JP2023533614A - 一次電源と二次電源との間の移行中に顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するための装置、システム、および方法 - Google Patents

Abstract

一次電源と二次電源との間の移行中に、顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するためのシステムが開示される。システムは、顧客計量システムと顧客負荷との間に電気的に接続される。システムは、一次電源と電気的に接続されていない二次電源を含む。二次電源は、電力を生成するための二次電源ソースと、スイッチングモジュールと、二次電源ソースおよびスイッチングモジュールと電気通信するエネルギー貯蔵システムとを含む。エネルギー貯蔵システムは、高放電バッテリを含み、スイッチングモジュールが一次電源と二次電源とを切り替えるときに、顧客負荷に電力を急速に放電するように構成される。スイッチングモジュールは、二次電源の少なくとも１つのインバータと通信する少なくとも１組の接点を含む。【選択図】 図１

Description

本開示は、消費者へのエネルギーの供給に関し、より具体的には、一次電源と二次電源との間の移行中に、顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するためのシステムおよび方法に関する。

本出願は、２０２０年６月２９日の出願日を有する「電源間の移行中に大きな負荷に急速閾値量の電力を提供するための装置、システム、および方法」と題された米国仮出願第６３／０４５，５３５号、および２０２０年８月４日の出願日を有する「電源間の移行中に大きな負荷に急速閾値量の電力を提供するための装置、システム、および方法」と題された米国仮出願第６３／０６０，７４０号の出願日の利益を主張し、その主題は、参照により本明細書に組み込まれる。

マイクログリッドは、分散されたリソースおよび関連する負荷の侵入を容易にし、また電源の安全性を向上させるように構成された、施設または配電システムに形成されたアイランドである。一般に、マイクログリッドおよびその電気システムへの組み込みは、相互接続された構成をサポートしながら持続可能性および信頼性を促進しようとする。加えて、これらのマイクログリッドシステムは、再生可能エネルギーを利用するために直流を交流に変換するために使用されるインバータを含む。しかしながら、これらのシステムに関連する共通の問題は、マイクログリッドがモジュール式でもスケーラブルでもないことである。例えば、エネルギー貯蔵インバータの設置は、かなりの時間および労力を必要とし、設置後でさえ、所与の構成が、代替システムへの単純な再設置を妨げる可能性が高いことが多い。さらに、マイクログリッドに関連する現在のエネルギー貯蔵システムは、高性能および高放電速度で機能するように構成された電力機構をサポートする能力を欠いている。

さらに、システムが電圧、周波数変動、および故障によって引き起こされるストレスの犠牲にならざるを得ない場合、主電力系統に依存するものから、適用可能なマイクログリッドのスタンドアロン機能への切り替え中に著しいストールが存在する。この失速は、システムに関連するコントローラからの決定に基づいており、長さおよび電力要件に応じて、大型の工業用冷蔵庫／冷凍庫など、時間に敏感な高エネルギー消費デバイスをサポートする構成にとって重要であり得る。高エネルギー消費デバイスは、インフラストラクチャの重要な構成要素である負荷を含み得る。

さらに、全国および世界中で、ミッションクリティカルなニーズを有し、病院、介護施設、長期介護施設、データセンターおよび政府運営などの施設にいる個人は、その幸福および成果を電力に依存している。これらのミッションクリティカルな施設は、停電による休止時間に悩まされることなく、電力および電気への継続的なアクセスを有することが不可欠である。例えば、病院は、電気に依存する急性医療を用いて患者に医療を提供する。患者の生存に必要なケアは電力に依存しておりであり、電力の不足は、生命を脅かす合併症を引き起こし得る。ミッションクリティカルな施設では、照明、セキュリティシステム、火災警報および脱出システム、環境制御、電子記録、データサーバ、および他の電気に依存する運転を含む多くのオペレーションを電力に依存している。技術の急速な発展に伴い、基幹施設は、電気の使用にますます依存するようになってきており、したがって、安定した、信頼性のある、待機電力源が、より大きな需要になっている。

