基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統的製作方法
2023-09-14 06:47:30 1
基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統的製作方法
【專利摘要】本申請公開了基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，包括：交流輸入穩壓器、電度表、直流電直供輸入模塊、交流電直供輸入模塊及供電負荷調節設備，交流輸入穩壓器用於對輸入的交流電壓進行調整控制；電度表用於顯示系統的綜合耗電結果；直流電直供輸入模塊用於控制直流電直供輸入的負荷比例；交流電直供輸入模塊用於控制交流電直供輸入的負荷比例；供電負荷調節設備包括：第一電源模塊、第二電源模塊及測試模塊，第一電源模塊用於測試及調整直流電直供輸入的負荷比例；第二電源模塊用於測試及調整交流電直供輸入的負荷比例；測試模塊用於根據電度表的讀數比較並選取系統能耗最優的直流電直供輸入及交流電直供輸入的負荷比例進行供電。
【專利說明】
基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及通信電源的技術領域，具體地，涉及基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統。
【背景技術】
[0002]隨著信息技術的發展，大數據的分析技術已經普遍應用到了人們的生活及工作中，在進行大數據的分析計算時，通常需要在多個信息技術設備(IT設備)上進行分析運算，這就需要有電源系統給伺服器提供能源以保證數據的分析計算順利進行。目前，基於節能運行及保障供電可靠性的考慮，大型數據中心絕大部分都是採用雙電源供電的伺服器，現有的雙電源供電的伺服器通常採用一路市電直供和一路240V(HVDC)直流供電，市電直供是為了節能，240V(HVDC)直流供電是供電可靠性保障。
[0003]在現有技術中，伺服器的雙電源供電系統採用市電直供與240V(HVDC)直流供電負荷均分的方式，但是，使用240V(HVDC)直流供電時需要消耗比採用市電直供更多的能源，因此，在傳統的雙電源供電系統中還存在節能的提升空間。另一方面，使用240V(HVDC)直流供電是為了保證供電系統的安全，以在市電直供異常時提供保障性的供電。如何使得供電系統既安全又能達到節能最大化，成為業界關注的熱點。
[0004]在雙電源供電系統中，常見的提升節能效果的方式是通過提高市電直供的負荷比例、降低240V(HVDC)直流供電負荷比例，但是240V(HVDC)直流供電負荷率過低，會使得伺服器的電源模塊效率降低，雙電源供電系統的整體效率不一定是最優的；再加上由於工程項目建設的招投標形式，使得在同一個伺服器機房中會安裝多家供應商的伺服器設備，而不同型號的伺服器、伺服器中不同功率的伺服器電源模塊，造成在同一個伺服器機房中系統供電的最大效率點不完全相同；另外，不同廠家的供電系統提供的240V(HVDC)系統的電源模塊的最大效率點也有差異。因此，不可能設置雙電源供電系統的市電直供及240V(HVDC)直流供電統一的負荷分配比例。
[0005]因此，提供一種能夠分配市電直供與240V直流供電最優負荷比例的雙電源供電系統是本領域亟待解決的問題。
【實用新型內容】
[0006]有鑑於此，本實用新型提供了一種基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，解決了現有技術中雙電源供電系統無法選擇效率最優供電狀態的問題。
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，包括:交流輸入穩壓器、電度表、直流電直供輸入模塊、交流電直供輸入模塊及供電負荷調節設備，其中，
[0008]所述交流輸入穩壓器，與所述電度表相藕接，用於對輸入的交流電壓進行調整控制;
[0009 ]所述電度表，分別與所述交流輸入穩壓器、直流電直供輸入模塊及交流電直供輸入模塊相藕接，用於顯示系統的綜合耗電結果；
[0010]所述直流電直供輸入模塊，與所述電度表及供電負荷調節設備相藕接，用於控制直流電直供輸入的負荷比例；
[0011]所述交流電直供輸入模塊，與所述電度表及供電負荷調節設備相藕接，用於控制交流電直供輸入的負荷比例；
[0012]所述供電負荷調節設備，包括:第一電源模塊、第二電源模塊及測試模塊，其中，
[0013]所述第一電源模塊，與所述直流電直供輸入模塊相藕接，用於測試及調整所述直流電直供輸入的負荷比例；
