本实用新型涉及供电系统技术领域，尤其是指一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱。
背景技术：
模块式分布式数据中心具有模块化、高功率密度、低能耗、低成本、可快速部署的特点。模块式分布式数据中心可作为数据中心构建的标准模块，方便建设、方便容量的扩展、集装箱数据中心为应急部署数据中心、数据灾备数据中心、军事部署数据中心、大型户外临时性数据中心或移动作业数据中心建设提供了一种有效的解决方案。
目前模块式分布式数据中心供电系统的设计思路主要参考大型集中式a级数据中心，采用双路交流ups供电的接线方式，因追求高冗余而使内部设计较为复杂。不可否认，这对于对满足高可靠性的总部级数据中心有利。但是边缘计算型客户对于数据中心的设备冗余要求不高，满足b级数据中心指标要求即可，那么内部复杂数据中心的各种设备冗余就会使得成本较高变得不可接受。
目前分布式数据中心的供电系统电源模块的结构复杂，占用体积大，因此开发更低建设成本、更低pue、更加智能、更方便快速部署的分布式数据中心供电系统模块显得更加迫切。另外目前分布式数据中心的供电系统电源模块舱通常不设置蓄电池，这样不便于供电系统管理。
技术实现要素：
本实用新型针对现有技术的问题提供一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，结构新颖，设计巧妙，分布式数据中心专用交直流电源模块舱设置专门的控制室，方便运行维护；所述蓄电池室内的蓄电池可以提供电力，便于交直流供电系统管理，并且将火灾灭火系统布置在模块舱，方便统一管理，同时也可承受更多的服务器，有效提高安全性；电源模块舱分五个子舱室，包括10kv交流变压器室、10kv高压室、交直流配电室、蓄电池室和控制室，各分室功能分区明确，结构布置紧凑，设备全部采用前接线前维护方式，方便运行维护。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型提供的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，包括框架箱体、交直流供电系统、通风制冷系统和火灾灭火系统，所述框架箱体分隔成五个子舱室，五个子舱室分别为10kv交流变压器室、10kv高压室、交直流配电室、蓄电池室和控制室；所述10kv交流变压器室、10kv高压室、交直流配电室、蓄电池室、交直流供电系统、通风制冷系统和火灾灭火系统分别与所述控制室信号连接。
其中，所述10kv交流变压器室内装设有10kv交流干式变压器，所述10kv交流变压器室安装在框架箱体一侧的短边处。
其中，所述10kv高压室内装设有9面10kv高压开关柜，所述9面10kv高压开关柜包括第一10kv电源进线柜、第二10kv电源进线柜、第一10kv高压计量柜、第二10kv高压计量柜、第一母线进线柜、第二母线进线柜、第一变压器出线柜、第二变压器出线柜和母线联络柜，所述10kv高压室安装在框架箱体的长边处中部。
其中，所述交直流配电室内设置有3面380v交流配电柜、一台ac10kv/dc240v电力电子变压器和2面240v直流配电柜；所述交直流配电室安装在框架箱体的长边处中部并与所述10kv高压室呈背对背布置；
所述3面380v交流配电柜包括380v交流进线柜、380v交流出线柜和无功补偿柜，所述3面380v交流配电柜紧挨着所述10kv交流变压器室；所述3面380v交流配电柜采用铜排与所述10kv交流变压器室的低压侧连接。
其中，所述ac10kv/dc240v电力电子变压器设有中间变换电压dc750v，所述ac10kv/dc240v电力电子变压器采用ac10kv/dc750v/dc240v分级拓扑方式实现中间变换电压dc750v；所述ac10kv/dc240v电力电子变压器中的ac10kv/dc750v变换采用模块化级联拓扑架构，由若干组多个功率子模块采用低压并联高压串联的形式构成，每个功率子模块拓扑由双向有源桥变换器和h桥两部分组成；dc750v/dc240采用降压型非隔离双向buck-boost变换器构成；
所述ac10kv/dc240v电力电子变压器由四面柜体组成，所述ac10kv/dc240v电力电子变压器包括高压启动柜、ac10kv/dc750v功率柜、750v直流配电柜和750v/240v直流功率柜。
其中，所述2面240v直流配电柜设有240v直流进线柜和240v直流出线柜，所述2面240v直流配电柜紧挨ac10kv/dc240v电力电子变压器安装，所述2面240v直流配电柜采用铜排与ac10kv/dc240v电力电子变压器的低压侧连接。
其中，所述蓄电池室设有多组蓄电池组，每组蓄电池组的额定电压为240v；所述蓄电池室紧挨着所述240v直流出线柜安装，所述蓄电池室与所述240v直流出线柜的蓄电池组的出线采用铜排连接。