現在、ミッションクリティカルな施設のための、発電機など待機電力に関連する問題には、設計問題、容量問題、および保守および供給問題が含まれる。本技術の多くは、環境の危険を受けやすい位置に配置されたシステム構成要素、システムおよび排気スタックが適切に固定されていないこと、および配電網からバックアップ電力への切り替えおよびその逆の切り替えの間のシステムの故障などの設計問題に直面している。ユーティリティ電力と発電機電力との間の任意の移行の遅れは、ミッションクリティカルな動作を中断し、技術を再起動、オフ、再プログラム、および他の技術的困難にする可能性がある。現在の技術は、これらのミッションクリティカルな施設によって必要とされる十分なフェイルセーフバックアップ電力を提供することができない。平均して、スイッチング電力間の移行遅延は、数秒かかることがあり、システムが故障した場合、電力は、最大数時間の間、ミッションクリティカル施設に復旧されないことがある。また、現在の技術は、これらの設備にバックアップ電力を供給する際に、容量の問題を有する。多くの場合、発電機は、それがデバイスに供給し出力できる最大負荷に限界があるため、ミッションクリティカルな施設はバックアップ発電機から最優先のオペレーションに供給する電力を制限せざるを得ない。例えば、ほとんどの病院では、停電がある場合、バックアップ電源は、病院の空調に電力を供給するための負荷を生成することができない。空調の不足は、回復中に調節された体温を必要とする一部の患者にとって深刻であり得、細菌の増殖およびその後の感染をもたらし得る。これらのミッションクリティカルな施設の多くは、既存の技術によって提示される現在の問題に対して脆弱である。

したがって、従来技術に対する改善、より具体的には、モジュール式かつスケーラブルな様式で、マイクログリッドおよびエネルギー貯蔵システムなどの必須構成要素を設置するだけでなく、高性能、高放電、およびエネルギー貯蔵機能性をサポートするマイクログリッド構成要素を実装するための、より効率的な方法が必要とされている。

この発明の概要は、提供される図面を含む詳細な説明において以下でさらに説明される、開示される概念の選択を簡略化された形態で紹介するために提供される。この発明の概要は、特許請求される主題の主要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図するものではない。また、この発明の概要は、請求される主題の範囲を限定するために使用されることも意図されていない。

一実施形態では、一次電源と二次電源との間の移行中に顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するためのシステムであって、二次電源が一次電源と電気的に接続されておらず、システムが顧客計量システムと顧客負荷との間で電気的に接続されるシステムが開示される。システムは、電力を生成するための二次電源の二次電源ソースと、二次電源ソースと電気通信する二次電源のエネルギー貯蔵システムとを含む。エネルギー貯蔵システムは、高放電バッテリを含み、高放電バッテリは、少なくとも２Ｃであり、エネルギー貯蔵システムは、電力を顧客負荷に急速に放電するように構成される。システムは、エネルギー貯蔵システムと電気通信するスイッチングモジュールをさらに含む。スイッチングモジュールは、二次電源の少なくとも１つのインバータと通信する少なくとも１組の接点を含み、スイッチングモジュールは、一次電源と二次電源との間でスイッチングするように構成される。

上記の目的および関連する目的を達成するために、本発明は、添付の図面に図示された形態で具現化することができるが、図面は例示に過ぎず、添付の特許請求の範囲内で図示および説明された特定の構成に変更を加えることができることに留意されたい。本発明の前述および他の特徴および利点は、添付の図面に示されるように、本発明の好ましい実施形態の以下のより具体的な説明から明らかになるであろう。

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を示し、説明と共に、開示された実施形態の原理を説明する。本明細書に例示される実施形態は、現在のところ好ましいが、本発明は、示される正確な配置および手段に限定されないことが理解される。

図１は、例示的な実施形態による、一次電源と二次電源との間の移行中に、顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するためのシステムをサポートする動作環境の図を示す。 図２は、例示的実施形態による、システムのための例示的エンクロージャを図示する。 図３Ａは、例示的な実施形態による、一次電源と二次電源との間の移行中に、顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するためのシステムの主要構成要素の通信ネットワークを示すブロック図である。 図３Ｂは、例示的な実施形態による、一次電源と二次電源との間の移行中に顧客負荷に急急速閾値量の電力を提供するためのシステムの主要構成要素の電力伝送を示すブロック図である。 図３Ｃは、例示的な実施形態による、一次電源と二次電源との間の移行中に、顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するためのシステムの構成要素の計量システムを示すブロック図である。 図３Ｄは、例示的実施形態による、一次電源と二次電源との間の移行中に、顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するためのシステムの通信、電力、および計量を図示するブロック図であり、計量器の顧客側の構成要素の計量を図示する。 図４Ａは、例示的な実施形態による、エネルギー貯蔵システムの少なくとも１つのインバータと通信する１組の接点を備えるスイッチングモジュールの構成要素を示す図である。 図４Ｂは、例示的な実施形態による、スイッチングモジュールと電気通信する２つのインバータを有する二次電源を示す図である。 図５は、例示的な実施形態による、一次電源と二次電源との間の移行中に、顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するための例示的な方法を示すブロック図である。 図６は、本技術の例示的な実施形態によるコンピュータシステムを示す。

