CN1127792C - 电源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明一个示例性实施例是为临界负荷提供电力的电源系统。该系统包括一个第一电源(102，104，106，108)，产生足够功率供给临界负荷(114)，以及一个第二电源(110)，其独立于第一电源。第二电源(110)提供足够功率供给临界负荷。本系统还包括一个旋转装置(152)，该装置具有一个第一电源输入电路(AC输入1)和一个第二电源输入电路(AC输入2)。在第二电源输入电路(AC输入2)处，第二电源(110)与旋转装置(152)耦合。转换开关(128)选择性地使第一电源(102，104，106，108)与第一电源输入电路(AC输入1)和第二电源输入电路(AC输入电路2)相耦合。
Description
技术领域
本发明一般涉及电源系统，特别涉及到一种加入冗余，辅助电源的电源系统，从而为临界负荷提供高可靠性电源。
本发明背景
电子数据处理(EDP)是当前商业应用中重要性不断增张的一个部分。计算机被用在现代商业中的各个方面，包括进行交易，控制生产以及数据维护。如果计算机出现停机，将使某些商业按照每分钟上百万美元的数量遭受损失。
计算机故障的已知原因是计算机电源发生断路。用于EDP的计算机对电源断路非常敏感而且甚至一个短暂的断路或故障都可能引起计算机故障。图1为计算机商用设备厂家协会(CBEMA)的曲线图形，这已被电子和电气工程协会(IEEE)采用作为446-1987标准，该标准表示计算机可以忍受半个周期或8.3ms的电源故障。采用现有公用电网(工业电源)的电源无法满足现代计算机设备较高的供电可靠性需要。运行且依赖于电子数据处理设备的商业无法靠产生次数多而且时间长的故障的工业电源。因此需要高性能的电源系统。
本发明综述
现有技术的上述缺点以及其他不足都由本发明得到了克服或减弱。本发明实施例的一个示例是将电源提供给临界负荷的电源系统。本系统包括第一电源，该电源产生足够功率以供给临界负荷和与所述第一电源独立的第二电源。本系统还包括一个旋转装置，该装置具有第一电源输入电路和第二电源输入电路。第二电源与旋转装置在第二电源输入电路处耦合。转换开关选择性地将第一电源与第一电源输入电路和第二电源输入电路相耦合。
本领域技术熟练人从下面详细说明和附图中，可以意识并理解本发明的上述特性及其他优点。
附图简要说明
参考附图，每幅图中的组成和标号都是一致的。
图1是说明现代计算机设备电源可靠性需求的示意图。
图2为包括本发明组成的电源系统的框图。
图3为图2电源系统局部框图。
图4为包括本发明组成的电源系统的框图。
图5为包括本发明组成的电源系统的框图。
图6为根据本发明的另一个电源框图。
较佳实施例说明
图2为本发明示例性实施例中电源系统框图。参考图2对本发明的组成进行说明。应该理解的是图2仅仅是一种示例性结构。该系统采用以电源102，104，106和108形式的备用电源以及次级电源系统110。次级电源系统110还包括另一个电源，例如公用电力线，发电机，电池等等。次级电源系统110还包括燃料电池。次级电源系统110供给配电盘111或C总线。电源102，104，106和108可以是燃料电池，例如Onsi公司的PC25。虽然图2将燃料电池描述为电源102，104，106和108，应该理解到的是，本发明并非仅限于燃料电池，还可以采用其他电源。但是，采用燃料电池的优点是燃料电池以发热作为副产品，该副产品可以被消费者用以支付其他费用。图2所示实施例设计为临界负荷需求为350kw时所用。燃料电池102和104可以通过第一或A总线提供整个临界负荷。燃料电池106和108提供电源给第二或B总线，如果需要，其同样也可以提供给整个临界负荷。(即，如果A总线处于非运行状况)。
