一种波浪能叠储的海底数据中心供电系统及方法与流程

本发明涉及海底数据中心供电，具体涉及一种波浪能叠储的海底数据中心供电系统及方法。

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、目前传统陆地数据中心供电系统，一般为从市电电网取两路市电作为主电源，柴油发电输出作为备用电源。市电电网电源通常由火力发电或水力发电组成，整个发输电损耗大，不绿色清洁。

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供电系统损耗大且造成污染的缺陷，从而提供一种波浪能叠储的海底数据中心供电系统及方法，能够利用波浪能发电叠加储能的电源作为主电源就近供电给海底数据中心分电站，岸站市电和柴油发电结合作为双备用电源，绿色节能，避免损耗，有效地保证数据中心的供电可靠性及安全性，提高新型绿色能源电力利用效率。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供了一种波浪能叠储的海底数据中心供电系统，包括：岸站供电模块及海站供电模块；

4、所述岸站供电模块，用于为海底数据中心提供双备用电源，包括市电供电单元及柴油发电供电单元；

5、所述海站供电模块，用于为海底数据中心提供主电源，包括波浪能发电供电单元、海底分电站单元及海底低压配电单元；

6、所述市电供电单元、柴油发电供电单元及波浪能发电供电单元按照预设供电优先级，均经过所述海底分电站单元进行电源分配，并通过所述海底低压配电单元进行电源降压后给海底数据中心进行不间断供电。

7、本发明实施例提供的波浪能叠储的海底数据中心供电系统，通过在岸站供电模块设置市电供电单元及柴油发电供电单元作为双备用电源，在海站供电模块设置波浪能发电供电单元作为主电源，三种供电单元按照预设供电优先级进行供电，所提供的电源均通过海底分电站单元进行分配及通过海底低压配电单元进行降压后传输至海底数据中心。本发明就近利用波浪能发电的电源作为主电源、岸站市电和柴油发电结合作为双备用电源，为海底数据中心提供不间断供电，绿色节能，避免损耗，有效地保证数据中心的供电可靠性及安全性，提高新型绿色能源电力利用效率，降低用电成本。

8、可选地，所述预设供电优先级，包括：所述波浪能发电供电单元的供电优先级高于所述市电供电单元的供电优先级；所述市电供电单元的供电优先级高于所述柴油发电供电单元的供电优先级。

9、本发明利用海底数据中心的地理位置特征，采用波浪能进行发电，并将波浪能发电作为主电源，充分利用绿色能源，缓解能源危机，减少环境污染，而且波浪能发电就近供电给海底数据中心分电站，能够避免输电损耗。同时，将市电与柴油发电作为双备用电源，能够当波浪能发电进行维护或者出现海况不佳等情况时，代替波浪能发电为海底数据中心进行不间断供电，保证供电可靠性及安全性。

10、可选地，所述市电供电单元采用2n供配电系统架构，包括：从电网取两路市电作为所述海底数据中心的一级备用电源。

11、本发明按照2n供配电系统要求从电网取两路市电作为海底数据中心的一级备用电源，同时两路市电互为备用，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，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。

12、可选地，所述柴油发电供电单元发电后与所述市电供电单元进行并机，电能通过所述市电供电单元的中压柜及输电线路，作为所述海底数据中心的二级备用电源。

13、本发明通过将柴油发电供电单元与市电供电单元进行并机设置，柴油发电供电单元所提供的电源作为海底数据中心的二级备用电源，在两路市电均无法供电时，通过市电供电单元的输电设备为海底数据中心进行供电。并机设置能够降低建设成本，保证任何时候供电持续可靠且安全。

14、可选地，所述波浪能发电供电单元设置于海面或海底。

15、本发明借助海底数据中心的位置优势，充分利用汹涌的波浪运动所产生的巨大的、永恒的和环保的波浪能。可根据使用需求将波浪能发电供电单元设置在海面或海底，若设置在海面可方便工作人员维修，若设置在海底可避免其受台风影响较大，从而保证波浪能发电的稳定性。供电系统结合了岸基、海面及海底空间立体布局进行供电，能够有效开发岸外及岸基资源。

