CN117044060A - 抢占式功率转换切换 - Google Patents
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Abstract
一种电气负载系统，包括一个或多个电气负载、功率转换开关和电子控制系统。功率转换开关与第一功率源或第二功率源耦合，并且可以从第一功率源或第一功率源向一个或多个电气负载提供功率。电子控制系统评估第一源的源阻抗，并且响应于第一源的源阻抗来控制功率转换开关，该源阻抗指示在故障条件中断从第一功率源到一个或多个电气负载的功率之前会中断从第一功率源到一个或多个电气负载的功率的第一功率源的故障条件。
Description
技术领域
本申请涉及抢占式功率转换切换或功率转换开关的抢占式操作的装置、方法、系统和技术。
背景技术
功率转换开关可以用于响应于第一功率源偏移超过操作约束而从第一功率源切换到第二功率源。功率转换开关通常基于某些准则进行控制。一些途径基于电压偏移(诸如功率源的电压下降到最小阈值以下)来触发功率转换开关。一些途径基于频率偏移(诸如功率源的频率超过最大阈值或最小阈值)来触发功率转换开关。一些途径基于相变容限来触发功率转换开关，诸如功率源经历超过最大阈值或最小阈值的相变或相移。这种途径有若干个缺点和缺陷。例如，如果功率转换由前述准则中的任一准则触发，则功率源可能已经超过了导致负载故障、功率损失或潜在负载损坏的负载扰动值。另一方面，如果标准被选择为更敏感，则当不必要或过于频繁时可能触发功率转换。仍然存在对本文中所公开的独特装置、方法、系统和技术的显著需求。
发明内容
为了清楚、简洁和准确地描述本公开的示例实施例和该示例实施例的制造和使用方式和过程，并且使得其能够实践、制造和使用，现在参考某些示例实施例，这些示例实施例包括附图所图示的示例实施例，并且使用特定语言来描述该示例实施例。然而，应当理解，本发明的范围不受限制，并且本发明包括并保护本领域技术人员可能想到的示例实施例的这种变更、修改和其他应用。
公开了包括抢占式功率转换切换的独特装置、方法、系统和技术以及相关装置、方法和系统和技术。通过以下描述和附图，本公开的多个实施例、形式、目的、特征、优点、方面和益处将变得显而易见。
附图说明
图1是描绘了示例功率网络的某些方面的示意图。
图2是描绘了示例电子控制系统的某些方面的示意图。
图3是图示了示例抢占式切换过程和技术的某些方面的示意图。
具体实施方式
参考图1，图示了描绘了示例电力网络10(本文中还被称为网络10)的某些方面的示意图，该示例电力网络10包括电气负载系统9(本文中还被称为负载系统9)、第一功率源40(本文中还被称为第一源40)和第二功率源50(本文中还被称为第二源50)。负载系统9包括一个或多个电气负载16(本文中还被称为负载16)和功率源控制系统12，该功率源控制系统12包括功率转换开关11(本文中还被称为转换开关11)、传感器系统13和电子控制系统14(本文中还被称为ECS14)，该电子控制系统14被配置并可操作以从传感器系统13接收传感器信息并且向转换开关11提供控制命令。负载系统9可以设置在一个或多个建筑物、设施或基于陆地或基于海洋的基础设施中、与之相关和/或向其供应功率，该基础设施包括例如数据中心、教育设施、政府设施、军事设施、医院或其他医疗保健设施、制造、化学或其他工业设施或工厂、水处理厂或其他类型的负载或负载系统。
第一源40可操作地与转换开关11的第一电源输入耦合。转换开关11可以以若干种形式提供，这些形式包括例如固态或静态形式、基于接触器的形式或其他机械切换形式，并且在一些形式中，可以被认为或称为旁路开关。第二源50可操作地与转换开关11的第二电源输入耦合。转换开关11与负载16耦合，并且被配置并可操作以在第一切换状态下从第一源40向一个或多个电气负载16提供功率，并且在第二切换状态下从第二源50向负载16提供功率。转换开关11可以被控制为响应于从ECS14接收的控制命令而在第一切换状态与第二切换状态之间改变。