C总线与A总线和B总线相联接，例如C总线作为A总线和B总线的备用的附加级。C总线还通过顾客所希望和需要的许多方法提供给A总线和B总线负荷。这些方法包括但不限于：(1)直接连接到A总线或B总线自动转换开关或旋转装置的次级或第三电源电极。(2)在负荷附近直接联接到顾客提供的自动转换开关的次级或第三电源电极。(3)由具有B总线作为较佳电源的自动转换开关和C总线作为其次级电源的输出，通过A总线自动转换开关或旋转装置的次级电源电极，(4)由具有两种或多种电力设备或其他电源作为其输入的自动转换开关的输出，通过A总线自动转换开关或旋转装置的次级或第三电源电极，以及(5)自动直接传送到A总线或B总线。
该系统还包括四个按照不间断电力系统(UPS)形式的旋转装置116，118，120和122。适当的UPS是Piller的销售的Uniblock-II品牌。每个UPS包括一个电动机—发电机，用来将AC电源提供给临界负荷114。每个UPS包括标贴为AC输入1和AC输入2的两个输入。转换开关128用以控制电源(例如102)，电力设备/发电机系统110和旋转装置116之间的功率通量。多种运行模式过程中的功率通量参考附图3进行说明。
由于燃料电池在检测出电源故障具有间断的特性，旋转装置用于稳定波动，消除故障并防止燃料电池间断。值得注意的是，UPS并非是用以提高电压稳定性的旋转装置唯一的一种类型。与旋转机械不同，商用的燃料电池电源模块没有惯性且在控制动作仅限于由输出磁铁内电感存储而产生后，电流几乎立即停止。为了克服这种不足，该系统包括旋转装置。一种旋转装置是任何旋转UPS，电动机发生器，电动机，同步蓄电器，惯性轮，以及其他为进行存储和放电有功功率或无功功率提供惯性的装置。运行过程中，使旋转装置的电源起落与流量与电力需求和电源供给协调以稳定系统电压。
在特定条件下，附加旋转装置可以用来提供电源。如图2所示，旋转装置152通过开关156与UPS116和UPS118相连。旋转装置154通过开关158与UPS120和UPS122相连。示例性实施例中，旋转装置152和154都是惯性轮，例如Piller销售的Powerbridge惯性轮。惯性轮152和154如所示连接到AC输入1，且还连接到AC输入2。应该知道，还可以采用多种旋转装置。惯性轮或旋转装置的数量可以变化，从全部UPS一个旋转装置到每个UPS一个旋转装置。最好至少有两个惯性轮这样系统组成中还有一些冗余性。附加惯性轮应该根据负荷需要和冗余性所需等级。除惯性轮外的装置可以用以提供补充功率给UPS(例如发电机，电池等等)。
详细说明参考图3所示，惯性轮152和154将DC电源供给各个UPS在特定位置的倒相器。当检测到C总线上电源故障时，燃料电池102，104，106，108运行以同C总线断开。如果燃料电池断开且进入空转状态，惯性轮提供功率这样不会干扰对UPS的供电。如果燃料电池电力下降，惯性轮用以将平稳的负荷转换提供回燃料电池。对UPS进行编程以从惯性轮将负荷逐渐传递给燃料电池，这样燃料电池不会受到阶跃负荷并与UPS断开。此外如果是周期负荷，例如压缩器，开启，这将会在燃料电池上产生一个使燃料电池断开的阶跃负荷。在这种情况下，惯性轮用以将额外功率提供给UPS，由此防止燃料电池断开。简而言之，惯性轮用以提供附加的短期电源以供系统平稳运行。
