本专利针对传统数据中心供能系统存在单点故障影响范围大、空间占用高的问题，提出模块化供能方案。通过为每个机柜配置独立供能模组（含氢燃料电池与锂电池），结合系统平衡组件实现冷启动协同供电，消除集中式布局的单点故障风险。同时引入余热回收与热泵模组提升能效，创新储能容量配置方法优化多能协同运行，有效降低空间占用并提升供能可靠性。

　　本申请属于数据中心供能领域，具体涉及一种考虑多重冗余的数据中心供能系统及储能配置方法。

　　1、随着全球数据流量的爆发式增长，数据中心已成为能源消耗和碳排放的重点领域，其耗电量占全球电力需求比例持续上升。传统依赖化石燃料供电及柴油发电机作为备电的模式，不仅碳足迹高，且难以满足能源绿色化和可持续发展的需求。在“双碳”目标背景下，数据中心亟需高效清洁的能源方案以实现低碳化甚至零碳运行。

　　2、燃料电池因其以氢气或其他燃料为输入，直接通过电化学反应发电，具备高效率、低排放的显著优势，成为数据中心供能的重要选择。与传统内燃机相比，燃料电池运行几乎不产生二氧化碳或污染物，副产物仅为水和热量。此外，燃料电池具备高度可靠性，特别适用于对供电连续性和稳定性要求极高的数据中心场景。

　　3、然而，传统集中式布局及配置备用电源的中央燃料电池系统一方面存在单点故障的影响范围大的问题，另一方面，由于传统集中式布局及配置备用电源的中央燃料电池占用体积太大，其对数据中心的空间占用要求也比较大。

　　1、本申请旨在提供一种考虑多重冗余的数据中心供能系统及储能配置方法，至少解决数据中心对服务器供能时，单点故障的影响范围和对数据中心空间占用要求大的问题。

　　2、第一方面，本申请实施例公开了一种考虑多重冗余的数据中心供能系统，所述考虑多重冗余的数据中心供能系统包括：

　　4、每个所述供能模组包含与所述供能模组对应的机柜分别电性连接的氢燃料电池和锂离子电池；

　　5、所述供能模组还包括系统平衡组件；所述系统平衡组件用以在所述氢燃料电池冷启动的过程中，控制所述氢燃料电池与所述锂离子电池为与所述供能模组对应的机柜协同供电。

　　6、第二方面，本申请实施例还公开了一种考虑多重冗余的数据中心供能系统，所述考虑多重冗余的数据中心供能系统包括：

　　8、每个所述供能模组包含与所述供能模组对应的机柜分别电性连接的氢燃料电池和锂离子电池；

　　9、所述供能模组还包括系统平衡组件；所述系统平衡组件用以在所述氢燃料电池冷启动的过程中，控制所述氢燃料电池与所述锂离子电池为与所述供能模组对应的机柜协同供电；

　　11、与每个所述供能模组一一对应的余热回收模组和制冷模组、以及热泵模组；

　　12、每个所述余热回收模组分别与对应的供能模组导热连接，以形成第一热回路；所述第一热回路用以回收所述供能模组产生的电池余热；

　　13、每个所述制冷模组分别与所述供能模组对应的机柜导热连接，以形成第二热回路；所述第二热回路用以对所述机柜降温；

　　14、所述热泵模组分别与每个所述余热回收模组和每个所述制冷模组导热连接；所述热泵模组用以提升回收的所述电池余热的热品位，并将提升了热品位的所述电池余热输入所述第二热回路，以降低在所述第二热回路对所述机柜降温的过程中的能耗。

　　15、第三方面，本申请实施例还公开了一种考虑多重冗余的数据中心供能系统的储能容量配置方法，所述考虑多重冗余的数据中心供能系统的储能容量配置方法包括：

　　16、将多重冗余的数据中心供能系统的能量平衡约束条件、运行约束条件，以及多时间尺度动态响应约束条件作为边界条件，所述多重冗余的数据中心供能系统的最小化年度系统支出作为目标函数，建立规划模型；

