系，强化运维能力，使基础能源设施起到有力保障作用。

图1为本发明实施例提供的机房分层分级供电系统使用状态示意图，图2为本发明实施例提供的系统中电路控制示意图，如图1和图2所示，该机房分层分级供电系统包括交流配电柜12和直流配电柜13，所述交流配电柜12输出的交流电经过整流后输入至所述直流配电柜13。其中，所述交流配电柜12包括多层交流配电设备，例如图中所示的1层交流配电设备、2层交流配电设备、3层交流配电设备，以及n层交流配电设备；其中，每层的交流配电设备分别用于为机楼内对应楼层内的负载设备供电。相应地，所述直流配电柜13包括多层直流配电设备，例如图中所示的1层直流配电设备、2层直流配电设备、3层直流配电设备，以及n层直流配电设备；其中，每层的直流配电设备分别用于为机楼内对应楼层内的负载设备供电；n为机楼的层数。

系统还包括第一自动转换开关ats1，第一ats1的输入端电连接交流油机组10和两路市电，其输出端与所述交流配电柜12电连接。还包括第二自动转换开关ats2，第二ats2的输入端电连接直流油机11和所述交流配电柜12，其输出端与所述直流配电柜13电连接。直流油机11可以为直流变频油机发电机组。该直流油机可以为一台，通过移动为各层的负载设备供电。直流油机也可以为多台，并分别分布在机楼内对应楼层内。每层的直流油机分别为对应层内的负载设备供电。交流油机组包括两台互为主备的交流油机发电机。两台交流油机发电机和直流油机共同构成分楼层逐级分配的2+1油机供电结构模式。

系统还包括多个分级交流配电柜8，各个分级交流配电柜8分布在所述机楼内各个楼层内，其输入端与所述交流配电柜12电连接，多个输出端分别与对应的用电等级的负载设备电连接。多个分级直流配电柜9，各个分级直流配电柜9同样分布在所述机楼内各个楼层内，其输入端与所述直流配电柜13电连接，多个输出端分别与对应的用电等级的负载设备电连接。分级交流配电柜8和分级直流配电柜9可以根据各楼层交流\直流设备实际负载重要性确定，从高到低分为a级、b级和c级等。

在上述系统实施例的基础上，该系统还可以包括智能电表15，电连接在所述第一ats1与所述交流配电柜12之间，用于对交流信号进行检测。智能电表15采集交流电流量，智能电表为模拟信号传感器，通过485接口进行通信。

在上述系统实施例的基础上，该系统还可以包括直流采集器16，电连接在所述第二ats2与所述直流配电柜13之间，用于对直流信号进行检测。直流采集器16采集直流，其提供智能设备协议解析接口，完成数据采集、控制。直流采集器16可提供智能协议，智能设备本身具有一定数量的传感器和变送器，可以行数据采集和处理，通过其智能设备协议规范，由智能接口与cpu5进行通信。

在上述系统实施例的基础上，所述交流配电柜12上还设置有多个楼层交流应急接口6，分别与各交流配电设备对应，用于代替各层的交流配电设备为机楼内对应楼层内的负载设备供电。相应地，所述直流配电柜13上还设置有多个楼层直流应急接口7，分别与各直流配电设备对应，用于代替各层的直流配电设备为机楼内对应楼层内的负载设备供电。

在上述系统实施例的基础上，该系统还可以包括cpu5，用于根据所述用电等级，逐级对连接在所述分级交流配电柜8和所述分级直流配电柜9上的负载设备进行用电开关控制。其中，cpu5还与所述第一ats1和第二ats2连接，用于根据接收到的市电检测信号、交流检测信号和直流检测信号，进行开关转换，以选择供电源。在上述系统实施例的基础上，该系统还可以包括后台终端17，用于远程控制所述cpu5。

智能电表15的485接口与cpu5进行通信，cpu5解析其数据解码。通过设置触发上限，自动下达切换指令。后台终端17可以进行远程控制cpu5，或者cpu5自动进行控制信号检测点状态。解析法中，主控设备与受控设备之间的信息传递依靠两者之间的通信协议。

如图所示，交流信号检测点3、智能电表15与交流配电柜12相连。直流信号检测点4、直流采集器16与直流配电柜13相连。在采用直流或者交流配电之前，首先通过cpu5检测负载情况等级通过信号检测点确定各个楼层各机柜、相关设备等所满足的电流-分为a级、b级、c级。cpu5负责采集处理直流、交流信号检测以及市电状态信号检测并进行上传，自动进行控制信号检测点状态。后台终端17进行处理预警分析，以进行远程控制cpu5。

以下结合图1和图2介绍该系统的工作过程，包括：

市电正常时，cpu5通过市电信号检测点14进行检测判断，交流配电柜12经过整流至直流配电柜13。交流配电柜12和直流配电柜13分别至分级交流配电柜8和分级直流配电柜9提供稳定电能。