每个UPS的输出送入平行开关面板130，在此处来自UPS116和UPS118的电源平行联接于A总线，来自UPS120和UPS122的电源平行联接于B总线。该系统还包括联接断电器，该断电器是机电式断电器装置，为分摊总线之间的负荷，或在一个电源故障时为通常由分离电源供电的两个或多个总线提供电源，该断电器可以将两个分离的总线联接在一起。联接断电器可以被包括在旋转装置的输入侧，从而可任选地从两个分离电源中任一个为旋转装置供能。联接断电器包括在旋转装置和自动转换开关的输出侧，以允许在其中一个电源故障时，以允许一个电源向通常由单个电源中的分离电源供电的负荷供能。如图2所示，联接断电器132将A总线与B总线相连。从平行开关面板130，电源流向临界负荷。
本系统中采用的转换开关可以是机电式的或静态转换开关。静态转换开关通常包括硅可控整流器(SCR)。本系统还包括包含保护自动静态转换开关SCR免于受到破坏电流的装置。包含在商用自动静态转换开关内的开关机构SCR较机电转换开关中的开关机构脆弱。通过自动机电转换开关的故障电流可以达到使SCR“烧毁”或被破坏的量值。自动静态转换开关在SCR受到破坏的情况下，无法按照系统设计时所希望的那样，在其电源之间或在其电源中起到传输负荷的作用。本系统还加入限流装置，例如在适当位置的保险丝和电抗器，以防止流过自动静态转换开关的故障电流达到破坏SCR的水平。在进行系统设计时，旋转装置还可以位于自动静态转换开关的下游位置，以防止故障电流流过开关。
本系统还包括一个监视器/管理器，以进行本地和远程监视情况和性能，指令系统功能，改变允许参数，事件存档操作，实施系统诊断和设置广播报警。监视器/管理器在系统操作员和控制者之间，为燃料电池电源模块自动静态转换开关和旋转装置提供双向通信。系统操作员通过监视器/管理器本地或远程地发出对燃料电池电源模块，自动静态转换开关旋转装置的工作参数进行改变的指令。进行了逻辑编程的监视器/管理器还可以自动发出指令实现这样的变化。本系统控制方案是监视器/管理器的故障不会扰乱流向临界负荷的电流。监视器/管理器为顾客提供“浏览窗”以监视系统运行。
图3为图2电源系统局部框图。多模式下电源系统的运行参考图3进行说明。图3给出了一个电源102，一个转换开关128，一个UPS116和一个惯性轮152。应该理解到，系统内其他组成的运行可参考如3所示的系统局部进行说明。
为节约起见，在公用电网运行时，电源102设定为在电网联接方式下运行。在电网联接方式下，断电器B1和B2紧邻，电源102经开关面板111处的联接，产生与公用电网同步的AC电源。UPS电动机—发电机170产生的电源从电源102经AC输入2流向半导体开关元件172。电源102产生的电力超过UPS116的需要，通过开关面板111处的联接为其他构成负荷供能。这就在不管UPS116电源需要的情况下，允许电源102在全功率下运行。通过低成本的功率电源替代相反由非临界构成负荷所消耗的高成本的公用电力电源，电源102在全功率下运行提高了用户的经济状况。
转换开关128与开关KMFC设定为关闭，与转换开关KMMG设定为开启，这样允许电源102产生的电源可以流到AC输入1为电动机—发电机170供能。在电源以公用电网联接方式运行过程中，AC输入1整流器174和倒相器176处于待命状态。在半导体开关元件172关闭之前，电源将不会通过AC输入1流向电动机—发电机170。电动机—发电机170为惯性轮152提供功率。公用电网联接方式下，任何备用发电机都处于非运行状态。
如果公用电网电源发生故障，半导体开关元件172关闭，开关B2开启，中断公用电网运行的联接方式，并使电源102向AC输入2的供能停止。B2开启时，电源102设定为工作在与公用电网无关的工作方式。这种方式的转换要求电源102中断电力产生，最终导致开关KMFC和AC输入1的电压失落持续达到5秒钟。在过渡过程中，AC输入1倒相器176激活使惯性轮152为电动机—发电机170供能。电源102又开始产生电力时，电压返回到AC输入1，整流器174启动。电动机—发电机170的电源按照预定的上升速率，从惯性轮152传输给电源102。