JP2017516451A - 直流小配電網のための直流電力サーバ - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、「直流電力サーバ(DC Power Server)」なる名称の、2014年3月6日に出願された米国仮出願番号第61/948927号(U. S. Provisional Application No. 61/948,927)の優先権を主張するものであり、同明細書の全内容は、参照によって本明細書に組み込まれる。
本明細書で開示される装置は、直流小配電網に関し、特に、直流小配電網のための直流電力サーバ(direct-current power server)に関する。
再生可能エネルギ設備を建物の直流小配電網に組み込むために、直流電力サーバが開発されてきた。直流電力サーバは、筐体と、前記筐体内に配置された直流バスであって、前記直流バスは、少なくとも一つの分岐回路を有し、前記分岐回路は、前記筐体から延在し且つ前記建物の直流負荷に接続されて前記直流負荷に直流電力を供給する、直流バスと、電力網に接続され、前記電力網から交流電力を受け取るように構成された電力網接続部と、前記筐体内に配置されており、前記電力網接続部と前記直流バスとの間に接続された整流回路であって、前記整流回路は、前記電力網接続部からの前記交流電力を直流電力に変換することによって前記直流バスに直流電力を供給するように構成されている、整流回路と、エネルギ源に接続され、前記エネルギ源から直流電力を受け取るように構成されたエネルギ源接続部であって、前記エネルギ源接続部は、前記直流バスに接続されており、前記エネルギ源からの前記直流電力を前記直流バスに供給する、エネルギ源接続部と、前記電力網及び前記エネルギ源から前記直流バスへの電力潮流を制御するように構成されたシステム制御装置と、を含む。
直流電力サーバの前述した態様及び他の特徴を、添付図面に関連して以下の記載において説明する。
本開示の原理の理解を促進するためにここからは実施例を参照することとする。これらの実施例は図面に示されており、以下に記載の明細書において説明される。これらの実施例によって本開示の範囲の限定が意図されているわけではないことを理解すべきである。本開示には、例示された実施形態に対する変更及び修正、並びに、本開示に関係する当業者が通常想到し得る、本開示の原理のさらなる応用が含まれることをさらに理解すべきである。
Claims (20)
- 建物のための直流電力サーバであって、
筐体と、
前記筐体内に配置された直流バスであって、前記直流バスは、少なくとも一つの分岐回路を有し、前記分岐回路は、前記筐体から延在し且つ前記建物の直流負荷に接続されて前記直流負荷に直流電力を供給する、直流バスと、
電力網に接続され、前記電力網から交流電力を受け取るように構成された電力網接続部と、
前記筐体内に配置されており、前記電力網接続部と前記直流バスとの間に接続された整流回路であって、前記整流回路は、前記電力網接続部からの前記交流電力を直流電力に変換することによって前記直流バスに直流電力を供給するように構成されている、整流回路と、
エネルギ源に接続され、前記エネルギ源から直流電力を受け取るように構成されたエネルギ源接続部であって、前記エネルギ源接続部は、前記直流バスに接続されており、前記エネルギ源からの前記直流電力を前記直流バスに供給する、エネルギ源接続部と、
前記電力網及び前記エネルギ源から前記直流バスへの電力潮流を制御するように構成されたシステム制御装置と、
を含む
ことを特徴とする直流電力サーバ。 - 前記直流電力サーバはさらに、エネルギ貯蔵器接続部を有し、
前記エネルギ貯蔵器接続部は、エネルギ貯蔵器に接続され、前記エネルギ貯蔵器から直流電力を受け取り、前記エネルギ貯蔵器に直流電力を送出するように構成されており、
前記エネルギ貯蔵器接続部は、前記直流バスに接続されており、前記エネルギ貯蔵器からの前記直流電力を前記直流バスに供給し、前記直流バスからの直流電力を前記エネルギ貯蔵器に供給し、
前記システム制御装置はさらに、前記エネルギ貯蔵器から前記直流バスへの電力潮流を制御するように構成されている、
請求項1に記載の直流電力サーバ。 - 前記直流電力サーバはさらに、パワーエレクトロニクスを含み、
