[实用新型]一种数据中心后备电池系统及数据中心

说明书

本实用新型公开了一种数据中心后备电池系统及数据中心，涉及数据中心系统设计领域。所述后备电池系统包括市电配电柜、精密列头柜和UPS，所述UPS配置有N组相同的电池单元，电池单元根据数据中心的后备时间进行设置，配置组数N根据数据中心负载总量及当地分时电价时长综合设置，电池系统还包括电源管理系统，电源管理系统对UPS和电池单元进行监控管理，并控制UPS对N组电池单元进行循环充电和放电。本申请方案在现行数据中心后备电池系统的基础上，通过配置多组相同后备时间的电池单元，并由电源管理系统控制进行电池单元分时分组投切，达到消峰填谷的效果，从而降低了运行成本，提高了后备电池的利用率和使用寿命，提高了系统的运行可靠性。

技术领域

本实用新型涉及数据中心系统设计领域，具体来说涉及一种数据中心后备电池系统及数据中心。

背景技术

随着数据中心的大规模建设，新技术越来越多，承载数据中心业务的机房环境也越来越复杂。数据中心负荷为一级负荷，需要配置不间断电源和电池为数据中心负荷提供后备电能，以保证在市电掉电时数据中心供电的连续性。现有技术中，由于国内电力中断的概率较低，且数据中心一般采用两路电源的供电方式，使得后备电池的配置及运行方式存在着电池利用率较低的问题，电池基本处于闲置状态。

目前，微模块数据中心末端精密列头柜一般采用一路市电加两路UPS的供电方式，如图1所示，市电为空调供电，两路UPS分别为每台机柜内的两条PDU提供一路电。微模块数据中心前端采用双路电源加UPS 2N的架构方式，如图2所示，一套UPS配置一套电池，后备电池做应急使用。由于数据中心后备电池系统的配置通常是根据客户的后备时间要求进行设置，一般在市电正常时进行电池充电，充电完成后系统处于浮充或停止充电热备状态，当一路市电断电时另一路市电可以带全部负载，当两路市电均断电时，采用UPS加后备电池的供电方式为负载提供一定时间的电能。该方式存在的不足之处在于：一方面，电池一直处于浮充或停止充电热备状态，只有在市电停电时才启用，存在着资源浪费的问题；另一方面，由于电池长时间放置会大幅缩短电池寿命，所以需要定期对电池进行充放电，一是增加了运维成本，二是如果在电池电量即将释放完毕时发生市电断电的情况，那么电池将没有足够的电能提供给IT设备，会造成IT设备宕机，导致数据丢失或损坏；此外，现有供电架构中，一套UPS只配置一套电池，无法将电池作为储能电池使用，不能平衡用电高峰和用电低谷的电力供应。

实用新型内容

本实用新型提供了一种数据中心后备电池系统及数据中心，通过配置多组相同后备时间的电池单元，并由电源管理系统控制进行分时分组投切，提高后备电池的利用率，降低运行成本。

为实现上述目的，本实用新型公开了如下技术方案：

本实用新型一方面提供一种数据中心后备电池系统，包括市电配电柜、精密列头柜和UPS，所述UPS配置有N组相同的电池单元，电池单元根据数据中心的后备时间进行设置，配置组数根据数据中心负载总量及当地分时电价时长综合确定，所述电池系统还包括电源管理系统，电源管理系统对UPS和电池单元进行监控管理，并控制UPS对N组电池单元进行循环充电和放电。

基于上述方案，进一步的，当白天用电高峰时，电源管理系统在确保其中一个电池单元处于满电荷状态下，控制UPS切换至逆变状态由其余组电池单元放电为数据中心负载提供电能。当晚上用电低谷时，电源管理系统控制UPS为白天放电的电池单元进行充电，为第二天在用电高峰时放电进行储备电能。

作为优选，所述电源管理系统控制UPS对N组电池单元进行循环充电和放电，可具体为：第1天将第1组电池单元作为备用，第2～N组电池单元进行放电和充电；第2天将第2组电池单元作为备用，其余组电池单元进行放电和充电；以此类推，第N天将第N组电池单元作为备用，第1～N组电池单元进行放电和充电，依次循环。

进一步的，所述电源管理系统可根据需要配置为一套或多套，用于对整个数据中心电力系统进行数据采集分析、集中监测、实时控制及智能运维等，以保障系统安全、稳定、高效的运行。