[發明專利]一種用于互聯網數據中心的備用供電系統

在審

• 申請號: 202011253223.0
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112462919A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 饒文濤;魏煒;封羽濤;李文武
• 申請（專利權）人: 寶武清潔能源有限公司
• 主分類號: G06F1/30
• 分類號: G06F1/30;H02J9/06
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種用于互聯網數據中心的備用供電系統，針對現有的互聯網數據中心的備用電源主要采用鉛蓄電池和柴油發電機組相組合的方式，由于柴油機車封存不用，且需要頻繁維護，工作量大等問題，通過氣體處理模塊對外部輸入的燃料氣體進行提純處理，將提純后的燃料氣體輸送至燃料電池發電模塊的燃料電堆與氧氣進行電化學反應，制備用于互聯網數據中心的直流電，該直流電可直接提供給數據中心，也可將電量存儲在蓄供電模塊中，用于互聯網數據中心的快速應急響應；通過ATS切換模塊自動切換互聯網數據中心的供電方式；克服了柴油機車大部分時間封存不用，且需要頻繁維護，工作量大，在遇到數據中心大面積停電時，柴油機車不夠及時響應的缺陷。

技術領域

本發明屬于供配電的技術領域，尤其涉及一種用于互聯網數據中心的備用供電系統。

背景技術

隨著社會工業化的迅速發展，現代社會和經濟對電力的依賴已達到不可或缺的程度，電力已成為社會和經濟運行的總開關，沒有電一切便迅速陷入全面癱瘓。

IDC(互聯網數據中心)是對入駐企業、商戶或網站服務器群托管的場所，是各種模式電子商務賴以安全運作的基礎設施，也是支持企業及其商業聯盟的分銷商、供應商、客戶等實施價值鏈管理的平臺。

IDC目前的供配電方式為雙路供電系統加UPS電源及柴油發電機設備，并對空調系統和其他用電設備單獨供電，避免了空調系統啟停對重要用電設備的干擾。其中，IDC用的備用電源主要采用鉛蓄電池和柴油發電機組相組合的方式進行，這種備用電源與當前對數據中心供電需求的矛盾越來越大，通常鉛蓄電池存在重量大、壽命短、污染大、容量有限的不足，備用時間滿足不了重大應急需求；為了延長發電備用時間，要配備大量的柴油發電機組，然而，大部分時間，柴油機車封存不用，且需要頻繁維護，工作量大。在遇到數據中心大面積停電時，柴油機車根本不夠響應。

燃料電池作為一種節能環保的發電設備，體積小，重量輕，無噪音，價格便宜，維護低，可連續工作(48小時或更長的備用時間)等特點非常適合用在備用電源領域，包括互聯網數據中心、基站、商業樓宇等，可替代目前大量應用的鉛酸電池和柴油發電機。

現階段，在燃料電池備用電源領域，如美國的PLUGPOWER(作為美國最大的質子交換膜燃料電池開發公司之一，在備用電源和固定電站方面有豐富的經驗)，或美國的IdaTech(主要從事燃料電池備用電源的生產，以氫氣和甲醇為燃料的燃料電池產品在電網和備用電源市場上取得了很大成功)公司所采用的燃料電池備用電源技術方案主要是一種替代性的燃料電池獨立供電的技術方案。在這些技術方案中，燃料電池作為備用電源，其輸出電壓是一種軟電壓特性，必須經過DC/DC穩壓后提供給用電設備，用電設備對穩壓后的輸出電壓有比較嚴格的要求。此外，這種軟電壓特性的電源當處于外界負載變化環境中，燃料電池的電壓變化范圍比較大，對DC/DC的穩壓要求相對較高，且價格也比較高。國外這些公司的燃料電池系統較為復雜且加上比較貴的DC/DC等配件裝置使整個燃料電池備用電源系統成本變高，在價格上難同傳統的鉛酸電池競爭，因而也直接影響了燃料電池的推廣和應用。特別注意的是，在新一代燃料電池系統(空冷自增濕燃料電池系統)中，燃料電池系統的成本幾乎同DC/DC相當，如果去掉DC/DC的直接連接方式可以將燃料電池供電部分的成本直接降低50％。

在申請號為CN200810204755.8的專利申請文件中介紹了燃料電池同儲能電池組成的備用電源系統，該系統中是一個整體的燃料電池同儲能電池組成的備用電源，在該系統中，為了匹配負載，燃料電池同儲能電池組成的系統電壓在一個相對比較寬的范圍內變化，這樣會造成電源系統的電壓不是很穩定，而且，為了防止儲能電池的大電流充電，和燃料電池相匹配的儲能電池容量比較大。再者，在這個專利申請文件中，燃料電池在停止工作時需要供風設備將剩余的燃料電池的電壓消耗掉，消耗速度相對比較慢，消耗電壓不徹底；且在這個過程中，空氣是富余狀態，氫氣相對供應不足，容易對電池造成損害。

發明內容