一种海底数据中心的供电系统及供电方法与流程

本发明涉及海底数据中心供电，具体涉及一种海底数据中心的供电系统及供电方法。

背景技术：

1、随着海洋技术的发展，海洋的勘探开发等研究工作也逐渐从浅海走向深海。而海底数据中心通过将传统数据中心由陆地转移到海底，利用海水的冷却作用对数据中心服务器进行散热，具有低能耗、低建设成本、省地、无需消耗淡水、低时延、高可靠性以及可模块化生产、可快速部署等优势。

2、传统海底数据中心的供电方案，一般为从电网取两路市电。两路市电都通过海底光电缆接入水下分电站，再由水下分电站的10kv中压馈线柜出线后，10kv的出线去到每一个海底数据舱的10kv/380v的变压器。通过低压(380v)的不间断电源(uninterruptiblepower supply，ups)再对it负载进行供电。低压ups由于国标gb50174的要求，必须给ups配备一定时长的电池，以满足国标a级机房或者b级机房的等级要求。这会导致海底数据舱充斥着非it机柜类的配电设备，大大增加了海底数据舱的建造体积，而且380v下海的造价非常高昂。此外，传统的低压ups架构有非常大的运行风险，随着舱体的布放数量和布放规模越来越大，有小概率失火或爆炸风险的电池的累积风险越来越大，因此海底数据中心内部配置的低压380v的ups及其配套的电池系统大大降低了整个海底数据舱的运行安全性。综上所述，传统海底数据中心的供电结构使得海底数据舱在造价和安全性两方面都无法做到优化。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中由于低压ups架构具有运行风险的缺陷，从而提供一种海底数据中心的供电系统及供电方法，能够采用一种中压不间断电源架构来避免ups及其配套电池入海，提高海底数据中心的安全性，减小海底数据舱的体积，减少投资成本。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供了一种海底数据中心的供电系统，包括：岸上开关站、海底分电站和海底变压器；

4、所述岸上开关站内集中布置中压不间断电源模块，用于连接电网并通过所述中压不间断电源模块将市电接入海底分电站；

5、所述海底分电站安装至海底压力容器内，用于给各个海底数据舱进行不间断供电；

6、所述变压器安装至所述海底压力容器的数据舱内，用于将供电进行降压后给各个it设备进行不间断供电。

7、本发明实施例提供的海底数据中心的供电系统，通过岸上开关站内集中布置的中压不间断电源模块将市电接入海底分电站，由海底分电站给各个海底数据舱进行不间断供电，通过海底变压器将供电降压后给各个it设备进行不间断供电。本发明提供的中压不间断电源架构能够避免ups及其配套电池组入海，提高海底数据中心的安全性，减小海底数据舱的体积，减少投资成本，提高海底数据中心经济落地的可能性。

8、可选地，所述中压不间断电源模块，包括：中压不间断电源和与其配套的电池组。

9、本发明通过将中压不间断电源模块集中布置在岸上开关站内，上游取自市电供电，馈线通过海底电缆接入海底分电站，能够避免ups及其配套电池组入海，将具有消防安全风险的低压ups及其配套的电池与数据舱彻底分离开来，能够提高海底数据中心的安全性，也能实现岸上运维ups和运维ups配套电池组，减少运维成本。此外能够减少海底数据舱的体积，使海底数据中心系统更加简洁，减少投资成本。

10、可选地，所述电池组按照预设标准进行配置；其中，根据预设备电时长确定所述电池组的电池容量；或根据预设储能规模确定所述电池组的电池容量与电池数量。

11、本发明采用的中压不间断电源模块集中布置安装在岸上，因此电池组的部署不会存在空间限制。因为如果采用低压ups及其配套电池跟随it机柜下海，那么低压ups的布置只能随着不同的数据舱而分别布置，但是配套电池组越多，在海底安全性风险越大，这就导致低压ups在海底能够配置电池的容量极其有限。本发明采用岸上集中布置中压不间断电源模块，能够在不考虑空间限制的前提下，按照预设标准并根据预设备电时长或预设储能规模配置电池组的电池容量或电池数量，使得市电输入中断时能够依靠电池组进行预设备电时长的不间断供电，或者在用电低谷时间段进行预设储能规模的储能，在用电高峰时间段内依靠电池组进行供电，降低用电成本。

12、可选地，所述供电系统采用2n供配电系统架构，包括：所述岸上开关站从电网取两路市电为海底数据中心进行供电，每路供电配置一台中压不间断电源。

13、本发明按照2n供配电系统要求从电网取两路市电为海底数据中心进行供电，两路互为备用，正常运行时每路向负载提供50％的电能，当其中一路断电时，另一路向负载提供100％的电能，能够满足a级数据中心的容错要求，能够避免由于一路停电给海底数据中心造成的不便，提高保证海底数据中心用电的可靠性。

14、第二方面，本发明实施例提供了一种海底数据中心的供电方法，所述方法包括以下步骤：

15、岸上开关站与电网连接并将第一电压市电通过中压不间断电源稳压后输送至海底分电站；

16、海底分电站将第一电压供电分配至各个海底数据舱；

17、海底数据舱内降压变压器将第一电压供电降压至第二电压供电，并将所述第二电压供电输送至各个it设备。

18、本发明实施例提供的海底数据中心的供电方法，通过岸上开关站内集中布置的中压不间断电源模块将市电接入海底分电站，由海底分电站给各个海底数据舱进行不间断供电，通过海底变压器将供电降压后给各个it设备进行不间断供电。本发明提供的中压不间断电源架构能够避免ups及其配套电池组入海，提高海底数据中心的安全性，减小海底数据舱的体积，减少投资成本，提高海底数据中心经济落地的可能性。

19、可选地，所述第一电压设置为10kv，所述第二电压设置为380v。

20、可选地，所述第一电压市电的供电线路，包括：a路供电和b路供电；所述a路供电和b路供电互为备用；若两路市电输入正常，则每路向it设备提供50％的电能；若任意一路市电输入中断，则另一路向it设备提供100％的电能。

21、本发明采用按照2n供配电系统要求从电网取两路市电为海底数据中心进行供电，能够满足a级数据中心的容错要求，能够避免由于一路停电给海底数据中心造成的不便，提高海底数据中心用电的可靠性。

22、可选地，若两路市电输入至少一路正常，则所述不间断电源向与其配套的电池组进行预设备电时长的充电；若两路市电输入全部中断，则所述不间断电源通过逆变器将所述电池组所储存的电能输送至海底分电站。

23、本发明采用的中压不间断电源模块在两路市电至少一路输入正常时为由ups为负载进行稳定的不间断供电，同时为与其配套的电池组进行充电，电池组的电能容量根据预设备电时长确定，完成备用电能的存储。在两路市电输入全部中断时，通过逆变器将电池组所存储的直流电能输送至海底数据中心进行供电，供电最大时长即预设备电时长，能够保证海底数据中心的正常运行，避免因为断电而带来的损失。

24、可选地，若处于用电低谷时间段，则所述不间断电源向与其配套的电池组进行预设储能规模的充电；若处于用电高峰时间段，则所述不间断电源通过逆变器将所述电池组所储存的直流电能输送至海底分电站。

25、本发明通过岸上布置中压不间断电源模块，能够使ups的配套电池组部署不受空间限制，因此将配套电池组部署为储能规模，能够应对用电峰谷差价，在用电低谷时间段储存电能，在用电高峰时间段使用所储存的电能进行供电，实现削峰填谷，降低用电成本。