一种交直流供电电源及系统

1.本申请涉及电源技术领域，尤其是涉及一种交直流供电电源和系统。


背景技术：

2.在采用电源对负载进行供电过程中，由于数据中心负载多样化，导致负载所需的电源功率、电压不尽相同，现有的电源不能兼容不同功率容量、不同输出电压等级。


技术实现要素：

3.为了使得电源能够兼容不同功率容量、不同输出电压，本申请提供一种交直流供电电源和系统。
4.第一方面，本申请提供了一种交直流供电电源，包括具有第一直流汇流母排的交直流变换装置、用于连接负载的第二直流汇流母排和多个dc/dc 转换器，多个所述dc/dc转换器的输入端并联后连接至所述第一直流汇流母排、输出端并联后连接至所述第二直流汇流母排。
5.优选的，多个所述dc/dc转换器分为多组dc/dc转换器组，每组所述 dc/dc转换器组包括至少一个所述dc/dc转换器，所述交直流供电电源还包括对应多组所述dc/dc转换器的多个冗余dc/dc转换器，多个所述冗余 dc/dc转换器输入端并联后连接至所述第一直流汇流母排，每个所述冗余 dc/dc转换器的输出端与其对应的所述dc/dc转换器组的输出端并联。
6.3.根据权利要求1或2所述的交直流供电电源，其特征在于，所述交直流变换装置包括副边具有多组延边三角形移相绕组的移相变压器和所述第一直流汇流母排，每组所述延边三角形移相绕组上连接有一个ac/dc转换器，且所有的所述ac/dc转换器的输出端并联后连接至所述第一直流汇流母排。
7.优选的，所述延边三角形移相绕组的组数为m，相邻的所述延边三角形移相绕组间的相位角差为θ，其中，3＜＜m＜＜12，θ＝60
°
/m。
8.优选的，所述移相变压器的原边配置有
±
5％的抽头。
9.第二方面，本申请提供了一种包括如第一方面中任一项所述的交直流供电电源的系统，还包括与所述交直流供电电源中所有的ac/dc转换器、所有的dc/dc转换器连接的控制器，所述控制器被配置为控制每个所述 ac/dc转换器、每个所述dc/dc转换器的唤醒或休眠，监控每个所述ac/dc 转换器、每个所述dc/dc转换器的唤醒休眠状态、故障状态。
10.优选的，还包括与所述控制器连接的人机界面(hmi)设备，所述人机界面(hmi)设备被配置为控制所述控制器，以使得所述控制器控制每个所述ac/dc转换器、每个所述dc/dc转换器的唤醒或休眠，监控每个所述ac/dc 转换器、每个所述dc/dc转换器的唤醒休眠状态、故障状态。
11.在本申请的实施例提供的交直流供电电源和系统中，通过将多个dc/dc 转换器的输入端并联后连接在用于提供直流电压的交直流变换装置的第一直流汇流母排上、输出端
并联后连接在用于连接负载的第二直流汇流母排上，根据不同负载对电压等级、功率等级要求来选择dc/dc转换器的数量或者开启数量，从而使得该电源能够兼容不同功率容量、不同输出电压。
附图说明
12.图1示出了根据本申请的实施例的交直流供电电源的结构示意图。
13.图2示出了根据本申请的实施例的交直流供电系统的架构图。
14.其中：1、移相变压器；2、ac/dc转换器；3、第一直流汇流母排；4、 dc/dc转换器；5、第二直流汇流母排；6、控制器；7、人机界面(hmi) 设备。
具体实施方式
15.为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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全部其他实施例，都属于本申请保护的范围。
16.随着消费互联网需求升级及产业互联网蓬勃兴起，数据中心步入快速发展的黄金时期，成为通讯运营商、银行、商业集团公司等各行各业信息化建设核心的基础设施。
17.在对负载进行供电过程中，由于数据中心负载多样化，导致负载所需的电源功率、电压不尽相同，现有的电源不能兼容不同功率容量、不同输出电压等级。为此，本申请提供了一种交直流供电电源及系统。
18.图1示出了根据本申请的实施例的交直流供电电源的结构示意图。如图1所示，该交直流供电电源包括具有第一直流汇流母排3的交直流变换装置、用于连接负载的第二直流汇流母排5和多个dc/dc转换器4，多个dc/dc转换器4的输入端并联后连接至第一直流汇流母排3、输出端并联后连接至第二直流汇流母排5。dc/dc转换器4的数量可以根据不同负载对电压等级、功率等级要求来选择，从而使得该电源能够兼容不同功率容量、不同输出电压。
19.在一些实施例中，多个dc/dc转换器4可以形成多组dc/dc转换器组，每组dc/dc转换器组中包括至少一个dc/dc转换器4，在同一组内的dc/dc 转换器4的电压相同，且其输出端并联后连接至第二直流汇流母排5，通过开启或者关闭组内或组间的dc/dc转换器4可以兼容不同的负载的变换。例如，可以通过增加dc/dc转换器4的开启数量，从而可以扩大该电源的输出功率，以适应负载容量的增大；又例如，还可以通过减少dc/dc转换器4的开启数量，从而可以减小该电源的输出功率，以适应负载容量的减小。当然，还可以通过增加或减少dc/dc转换器4的数量来适应负载容量的变化。