　　17、将所述多重冗余的数据中心供能系统中的每个供能模组中氢燃料电池的储氢设备容量和锂离子电池的储电设备容量，以及余热回收模组的储热设备容量，以及制冷模组的储冷设备容量作为所述规划模型的决策变量，求解所述规划模型，以确定所述多重冗余的数据中心供能系统的目标储氢设备容量、目标储电设备容量、目标储热设备容量，以及目标储冷设备容量；

　　18、按照所述目标储氢设备容量配置每个所述供能模组中的氢燃料电池的储氢装置，并按照所述目标储电设备容量配置每个所述供能模组中的锂离子电池，并按照所述目标储热设备容量配置蓄热水箱，以及按照所述目标储冷设备容量配置蓄冷水箱。

　　19、综上，在本申请实施例中，通过采用燃料电池与机柜“一对一”供电的模块化设计，使得燃料电池可以分散布置于数据中心内，与传统集中式布局及配置备用电源的中央燃料电池系统相比，该架构显著减少了数据中心空间占用，提高了整体电能利用效率，同时通过将氢燃料电池与锂离子电池组合使用，使得每个供能模组可以独立为服务器提供电力，且在氢燃料电池冷启动过程中，锂电池承担服务器的初始电力需求，进而使得在对数据中心供能的过程中，无需再依赖复杂的冗余备份系统，减少了单点故障的影响范围；同时，本申请还解决了传统集中式布局及配置备用电源的中央燃料电池系统对服务器供能时，由于占用体积太大，对数据中心的空间占用要求较高的问题。

　　1.一种考虑多重冗余的数据中心供能系统，其特征在于，所述考虑多重冗余的数据中心供能系统包括：

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　　2.如权利要求1所述的考虑多重冗余的数据中心供能系统，其特征在于，所述氢燃料电池与所述锂离子电池电性连接；

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　　3.如权利要求1所述的考虑多重冗余的数据中心供能系统，其特征在于，所述考虑多重冗余的数据中心供能系统还包括：

　　4.如权利要求3所述的考虑多重冗余的数据中心供能系统，其特征在于，所述的考虑多重冗余的数据中心供能系统还包括蓄热水箱；

　　5.如权利要求4所述的考虑多重冗余的数据中心供能系统，其特征在于，所述余热回收模组包括由第一循环水管道连接的板式换热器和循环水泵；

　　6.如权利要求3所述的考虑多重冗余的数据中心供能系统，其特征在于，所述余热回收模组为多个，多个所述余热回收模组通过串联方式、并联方式或混联方式中的任意一种与所述热泵模组导热连接。

　　7.如权利要求3所述的考虑多重冗余的数据中心供能系统，其特征在于，所述制冷模组包括由第二循环水管道连接的吸收式制冷机组和蓄冷水箱，所述蓄冷水箱与每个所述机柜分别导热连接。

　　8.如权利要求7所述的考虑多重冗余的数据中心供能系统，其特征在于，所述蓄冷水箱为多个，多个所述蓄冷水箱分别与每个所述机柜通过多回路管道连接；

　　9.如权利要求3所述的考虑多重冗余的数据中心供能系统，其特征在于，所述余热回收模组为多个，在多个所述余热回收模组通过并联方式与所述热泵模组导热连接的情况下，多个所述余热回收模组之间还包括连通水泵；

　　10.一种考虑多重冗余的数据中心供能系统的储能容量配置方法，其特征在于，所述考虑多重冗余的数据中心供能系统的储能容量配置方法包括：

　　本申请公开了一种考虑多重冗余的数据中心供能系统及储能配置方法，属于数据中心供能领域，包括与每个机柜一一对应的供能模组；每个供能模组分别包含氢燃料电池和锂离子电池，还包括用以在氢燃料电池冷启动的过程中，控制氢燃料电池与锂离子电池为对应机柜协同供电的系统平衡组件。本申请无需依赖复杂的冗余备份系统，减少了单点故障的影响范围，还解决了传统集中式布局及配置备用电源的中央燃料电池系统对服务器供能时，由于占用体积太大，对数据中心的空间占用要求较高的问题；另外，本申请还考虑到了多种能源介质在复杂动态工况下多能协同的动态特性，设计了一种储能容量配置方法，为储能装置的合理规划与设计提供了精准的理论依据。

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