第一源40包括配电网20，该配电网20通过一个或多个变电站32与输电网34可操作地耦合。配电网20与一个或多个附加电气负载和/或发电系统23可操作地耦合，该一个或多个附加电气负载和/或发电系统23与电气负载系统9电气分离并且位于与电气负载系统9相距的一定距离处。配电网20在至少一公里的电网距离(例如，配电线路距离)上延伸，并且可以在电网距离(例如，一公里到几十公里或更大的距离)上延伸。如省略号20n所示，配电网20可以与附加配电线路和附加电气负载和/或发电系统和/或配电线路和附加电气负载和/或发电系统的备选布置耦合，或可以包括附加配电线路和附加电气负载和/或发电系统和/或配电线路和附加电气负载和/或发电系统的备选布置。配电网20可以是传统的公共事业配电网或较小的电网，诸如微电网或纳米电网。输电网34与至少一个公共事业发电厂36可操作地耦合。如省略号34n所示，输电网34可以与附加输电线路和公共事业发电厂和/或输电线路和公共事业发电厂的备选布置相耦合，或可以包括附加输电线路和公共事业发电厂和/或输电线路和公共事业发电厂的备选布置。
第二源50包括一个或多个备选功率源52，该一个或多个备选功率源52包括若干种形式和类型的电力源，例如，和与第一源40相关联的电网不同的另一公共事业电网、微电网、纳米电网、备用发电机、不间断电源(UPS)或备用电池系统、与电机/发电机可操作地耦合的飞轮、PV阵列或太阳能安装、风电场或燃料电池系统或安装，举几个示例。第一源40和第二源50中的一个源可以是网络10的主功率源或优选功率源，并且第一源40与第二源50中的另一源可以为网络10的辅助功率源或备用功率源。在所图示的实施例中，例如，第一源40包括用作主功率源的公共事业电网，而第二源50包括用作辅助功率源或备用功率源的一个或多个备用源52。
负载16可以包括多种类型的负载或负载系统(例如，数据中心的负载)、教育设施、军事设施、政府设施、医院或其他医疗保健设施、制造、化学或其他工业设施或工厂、水处理厂或本领域技术人员在受益于本公开的情况下会想到的其他类型的负载或负载系统中的任一负载或负载系统中的一个或多个。
ECS14与转换开关11可操作地耦合，并且可以被提供作为转换开关11的一部分或部件(例如，设置在公共外壳中或作为公共单元)、作为一个或多个分开的部件，或被分布在形成转换开关11的一部分的一个或多个部件和一个或多个分开的部件之间。ECS可以包括一个或多个基于集成电路(例如，基于微处理器、基于微控制器、基于ASIC、基于FPGA和/或基于DSP)的控制单元以及相关驱动器、输入/输出、信号调节、信号转换、配置有可执行指令的非暂态存储器设备、以及其他电路系统。
ECS14被配置并可操作以在转换开关11处于第一切换状态的情况下，监测和评估第一源40的源阻抗。ECS14还可以被配置并可操作以在转换开关11处于第二切换状态的情况下，监测和评估第二源50的源阻抗，或在相应其他切换状态下监测和评估可以与转换开关11耦合的一个或多个附加源的一个或多个源阻抗。ECS14还被配置并可操作以控制转换开关11从第一切换状态改变到第二切换状态，以响应于第一源的源阻抗指示第一功率源的故障条件，从第二功率源向一个或多个电气负载提供功率，该中断条件指示在故障条件中断从第一功率源到一个或多个电气负载的功率之前可能中断从第一功率源到一个或多个电气负载的第一功率源的故障条件。
在一些形式中，ECS14可以包括功率源控制系统12外部或负载系统9外部的一个或多个部件或部分，例如，在其中利用外部通信或计算基础设施或资源的实施例中。在一些形式中，ECS14可以包括预先存在的功率源控制系统或负载系统的一个或多个预先存在的部件、或例如在升级或改造形式的情况下一个或多个预先存在的部件和诸如硬件或软件部件之类的附加部件的组合。在一些这样的形式中，可以利用预先存在的传感器或测量值(例如，电压值和电流值)，并且对源阻抗值的监测和评估和/或监测可以全部或部分基于这样的值。
