电源系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种电源系统，特别是涉及一种基于电网配电站的分布式数据中心电源系统。


背景技术：

2.现代社会，随着各个行业的蓬勃发展，以及物联网和云计算等新技术理念的出现，分布式数据中心正不断、高速地建设着，然而现有分布式数据中心的供电系统仍旧参考了过去集中式数据中心的设计。过去需建设大型建筑并配备单独的配电房，而配电房中包括高压配电系统、应急电源系统、低压配电系统、不间断电源(ups)系统等，具有结构复杂、体积庞大、效率低和成本较高及用电效率低下的缺点。
3.因此，如何解决供电系统结构复杂、体积庞大、效率低和成本较高及用电效率低下的问题，已经成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电源系统，用于解决现有技术中供电系统结构复杂、体积庞大、效率低和成本较高及用电效率低下的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种电源系统，所述电源系统至少包括：第一自动选择开关，连接两路电网电源，用于选择其中一路电网电源输出；配电柜，连接所述第一自动选择开关的输出端，将所述第一自动选择开关输出的电网电源转换为交流输出电源，并输出至负载；交流转直流变换器，连接所述第一自动选择开关的输出端，将所述第一自动选择开关输出的电网电源转换为直流输出电源，并输出至所述负载；新能源发电单元，连接所述交流转直流变换器，用于给所述负载供电。
6.优选地，所述电网电源为380v交流电。
7.优选地，所述负载包括内置的双路电源。
8.优选地，所述新能源发电单元的输出端连接所述交流转直流变换器的输入端。
9.更优选地，所述新能源发电单元包括：双向交流转直流变换器、第一直流转直流变换器、第一光伏电池及第一储能电池；所述双向交流转直流变换器的第一端连接所述交流转直流变换器的输入端，第二端连接所述第一直流转直流变换器的输出端；所述第一直流转直流变换器的输入端连接所述第一光伏电池的输出端；所述第一储能电池连接于所述双向交流转直流变换器与所述第一直流转直流变换器连接的节点。
10.更优选地，所述双向交流转直流变换器包括至少两个并联的功率模块。
11.更优选地，所述新能源发电单元的输出端连接所述交流转直流变换器的输出端。
12.更优选地，所述新能源发电单元包括：第二直流转直流变换器、第二光伏电池及第二储能电池；所述第二光伏电池的输出端连接于所述第二直流转直流变换器的输入端；所述第二直流转直流变换器的输出端连接于所述交流转直流变换器的输出端；所述第二储能电池连接于所述第二直流转直流变换器与所述交流转直流变换器连接的节点。
13.更优选地，所述电源系统还包括第二自动选择开关；所述第二自动选择开关的输入端连接所述配电柜的输出端及所述交流转直流变换器的输出端，输出端连接所述负载。
14.更优选地，所述电源系统设置于电网配电站内。
15.如上所述，本实用新型的电源系统具有以下有益效果：
16.1、本实用新型的电源系统采用两路电网电源输入，当其中一路电网电源输入故障时，第一自动选择开关可自动切换到另一路电网电源输入，确保负载能够继续正常工作。
17.2、本实用新型的电源系统中电网电源提供一半的负载功率，无需经过功率变换器转换，减少了系统损耗，提高了系统的工作效率。
18.3、本实用新型的电源系统中交流转直流变换器只需要配置一半的负载功率，减小了系统成本。
19.4、本实用新型的电源系统配置有新能源供电，实现了能源利用的低碳指标；并且当两路电网电源输入均故障时，新能源供电能够保障负载用电，实现系统的正常工作。
20.5、本实用新型的电源系统中双向交流转直流变换器配置为n+1个功率模块并联的工作模式，大大提高了新能源供电的可靠性。
附图说明
21.图1显示为本实用新型的电源系统的第一种实现方式示意图。
22.图2显示为本实用新型的电源系统的第二种实现方式示意图。
23.图3显示为本实用新型的电源系统的第三种实现方式示意图。
24.元件标号说明
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第一自动选择开关
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配电柜
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交流转直流变换器
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负载
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新能源发电单元
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第一光伏电池
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第一直流转直流变换器