市电停电后，cpu5通过市电信号检测点14进行检测判断，智能电表485接口与cpu5进行通信，cpu5解析其数据解码。通过设置触发上限，自动下达切换指令。后台终端17可以进行远程控制cpu，或者cpu自动进行控制信号检测点状态。交流油机10能够满足后级容量需求时，第一ats1切换后，保障所有用电设备正常运行。

当市电停电后，交流油机10所带负载设备容量较大时，a、交流部分，通过cpu5检测到智能电表15中(交流信号检测点3)进行检测后，第一ats切换后级设备进行分级别控制进行管理，根据分级交流配电柜8负载等级a级b级c级标准，可以切断级别较低的负载设备，cpu检测判断由低向高逐级关闭。交流部分采用交流油机发电机组10进行供电至交流配电柜12再到分级交流配电柜8。如：机房内所需要承担温湿度保障的部分机房专用空调设备，服务器、路由器等。

b、直流部分，通过cpu5检测到直流采集器16中4直流信号检测点4)。直流采集器16采集直流，其提供智能设备协议解析接口，完成数据采集、控制。

由于机楼内各个楼层内的负载量不同，堆放在电力机房内的直流系统至各个楼层的负载均有不同，当直流模块、逆变器或者系统内整流部分故障，蓄电池组短时间内可以维持设备负载，系统不易恢复。直流油机切换方式为：这时候，分布在楼层内的直流系统通过由第二ats2切换至直流油机11发电直接供电至逐个楼层的直流配电柜13。第二ats2切换后级设备进行分级别控制进行管理，根据分级直流配电柜9负载等级a级b级c级标准，可以切断级别较低的负载设备，cpu检测判断由低向高逐级关闭。对该楼层设备起到保障作用，强化了运维能力。

楼层交流应急接口6和楼层直流应急接口7，即各楼层交流应急接头、直流应急接头确保后级各楼层负载分级处理。方便进行交流油机和直流油机单独进行逐个楼层供电，减轻突发故障带来的负载压力。

交流油机10供电近端至远端进行合理配置，采用直流双路由装换柜,当单一层间开关电源系统整理部分出现问题时,启动直流油机接入,通过切换柜ats直接对负载进行供电，减轻了交流固定式油机容量不足带来的潜在隐患发生。

本发明实施例提供的机房分层分级供电系统，动力设备体系作为数据中心基础层面首要组成部分，它应具有高安全性、高可靠性、高可维护性、高节能性，分楼层逐级分配的2+1油机供电机构模式，形成一个稳定的供电体系，优化系统配置，减轻电源系统压力。该系统形成一个稳定的供电应用和整体解决方案体系，能够优化系统配置，减轻电源系统压力。同时可以节省应急保障时间。系统围绕数据中心供电配电应用规范化、体系化的方向开展，本系统可用性高，更有利于的形成完善的数据中心的运维供配电体系。强化运维能力，使基础能源设施起到有力保障作用。

本发明实施例提供的机房分层分级供电系统，针对任一机楼，提前对各个楼层电力设备进行合理分布布局，在双路由供电前提下，梳理交流引入端至列头柜输入的供电路由信息。统计电源系统所带各级供电负荷的功耗情况。对于配电柜后级别用电设备进行逐级管理，确定各楼层中交流\直流设备所要求的工作电流。在直流或者交流配电端首先通过cpu检测负载情况等级通过信号检测点确定各个楼层各机柜、相关设备等所满足的电流。分为a级、b级、c级。如果当某一楼层其中设备故障时，可以切断级别较低的负载设备，cpu检测判断有低向高逐级关闭。直流或者交流配电柜可以继续向级别较高设备提供一个能匹配的质量和安全的电力供应保障体系。当市电停电后，ats根据后级设备分级别控制进行管理。油机根据负载情况，在低压配电端进行分级。保障突发事件下重点设备正常运行。

该系统对任一机房进行分层供电，按照每个楼层中的实际负载情况选取配电设备，配置合理的总断路器、供电电缆。另外需要考虑机房设备的发热量以及精密空调布局结构。在配电端根据不同楼层进行供电，有利于优化逐个楼层间的负载量，便于第一时间解决故障点。便于进行用电端管理。

该系统在逐个楼层间设置总交流/直流配电电源设备设置应急接口，方便进行移动油机单独进行逐个楼层供电。减轻单一楼层间设备突发故障带来的负载压力，同时可以节省应急保障时间。

该系统提供2+1油机供电机构模式。2个固定交流油机和1台直流变频油机。2台交流油机互为主备，另外备用的1台直流移动发电机系统是重要因素。当某个局用机房楼层间开关电源系统整理部分出现问题时,启动应急接口,通过切换柜直接对负载端进行供电，分散了固定式油机容量不足带来的潜在隐患发生。

该系统可节省能耗，增强系统容错性。单一楼层间具有应急接口。市电异常时，可以手动切换后以最短距离输送给机房设备。另外可以增强系统容错性。分层分级供电，楼层负载设备分散供电,楼层单点故障不影响全局。单独设备故障点以及故障范围小，如果有一个故障时，通过整个体系可以也能够直接向设备提供备用电能。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。