[0014]所述第二電源模塊，與所述交流電直供輸入模塊相藕接，用於測試及調整所述交流電直供輸入的負荷比例；
[0015]所述測試模塊，用於根據所述電度表的讀數比較並選取系統能耗最優的直流電直供輸入及交流電直供輸入的負荷比例進行供電。
[0016]進一步地，其中，所述供電負荷調節設備，還包括:休眠測試模塊，所述休眠測試模塊，與所述第一電源模塊相藕接，用於測試直流電直供輸入的休眠控制點。
[0017]進一步地，其中，所述第一電源模塊，還用於:以2%為測試調整點調節所述直流電直供輸入的負荷比例；
[0018]所述第二電源模塊，進一步用於:基於所述直流電直供輸入的負荷比例調節所述交流電直供輸入的負荷比例。
[0019]進一步地，其中，所述測試模塊，還用於:檢測所述供電負荷調節設備進入工作狀態後供電輸入和負荷的恆定性。
[0020]進一步地，其中，所述測試模塊，還用於:檢測到所述供電負荷調節設備進入工作狀態後供電輸入和負荷的恆定時，調節所述直流電直供輸入及交流電直供輸入的負荷比例後，按照預先設定的時間段讀取並記錄所述電度表的讀數。
[0021]進一步地，其中，所述供電負荷調節設備，還包括:蓄電池，所述蓄電池用於:當所述直流電直供輸入和/或交流電直供輸入出現故障時向系統供電。
[0022]與現有技術相比，本實用新型的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，實現了如下的有益效果:
[0023](I)本實用新型所述的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，通過在雙電源供電系統中設置供電能效的測試，調整雙電源供電系統中直流及交流供電負荷比例，利用系統中電度表讀取系統能耗的綜合數據進行比較，選取能耗最優的雙電源供電系統供電方式進行供電，能夠保證系統供電正常的前提下，優化了系統供電的能耗。
[0024](2)本實用新型所述的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，採用電度表在供電輸入處檢測系統整體的綜合供電耗能，設計簡捷，且準確地反映出了系統整體的綜合能耗，保證了系統能耗測試的準確性。
[0025](3)本實用新型所述的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，根據實際的需求可以設置測試的時間段及雙電源供電系統中直流及交流供電負荷比例的調節幅度，有利於用戶根據自身需求更好地進行供電最優方式的測試，提升了用戶體驗。
[0026]當然，實施本實用新型的任一產品必不一定需要同時達到以上所述的所有技術效果ο
【附圖說明】
[0027]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0028]圖1為本實用新型所述的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統的結構示意圖；
[0029]圖2為本實用新型實施例2所述的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統的一個可選實施例的結構示意圖；
[0030]圖3為本實用新型實施例3所述的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統的一個具體實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0031]如在說明書及權利要求當中使用了某些詞彙來指稱特定組件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求並不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區分的準則。如在通篇說明書及權利要求當中所提及的「包含」為一開放式用語，故應解釋成「包含但不限定於」。「大致」是指在可接收的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。說明書後續描述為實施本實用新型的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本實用新型的一般原則為目的，並非用以限定本實用新型的範圍。本實用新型的保護範圍當視所附權利要求所界定者為準。
[0032]實施例1