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双向交流转直流变换器
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第一储能电池
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第二光伏电池
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第二直流转直流变换器
[0036]
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第二储能电池
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第二自动选择开关
具体实施方式
[0038]
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0039]
请参阅图1-图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0040]
实施例一
[0041]
如图1所示，本实施例提供一种电源系统，包括：
[0042]
第一自动选择开关1、配电柜2、交流转直流变换器3及新能源发电单元5。
[0043]
如图1所示，所述第一自动选择开关1的输入端分别连接第一电网电源及第二电网电源，输出端连接所述配电柜2的输入端及所述交流转直流变换器3的输入端，用于选择一路电网电源，并将选择的电网电源输出给所述配电柜2及所述交流转直流变换器3。
[0044]
具体地，所述第一自动选择开关1可以在第一电网电源输入故障时，自动切换到第二电网电源输入；也可以在第二电网电源输入故障时，自动切换到第一电网电源输入，从而使得系统能够在一路电网电源输入故障时，依然正常工作。
[0045]
具体地，在本实施例中，电网电源为380v交流电，在实际使用中可根据需要选择相应电压的电网电源，不以本实施例为限。
[0046]
具体地，作为示例，本实施例中负载4为内置双路电源的计算机服务器，双路电源输入端均可以接收交流电及直流电。在本实施例，所述负载4与所述配电柜2连接的一路电源(称为第一电源输入端)接收交流电，所述负载4与所述交流转直流变换器3连接的一路电源(称为第二电源输入端)接收直流电；进一步的，双路电源可根据前级电路提供的电源类型自动接收交流电或直流电，不以本实施例为限。
[0047]
如图1所示，所述配电柜2的输入端连接所述第一自动选择开关1的输出端，输出端连接负载4，用于将接收到的电网电源转换为交流输出电源。
[0048]
具体地，作为示例，所述配电柜2的输出端连接所述负载4的第一电源输入端，将所述第一自动选择开关1输出的三相380v交流电配置为单相220v交流电输出至所述负载4。任意能将电网交流电转换为实际需求的交流电输出的配电柜及电路结构均适用于本实用新型，在此不一一赘述。在实际使用中，可根据需要将电网电源配置为相应电压的交流电。
[0049]
如图1所示，所述交流转直流变换器3的输入端连接所述第一自动选择开关1的输出端，输出端连接所述负载4的输入端，用于将接收到的电网电源转换为直流输出电源。
[0050]
具体地，作为示例，所述交流转直流变换器3的输出端连接所述负载4的第二电源输入端，将所述第一自动选择开关1输出的三相380v交流电转换为240v直流电输出至所述负载4。任意能将电网交流电转换为实际需求的直流电输出的交流转直流变换器及电路结构均适用于本实用新型，在此不一一赘述。在实际使用中，可根据需要将电网电源转换为相应电压的直流电。
[0051]
如图1所示，所述新能源发电单元5的输出端连接所述交流转直流变换器3的输入端，在白天阳光充足时所述新能源发电单元5用于给所述负载4供电；在夜晚用电谷时，由电网电源给所述新能源发电单元5充电。
[0052]
具体地，在本实施例中，所述新能源发电单元5包括：第一光伏电池51、第一直流转直流变换器52、双向交流转直流变换器53及第一储能电池54。所述第一光伏电池51的输出端连接所述第一直流转直流变换器52的输入端，用于将光能转换为电能，并提供给所述第
一直流转直流变换器52。所述第一直流转直流变换器52用于将所述第一光伏电池51的电能转换为直流电。所述双向交流转直流变换器53的第一端与所述第一直流转直流变换器52的输出端相连，第二端连接所述第一自动选择开关1的输出端。所述第一储能电池54连接于所述第一直流转直流变换器52与所述双向交流转直流变换器53连接的节点。
[0053]