ECS14对第一源40、第二源50或其他功率源的源阻抗的监测和评估可以至少部分响应于从功率源控制系统12的传感器系统13接收到的信息。传感器系统13包括一个或多个传感器和相关电路系统，用于测量参数，诸如电流值和电压值以及与源阻抗的监测和评估相关的其他参数的值。传感器系统13可以被提供为转换开关11的部分或部件(例如，被提供在公共外壳中或被提供作为公共单元)，被提供作为一个或多个分开的部件，或被分布在形成转换开关11的一部分的一个或多个部件和一个或多个分开的部件之间。
在一些形式中，传感器系统13可以包括功率源控制系统12外部或负载系统9外部的一个或多个部件或部分，例如，在其中利用外部通信或计算基础设施或资源的实施例中。在一些形式中，传感器系统13可以包括预先存在的功率源控制系统或负载系统的一个或多个预先存在的部件、或例如在升级或改造形式的情况下一个或多个预先存在的部件和诸如硬件或软件部件之类的附加部件的组合。在一些这样的形式中，可以利用预先存在的传感器电路系统和设备(例如，电压传感器和电流传感器)，并且对源阻抗值的评估和/或监测可以全部或部分基于这样的电路系统或设备。
传感器系统13和ECS14可以被配置并可操作以监测和评估一个或多个功率源(诸如第一源40、第二源50或其他源)的源阻抗值，从而检测指示相应功率源的故障或失效(例如，第一源40的公共事业电网故障或失效，诸如电网欠压条件、电压崩溃、欠频条件或过频条件或频率崩溃)的阻抗改变。响应于检测到这种阻抗改变，ECS14可以以足够速度做出反应以控制转换开关11在功率源故障或失效影响负载16之前先发制人地改变到备用稳定源(例如，从第一切换状态改变到第二切换状态以将供应到负载16的功率从第一源40改变到第二源50)。ECS14还可以被配置并可操作以记载或记录与故障或失效有关的数据，诸如持续时间、所估计的与装备相距的距离、以及失效或故障类型。由传感器系统13监测和评估的源阻抗值可能受到功率故障或异常条件(诸如配电网20(例如，F1或F2)的故障条件或输电网34(例如，F3)的故障条件)的影响。
应当领会，影响负载16的功率源故障或失效可能包括若干个故障条件(有时被称为功率异常条件)，这些故障条件中断了从第一功率源到负载16或其部件或部分的功率，包括例如总的或部分的配电网崩溃、电压崩溃，其中第一功率源的电压下降到负载16所需的最小水平以下(例如，可以基于负载16的要求来选择或校准的幅度或百分比)；或其他类型的电压、电流和/或功率条件，这些电压、电流和/或功率条件干扰、损害或中断来自第一功率源的电压、电流或功率，该电压、电流或功率在一定程度或范围上干扰、损害或中断负载16的适当功能。如本文中所使用的，术语中断功率、功率中断及其变型应当被理解为涵盖其中负载或负载系统的适当功能被干扰、损害或中断的前述和其他条件，直至并包括完全功率失效或总电源崩溃。ECS 14检测此类事件的发生并且控制转换开关11来以抢占方式改变到备用稳定源的能力可以通过以抢占方式切换到辅助功率源来有效避免对负载16的功能的有害影响。此外，如本文中所描述的，ECS14能够区分影响阻抗但不会或不太可能对负载16的功能造成有害影响的条件和将会或可能对负载16的功能造成有害影响的条件。
应当领会，功率系统故障或失效可能发生在相对于转换开关11的各种物理位置和距离处，并且依据物理位置或距离，这种故障或失效可以影响或不影响负载16。例如，如图1所示，第一故障或失效位置F1可能具有将会或可能影响转换开关11的物理位置和距离，而第二故障或失效位置F1可能具有不会或不可能影响转换开关11的物理位置和距离。ECS14可以被配置并可操作以区分将会或可能影响转换开关11的故障物理位置和距离(中断距离)以及不会或不可能影响转换开关11的故障物理位置和距离(中断距离)。因而，ECS14可以被配置并可操作以响应于第一源40的故障或失效条件在转换开关11的中断距离内，控制功率转换开关11从第一切换状态改变到第二切换状态，使得故障条件可能会中断从第一源40到负载16的功率，而响应于故障条件在转换开关11的中断距离外，不会控制功率源转换开关11从第一切换状态改变到第二切换状态。