以下の詳細な説明は、添付の図面を参照する。可能な限り、図面および以下の説明では、同じまたは類似の要素を指すために同じ参照番号が使用される。開示された実施形態が説明され得るが、修正、適応、および他の実装が可能である。例えば、図面に示される要素に置換、追加、または修正を行うことができ、本明細書に記載される方法は、開示される方法およびデバイスに追加のステージまたは構成要素を置換または追加することによって修正することができる。したがって、以下の詳細な説明は、開示される実施形態を限定しない。代わりに、開示される実施形態の適切な範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。

開示された実施形態は、一次電源と二次電源との間の移行中に、顧客負荷に急速閾値量の電力を提供することによって、従来技術の問題を改善する。本システムは、二次電源ソースおよびエネルギー貯蔵システムを有することによって、従来技術を改善する。具体的には、エネルギー貯蔵システムは、二次電源ソースと電気通信している。エネルギー貯蔵システムは、高放電バッテリを備え、顧客負荷への電力を急速に放電するように構成されるので、システムは、従来技術を改良する。スイッチングモジュールは、エネルギー貯蔵システムの少なくとも１つのインバータと通信する少なくとも１組の接点を含む。スイッチングモジュールは、システムが、一次電源と二次電源との間の移行中に、顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するように、システムが顧客負荷と通信する高温電圧ラインを維持するエネルギー貯蔵システムに切り替えることによって、従来技術を改善する。

ここで図１を参照すると、例示的な実施形態による、一次電源と二次電源との間の移行中に顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するためのシステムをサポートする動作環境１００の図が示されている。システム３００をサポートする動作環境１００は、メータ１１０に接続された一次電源１０５と、顧客負荷１３０に接続されたシステム３００と、クラウドサービス１２５と通信するシステム３００とを含み、クラウドサービスは、少なくとも１つのサーバ１１５および少なくとも１つのデータベース１２０との通信を含むことができる。一実施形態では、顧客負荷は、少なくとも５００キロワットである。クラウドサービスは、通信ネットワークを含み得ることが理解される。通信ネットワークは、インターネットなどの１つまたは複数のパケット交換ネットワーク、または任意のローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、企業プライベートネットワーク、セルラーネットワーク、電話ネットワーク、モバイル通信ネットワーク、または上記の任意の組合せを含み得る。

サーバ１１５は、アプリケーション、データ、プログラムコード、および他の情報をネットワーク化されたデバイスに配信するソフトウェアエンジンを含み得る。サーバのソフトウェアエンジンは、パケットが到着すると、ソフトウェアアプリケーションによって解釈され、レンダリングされるパケットのストリーム内のマルチメディアデータを転送するなどの他のプロセスを実行することができる。図１は、サーバ１１５が、ＳＱＬサーバに格納された構造化照会言語（ＳＱＬ）データベースまたはＮｏＳＱＬパラダイムに準拠するデータベースを備えるリレーショナルデータベースであり得るデータベースまたはリポジトリ１２０を含むことをさらに示す。システムの他の構成要素は、データベースを含んでもよいことが理解される。

一次電源は、一般に、原子力エネルギー、石炭、天然ガス、化石燃料、太陽光、および風力エネルギーを含むが、これらに限定されない様々な供給源からそのエネルギーを得る発電所からの電気事業電力を含む。変圧器、サブステーション、発電プラント、公益事業用送電システム、フィーダシステム、および他の公益事業用電源構成要素も、一次電源または一次電源グリッドに含まれ得る。一次電源１０５は、通常、地方および国の規制当局によって維持され、運用される。一次電源は、顧客に分配された電気の量を測定するように構成されたメータ１１０に接続される。測定器には、一次電源への接続と、顧客負荷１３０への分配につながる接続とを含む２つの接続点がある。測定器は、通常、一次電源を操作するユーティリティ会社によって所有され、また、測定器の設置、維持、および読み取りを担当する。したがって、電力会社以外の誰かによるメータの一次電源側の任意の接続は、改ざんされていると考えられる。したがって、システム３００は、メータの顧客側に接続される。本明細書で使用される計器は、計量システムを含むことができる。メータは、住宅、企業、または電動デバイスによって消費される電気エネルギーの量を測定するデバイスまたはシステムである。大規模な商業用および工業用の構内では、３０分以下のブロックで電力使用量を記録する電子メータを使用することがある。これらのメータは、１、２、または３相電力を測定するために確認され得る。計器は、デジタル計器及び計量システム、スマート計器及び計量システム、電子計器及び計量システム、電気機械計器及び計量システム、蓄積計器及び計量システム、インターバル計器及び計量システム、工業用流量計、計量室、及びボールト計器システムを含むことができる。しかしながら、他のタイプの計量システムが使用されてもよく、本発明の趣旨および範囲内であることが理解される。