其中，所述的控制室内设有控制柜、能量管理系统柜和通信柜；所述的控制室安装在所述框架箱体另一侧的短边处。
其中，所述通风制冷系统包括排风扇进出风系统和空调制冷系统。
其中，所述火灾灭火系统为七氟丙烷灭火系统。
本实用新型的有益效果：
本实用新型结构新颖，设计巧妙，分布式数据中心专用交直流电源模块舱设置专门的控制室，方便运行维护；所述蓄电池室内的蓄电池可以提供电力，便于交直流供电系统管理，并且将火灾灭火系统布置在模块舱，方便统一管理，同时也可承受更多的服务器，有效提高安全性；电源模块舱分五个子舱室，包括10kv交流变压器室、10kv高压室、交直流配电室、蓄电池室和控制室，各分室功能分区明确，结构布置紧凑，设备全部采用前接线前维护方式，方便运行维护。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的交直流供电系统的电气接线示意图。
图3为本实用新型的ac10kv/dc240v电力电子变压器的电气拓扑接线示意图。
在图1至图3中的附图标记包括：
1、10kv交流变压器室；2、10kv高压室；3、交直流配电室；4、蓄电池室；5、控制室；11、10kv交流干式变压器；21、第一10kv电源进线柜；22、第一10kv高压计量柜；23、第一10kv母线进线柜；24、第一变压器出线柜；25、母线联络柜；26、第二变压器出线柜；27、第二10kv母线进线柜；28、第二10kv高压计量柜；29、第二10kv电源进线柜；31、380v交流进线柜；32、380v交流出线柜；33、无功补偿柜；34、ac10kv/dc240v电力电子变压器；35、240v直流进线柜；36、240v直流出线柜；41、蓄电池组；51、控制柜；52、管理系统柜；53、通信柜。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。可以理解的是，附图仅仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。附图中显示的连接关系仅仅是为了便于清晰描述，并不限定连接方式。
需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
还需要说明的是，本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，如图1至图3所示，包括框架箱体、交直流供电系统、通风制冷系统和火灾灭火系统，所述框架箱体可以采用标准的40英尺集装箱，所述框架箱体分隔成五个子舱室，五个子舱室分别为10kv交流变压器室、10kv高压室、交直流配电室、蓄电池室和控制室；所述10kv交流变压器室、10kv高压室、交直流配电室、蓄电池室、交直流供电系统、通风制冷系统和火灾灭火系统分别与所述控制室信号连接。
具体地，本实用新型结构新颖，设计巧妙，分布式数据中心专用交直流电源模块舱设置专门的控制室，方便运行维护；所述蓄电池室内的蓄电池可以提供电力，便于交直流供电系统管理，并且将火灾灭火系统布置在模块舱，方便统一管理，同时也可承受更多的服务器，有效提高安全性；电源模块舱分五个子舱室，包括10kv交流变压器室、10kv高压室、交直流配电室、蓄电池室和控制室，各分室功能分区明确，结构布置紧凑，设备全部采用前接线前维护方式，方便运行维护。
本实施例所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，所述10kv交流变压器室内装设有10kv交流干式变压器，所述10kv交流变压器室安装在框架箱体一侧的短边处。进一步的，10kv交流变压器室分别设置有多个检修维护小门，10kv交流变压器室内侧边顶部设置排风机，供变压器散热用。
本实施例所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，所述10kv高压室内装设有9面10kv高压开关柜，所述9面10kv高压开关柜包括第一10kv电源进线柜、第二10kv电源进线柜、第一10kv高压计量柜、第二10kv高压计量柜、第一母线进线柜、第二母线进线柜、第一变压器出线柜、第二变压器出线柜和母线联络柜，所述10kv高压室安装在框架箱体的长边处中部。
具体地，本10kv高压开关柜，具有两路10kv电源进线，设置两个高压计量点，并设置一个母线分段联络柜，满足供电公司的业扩报装计量点设置要求；10kv高压开关柜采用环网负荷开关柜型，前开门，正面维护，采用电缆下进下出线方式。
本实施例所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，所述交直流配电室内设置有3面380v交流配电柜、一台ac10kv/dc240v电力电子变压器和2面240v直流配电柜；所述交直流配电室安装在框架箱体的长边处中部并与所述10kv高压室呈背对背布置；具体地，交直流配电室室内侧边顶部设置排风机，供电力电子变压器散热用。