[0033]如圖1所示，為本實用新型的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統的結構示意圖。在本實施例中，所提供的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試的系統包括:交流輸入穩壓器11、電度表102、直流電直供輸入模塊1 3、交流電直供輸入模塊104及供電負荷調節設備105。
[0034]其中，所述交流輸入穩壓器101，與所述電度表102相藕接，用於對輸入的交流電壓進行調整控制。
[0035 ]當該雙電源供電系統工作時，通過交流輸入穩壓器1I控制輸入交流電壓的穩定，有利於整個系統獲得穩定的電壓輸入，保證系統工作的穩定性。
[0036]所述電度表102，分別與所述交流輸入穩壓器101、直流電直供輸入模塊103及交流電直供輸入模塊104相藕接，用於顯示系統的綜合耗電結果。
[0037]所述直流電直供輸入模塊103，與所述電度表及供電負荷調節設備相藕接，用於提供直流240V電源。
[0038]所述交流電直供輸入模塊104，與所述電度表及供電負荷調節設備相藕接，用於提供交流電直供輸入。
[0039 ]優選地，在所述直流電直供輸入模塊103及交流電直供輸入模塊104與電度表之間分別設置有第一開關131及第二開關141，以控制直流電直供輸入及交流電直供輸入的開關。
[0040]所述供電負荷調節設備105，包括:第一電源模塊151、第二電源模塊152及測試模塊153，其中，
[0041]所述第一電源模塊151，與所述直流電直供輸入模塊相藕接，用於測試及調整所述直流電直供輸入的負荷比例；
[0042]所述第二電源模塊152，與所述交流電直供輸入模塊相藕接，用於測試及調整所述交流電直供輸入的負荷比例；
[0043]所述測試模塊153，與所述第一電源模塊151及第二電源模塊152相藕接，用於根據所述電度表的讀數比較並選取系統能耗最優的直流電直供輸入及交流電直供輸入的負荷比例向所述供電負荷調節設備供電。
[0044]在該雙電源供電系統進行最優供電之前對系統進行供電測試，以選取最優的供電方式向系統供電。測試時，供電負荷調節設備進入穩定工作狀態後，供電輸入和負荷就會保持相對恆定(也就是供電輸入不在發生變化，直至交流輸入穩壓器保持電壓恆定;系統直流電及交流電供電負荷不變，指的是伺服器運行的程序相對固定，因為運行不同的程序，耗電有差異，如循環播放視頻與循環播放音頻，耗電就不同)；此時，通過測試模塊153檢測並調整第一電源模塊151及第二電源模塊152的各種負荷率，設定固定測試時長，記錄電能表讀數進行最優比較，確定該系統中直流電和交流電直供的負荷比例最優的方案，即為系統節能最大化方案，並按照所選取的系統節能最大化方案對該系統中直流電和交流電直供負荷比例分配進行程序固化。
[0045]本實施例所述的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，通過在雙電源供電系統中設置供電能效的測試，調整雙電源供電系統中直流及交流供電負荷比例，利用系統中電度表讀取系統能耗的綜合數據進行比較，選取能耗最優的雙電源供電系統供電方式進行供電，能夠保證系統供電正常的前提下，優化了系統供電的能耗。
[0046]實施例2
[0047]結合圖2所示，為本實用新型實施例2所述的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統的一個具體實施例的結構示意圖。基於實施例1的基礎，本實施例中基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，進一步設置了供電負荷調節設備的測試系統。本實施所述基於能效測試的雙電源供電系統中的供電負荷調節設備105相對於實施例1，進一步包括:休眠測試模塊154，所述休眠測試模塊154，與所述第一電源模塊151相藕接，用於測試直流電直供輸入的休眠控制點。
[0048]所述第一電源模塊151進一步用於:以2%為測試調整點調節所述直流電直供輸入的負荷比例；
[0049]所述第二電源模塊152進一步用於:基於所述直流電直供輸入的負荷比例調節所述交流電直供輸入的負荷比例。
[0050]所述測試模塊153還用於:檢測所述供電負荷調節設備進入工作狀態後供電輸入和負荷的相對恆定性。
[0051]所述測試模塊153還用於:檢測到所述供電負荷調節設備進入工作狀態後供電輸入和負荷的相對恆定時，調節所述直流電直供輸入及交流電直供輸入的負荷比例後，按照預先設定的時間段讀取並記錄所述電度表的讀數。