前記パワーエレクトロニクスは、前記筐体内に配置されており、前記エネルギ貯蔵器接続部と前記直流バスとの間に接続されており、
前記パワーエレクトロニクスは、前記エネルギ貯蔵器の充放電を制御するように構成されており、前記システム制御装置によって動作させられる、
請求項2に記載の直流電力サーバ。 - 前記直流バスは、少なくとも一つの分岐回路を有し、
前記分岐回路は、前記筐体から延在し且つ前記建物の直流照明に接続されて前記直流照明に直流電力を供給する、
請求項1に記載の直流電力サーバ。 - 前記システム制御装置は、前記直流電力サーバの動作状況に応じて、前記直流照明の減光及び点滅の少なくとも一方を実施するように、前記直流照明に接続された前記少なくとも一つの分岐回路を動作させるように構成されている、
請求項4に記載の直流電力サーバ。 - 前記システム制御装置は、前記電力網の故障停止に応じて、前記エネルギ源接続部からの直流電力を前記直流バスに供給するように、前記直流電力サーバを動作させるように構成されている、
請求項1に記載の直流電力サーバ。 - 前記システム制御装置は、前記直流負荷によって前記直流バスから電力が引き出されていないことに応じて、前記直流バスから前記エネルギ源接続部を切断するように構成されている、
請求項1に記載の直流電力サーバ。 - 前記直流電力サーバはさらに、整流器制御装置を含み、
前記整流器制御装置は、前記筐体内に配置されており、前記整流回路に動作可能に接続されており、
前記整流器制御装置は、前記整流回路の直流出力電圧を制御するように構成されており、前記システム制御装置によって動作させられる、
請求項1に記載の直流電力サーバ。 - 前記整流回路は、複数の整流器を含み、
前記整流器制御装置は、前記複数の整流器のうちの少なくとも一つの整流器の障害発生に応じて、前記整流回路を部分的な能力で動作させるように構成されている、
請求項8に記載の直流電力サーバ。 - 前記整流回路は、前記直流バスからの直流電力を交流電力に変換するように構成されたインバータ回路を含み、
前記システム制御装置は、前記直流負荷によって前記直流バスから電力が引き出されていないことに応じて、前記直流バスから前記電力網に電力を送出するように、前記整流器制御装置によって前記整流回路を動作させるように構成されている、
請求項1に記載の直流電力サーバ。 - 前記整流回路は、前記直流バスからの直流電力を交流電力に変換するように構成されたインバータ回路を含み、
前記システム制御装置は、前記エネルギ源が、前記直流負荷によって前記直流バスから引き出された電力よりも多くの電力を前記直流バスに供給したことに応じて、前記直流バスから前記電力網に電力を送出するように、前記整流器制御装置によって整流回路を動作させるように構成されている、
請求項1に記載の直流電力サーバ。 - 前記直流電力サーバはさらに、無停電電源装置を含み、
前記無停電電源装置は、前記直流バスに接続されており、前記システム制御装置に電力を供給するように構成されており、
前記無停電電源装置は、前記直流バスの電圧を前記システム制御装置の電圧に変換するように構成されたコンバータを有し、
前記エネルギ貯蔵器は、前記直流バスが前記無停電電源装置に電力を供給していない間、前記システム制御装置に継続的な電力を供給するように構成されている、
請求項1に記載の直流電力サーバ。 - 前記システム制御装置は、前記電力網及び前記エネルギ源から前記直流バスへの電力潮流を自律的に制御するように構成されている、
請求項1に記載の直流電力サーバ。 - 前記システム制御装置は、(i)別の直流電力サーバのシステム制御装置、及び、(ii)エネルギ管理ゲートウェイの少なくとも一方からの命令に基づいて、前記電力網及び前記エネルギ源から前記直流バスへの電力潮流を制御するように構成されている、
請求項1に記載の直流電力サーバ。 - 前記直流電力サーバはさらに、前記筐体内に配置された補助直流バスを含み、
前記補助直流バスは、スイッチを介して前記直流バスに接続されており、少なくとも一つの分岐回路を有し、前記分岐回路は、前記筐体から延在し且つ前記建物の第1グループの直流負荷に接続されて前記第1グループの直流負荷に直流電力を供給し、
