[發明專利]一種數據中心供能系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202110404593.8
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113364026B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 譚軼童;羅堅;徐淑通;劉欣
• 申請（專利權）人: 上海毅鏷新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28;C25B1/04;H02J15/00
• 代理公司: 上海熠澗知識產權代理有限公司 31442
• 代理人: 林高鋒

1.一種數據中心供能系統，其特征在于，所述數據中心供能系統包括光伏發電系統、電化學儲能系統、水電解制氫系統、燃料電池發電系統和供能控制系統；

其中所述光伏發電系統通過DC/AC接入到數據中心內部電網以及所述電化學儲能系統，所述電化學儲能系統接入數據中心內部電網，且所述光伏發電系統通過DC/DC接入到水電解制氫系統；

其中所述水電解制氫系統的直流側耦合所述光伏發電系統，用于向所述燃料電池發電系統提供氫氣，所述燃料電池發電系統接入數據中心內部電網；

其中所述供能控制系統使得整個供能系統即使在斷電情況也能穩定運行；所述數據中心供能系統還包括固態儲氫系統和氣體緩沖罐，所述氣體緩沖罐設置在所述水電解制氫系統與所述燃料電池發電系統的氫氣流動路徑上；

所述水電解制氫系統與所述固態儲氫系統流體連通，所述固態儲氫系統與所述氣體緩沖罐流體連通；

適用于所述的數據中心供能系統的功能控制方法包括以下步驟：

S1：判斷市電是否正常供電，若供電正常，則由市電為數據中心服務器提供主要電力，光伏發電系統一部分并入內部電網，另一部分為制氫和儲氫供電，燃料電池發電系統從固態儲氫系統獲取氫氣后為部分服務器提供電力支持，若供電不正常，則運行S2；

S2：通過快速切換開關，切換到電化學儲能系統，進入應急供電狀態；

S3：判斷是否在有效光照條件下，若在有效光照條件下，則電化學儲能系統平抑光伏發電系統所發電量，將主供電電路切換為光伏發電系統，燃料電池發電系統對設備輔助供電，其余負載依照數據中心用電需求和實際用電功率進行匹配，然后運行S6，若不在有效光照條件下，則運行S4；

S4：判斷是否有可利用光，若有能夠利用的光輻射，則固態儲氫提供為燃料電池發電系統提供氫氣，燃料電池發電系統為主機房提供電力，電化學儲能系統對設備輔助供電，較弱的可利用光伏電能補入到電化學儲能系統中，數據中心負載依照用電需求和實際用電功率進行匹配，然后運行S6，若沒有能夠利用的光輻射條件，則運行S5；

S5：燃料電池發電系統接入到10kV電源母線為主機房提供電力，數據中心其余負載依照用電需求和實際用電功率進行匹配；

S6：判斷燃料電池發電系統內部是否存在故障，若有內部故障，則利用電化學儲能系統代替燃料電池發電系統為主機房提供電力，待燃料電池冗余發電模組啟動后，關閉電化學儲能系統，然后運行S7，若不存在內部故障，則運行S7；

S7：待緊急搶修后，市電恢復正常，將快速切換開關切換到市電，恢復原來的供電工況，繼續進行系統監控。

2.如權利要求1所述的數據中心供能系統，其特征在于，還包括充放氫輔助系統，所述充放氫輔助系統與所述固態儲氫系統之間存在用于循環輸送流體導熱介質的循環通路。

3.如權利要求2所述的數據中心供能系統，其特征在于，還包括相變儲熱系統，所述相變儲熱系統同時與光伏發電系統、電化學儲能系統以及數據中心的內部電網電連接，且與數據中心用能設備以及所述燃料電池發電系統存在熱量傳輸通路；

所述充放氫輔助系統包括換熱裝置，用于從所述相變儲熱系統中吸收熱量。

4.如權利要求1-3中任一項所述的數據中心供能系統，其特征在于，所述的固態儲氫系統的填充材料為鎂系固態儲氫材料，包括Mg、Mg-Ni、Mg-Ni-RE、LaMgNi-Co、Mg(BH₄)₂、Mg(BH₄)₂@MgH₂中一種或多種。

5.如權利要求4所述的數據中心供能系統，其特征在于，所述的固態儲氫系統的填充材料為LaMgNi-Co。

6.如權利要求2 -3中任一項所述的數據中心供能系統，其特征在于，所述流體導熱介質包括熱蒸汽、熔融鹽和導熱油中一種或多種。

7.如權利要求6所述的數據中心供能系統，其特征在于，所述導熱介質為導熱油。