[0052]優選地，所述供電負荷調節設備105還包括:蓄電池155，所述蓄電池155與所述測試模塊153相藕接，用於:當所述直流電直供輸入和/或交流電直供輸入出現故障時向系統供電。所述蓄電池155可以連接系統外部的應急發電機組，為所述基於能效測試的雙電源供電系統提供應急供電。
[0053]在本實施例中，直流電及交流電供電負荷率由供電負荷調節設備開機時通過人機對話設定，供電負荷調節設備的兩個電源模塊，默認時負荷均分，各承擔50%，通過人機對話設定第一電源模塊提供20 %，第二電源模塊提供80 %,20%就是負荷率的概念，本實例中不斷調整負荷率，每調整2%後進行一次測試時段比較。
[0054]本實施例中的測試時間段是可以任意設置的，但是考慮到電度表度數的可讀性，時間太短的話差異讀不出，時間太長測試過程又會太長。然而對於某一次測試，測試的時間段是一個定值，如每次10分鐘或30分鐘等，只有時間段相同、負載相同、輸入相同，才能比較出系統整體的能耗差異，從而選取最優能耗的供電負荷分配方式。
[0055]本實用新型所述的基於能效測試的雙電源供電系統，根據實際的需求可以設置測試的時間段及雙電源供電系統中直流及交流供電負荷比例的調節幅度，有利於用戶根據自身需求更好地進行供電最優方式的測試，提升了用戶體驗。
[0056]實施例3
[0057]如圖3所示，為本實用新型的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統的一個可選的具體實施例的結構示意圖。本實施例的測試供電方法具體如下:
[0058]某數據中心機房，一次性新增某型號雙電源供電的伺服器1000臺，每臺伺服器的平均功率為350W，這1000臺伺服器組成的伺服器組305的總供電功率350KW，現採用一路市電(220V交流電)直供及一路240V直流(HVDC)分別對雙電源模塊的伺服器供電。
[0059]市電選用數據中心低壓配電房一路市電400KW功率用於直供;240V直流(HVDC)供電系統選用數據中心低壓配電房二路市電400KW功率用於240V/1600A高頻開關電源系統。
[0060]為了使供電系統能效最大化，先測試兩路電源負荷分配比例，然後測試240V直流電(HVDC)系統休眠控制點。圖中交流輸入穩壓器301輸入單相220V(三相380V)交流，通過交流分配獲得一路單相220V交流電直供輸入;另一路220V(380V)交流送直流電(HVDC)直供輸入模塊，此直流電直供輸入模塊為本次工程項目選用的某製造企業生產的功率為12000W的直流電直供輸入模塊、三相380V輸入、240V直流輸出。
[0061]進行這兩路電直供負荷分配比例測試時，先打開交流輸入穩壓器301，然後啟動伺服器組305，待伺服器組305啟動並運行穩定後，調整兩路電源的負荷比例，使得市電負荷比例為70%、HVDC為30%，同時記錄電能表302的開始時間，10分鐘後記錄電能表302中的耗能讀數Pl和測試的結束時間；然後調整兩路電源的負荷比例，通過交流電直供輸入模塊304調節市電負荷比例為72%，直流電直供輸入模塊303調節HVDC為28%，其中，在交流電直供輸入模塊304及直流電直供輸入模塊303與電度表302之間分別設置有第一開關331和第二開關341;重新計時，10分鐘後記錄電能表中的耗能讀數P2(第二個時間段)；按照此方法，基於伺服器組中的第二電源模塊352控制重複增大市電2%，且基於第一電源模塊351控制減少HVDC 2%，直至市電100%，HVDC為0%，記錄到電能表中的耗能讀數P15;利用伺服器組中的測試模塊353比較Pl?P15，結果P9數值最小，即此時兩路電源的負荷比例為:市電88%，HVDC 12%時，供電系統能耗最優。
[0062]基於服務組的休眠測試模塊354進行直流電直供輸入的休眠控制點的測試方法:按照上述測試獲得的市電及直流電供電負荷比例將伺服器組的兩路電源的負荷比例固化，每臺伺服器工作時HVDC耗電為350 X 0.12 = 42W;HVDC單個模塊功率為12000W，最多可以向285臺伺服器供電，本期項目1000臺伺服器，至少需要4隻HVDC模塊運行，28隻模塊休眠，至多32隻HVDC模塊運行，O只模塊休眠;測試時考慮到穩壓器的功率受限，市電直供不經過電能表，HVDC系統經過電能表;具體操作步驟如下:市電直供開機，HVDC系統32隻模塊全部開機，電能表計時開始，10分鐘後記錄Ql;撤出一隻模塊，31隻模塊運行，10分鐘後記錄Q2，依次重複撤出模塊的步驟，直至記錄到Q28，比較Ql?Q28，Q24讀數最小，即系統工作時，HVDC系統的休眠點為負載電流的50 %，此時HVDC系統能效最優。