应当领会，网络10的各个部分可以以单相形式、三相形式或其他多相形式提供。在多相形式中，第一源40和第二源50可以是多相功率源(例如，三相功率源)。在多相形式中，转换开关11和负载16可以以对应多相形式和布置(例如，三相形式和布置)提供。此外，虽然网络10被图示为包括第一源40和第二源50，但是应当领会，还可以以某些形式存在一个或多个附加源，并且这样的附加源可以选择性地与转换开关11或与负载16可操作地耦合的一个或多个其他转换开关可操作地耦合。
参考图2，图示了描绘了ECS14的示例实现方式的某些方面的示意图。在所图示的示例中，ECS14包括源阻抗监测器150，源阻抗监测器150可以包括模拟电路系统、数字电路系统、相关程序指令或其组合。源阻抗监测器150被配置并可操作以接收多个输入141，该多个输入141包括源电流(ISRC)值143和差分源电压(ΔVSRC)值145。多个输入141可以由功率源控制系统12的传感器系统13提供或从传感器系统13接收。如图3所示，例如，源电流(ISRC)值143可以由串联电流变压器CT提供，并且差分源电压(ΔVSRC)值147可以由并联电压或电位变压器VT提供。串联电流变压器CT和电压或电位变压器VT中的任一个或两个可以与可操作地耦合负载系统9和配电网20的功率变压器布置一起提供。源电流(ISRC)值143和差分源电压(ΔVSRC)值147可以连续地或重复地提供给源阻抗监测器150，同时源与负载系统耦合并且(例如，连续地或以采样频率或其他采样系列或序列)向负载系统提供功率。在三相系统中，串联电流变压器CT可以被配置为感测通过三相系统的第一相位A的电流，并且电压或电位变压器VT可以被配置为感测三相系统的第二相位B和第三相位C之间的电压或电位差，其中相位A、B和C是三相系统的分开的相位，并且可以任意选择或定义。
应当设想，其他实施例可以使用附加或备选布置来测量或监测源电流(ISRC)值143和差分源电压(ΔVSRC)值147或可以从中确定这些值的中间值。例如，在其中可以监测这样的值的系统的情况下，源阻抗监测器150可以被配置并可操作以接收多个输入，该多个输入包括源电流(ISRC)、开路源电压(VSRC_OC)值和负载源电压(VSRC_LD)值，并且根据开路源电压(VSRC_OC)值和负载源电压(VSRC_LD)值确定差分源电压(ΔVSRC)值147(例如，ΔVSRC＝VSRC_LD-VSRC_OC)。
在转换开关11处于第一切换状态的情况下，源阻抗监测器150响应于多个输入141重复确定第一源40的源阻抗(ZSRC)值。在所图示的示例中，源阻抗监测器150根据以下等式重复确定源阻抗值：
ZSRC＝ΔV/ISRC (1)
可以作为时间的函数连续地或以频率或间隔或其他系列或序列的重复确定来重复确定源阻抗(ZSRC)值。源阻抗(ZSRC)值可以包括给定时间的实际或当前源阻抗的瞬时值，或可以与指示或将源阻抗(ZSRC)值与测量时间相关联的时间戳或其他时间标记相关联。应当领会，用于确定源阻抗(ZSRC)值的许多其他装置、系统、方法和技术可以用于其他实施例，如本领域技术人员在受益于本公开的情况下会想到的。
源阻抗监测器150将重复确定的源阻抗(ZSRC)值提供给源切换命令生成器160，该源切换命令生成器160还接收一个或多个故障参数155(例如，距离参数和/或阻抗参数)，该一个或多个故障参数155可以由提供给ECS14的一个或多个校准、设置或其他输入149建立或设置。源切换命令生成器160评估重复确定的源阻抗(ZSRC)值和故障参数155，并且响应于评估，可以生成并传输有效地使转换开关11从第一源40切换到第二源50的转换开关命令170。源切换命令生成器160可以被配置并可操作以针对一个或多个阈值或参考值来评估重复确定的源阻抗(ZSRC)值。故障参数155可以包括用于调节或修改重复确定的源阻抗(ZSRC)值或阈值或参考值的系数、比例因子、偏移或其他参数。可以选择故障参数155以建立与转换开关相距的中断距离，在该中断距离内，故障条件可能会中断从第一源40到负载16的功率。
