配电设备和配电系统的制作方法

本公开涉及配电设备和配电系统。

背景技术：

1、在数据中心中布置有大量的网络交换机、服务器群。因此，数据中心是信息化网络的核心，也是信息网络系统的数据汇聚中心。数据中心需要24小时不间断地运行，因此数据中心的供电不允许被中断。为了向数据中心供电，需要搭建稳定可靠的数据中心供配电系统。在现有技术中，数据中心供配电系统包括高压变配电器，其作为主电源为数据中心提供电能；发电机，当停电时，发电机作为备用电源为数据中心供电；转换开关，其能够完成主电源与备用电源之间的切换；ups(不间断电源)，通过ups可以为数据中心提供符合要求的、后备的电能；以及列头柜和机架配电设备，其用于将电能分配给数据中心中的不同的设备。

2、随着新能源的发展以及直流供电的接入，现有的数据中心供配电系统无法通过简单的改造实现对交流供电和直流供电的兼容。因此需要寻求新的方案为新能源的供电提供接口。

3、同时，在越发紧迫的低碳绿色发展要求下，数据中心的it负载以最直接方式消纳绿色能源成为理想的设计目标。但由于区域内绿色能源的间歇性、多样性、分布性，传统数据中心的新能源接入通常是屋面光伏通过逆变器统一在低压交流配电处接入。但是，这种设计通常并不直接供给it负载，并且在市电失电时同样会中断绿色能源的供给。

技术实现思路

1、本公开提出了一种配电设备，该配电设备可以兼容不同的电源类型，并且具有更低的功耗和更小的体积。

2、本公开提出了一种配电设备，所述配电设备包括：第一电源输入端，用于连接第一电源；第二电源输入端，用于连接第二电源；第一电源开关，用于将第一电源输入端与母线连接并且通断所述第一电源的供电；第二电源开关，用于将第二电源输入端与母线连接并且通断所述第二电源的供电；所述母线，用于与负载设备连接并且为其供电；和负载设备开关，用于通断对相应负载设备的供电。

3、在根据本公开的实施例中，所述配电设备还包括：第一检测单元，用于检测第一电源的电参量；第二检测单元，用于检测第二电源的电参量；和控制单元，用于根据所述第一电源的电参量来确定所述第一电源是否发生故障；用于根据所述第二电源的电参量来确定所述第二电源是否发生故障，其中，所述控制单元控制第一电源开关接通，在所述第一电源发生故障的情况下，所述控制单元控制第一电源开关断开并且同时控制第二电源开关接通。

4、在根据本公开的实施例中，所述配电设备还包括：负载检测单元，用于检测负载设备的电参量，其中，所述控制单元根据所述负载设备的电参量来确定所述负载设备处是否发生故障，并且在所述第一电源开关接通的情况下，所述控制单元在所述负载设备发生故障的情况下控制所述第一电源开关首先断开并且然后接通，并且在所述第一电源开关的断开和接通之间的时间段中控制所述负载设备开关断开，或者在所述第二电源开关接通的情况下，所述控制单元在所述负载设备发生故障的情况下控制所述第二电源开关首先断开并且然后接通，并且在所述第二电源开关的断开和接通之间的时间段中控制所述负载设备开关断开。

5、在根据本公开的实施例中，所述第一电源是交流电源并且作为主电源运行，并且所述第二电源是直流电源并且作为备用电源运行，或者所述第一电源是直流电源并且作为主电源运行，所述第二电源是交流电源并且作为备用电源运行，或者所述第一电源和所述第二电源都是交流电源或都是直流电源。

6、在根据本公开的实施例中，所述直流电源包括并列地连接到直流母线上的多个子直流电源，所述子直流电源包括光伏设备、储能电池、燃料电池、与交流电网或风机设备连接的整流变换电源。