前記直流バスは、少なくとも一つの分岐回路を有し、前記分岐回路は、前記筐体から延在し且つ前記建物の第2グループの直流負荷に接続されて前記第2グループの直流負荷に直流電力を供給し、
前記第2グループの直流負荷は、前記第1グループの直流負荷とは異なっている、
請求項1に記載の直流電力サーバ。 - 前記システム制御装置は、前記電力網上での故障停止に応じて、前記直流バスから前記補助直流バスを切断するように、前記スイッチを動作させるように構成されている、
請求項15に記載の直流電力サーバ。 - 前記直流電力サーバはさらに、電力サーバ接続部を含み、
前記電力サーバ接続部は、第2直流電力サーバに接続され、前記第2直流電力サーバから直流電力を受け取るように構成されており、
前記電力サーバ接続部は、前記直流バスに接続されており、前記第2直流電力サーバからの前記直流電力を前記直流バスに供給する、
請求項1に記載の直流電力サーバ。 - 建物のための電力分配システムであって、
第1エネルギ源と、
前記建物の、第1グループの直流負荷と、
前記第1エネルギ源と前記第1グループの直流負荷との間に接続された第1直流電力サーバとを含み、
前記第1直流電力サーバは、
筐体と、
前記筐体内に配置された直流バスであって、前記直流バスは、少なくとも一つの分岐回路を有し、前記分岐回路は、前記筐体から延在し且つ前記第1グループの直流負荷に接続されて前記第1グループの直流負荷に直流電力を供給する、直流バスと、
電力網に接続され、前記電力網から交流電力を受け取るように構成された電力網接続部と、
前記筐体内に配置されており、前記電力網接続部と前記直流バスとの間に接続された整流回路であって、前記整流回路は、前記電力網接続部からの前記交流電力を直流電力に変換することによって前記直流バスに直流電力を供給するように構成されている、整流回路と、
前記第1エネルギ源に接続され、前記第1エネルギ源から直流電力を受け取るように構成されたエネルギ源接続部であって、前記エネルギ源接続部は、前記直流バスに接続されており、前記第1エネルギ源からの前記直流電力を前記直流バスに供給する、エネルギ源接続部と、
前記電力網及び前記第1エネルギ源から前記直流バスへの電力潮流を制御するように構成されたシステム制御装置と、
を含む
ことを特徴とする電力分配システム。 - 前記電力分配システムはさらに、
第2エネルギ源と、
前記建物の、第2グループの直流負荷と、
前記第2エネルギ源と前記第2グループの直流負荷との間に接続された第2直流電力サーバとを含み、
前記第2直流電力サーバは、
筐体と、
前記筐体内に配置された直流バスであって、前記直流バスは、少なくとも一つの分岐回路を有し、前記分岐回路は、前記筐体から延在し且つ前記第2グループの直流負荷に接続されて前記第2グループの直流負荷に直流電力を供給する、直流バスと、
前記電力網に接続され、前記電力網から交流電力を受け取るように構成された電力網接続部と、
前記筐体内に配置されており、前記電力網接続部と前記直流バスとの間に接続された整流回路であって、前記整流回路は、前記電力網接続部からの前記交流電力を直流電力に変換することによって前記直流バスに直流電力を供給するように構成されている、整流回路と、
前記第2エネルギ源に接続され、前記第2エネルギ源から直流電力を受け取るように構成されたエネルギ源接続部であって、前記エネルギ源接続部は、前記直流バスに接続されており、前記第2エネルギ源からの前記直流電力を前記直流バスに供給する、エネルギ源接続部と、
前記電力網及び前記第2エネルギ源から前記直流バスへの電力潮流を制御するように構成されたシステム制御装置と、
前記第1直流電力サーバの前記直流バスを、前記第2直流電力サーバの前記直流バスに選択的に接続するように構成された相互接続装置と、
を含む、
請求項18に記載の電力分配システム。 - 前記相互接続装置は、前記第1直流電力サーバ及び前記第2直流電力サーバの一方の障害発生に応じて、前記第1直流電力サーバの前記直流バスを、前記第2直流電力サーバの前記直流バスに接続するように構成されている、
請求項19に記載の電力分配システム。
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