具体地，所述第一直流转直流变换器52用于将所述第一光伏电池51的电能转换为可供所述双向交流转直流变换器53使用的直流电。所述第一直流转直流变换器52可以根据需要选择降压结构或者升压结构，在此不一一赘述。所述双向交流转直流变换器53与所述第一自动选择开关1相连的一端为交流端，另一端为直流端；在白天光照充足的时候，用于将所述第一直流转直流变换器52输出的直流电转换为可供所述配电柜2及所述交流转直流变换器3使用的交流电；在夜间用电谷时，可以用于将所述第一自动选择开关1输出的电网电源转换为直流电，给所述第一储能电池54充电。所述第一储能电池54包括但不限于干电池、铅蓄电池或者锂电池，可以是一个或者多个串并联而形成的电池单元，在实际情况中，可根据需要选择，在此不一一赘述。在两路电网电源均故障的时候，通过所述第一光伏电池51发电或所述第一储能电池54给系统供电，实现系统正常工作。
[0054]
更具体地，所述双向交流转直流变换器53包括n+1个并联的功率模块，其中，n为大于等于1的自然数；n个功率模块同时工作可以提供全部的负载功率。当任意一个功率模块故障时，备用功率模块工作，提高了新能源发电单元供电的可靠性。
[0055]
工作原理：所述第一电网电源及所述第二电网电源输入均正常或者其中一路电网电源输入故障时，所述第一自动选择开关1输出一路电网电源，并输出至所述配电柜2及所述交流转直流变换器3。所述配电柜2通过所述负载4的第一电源输入端为所述负载4提供一半负载功率，所述交流转直流变换器3通过所述负载4的第二电源输入端提供一半的负载功率，使得负载能够满载运行、正常工作。进而，基于所述第一自动选择开关1输出的电网电源，经所述配电柜2提供一半的负载功率，而无需经过功率变换器转换，减小了系统的损耗，提高了系统效率。
[0056]
实施例二
[0057]
如图2所示，本实施例提供一种电源系统，与实施例一的不同在于，所述新能源发电单元5的输出端连接所述交流转直流变换器3的输出端；所述电源系统中所述新能源发电单元5包括：第二光伏电池55、第二直流转直流变换器56及第二储能电池57。
[0058]
具体地，所述第二光伏电池55的输出端连接所述第二直流转直流变换器56的输入端，所述第二直流转直流变换器56的输出端连接所述交流转直流变换器3的输出端，所述第二储能电池57连接于所述第二直流转直流变换器56与所述交流转直流变换器3连接的节点。
[0059]
更具体地，所述第二储能电池57与所述第一储能电池54类型相同，所述第二直流转直流变换器56与所述第一直流转直流变换器52类型相同，所述第二光伏电池55与所述第一光伏电池51类型相同。在白天光照充足时，由所述第二直流转直流变换器56将所述第二光伏电池55的电能转换为可供所述负载4使用的直流电，提供负载功率；在夜间用电谷时，所述交流转直流变换器3将所述第一自动选择开关1输出的电网电源转换为直流电，给所述第二储能电池57充电。在两路电网电源均故障的时候，通过所述第二光伏电池55供电或所述第二储能电池57给系统供电，实现系统正常工作。
[0060]
实施例三
[0061]
如图3所示，本实施例提供一种电源系统，与实施例二的不同在于，所述电源系统还包括第二自动选择开关6，所述第二自动选择开关6的输入端连接所述配电柜2及所述交流转直流变换器3的输出端，输出端连接所述负载4的第一电源输入端。
[0062]
具体地，在第一电网电源及第二电网电源输入均故障的情况下，所述配电柜2无交流输出电源，所述第二自动选择开关6将自动切换到直流电源供电。所述新能源发电单元5的输出端连接所述负载4的第二电源输入端给所述负载4供电；同时，通过所述第二自动选择开关6使得所述新能源发电单元5输出的直流电达到所述负载4的第一电源输入端给所述负载4供电。此时，即使所述负载4的内置双路电源之一失效，所述新能源发电单元5仍然能够给所述负载4供电。
[0063]
综上所述，本实用新型提供一种电源系统，包括：第一自动选择开关，连接两路电网电源，用于选择其中一路电网电源输出；配电柜，连接所述第一自动选择开关的输出端，将所述第一自动选择开关输出的电网电源转换为交流输出电源，并输出至负载；交流转直流变换器，连接所述第一自动选择开关的输出端，将所述第一自动选择开关输出的电网电源转换为直流输出电源，并输出至所述负载；新能源发电单元，连接所述交流转直流变换器，用于给所述负载供电。所述电源系统采用两路电网电源输入，当其中一路电网电源输入故障时，第一自动选择开关可自动切换到另一路电网电源输入，确保负载能够继续正常工作；其次，本实用新型的电源系统电网电源提供一半的负载功率，无需经过功率变换器转换，减少了系统损耗，提高了系统的工作效率；电源系统中的交流转直流变换器只需要配置一半的负载功率，减小了系统成本。最后，本实用新型的电源系统配置有新能源供电，实现了能源利用的低碳指标；并且当两路电网电源输入均故障时，新能源供电能够保障负载用电，实现系统的正常工作；电源系统中双向交流转直流变换器配置为n+1个功率模块并联的工作模式，大大提高了新能源供电的可靠性。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0064]
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。