如果不稳定的电源在开关面板111上又重新建立电压，电压102将不会转换到公用电网联接方式，只是继续以独立于公用电网方式运行，通过整流器174/倒相器176通路为电动机—发电机170供能，同时半导体开关元件172保持关闭。在独立于公用电网方式下，电压102电力降低，以满足电动机—发电机170的电源需要，产生电力的电源102不会向其他构成负荷供能。在独立于公用电网方式下，UPS单元116，118，120和122通过整流器174和倒相器176元件被同步。按此方式，UPS单元116，118，120和122的输出都可以并联。
在电网独立于公用方式下运行的过程中，如果电动机—发电机170经过了一个比预定尺寸大的阶跃负荷，惯性轮152成为电动机—发电机170的电源。电动机—发电机170的电源功率按照预定的上升速率从惯性轮152传递到电源120。因此，电源102并不会受到突加的阶跃负荷的影响。
在电源102恢复公用电网联接方式之前，要进行三件事。首先，在开关面板上重建公用电网电压。其次，关闭任何备用发电机。最后，对惯性轮152进行再充电。此时，电源102对公用电力馈电进行监控以保证稳定性。在确定了公用电网电压稳定一段时间后，电源102转换到恢复公用电网联接的运行方式。这种转换要求电源102中断产生持续5秒钟。如果检测出整流器的电压失落，整流器174变为备用状态。如果此时电动机—发电机170的输出与公用电网并不同步，倒相器176将保持运行状态，以使惯性轮152在出现同步以前，为电动机—发电机供能。一旦同步后，半导体开关元件172开启同时AC输入1倒相器176进入待命状态，在转换过程中使公用电网为电动机—发电机170供能。电动机—发电机170开始使惯性轮152再充电。如果电源102准备为公用电网联接运行，B2关闭，电源102上升到其最大输出值，成为电动机—发电机170的电源。
如果公用电网电压在转换到公用电网联接运行方式过程中出现干扰，电源102将重构为独立于公用电网而运行。随着AC输入2上的电力失落，晶体管172关闭，AC输入1倒相器176启动，同时惯性轮152为电动机—发电机170供能。如果电源102提供的电压恢复到AC输入1整流器174，整流器174启动，电动机—发电机170的功率从惯性轮152上升到电源102。电动机—发电机170使惯性轮152重充电。
不论电源102何时关闭或断电器B2何时开启，从电源102的电流都停止。在开关面板111处，电源102到AC输入2的损失立即由备用的公用电网电源替代。开启B1和B2中断开关KMFC上的电压导致计时器向下计数。如果电源102在预置的几秒钟内没有恢复开关KMFC的电压，KMFC开启而KMMG关闭由此将AC输入1与备用电源相连。这样也隔离了电源102。AC输入1整流器174和倒相器176保持备用状态，电动机—发电机170继续通过半导体开关元件172被供电。
当电源102是离线时，如果公用电网故障，半导体开关元件172关闭，AC输入1倒相器176启动允许惯性轮152为电动机—发电机170供能。倘若惯性轮152存储的能量在恢复公用电力之前就耗尽，除非另一个电源在开关面板111处成为在线，否则电动机—发电机170将关闭。如果不稳定电压源在AC输入2上检测出来，整流器174启动以通过整流器174/倒相器176向电动机—发电机170给电。电动机—发电机170开始重新对惯性轮152充电，否则，电动机—发电机170由AC输入2被供电。电压102，转换开关128，UPS11和惯性轮152的组合可以认为是一个电源模块。在用作离线电源过程中公用电网发生故障时，采用冗余的电源模块(例如图2所示)就消除了对非公用电力电源的需要。