还参考图3，图示了结合网络10执行的示例抢占式切换过程和技术。如上文所指出的，与网络10相关联的传感器系统13可以包括被配置为提供源电流(ISRC)值的电流变压器CT和被配置为提供差分源电压(ΔVSRC)值的电压或电位变压器VT。这些值可以被提供给(例如，由源阻抗监测器150访问、链接、参考或指向、或传输或发送到)源阻抗监测器，并且用于确定源阻抗(ZSRC)值。在所图示的示例中，源阻抗值可以被提供给(例如，由控制过程90和控制过程95访问、链接、参考或指向、或传输或发送到)控制过程90和控制过程95，该控制过程90或控制过程95可以结合负载系统9执行，例如，由ECS14或其他电子控制系统或部件执行。如上文所指出的，传感器系统13可以被配置并可操作以监测可能受到功率故障或异常条件(例如，配电网20的故障状态(例如，F1或F2)或输电网34的故障条件(例如，F3))影响的源阻抗值。
控制过程90被配置为动态地修改或更新阻抗阈值(ZTHR)值，该阻抗阈值值可以用于评估或确定是否执行抢占式切换操作。阻抗阈值(ZTHR)值可以被提供给或用作例如校准、设置或其他输入149或故障参数155中的一个。在不同的实施例中，阻抗阈值(ZTHR)值可以被配置为阻抗幅度值、阻抗幅度差、百分比差或其组合。
控制过程90启动后，操作91将阻抗阈值(ZTHR)值设置为等于标称阻抗阈值(ZNOM)值。标称阻抗阈值(ZNOM)值可以被选择为预期源阻抗的初始下限(或源阻抗的下降或减小)，低于该初始下限，预测网络10将崩溃，从而导致负载系统9的功率损失。由于所看到的期望源阻抗对于不同的负载系统和功率网络可能变化，所以可以选择标称阻抗阈值(ZNOM)值以考虑负载系统9的给定实例处的期望值。
标称阻抗阈值(ZNOM)值可以被提供作为可调谐或可校准的值。在一些实例中，标称阻抗阈值(ZNOM)值可以被设置为源阻抗从预定的期望源阻抗值或观测的源阻抗值(例如，对于功率网络的最大外部负载条件和内部负载条件期望或观测的阻抗值)的预定百分比下降或减小(例如，25％至50％)。
在一些实例中，标称阻抗阈值(ZNOM)值最初可以被设置为相对较低的值，在该值下，网络10将崩溃的置信度很高(例如，80％置信度、90％置信度或更高)，从而导致负载系统9的功率损失。例如，可以选择这种途径，其中除非真正必要，否则优选不切换到辅助电源，并且负载系统功率中断的可能性作为折衷是可接受的。
在一些实例中，标称阻抗阈值(ZNOM)值最初可以被设置为相对较高的值，在该值下，网络10将崩溃的置信度相对较低(例如，20％置信度、10％置信度或更低)，从而导致负载系统9的功率损失。例如，可以选择这种途径，其中优选避免负载系统功率中断的低风险，并且不必切换到辅助功率源作为折衷是可以接受的。
在一些实例中，标称阻抗阈值(ZNOM)值最初可以被设置为介于相对低值与相对高值之间的中等值。例如，可以选择这种途径，其中期望平衡负载系统功率中断的风险，并且不必切换到辅助功率源作为折衷是可以接受的。
根据操作91，控制过程90进行到操作92，该操作92监测随时间观测或测量的源阻抗(ZSRC)值。监测或观察可能持续数天、数周、数月或更长时间。在监测或观察期间，可以评估和处理所观察到的或测量到的源阻抗(ZSRC)值，以确定是否要对阻抗阈值(ZTHR)进行调整。可以利用诸如目标函数优化之类的技术来进行或协助这样的确定。目标函数优化可以使用使负载系统功率的中断风险最小(或使负载系统功率正常运行时间最大)的第一目标、使不必要地切换到辅助功率源的风险最小(或使主功率源的利用率最大)的第二目标、或(例如，在加权优化中)使用与包括第一目标和第二目标的并存或同时目标配置。诸如预测建模、机器学习或其他人工智能技术之类的技术可以附加地或可替代地用于做出或辅助这样的确定。
一旦确定调整阻抗阈值(ZTHR)，控制过程90就进行到操作93，该操作93根据随时间观测或测量到的源阻抗(ZSRC)值更新阻抗阈值(ZTHR)。根据操作93，控制过程90可以返回到操作92并且重复监测和更新评估。