20.在一些实施例中，为保证电源运行的连续性和稳定性，可以为每个 dc/dc转换器4配置一个冗余dc/dc转换器，冗余dc/dc转换器的输出端可以与dc/dc转换器的输出端并联，并联后连接至第二直流汇流母排5上，当某个dc/dc转换器4出现故障时，可以唤醒对应出现故障的dc/dc转换器4的冗余dc/dc转换器，以保障该电源供电的联系性和稳定性。
21.在另一些实施例中，还可以为每组dc/dc转换器组配置冗余dc/dc转换器，冗余dc/dc转换器的输出端与dc/dc转换器组的输出端并联，并联后连接至第二直流汇流母排5上，
来保障该电源供电的联系性和稳定性。在一些实施例中，交直流变换装置包括移相变压器1、多个ac/dc转换器2 以及第一直流汇流母排3。
22.移相变压器1的副边具有多组延边三角形移相绕组，移相变压器的副边采用延边三角形移相绕组，便于副边绕组连接整流模块进行ac/dc交直流变换及调节各模块输出，使得移相变压器一次侧输入电流中不含有特定数量以下的各次谐波，网侧不需配备输入电抗滤波装置进行滤波，能够有效解决整流桥谐波对电网的污染，减低因谐波治理产生的高额费用和供电效率的降低。需要说明的是，特定数量具体的取值可以根据延边三角形移相绕组的组数来确定，将在下文中进行介绍。
23.在每组延边三角形移相绕组上连接有一个ac/dc转换器2，ac/dc转换器2的数量与延边三角形移相绕组的组数相同，例如多个ac/dc转换器2 可以平行分布于移相变压器1的副边且与延边三角形移相绕组相连接。
24.ac/dc转换器2用于将三相交流输入转换为直流输出，所有的ac/dc 转换器2并联后连接至第一直流汇流母排3，通过第一直流汇流母排3向用户负载供电。经多个ac/dc转换器2整流后的直流电压(其幅值可以根据系统容量和客户需求确定)汇聚于第一直流汇流母排3，然后再按照客户需求进行二次分配。第一直流汇流母排3在完成能量汇聚、二次分配功能的同时，还使得移相变压器1及其副边的延边三角形移相绕组不受用户负载、负载载荷、负载检修、负载停运等因素的影响，以保证移相变压器 1副边的延边三角形移相绕组电流输出的平衡、移相变压器1的内部磁通平衡以及移相变压器1内部磁通最大利用效率。
25.在本实施例中，通过采用ac/dc转换器和直流汇流母排的组合方式，将供电侧(电网输入、变压器、ac/dc转换器)与用户负载完全解耦，从而在用户局部负载耗电量变化、局部负载检修、局部负载停运时不会造成变压器副边绕组负载不平衡，以保证变压器的负载平衡，保障变压器内部磁通利用率较高。
26.在一些实施例中，移相变压器1可以选用干式移相变压器，与传统交直流变换装置直接接于电网母线不同，本申请实施例中的交直流变换装置将来自电网的三相高压电直接接于干式移相变压器1的原边，干式移相变压器的原边配置有
±
5％的抽头，以便于用户根据现场网压灵活地调整输入电压。
27.在一些实施例中，延边三角形移相绕组的组数为m，相邻的延边三角形移相绕组间的相位角差为θ，在采用m组延边三角形移相绕组时，能够形成6m脉波整流，使得移相变压器一次侧输入电流中不含有6m
±
1以下的各次谐波。其中，3＜＜m＜＜12，θ＝60
°
/m。
28.在一些实施例中，dc/dc转换器4的数量与ac/dc转换器2的数量相同，相应的，冗余dc/dc转换器的数量可以与dc/dc转换器4的数量相同，也可以是dc/dc转换器4的整数倍，其具体数量可以根据实际应用场景来灵活地设置。
29.根据本申请的实施例，通过将多个dc/dc转换器的输入端并联后连接在用于提供直流电压的交直流变换装置的第一直流汇流母排上、输出端并联后连接在用于连接负载的第二直流汇流母排上，根据不同负载对电压等级、功率等级要求来选择dc/dc转换器的数量或者开启数量，从而使得该电源能够兼容不同功率容量、不同输出电压。
30.图2示出了根据本申请的实施例的交直流供电系统的架构图。如图2 所示，该系统包括上述的交直流供电电源和控制器6，控制器6与交直流供电电源中所有的ac/dc转换器2和所有的dc/dc转换器连接，用于控制每个ac/dc转换器2、每个dc/dc转换器4的唤醒或休
眠，并监控每个ac/dc 转换器2、每个dc/dc转换器4的唤醒休眠状态、故障状态。
31.在交直流供电电源中设置有冗余dc/dc转换器时，控制器6也与所有的冗余dc/dc转换器连接，用于控制每个冗余dc/dc转换器的唤醒或休眠，并监控每个冗余dc/dc转换器的唤醒休眠状态、故障状态。
32.在一些实施例中，该系统还包括人机界面(hmi)设备7，人机界面(hmi) 设备7与控制器6连接，人机界面(hmi)设备7用于控制控制器6，以使得控制器6控制每个ac/dc转换器2、每个dc/dc转换器4、每个冗余dc/dc 转换器的唤醒或休眠，接收并显示由控制器6发送的每个ac/dc转换器2、每个dc/dc转换器4、每个冗余dc/dc转换器的唤醒休眠状态、故障状态。
33.需要说明的是，控制器控制ac/dc转换器、dc/dc转换器的唤醒或休眠并监控每个ac/dc转换器、每个dc/dc转换器的唤醒休眠状态、故障状态；人机界面(hmi)设备用于控制控制器，以使得控制器控制ac/dc转换器、dc/dc转换器的唤醒或休眠，接收并显示由控制器发送的ac/dc转换器、dc/dc转换器的唤醒休眠状态、故障状态，本领域技术人员可以采用现有技术中的任意方式来实现，此处不再赘述。
34.以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。