如上所述，所示例的电源系统可以无限地独立于公用电网而运行。商用的燃料电池模块是为长时间，独立于公用电网运行而设计的。按照由当地天然气分布公司提供的独立冗余形式，或根据另一种燃料电池存储的位置，天然气的冗余资源在天然气正常供给下提供了任意的干扰。本系统组成都是为20年或20年以上的经济寿命而设计的使用等级。本系统的模块化可以在不干扰流向临界负荷的电流的情况下，实现维修，分解检查，升级和扩展。
所示例的电源系统也没有单个故障点。本系统设定为如果任何燃料电池电源模块出现故障，自动转换开关或旋转装置将不会干扰流向临界负荷的电流。多余的燃料电池电源模块包括B总线。在不包括B总线的结构中，多余的燃料电池电源模块包含在A总线内。某些结构同时包含了沿B总线和A总线上的任意燃料电池模块。自动转换开关和旋转装置具有冗余电源通路。系统控制器通常都有冗余的处理器和电源。如果自动转换开关或旋转装置故障，联接断电器在总线之间提供共享电源。自动转换装置和旋转装置可以包含旁通电路，当开关和旋转装置离线时，直接提供燃料电池电源给负荷。
所示例的电源系统使系统内所有电源频率与公共参考电源同步。所有系统电源的电输出可以是同频率，同幅度，同相位，从而可以在不干扰负荷的情况下，实现电源间的快速切换。燃料电池电源模块，旋转装置和自动转换开关都含有可以使系统与单个参考电源同步的同步电路。如果公用电网与系统相连，系统与公用电力设备同步。如果公用电力设备故障，由次级参考信号替代。如果公用电力服务得到恢复，很可能不与次级参考电源同步。如果出现这种情况，电源模块逐渐调整其输出的相位和幅值以同新的公用电源相匹配。如果公用电网并未与系统联接，发送参考信号的单独装置就被加入到系统中。
电源与公用电网相连的一个优点是不被临界负荷消耗的电源(例如燃料电池)产生的能量直接给予与公用电网耦合的非临界负荷。由此，用户可以高于临界负荷的需要来对电源实行操作，同时产生剩余电力以取代公用电网的电力。
所示例的电源系统还可以自治地运行。正常运行时不需要人的介入。如果电源需要超出了单个燃料电池电源模块的额定容量，负荷可能满足下面两种方法中一种或两种的组合：1)在单个总线上将多个燃料电池模块的输出进行并联，以在单元间分享负荷；或2)将由燃料电池单独供能的多个旋转装置的输出进行并联。
所示例的电源系统防止故障引起燃料电池电源模块进入闲置状态，由此会有效地切断电源产生。燃料电池电源模块的控制系统设计为保护燃料电池倒相器免遭由下游故障引起的电流超负荷造成的损坏。商用燃料电池电源模块无法提供足够的故障电流以清除断电器。如果控制器检查出故障引起电流上升超出了倒相器参数，它将该单元与负荷断开，同时开始转换为闲置方式。在通过燃料电池电源模块的系统下游的适当位置加入旋转装置以提供故障电流，由此防止燃料电池电源模块出现故障情况。
所示例的电源系统防止阶跃负荷和过负荷引起燃料电池电源模块进入闲置方式，由此有效地切断电力产生。燃料电池电源模块的控制系统设计为保护电池堆栈出现引起电池堆栈损坏的情况。如果控制器检测出由于阶跃负荷或过载造成电压塌落，它将该单元与负荷断开，同时开始转换为闲置方式。商用燃料电池电源模块上的燃料和供气阀门无法预见阶跃负荷。商用燃料电池电源模块无法承载高于额定容量110％的过负荷，也不能承载大于5秒钟的过负荷。阶跃负荷和过负荷强迫电池堆栈产生坍塌电压。在系统内的适当位置加入惯性轮以为调整在线阶跃负荷的相位提供电源，由此允许燃料和气阀进行校准以设定适当的负荷防止断路。惯性轮与旋转UPS结合，以承载比额定容量高150％的过负荷达两分钟，这样允许过负荷向另一种电源的正常转换。