在一些实施例中，控制过程90可以在学习时段期间重复，该学习时段被选择为确定历史最小源阻抗值(例如，最低电压、包括对公共事业的外部负载需求的最高电流、变压器供电损耗和此类装备下游的最大负载)。历史最小源阻抗值可以用于建立阻抗阈值(ZTHR)值或用作阻抗阈值(ZTHR)值的参考值。因此，例如，如果所测量或观察到的源阻抗(ZSRC)值下降到历史最小源阻抗值达阻抗阈值(ZTHR)值的量(例如，达绝对量或百分比)，则该过程将把这解释为电网异常并且命令源改变。
控制过程95被配置为随着时间而动态地评估相对于阻抗阈值(ZTHR)观测或测量到的源阻抗(ZSRC)值，应当领会，响应于控制过程90和/或可以从中确定源阻抗(ZSRC)值的所观测到的值或所测量到的值，更新、改变或修改给定评估中的这样的值中的任一值或两个值。在控制过程95启动时，条件96评估相对于阻抗阈值(ZTHR)值观测到的或测量到的源阻抗(ZSRC)值。在所图示的示例中，条件96被配置为评估ZSRC值是否小于ZTHR值。在其他形式中，可以以不同方式配置条件96，例如，以评估ZSRC值是否小于或等于ZTHR值，或是否小于(或小于或等于)基于ZTHR值的经修改或偏移的值。应当领会，阻抗阈值(ZTHR)值是极限的一个示例，可以根据该极限来评估、确定或以其他方式判断违反极限的情况。
如果条件96评估为否定，则控制过程95重复对条件96的评估。如果条件96评估为肯定，则控制过程95进行到操作97，该操作97命令或启动源切换操作。应当领会，控制过程95可以在上文结合图2所描述的源阻抗监测器150和/或源切换命令生成器160中实现或与之结合利用。
在一些实施例中，本文中所公开的装置、方法、系统和技术可以针对不同地理距离上的操作进行调谐或优化。在一些形式中，调谐或优化可以集中于本地公共事业或配电网上发生的功率异常或故障(例如，雷击、涉及电线杆的自动碰撞、害虫或鸟类袭击或其他故障或异常)。依据给定实现方式的细节，优化的地理范围可以在公共事业配电网的规模上以1至20英里或更大或更小的距离的量级变化。在一些形式中，调谐或优化可以附加地或可替代地用于传输网络上发生的功率异常或故障，具体地但并非唯一地，其中这种异常导致阻抗显著改变。
根据本文中的描述和附图，应当领会，本公开设想并涵盖包括以下非限制性示例的多个实施例。第一示例实施例是一种系统，该系统包括电气负载系统，该电气负载系统包括一个或多个电气负载；功率转换开关，该功率转换开关与一个或多个电气负载耦合，并且被配置并可操作以在第一切换状态下从第一功率源向一个或多个电气负载提供功率，并且在第二切换状态下从第二功率源向一个或多个电气负载提供功率，该第一功率源包括配电网；以及电子控制系统，该电子控制系统被配置并可操作以在功率转换开关处于第一切换状态的情况下评估第一功率源的源阻抗，并且响应于第一功率源的源阻抗指示第一功率源的故障条件，控制功率转换开关从第一切换状态改变到第二切换状态，以在故障条件中断一个或多个电气负载的操作之前从第二功率源向一个或多个电气负载提供功率。在第一示例实施例的一些形式中，电子控制系统被配置并可操作以响应于对源阻抗值违反极限的评估，控制功率转换开关从第一切换状态改变到第二切换状态。在一些这样的形式中，响应于所监测到的多个源阻抗值，极限在学习时段内被动态地修改。在一些这样的形式中，极限包括相对于最小阻抗值的阻抗下降。在一些这样的形式中，响应于所监测到的多个源阻抗值，最小阻抗值从初始值被动态地修改。在第一示例实施例的一些形式中，第二功率源包括不间断电源(UPS)。在第一示例实施例的一些形式中，中断从第一功率源到一个或多个电气负载的功率的故障条件包括第一功率源的电压下降到最小电压阈值以下。
第二示例实施例是一种方法，包括：操作电气负载系统，该电气负载系统包括一个或多个电气负载、功率转换开关，该功率转换开关与一个或多个电气负载耦合，并且被配置并可操作以在第一切换状态下从第一功率源向一个或多个电气负载提供功率，并且在第二切换状态下从第二功率源向一个或多个电气负载提供功率，第一功率源包括配电网；以及电子控制系统，所述操作包括：在功率转换开关处于第一切换状态的情况下，评估第一功率源的源阻抗，并且响应于第一功率源的源阻抗指示第一功率源的故障条件，在故障条件中断一个或多个电气负载的操作之前，控制功率转换开关从第一切换状态改变到第二切换状态，以从第二功率源向一个或多个电气负载提供功率。