[0063]系統按照上述檢測到的最優供電負荷比例進行供電時，市電直供輸出88%的負載功率，市電二輸出12 %的負載功率，HVDC系統9隻模塊工作，23隻模塊休眠；當市電一異常市電二正常時，市電二提供350KW全部負荷，休眠的HVDC模塊全部喚醒，系統中32隻模塊全部運行；當市電二異常市電一正常時，市電一直供輸出88%的負載功率，HVDC系統中的蓄電池355放電，向伺服器組提供12%的負荷供電；在市電二恢復正常之前，採用應急發電機組向HVDC系統供電；當市電一與市電二全部異常時，蓄電池355提供100%負荷，在市電恢復之前由應急發電機組向HVDC系統供電。
[0064]通過以上各個實施例可知，本實用新型的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統帶來的有益效果是:
[0065](I)本實用新型所述的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，通過在雙電源供電系統中設置供電能效的測試，調整雙電源供電系統中直流及交流供電負荷比例，利用系統中電度表讀取系統能耗的綜合數據進行比較，選取能耗最優的雙電源供電系統供電方式進行供電，能夠保證系統供電正常的前提下，優化了系統供電的能耗。
[0066](2)本實用新型所述的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，採用電度表在供電輸入處檢測系統整體的綜合供電耗能，設計簡捷，且準確地反映出了系統整體的綜合能耗，保證了系統能耗測試的準確性。
[0067](3)本實用新型所述的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試的系統，根據實際的需求可以設置測試的時間段及雙電源供電系統中直流及交流供電負荷比例的調節幅度，有利於用戶根據自身需求更好地進行供電最優方式的測試，提升了用戶體驗。
[0068]上述說明示出並描述了本實用新型的若干可選實施例，但如前所述，應當理解本實用新型並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述實用新型構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本實用新型的精神和範圍，則都應在本實用新型所附權利要求的保護範圍內。
【主權項】
1.一種基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，其特徵在於，包括:交流輸入穩壓器、電度表、直流電直供輸入模塊、交流電直供輸入模塊及供電負荷調節設備，其中， 所述交流輸入穩壓器，與所述電度表相藕接，用於對輸入的交流電壓進行調整控制；所述電度表，分別與所述交流輸入穩壓器、直流電直供輸入模塊及交流電直供輸入模塊相藕接，用於顯示系統的綜合耗電結果； 所述直流電直供輸入模塊，與所述電度表及供電負荷調節設備相藕接，用於控制直流電直供輸入的負荷比例； 所述交流電直供輸入模塊，與所述電度表及供電負荷調節設備相藕接，用於控制交流電直供輸入的負荷比例； 所述供電負荷調節設備，包括:第一電源模塊、第二電源模塊及測試模塊，其中， 所述第一電源模塊，與所述直流電直供輸入模塊相藕接，用於測試及調整所述直流電直供輸入的負荷比例； 所述第二電源模塊，與所述交流電直供輸入模塊相藕接，用於測試及調整所述交流電直供輸入的負荷比例； 所述測試模塊，用於根據所述電度表的讀數比較並選取系統能耗最優的直流電直供輸入及交流電直供輸入的負荷比例進行供電。2.根據權利要求1所述的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，其特徵在於，所述供電負荷調節設備，還包括:休眠測試模塊，所述休眠測試模塊，與所述第一電源模塊相藕接，用於測試直流電直供輸入的休眠控制點。3.根據權利要求1-2中任意一項所述的基於信息技術設備雙電源供電的能效測試系統，其特徵在於，所述供電負荷調節設備，還包括:蓄電池，所述蓄電池用於:當所述直流電直供輸入和/或交流電直供輸入出現故障時向系統供電。
【文檔編號】G01R31/40GK205720608SQ201620419193
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月10日
【發明人】姜堃, 趙長煦, 李常衛, 申海濤
【申請人】北京動科瑞利文科技有限公司