所示例的电源系统防止暂态过负荷引起容量电池电源模块进入空置方式，由此有效地切断电力产生。燃料电池电源模块的控制系统设计成保护燃料电池免于出现可能破坏倒相器的暂态过负荷。如果控制器检测出暂态过负荷高于额定容量的110％，它就将该单元和负荷断开，同时开始转换为空置方式。商用燃料电池电源模块无法承载高于额定容量110％的过负荷，也不能承载任何过负荷达大于5秒钟。暂态过负荷可以引起电压塌落。惯性轮与旋转UPS单元结合以承载比额定容量高150％的暂态过负荷达2分钟。
所示例的电源系统防止负荷不平衡引起燃料电池电源模块进入空置方式，由此有效地切断电力产生。额定负荷处10％的单个相位电流失衡以及190％额定电流线比中性线会引起商用燃料电池电源模块出现失衡过负荷。这种情况会导致燃料电池电源模块与负荷断开，且开始转换为闲置状态。备选的电动机发电机和旋转UPS单元对负荷失衡具有100％容量。这些旋转装置位于燃料电池电源模块的下游以防止电源模块受到负荷失衡的影响。
图4为另一种含标有A1，A2和A3的三个独立初级总线的电源系统示意图。每个A总线由一排5个燃料电池供能A1-1到A1-5，A2-1到A2-5，A3-1到A3-5。五个一排的燃料电池按照负荷均分结构并联相连。与各个初级总线结合的旋转装置是一个同步蓄电器200。负荷分配控制器201与每个总线A1，A2，A3结合，并对燃料电池提供控制信号以确保适当的负荷分担。次级或B总线由在负荷均分结构中并联耦合的7个燃料电池B1-B7供能。负荷分配控制器204与B总线耦合，以提供控制信号给燃料电池确保适当的负荷分担。在将燃料电池B-1到B-7与临界负荷相隔离的同时，多个电动机发电机单元202由B总线供能，同时又为非临界负荷提供功率。系统的监控器/管理器150也参照图2所述提供并起到同样的作用。公用电力电源为C总线供能。惯性轮212与C总线相连以为电压跌落的电源提供动力(ride)。一串静态转换开关D1，D2，D3选择适当的电源使得临界负荷接收不间断电源。
如图4所示，次级或B总线作为A总线的备用。如果没有向临界负荷提供功率，B总线可以通过一个或多个用户输送器向其他设备负荷(非临界负荷)供电。通常，B总线输送器由自动转换开关与B总线相连。但是，B总线可以根据系统结构参数和用户需要采用一个或多个旋转装置。B总线还可以根据用户所需进行分组或分段。通过自动转换开关D1-D3上的次级电源极或类似旋转UPS一样的旋转装置，B总线可以与临界负荷联接。同步蓄电器也可以定位于自动转换开关的输出上。
为了加入附加冗余，要为燃料电池提供两个天然气的来源。公用天然气源208和第二个本机天然气存储装置210都用以提供备用的天然气给燃料电池。
所示例的电源系统防止了燃料电池电源模块的级联失败。A总线的分段加上隔离B总线和C总线使电池产生了级联失败。某些结构中，对自动转换开关进行编程以不传递故障。自动转换开关，电动机发电机和旋转UPS单元都可以用以将负荷与其他部分隔离开来。电动机发电机单元和旋转UPS单元还将燃料电池电源模块与负荷相分离开来。将燃料电池电源模块与可能引起电源模块故障或转换为空置方式事件相隔离，从而防止了级联失败。
图5为包括本发明组成的另一种电源系统示意图。如图5所示，初级或A总线包括8个单独的电源(例如燃料电池)。每个电源301-308与类似Piller销售的UPS旋转装置311-318相连。次级或B总线由并联的三个电源321-323构成，并由负荷分配控制器324控制。公用电力线330提供给C总线。惯性轮340连接到C总线。
B总线和C总线与自动转换开关A1-A8的不同电极相连。自动转换开关A1-A8在B总线和C总线之间选取较佳电源，提供给旋转装置311-318。各个旋转装置311-318的输出耦合到8个临界负荷CB1-CB8中之一。对旋转装置编程以优选A总线电源301-308。B总线和C总线还联接到将电源引向其他负荷的自动转换开关B1和B2的不同电极。与负载342相关联的旋转装置是同步蓄电器344。图5所示的系统是采用冗余电源，旋转装置和自动转换开关的电源系统的另一个示例，以向临界负荷提供安全可靠的电源。