7、在根据本公开的实施例中，所述第一电源开关和所述第二电源开关被设计为快速通断开关，所述快速通断开关的接通时间和断开时间小于10ms。

8、在根据本公开的实施例中，所述第一电源开关和所述第二电源开关被设计为固态开关，并且所述负载设备开关被设计为晶闸管。

9、在根据本公开的实施例中，所述电参量包括电压、电流和频率。

10、本公开还提供了一种配电系统，其包括：一个或多个上述配电设备；不间断电源，连接到所述配电设备的第一电源输入端；直流电源，连接到所述配电设备的第二电源输入端，并且包括并列地连接到直流母线上的多个子直流电源，其中，在所述直流电源的直流母线上的电压高于预设的切换阈值的情况下，所述配电设备的第二电源开关接通。

11、在根据本公开的实施例中，在存在多个配电设备的情况下，针对所述配电设备分别预设不同的切换阈值，并且其中，在所述直流电源的直流母线上的电压高于相应的切换阈值的情况下，相应配电设备的第二电源开关接通。

12、在根据本公开的实施例中，所述子直流电源包括光伏设备、储能电池、燃料电池、与交流电网或风机设备连接的整流变换电源。

13、根据本公开实施例的配电设备和配电系统能够兼容交流电源和直流电源，因此该配电设备能够适应如今电源类型的多元化，并且可以实现选定负载最直接的绿色消纳，从而实现数据中心内绿色能源的最大化利用，并且同时还保证了高可靠性的供电。相比于传统的配电柜或列头柜，在根据本公开的配电设备中省去了用于切换电源的自动转换开关(ats)或静态转换开关(sts)，从而可以减小配电设备的体积。此外，基于固态开关实现的配电设备可以更高效且快速地实现电源之间的切换、保护和测量，并且具有更低的功耗。基于固态开关的配电设备因此具有更高的集成化并且因此可以具有更小的体积。

技术特征：

1.一种配电设备，包括：

2.根据权利要求1所述的配电设备，其中，所述配电设备还包括：

3.根据权利要求2所述的配电设备，其中，所述配电设备还包括：

4.根据权利要求1所述的配电设备，其中，所述第一电源是交流电源并且作为主电源运行，所述第二电源是直流电源并且作为备用电源运行，或者所述第一电源是直流电源并且作为主电源运行，所述第二电源是交流电源并且作为备用电源运行。

5.根据权利要求1所述的配电设备，其中，所述直流电源包括并列地连接到直流母线上的多个子直流电源，所述子直流电源包括光伏设备、储能电池、燃料电池、与交流电网或风机设备连接的整流变换电源。

6.根据权利要求1所述的配电设备，其中，所述第一电源开关和所述第二电源开关被设计为快速通断开关，所述快速通断开关的接通时间和断开时间小于10ms。

7.根据权利要求1所述的配电设备，其中，所述第一电源开关和所述第二电源开关被设计为固态开关，并且所述负载设备开关被设计为晶闸管。

8.根据权利要求2或3所述的配电设备，其中，所述电参量包括电压、电流和频率。

9.一种配电系统，包括：

10.根据权利要求9所述的配电系统，其中，在存在多个配电设备的情况下，针对所述配电设备分别预设不同的切换阈值，并且其中，在所述直流电源的直流母线上的电压高于相应的切换阈值的情况下，相应配电设备的第二电源开关接通。

技术总结本公开涉及一种配电设备，所述配电设备包括：第一电源输入端，用于连接第一电源；第二电源输入端，用于连接第二电源；第一电源开关，用于将第一电源输入端与母线连接并且通断所述第一电源的供电；第二电源开关，用于将第二电源输入端与母线连接并且通断所述第二电源的供电；所述母线，用于与负载设备连接并且为其供电；和负载设备开关，用于通断对相应负载设备的供电。此外，本公开还涉及一种配电系统。技术研发人员：袁旭,陈加敏,石莹,高晓春,赵海军,顾闻受保护的技术使用者：施耐德电气（中国）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14