在第二示例实施例的一些形式中，其中响应于对源阻抗值违反极限的评估，执行控制功率转换开关从第一切换状态改变到第二切换状态。在第二示例实施例的一些形式中，响应于所监测到的多个源阻抗值，极限在学习时段内被动态地修改。在一些这样的形式中，极限包括相对于最小阻抗值的阻抗下降。在第二示例实施例的一些形式中，响应于所监测到的多个源阻抗值，最小阻抗值从初始值被动态地修改。在第二示例实施例的一些形式中，中断从第一功率源到一个或多个电气负载的功率的故障条件包括第一功率源的电压下降到最小电压阈值以下。
第三示例实施例是一种装置，包括电子控制系统，该电子控制系统被配置并可操作以监测和控制电气负载系统的至少部分操作，该电气负载系统包括一个或多个电气负载、以及功率转换开关，该功率转换开关与一个或多个电气负载耦合并且被配置并可操作以在第一切换状态下从第一功率源向一个或多个电气负载提供功率并且在第二切换状态下从第二功率源向一个或多个电气负载提供功率，该第一功率源包括配电网，电子控制系统被配置并可操作以在功率转换开关处于第一切换状态的情况下，评估第一功率源的源阻抗，并且响应于第一功率源的源阻抗指示第一功率源的故障条件，控制功率转换开关从第一切换状态改变到第二切换状态，以在故障条件中断一个或多个电气负载的操作之前从第二功率源向一个或多个电气负载提供功率。在第三示例实施例的一些形式中，电子控制系统被配置并可操作以响应于对源阻抗值违反极限的评估来控制功率转换开关从第一切换状态改变到第二切换状态。在一些这样的形式中，响应于所监测到的多个源阻抗值，极限在学习时段内被动态地修改。在一些这样的形式中，极限包括相对于最小阻抗值的阻抗下降。在一些这样的形式中，响应于所监测到的多个源阻抗值，最小阻抗值从初始值被动态地修改。在第三示例实施例的一些形式中，该装置包括与电子控制系统可操作地耦合的电气负载系统。在第三示例实施例的一些形式中，中断从第一功率源到一个或多个电气负载的功率的故障条件包括第一功率源的电压下降到最小电压阈值以下。
虽然在附图和前述描述中对本公开的示例性实施例进行了详细说明和描述，但应将其视为说明性的而非限制性的，应当理解，仅示出和描述了某些示例性实施例，并且期望保护在所要求保护的发明的精神范围内的所有改变和修改。应当理解，虽然用于上述描述的诸如可优选的、优选地、优选的或更优选的之类的词语的使用指示这样描述的特征可能更合乎需要，但是这可能并非必要的，并且缺乏相同特征的实施例可以被设想为在本发明的范围内，该范围由以下权利要求限定。在阅读权利要求书时，旨在当使用诸如“一”、“一个”、“至少一个”或“至少一部分”之类的词语时，除非权利要求书中明确相反，否则无意将权利要求书限制为仅一项。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，除非有相反的明确规定，否则该项可以包括一部分和/或整个项。
Claims (20)
1.一种系统，包括：
电气负载系统，包括：
一个或多个电气负载；
功率转换开关，与所述一个或多个电气负载耦合，并且被配置并可操作以在第一切换状态下从第一功率源向所述一个或多个电气负载提供功率，并且在第二切换状态下从第二功率源向所述一个或多个电气负载提供功率，所述第一功率源包括配电网；以及
电子控制系统，被配置并可操作以：
在所述功率转换开关处于所述第一切换状态的情况下，评估所述第一功率源的源阻抗，以及
响应于所述第一功率源的所述源阻抗指示所述第一功率源的故障条件，来控制所述功率转换开关从所述第一切换状态改变到所述第二切换状态，以在所述故障条件中断所述一个或多个电气负载的操作之前，从所述第二功率源向所述一个或多个电气负载提供功率。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子控制系统被配置并可操作以响应于对源阻抗值违反极限的评估，来控制所述功率转换开关从所述第一切换状态改变到所述第二切换状态。