图2，4，5表示冗余电源，旋转装置和自动转换开关的各种结构，旨在提供一个高可靠性的电源系统。初级和次级总线结构和类型，尺寸和电源数，旋转装置和自动转换开关都取决于负荷大小，所需输送器个数，以及用户要求的系统工作效率(即用户要求电源达到怎样的可靠性)。
图6为按照本发明的另一个燃料电池500的示意图。燃料电池500区别于传统燃料电池的地方在其输出部分510。输出部分510包括一个为旋转电动机—发电机514提供输出的DC-DC转换器512。DC-DC转换器512可以采用一个DC-DC电动机实现。燃料电池堆栈电压随负荷增加而降低。DC-DC转换器512设计为电动机发电机514上的负荷变化时仍保持恒定电压。电动机发电机514产生一个AC输出，为分配负荷并允许燃料电池500容易实现并联。传统的燃料电池不采用复杂的负荷分配控制器就无法实现并联。在不需要复杂的负荷分配控制器的情况下，燃料电池500的输出可以与其他类似的燃料电池相并联。此外，鉴于电动机—发电机514能够产生故障清除电流，燃料电池500在检测出故障时不必与系统断开。电动机发电机514将燃料电池500与有害电流相隔离。另一个实施例中，电动机—发电机514包括为接收附加电源的第二个输入。
在给出并说明较佳实施例的同时，在与本发明精神和范围不相背离的前提下，另外还可以做出各种改进和替代。因此，应该理解到本发明可以根据图示说明但不受此限制。
Claims (27)
1.一种提供功率给临界负荷的电源系统，其特征是，该系统包括：
一个第一电源，产生足够的功率提供给临界负荷；
一个第二电源，独立于所述的第一电源，所述第二电源产生足够的功率提供给临界负荷；
一个旋转装置，其具有一个初级电源输入电路和一个次级电源输入电路；
所述第二电源与所述旋转装置在所述次级电源输入电路处耦合；以及
一个转换开关，用于选择性将所述第一电源与所述初级电源输入电路和所述次级电源输入电路相耦合。
2.根据权利要求1所述的电源系统，其特征是，所述第一电源包括一个燃料电池和所述第二电源是公用电网。
3.根据权利要求1所述的电源系统，其特征是，所述第二电源包括一个现场发电机。
4.根据权利要求1所述的电源系统，其特征是，所述第二电源包括一个燃料电池。
5.根据权利要求1所述的电源系统，其特征是，所述旋转装置包括一个电动机—发电机。
6.根据权利要求1所述的电源系统，其特征是，所述旋转装置包括一个旋转蓄电器。
7.根据权利要求1所述的电源系统，其特征是，第三电源与所述旋转装置耦合。
8.根据权利要求7所述的电源系统，其特征是，在第一电源输入电路处，所述第三电源与所述第一电源并联。
9.根据权利要求7所述的电源系统，其特征是，在第二电源输入电路处，所述第三电源与所述第二电源并联。
10.根据权利要求7所述的电源系统，其特征是，所述第三电源包括一个惯性轮。
11.根据权利要求7所述的电源系统，其特征是，所述第三电源包括发电机。
12.根据权利要求7所述的电源系统，其特征是，所述第三电源包括蓄电电池。
13.一种向临界负荷提供功率的电源系统，其特征是，该系统包括：
一个第一电源模块包括：
一个第一电源，产生足够功率供给临界负荷；
一个第二电源，独立于所述第一电源，所述第二电源产生足够功率提供给临界负荷；
一个旋转装置，其具有一个初级电源输入电路和一个次级电源输入电路；
在所述次级电源输入电路处，所述第二电源与所述旋转装置相耦合；以及
一个转换开关，选择性将所述第一电源与所述初级电源输入电路和所述次级电源输入电路相耦合；以及
一个第二电源模块包括：