其中，所述3面380v交流配电柜包括380v交流进线柜、380v交流出线柜和无功补偿柜，所述3面380v交流配电柜紧挨着所述10kv交流变压器室；所述3面380v交流配电柜采用铜排与所述10kv交流变压器室的低压侧连接。具体地，3面380v交流配电柜采用固定式框架断路器柜，前开门，正面维护，采用铜排上进线、电缆下出线方式。
本实施例所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，所述ac10kv/dc240v电力电子变压器设有中间变换电压dc750v，所述ac10kv/dc240v电力电子变压器采用ac10kv/dc750v/dc240v分级拓扑方式实现中间变换电压dc750v；所述ac10kv/dc240v电力电子变压器中的ac10kv/dc750v变换采用模块化级联拓扑架构，由若干组多个功率子模块采用低压并联高压串联的形式构成，每个功率子模块拓扑由双向有源桥变换器和h桥两部分组成，具体实现方式如图3所示；dc750v/dc240采用降压型非隔离双向buck-boost变换器构成，具体实现方式如图3所示；
其中，所述ac10kv/dc240v电力电子变压器由四面柜体组成，所述ac10kv/dc240v电力电子变压器包括高压启动柜、ac10kv/dc750v功率柜、750v直流配电柜和750v/240v直流功率柜。
具体地，所述高压启动柜设有10kv交流断路器、10kv交流接触器、软启电阻、10kv交流滤波电抗器及pt高压带电显示装置，10kv交流断路器与母线联络柜中的10kv母线采用铜排连接，10kv交流接触器一端与10kv交流断路器相连，另一端与10kv交流滤波电抗器相连，软启电阻一端与10kv交流断路器相连，另一端与10kv交流滤波电抗器相连，10kv交流滤波电抗器一端与10kv交流接触器相连，另一端与功率柜高压侧铜排相连。
所述ac10kv/dc750v功率柜由3组功率模块组成，每组功率模块由若干个功率子模块采用低压侧并联高压侧串联的方式通过铜排进行连接，高压侧出线与10kv交流滤波电抗器相连，低压侧出线与直流柜断路器dc750v出线相连。
所述750v直流配电柜主要由直流断路器、连接铜排组成，直流断路器的一端与ac10kv/dc750v功率柜低压侧出线采用铜排连接，另一端与750v直流母线相连接。
所述750v/240v直流功率柜，由直流断路器、母线电容、半桥功率单元、滤波电抗器、滤波电容组成，直流断路器一端与750v直流配电柜的750v直流母线连接，另一端与母线电容连接，母线电容一端与直流断路器连接，另一端与功率单元连接，半桥功率单元正负极分别与母线电容相连，桥臂中点与滤波电抗器连接，滤波电抗器一端与半桥功率单元桥臂中点相连，一端与滤波电容正极相连，滤波电容负极与半桥功率单元负极相连。
本实施例所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，所述2面240v直流配电柜设有240v直流进线柜和240v直流出线柜，所述2面240v直流配电柜紧挨ac10kv/dc240v电力电子变压器安装，所述2面240v直流配电柜采用铜排与ac10kv/dc240v电力电子变压器的低压侧连接。具体地，240v直流配电柜采用固定式框架断路器柜，前开门，正面维护，采用铜排上进线、电缆下出线方式。
本实施例所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，所述蓄电池室设有多组蓄电池组，每组蓄电池组的额定电压为240v；所述蓄电池室紧挨着所述240v直流出线柜安装，所述蓄电池室与所述240v直流出线柜的蓄电池组的出线采用铜排连接。具体地，多组蓄电池组可以满足b级数据中心可靠性要求。
本实施例所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，所述的控制室内设有控制柜、能量管理系统柜和通信柜；所述的控制室安装在所述框架箱体另一侧的短边处。具体地，控制室内配置控制柜、能量管理系统柜和通信柜，可收集及整理全站配用电状态及环境监测等全站管理信息，并可通过光纤或者5g通信，上传至云端互联共享平台或者数据中心租赁的云服务器等云平台。
本实施例所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，所述通风制冷系统包括排风扇进出风系统和空调制冷系统。
本实施例所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，所述火灾灭火系统为七氟丙烷灭火系统。
