[发明专利]用于数据中心园区的高压超导体

说明书

本公开涉及用于数据中心园区的高压超导体。一种用于为数据中心园区供电的系统，包括：第一主直流(DC)超导体线缆，该第一主直流超导体线缆被配置为通过第一交流‑直流(AC‑DC)转换器从第一交流(AC)电网接收直流电力；第二主直流超导体线缆，该第二主直流超导体线缆被配置为通过第二交流‑直流转换器从第二交流电网接收直流电力；直流‑直流(DC‑DC)集线器，该直流‑直流集线器连接到第一主超导体线缆和第二主超导体线缆；和多条副直流超导体线缆，其中每条副直流超导体线缆包括第一端和第二端，该第一端电连接到直流‑直流集线器，该第二端电连接到容纳在数据中心园区的相应的数据中心建筑物中的服务器机架。

技术领域

本公开涉及用于数据中心园区的高压超导体。

背景技术

诸如运行大型数据中心的高压应用需要从诸如输电网的高压电源提供高压电力。高压电力线通常用于将输电网连接到数据中心。

传统的高压电力线具有若干缺点。高压电力线需要重并且大的导电元件，以便将电力传送到数据中心或其它下游负载。另外，在很多地方，高压电力线通常使用架空导体在地面上方布线。将导体放置在地面上方占用宝贵的空间，使得难以连接到地下数据中心建筑物，并增加了诸如由于暴风雨或倒下的树木所引起的电气故障的风险。另外，高压电力线的外观通常没有吸引力，并且某些人担心由于暴露于电力线而引起的辐射风险。

在数据中心园区中，其中数据中心分布在密闭空间中的若干建筑物中，需要另外的高压电力线、分支元件和开关元件将输电网连接到每个建筑物。尽管该密闭空间在园区内可用，但是这些元件都需要大且重的导体，这些导体占据相当大的空间。另外，如果期望进行更改，诸如添加新建筑物，则电力线和导体的尺寸和重量使更新园区布局特别困难。进而，将电力线铺设到建筑物中的每一个建筑物只会使电力分配系统更难看，并升高了对于暴露的担心。

另外，使用高压电力线向数据中心提供电力引起了对电网稳定性的担心。电网稳定性在任何时候都可能会出现问题，但是尤其是在数据中心负载突然变化时，并且特别是当数据中心连接到弱输电网时。

发明内容

本公开的技术总体上涉及使用超导体线缆将电力传输到被连接到大型数据中心的输电网和从输电网传输电力。

本公开的一个方面涉及一种用于为数据中心园区供电的系统，该系统包括：第一主直流(DC)超导体线缆，该第一主直流超导体线缆被配置为通过第一交流-直流(AC-DC)转换器从第一交流(AC)电网接收直流电力；第二主直流超导体线缆，该第二主直流超导体线缆被配置为通过第二交流-直流转换器从第二交流电网接收直流电力；直流-直流(DC-DC)集线器，该直流-直流集线器连接到第一主超导体线缆和第二主超导体线缆；和多条副直流超导体线缆，其中每条副直流超导体线缆包括第一端和第二端，该第一端电连接到直流-直流集线器，该第二端电连接到容纳在数据中心园区的相应的数据中心建筑物中的服务器机架。

在一些示例中，该系统可以进一步包括多个无功电源(reactive power source)，该多个无功电源安设在数据中心园区的相应的数据中心建筑物中，其中直流-直流集线器被配置为从该多个无功电源接收无功电力并将无功电力提供给第一交流电网和第二交流电网。该多个无功电源可以包括多个电力供应单元，该多个电力供应单元被包括在数据中心园区的相应的数据中心建筑物的服务器机架的服务器和计算机中。该多个无功电源可以被配置为通过直流-直流集线器向第一电网和第二电网供应500VA(伏安)至1500VA之间的电力。

在一些示例中，该系统可以进一步包括多个直流-直流转换器。每个直流-直流转换器可以与数据中心园区的相应的数据中心建筑物相关联。每条副直流超导体线缆的第二端可以通过相应的数据中心建筑物的相应的副直流-直流转换器被电连接到容纳在数据中心园区的相应的数据中心建筑物中的服务器机架。相应的副直流-直流转换器可以被容纳在相应的数据中心建筑物的变电站(substation)中。