3.根据权利要求2所述的系统，其中响应于多个所监测到的源阻抗值，所述极限在学习时段内被动态地修改。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述极限包括相对于最小阻抗值的阻抗下降。
5.根据权利要求4所述的系统，其中响应于多个所监测到的源阻抗值，所述最小阻抗值从初始值被动态地修改。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二功率源包括不间断电源(UPS)。
7.根据权利要求1所述的系统，其中中断从所述第一功率源到所述一个或多个电气负载的功率的所述故障条件包括所述第一功率源的电压下降到最小电压阈值以下。
8.一种方法，包括：
操作电气负载系统，所述电气负载系统包括一个或多个电气负载、功率转换开关和电子控制系统，所述功率转换开关与所述一个或多个电气负载耦合，并且被配置并可操作以在第一切换状态下从第一功率源向所述一个或多个电气负载提供功率，并且在第二切换状态下从第二功率源向所述一个或多个电气负载提供功率，所述第一功率源包括配电网，所述操作包括：
在所述功率转换开关处于所述第一切换状态的情况下，评估所述第一功率源的源阻抗，以及
响应于所述第一功率源的所述源阻抗指示所述第一功率源的故障条件，来控制所述功率转换开关从所述第一切换状态改变到所述第二切换状态，以在所述故障条件中断所述一个或多个电气负载的操作之前，从所述第二功率源向所述一个或多个电气负载提供功率。
9.根据权利要求8所述的方法，其中响应于对源阻抗值违反极限的评估，控制所述功率转换开关从所述第一切换状态改变到所述第二切换状态被执行。
10.根据权利要求9所述的方法，其中响应于多个所监测到的源阻抗值，所述极限在学习时段内被动态地修改。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述极限包括相对于最小阻抗值的阻抗下降。
12.根据权利要求11所述的方法，其中响应于多个所监测到的源阻抗值，所述最小阻抗值从初始值被动态地修改。
13.根据权利要求8所述的方法，其中中断从所述第一功率源到所述一个或多个电气负载的功率的所述故障条件包括所述第一功率源的电压下降到最小电压阈值以下。
14.一种装置，包括：
电子控制系统，被配置并可操作以监测和控制电气负载系统的至少部分操作，所述电气负载系统包括一个或多个电气负载和功率转换开关，所述功率转换开关与所述一个或多个电气负载耦合，并且被配置并可操作以在第一切换状态下从第一功率源向所述一种或多个电气负载提供功率，并且在第二切换状态下从第二功率源向所述一个或多个电气负载提供功率，所述第一功率源包括配电网，所述电子控制系统被配置并可操作以：
在所述功率转换开关处于所述第一切换状态的情况下，评估所述第一功率源的源阻抗，以及
响应于所述第一功率源的所述源阻抗指示所述第一功率源的故障条件，来控制所述功率转换开关从所述第一切换状态改变到所述第二切换状态，以在所述故障条件中断所述一个或多个电气负载的操作之前，从所述第二功率源向所述一个或多个电气负载提供功率。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述电子控制系统被配置并可操作以响应于对源阻抗值违反极限的评估，来控制所述功率转换开关从所述第一切换状态改变到所述第二切换状态。
16.根据权利要求15所述的装置，其中响应于多个所监测到的源阻抗值，所述极限在学习时段内被动态地修改。
17.根据权利要求15所述的装置，其中所述极限包括相对于最小阻抗值的阻抗下降。
18.根据权利要求17所述的装置，其中响应于多个所监测到的源阻抗值，所述最小阻抗值从初始值被动态地修改。
19.根据权利要求14所述的设备，包括所述电气负载系统，所述电气负载系统与所述电子控制系统可操作地耦合。
20.根据权利要求14所述的装置，其中中断从所述第一功率源到所述一个或多个电气负载的功率的所述故障条件包括所述第一功率源的电压下降到最小电压阈值以下。
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