一个第一电源，产生足够功率供给临界负荷；
一个第二电源，独立于所述第一电源，所述第二电源产生足够功率供给临界负荷；
一个旋转装置，其具有一个初级电源输入电路和一个次级电源输入电路；
所述第二电源在所述次级电源输入电路处耦合到所述旋转装置；以及
一个转换开关，选择性将所述第一电源与所述初级电源输入电路和所述次级电源输入电路相耦合。
一个公用总线，与所述第一电源模块的输出耦合，又与所述第二电源模块的输出耦合。
一个第一总线，与所述第一电源模块耦合；以及
一个第二总线，独立于所述第一总线，与所述第二电源模块的输出耦合。
14.根据权利要求13所述的电源系统，其特征是，进一步包括：
一个联接断电器，介于所述第一总线和所述第二独立总线之间。
15、一种向临界负荷提供功率的电源系统，其特征在于，所述系统包括；
一个燃料电池，在燃料电池的输出端产生电能，所述燃料电池将初级电源提供给临界负荷；
一个第二电源，独立于所述燃料电池，所述第二电源产生足够能量提供给临界负荷，当所述燃料电池输出减少，所述第二电源提供备份电源给临界负荷；
一旋转装置，具有一电源输入电路，临界负荷从所述旋转装置接收电源；以及
一转换开关，选择性地将所述燃料电池与所述第二电源耦合到所述电源输入电路。
16、根据权利要求15所述的电源系统，其特征在于，所述第二电源是一个公用电网。
17、根据权利要求15所述的电源系统，其特征在于，所述第二电源包括一个现场发电机。
18、根据权利要求15所述的电源系统，其特征在于，所述第二电源包括一个燃料电池。
19、根据权利要求15所述的电源系统，其特征在于，所述旋转装置包括一电动机—发电机。
20、根据权利要求15所述的电源系统，其特征在于，所述旋转装置包括一个旋转蓄电器。
21、根据权利要求15所述的电源系统，其特征在于，所述电源系统进一步包括：
一第三电源，产生电能；
所述第三电源与所述电源输入电路相连；
22、根据权利要求21所述的电源系统，其特征在于，所述第三电源是一个旋转装置。
23、根据权利要求22所述的电源系统，其特征在于，所述第三电源是一个惯性轮。
24、根据权利要求21所述的电源系统，其特征在于，所述电源输入电路包括：
一个整流器，具有一个与所述燃料电池相耦合的整流器输入端和一个整流器输出端；
一个转换器，具有一个与所述整流器输出端相耦合的转换器输入端和一个转换器输出端；
其中所述第三电源与所述转换器输入端相耦合。
25、一种向负荷提供能量的电源系统，其特征在于，该系统包括：
一个燃料电池，在燃料电池的输出端产生电能；
一个旋转装置，具有一个电源输入电路与所述燃料电池输出端相耦合；
一个第二燃料电池产生电源，位于第二燃料电池的输出端；以及
一个第二旋转装置，具有一个第二电源输入电路，与所述第二燃料电池输出端相耦合；
其中所述第一旋转装置和所述第二旋转装置向与负荷相耦合的公用总线供能。
26、一种向负荷提供能量的电源系统，其特征在于，所述系统包括：
一个燃料电池，在燃料电池输出端产生电能；
一个惯性轮，在惯性轮输出端产生电能；
一个旋转装置，包括一电源输入电路，与所述燃料电池输出端和所述惯性轮输出端相耦合；
所述旋转装置具有一个由所述电源输入电路供能的电动机—发电机，所述电动机—发电机向负荷提供能量。
27、根据权利要求26所述的电源系统，其特征在于，所述电源输入电路包括：
一个整流器，具有一与所述燃料电池相耦合的整流器输入端和一整流器输出端；
一转换器，具有一与所述转换器输出端相耦合的转换器输入端和一与所述电动机—发电机相耦合的转换器输出端；
其中所述惯性轮与所述转换器输入端相耦合。
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