16、可选地，所述波浪能发电供电单元配置有储能电池，用来进行预设规模的电能储存。

17、本发明通过为波浪能发电供电装置配置储能电池，能够在波浪能发电效率高且稳定时将多余电能存储在储能电池中，在波浪能发电效率不高或不稳定时将储能电池中的电能释放出来进行供电，能够补齐海底数据中心的电力需求，进一步提高波浪能发电的利用率，降低用电成本。

18、第二方面，本发明实施例提供了一种波浪能叠储的海底数据中心供电方法，所述方法包括以下步骤：

19、通过波浪能发电供电单元将波浪产生的能量转换为电能，当波浪能发电供电单元正常供电时，通过整流逆变将电能输送至海底分电站单元进行电能分配，并通过海底低压配电单元进行降压后为所述海底数据中心供电；

20、当波浪能发电供电单元无法供电时，由岸站供电模块的市电供电单元将市电通过海底电缆输送至海底分电站单元进行电能分配，并通过海底低压配电单元进行降压后为所述海底数据中心供电；

21、当市电供电单元无法供电时，由岸站供电模块的柴油发电供电单元与市电供电单元并机后将电能通过海底电缆输送至海底分电站单元进行电能分配，并通过海底低压配电单元进行降压后为所述海底数据中心供电。

22、本发明实施例提供的波浪能叠储的海底数据中心供电方法，通过在岸站供电模块设置市电供电单元及柴油发电供电单元作为双备用电源，在海站供电模块设置波浪能发电供电单元作为主电源，三种供电单元按照波浪能发电、市电及柴油发电的供电顺序进行供电，所提供的电源均通过海底分电站单元进行分配及通过海底低压配电单元进行降压后传输至海底数据中心。本发明就近利用波浪能发电的电源作为主电源、岸站市电和柴油发电结合作为双备用电源，为海底数据中心提供不间断供电，绿色节能，避免损耗，能够有效地保证数据中心的供电可靠性及安全性，提高新型绿色能源电力利用效率，降低用电成本。

23、可选地，所述整流逆变的过程，包括：波浪能发电供电单元将波浪的能量转换为预设形式的能量；基于所转换的能量通过发电机发电来生成交流电，并将所述交流电进行整流生成直流电；将直流电逆变为预设频率的高质量交流电，作为所述海底数据中心的主电源。

24、本发明通过波浪能发电供电单元将由波浪运动所产生的波浪能转化为机械的、气压的或液压的能量，然后通过发电机将能量转化为交流电，通过对交流电进行整流逆变生成高质量的交流电，为海底数据中心提供电能。波浪能是一种绿色可再生能源，包含动能和势能，以波浪能发电作为海底数据中心的主电源能够缓解能源危机和减少环境污染。

25、可选地，所述波浪能发电供电单元正常供电的方式，包括：若波浪能发电效率高且稳定，则将生成的直流电存储至储能电池进行预设规模的储能，由波浪能发电单独进行供电；若波浪能发电效率低或不稳定，则通过逆变器将所述储能电池中的电能转化为预设频率的交流电，由波浪能发电与储能电池共同进行供电。

26、本发明选择波浪能作为海底数据中心的主电源，一方面考虑了海底数据中心的地理位置进行就近供电，一方面考虑了波浪能的可再生性。但是实际中波浪的大小主要由风速决定，因此生成的波浪能存在不稳定性。当波浪能发电效率高且稳定时，由波浪能发电单独进行供电，但同时将多余的电能存储到储能电池中；当波浪能发电效率低或不稳定时，由储能电池进行放电，与波浪能发电共同经过波浪能发电供电单元进行供电，补齐海底数据中心的电力需求，进一步提高绿色能源的利用率，降低用电成本。

27、可选地，所述市电供电单元的供电线路，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，则每路向海底数据中心提供50％的电能；若任意一路市电输入中断，则另一路向海底数据中心提供100％的电能。

28、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。