具体地，所述分布式数据中心专用交直流电源模块舱的控制室设置普通空调，蓄电池室内设置防爆空调，满足精密仪器的使用条件；所述分布式数据中心专用交直流电源模块舱整个舱体各分室均设置七氟丙烷灭火系统，能够快速喷射，达到极早期灭火的目的。
以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
1.一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，其特征在于：包括框架箱体、交直流供电系统、通风制冷系统和火灾灭火系统，所述框架箱体分隔成五个子舱室，五个子舱室分别为10kv交流变压器室、10kv高压室、交直流配电室、蓄电池室和控制室；所述10kv交流变压器室、10kv高压室、交直流配电室、蓄电池室、交直流供电系统、通风制冷系统和火灾灭火系统分别与所述控制室信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，其特征在于：所述10kv交流变压器室内装设有10kv交流干式变压器，所述10kv交流变压器室安装在框架箱体一侧的短边处。
3.根据权利要求1所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，其特征在于：所述10kv高压室内装设有9面10kv高压开关柜，所述9面10kv高压开关柜包括第一10kv电源进线柜、第二10kv电源进线柜、第一10kv高压计量柜、第二10kv高压计量柜、第一母线进线柜、第二母线进线柜、第一变压器出线柜、第二变压器出线柜和母线联络柜，所述10kv高压室安装在框架箱体的长边处中部。
4.根据权利要求2所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，其特征在于：所述交直流配电室内设置有3面380v交流配电柜、一台ac10kv/dc240v电力电子变压器和2面240v直流配电柜；所述交直流配电室安装在框架箱体的长边处中部并与所述10kv高压室呈背对背布置；
所述3面380v交流配电柜包括380v交流进线柜、380v交流出线柜和无功补偿柜，所述3面380v交流配电柜紧挨着所述10kv交流变压器室；所述3面380v交流配电柜采用铜排与所述10kv交流变压器室的低压侧连接。
5.根据权利要求4所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，其特征在于：所述ac10kv/dc240v电力电子变压器设有中间变换电压dc750v，所述ac10kv/dc240v电力电子变压器采用ac10kv/dc750v/dc240v分级拓扑方式实现中间变换电压dc750v；所述ac10kv/dc240v电力电子变压器中的ac10kv/dc750v变换采用模块化级联拓扑架构，由若干组多个功率子模块采用低压并联高压串联的形式构成，每个功率子模块拓扑由双向有源桥变换器和h桥两部分组成；dc750v/dc240采用降压型非隔离双向buck-boost变换器构成；
所述ac10kv/dc240v电力电子变压器由四面柜体组成，所述ac10kv/dc240v电力电子变压器包括高压启动柜、ac10kv/dc750v功率柜、750v直流配电柜和750v/240v直流功率柜。
6.根据权利要求4所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，其特征在于：所述2面240v直流配电柜设有240v直流进线柜和240v直流出线柜，所述2面240v直流配电柜紧挨ac10kv/dc240v电力电子变压器安装，所述2面240v直流配电柜采用铜排与ac10kv/dc240v电力电子变压器的低压侧连接。
7.根据权利要求6所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，其特征在于：所述蓄电池室设有多组蓄电池组，每组蓄电池组的额定电压为240v；所述蓄电池室紧挨着所述240v直流出线柜安装，所述蓄电池室与所述240v直流出线柜的蓄电池组的出线采用铜排连接。
8.根据权利要求1所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，其特征在于：所述的控制室内设有控制柜、能量管理系统柜和通信柜；所述的控制室安装在所述框架箱体另一侧的短边处。
9.根据权利要求1所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，其特征在于：所述通风制冷系统包括排风扇进出风系统和空调制冷系统。
10.根据权利要求1所述的一种分布式数据中心专用交直流电源模块舱，其特征在于：所述火灾灭火系统为七氟丙烷灭火系统。
技术总结