メータの顧客側では、システム３００は顧客負荷１３０に接続される。顧客負荷１３０は、一般に、住宅、工業用建物、または商業用建物であり、各々は、動作するために電力を必要とする電子機器および電化製品を含む。システムは、ネットワークへの通信を含み得るクラウドサービス１２５とさらに通信している。一実施形態では、システム３００は、ネットワークと、クラウドサービス１２５と通信する少なくとも１つのプロセッサとを含むことができる。クラウドサービスには、種々のタイプのクラウドコンピューティングシステムを含む。クラウドサービスは、少なくとも１つのサーバ１１５と、データベース１２０と、リモートプロセッサと、コンピューティング電力と、オンデマンドアクセシビリティ機能と、使用者による直接アクティブ管理なしの使用者インターフェースとを含み得る。一実施形態では、ネットワークは、システムを構成するソフトウェアとハードウェアの両方を含むことができる。ハードウェアは、ケーブル、スイッチ、アクセスポイント、モデム、およびルータなどのコンピュータ電子デバイスを含むことができ、ソフトウェアは、オペレーティングシステム、アプリケーション、ファイアウォールなどを含むことができる。システム３００の構成要素は、クラウドサービス１２５およびネットワークと通信可能に対話している。

図２を参照すると、例示的な実施形態による、システムのためのエンクロージャ２００が示されている。エンクロージャは、二次電源２０２およびスイッチングモジュールを含むシステムを収容する。二次電源２０２は、例えば発電機セットであってもよい二次電源ソース２０４を含む。一実施形態では、システムは、少なくとも１つの二次電源ソースを含む。エンクロージャの寸法及び構成要素は、二次電源ソースの出力に依存し得、例えば、一実施形態では、少なくとも５００キロワットの出力を有する少なくとも１つの二次電源ソースは、少なくとも５００ｋＷ又は５００ｋＷを超えるモジュール式発電機を含む。別の実施形態では、少なくとも１つの二次電源ソースは、天然ガス燃料発電機、ガソリン燃料発電機、プロパン燃料発電機、ディーゼル燃料発電機、太陽燃料発電機、および第２の一次電源、のうちの少なくとも１つを含むものであってよい。複数の二次電源ソースを有する他の実施形態が含まれてもよく、本開示の趣旨および範囲内にある。一実施形態では、二次電源ソースは、天然ガス発電機セットを含むことができ、この場合、天然ガス発電機セットは、６５０ｋＷｅ、１０００ｋＷｅ、および１４００ｋＷｅ発電機セットのうちの少なくとも１つである。二次電源ソースは、４８０／６００ＶＡＣの出力を生成することができる。一実施形態では、二次電源は、任意の永久磁石発電機を有するブラシレス励磁機を含むことができ、電源電圧は、二次電源内に取り付けられた永久磁石発電機によって生成される。永久磁石発電機は、二次電源ソースのＡＶＲに一定の電圧を供給し、電圧は、二次電源ソースの主交流発電機巻線とは無関係であり、交流発電機出力端子に分流される電圧基準を生成する。次いで、ＡＶＲは、システムの負荷に適した励起電流を供給する。したがって、永久磁石発電機を有するシステムは、高い過負荷容量を有する。

二次電源ソースは、顧客負荷をサポートするのに十分な電力を供給するように構成される。エンクロージャは、急速な電力量を提供するためのモジュール式で交換可能な手段を提供するように構成される。エンクロージャは、高放電バッテリを収容するように構成されたバッテリキャビネット２０６を含むことができる。高放電バッテリは、少なくとも２Ｃバッテリであってもよい。より好ましい実施形態では、高放電電池は、少なくとも４Ｃ電池であってもよい。エンクロージャはまた、エネルギー貯蔵システムの少なくとも１つのインバータ２０８を収容する。バッテリキャビネットは、システムが複数の高放電バッテリを含むことができるように、少なくとも１つの高放電バッテリを含むことができる。加えて、モジュール式排気システム２１０が使用され、エンクロージャ上に含まれてもよい。

エンクロージャのモジュール設計は、現場での構築および設置時間を短縮するために予め組み立てられるシステムの構成要素を含む。特に、ミッションクリティカルな施設や緊急事態においては、システムは、必要に応じて別の場所に移動されるように、設置され、取り外され、または迅速に分解されるように設計される。

ここで図３Ａ～図３Ｄを参照すると、例示的な実施形態による、一次電源と二次電源との間の移行中に顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するためのシステム３００の主要構成要素を示すブロック図が示されている。具体的には、図３Ａは、例示的な実施形態による、少なくとも１つのプロセッサと電気通信しているシステム３００の構成要素の通信ネットワークを示す。図３Ｂは、例示的な実施形態による、顧客負荷に電力を伝送するシステムの構成要素間の電力伝送を示す。図３Ｃは、例示的実施形態による、システムの構成要素の計量システムを図示する。図３Ｄは、システム３００を示す図３Ａ～図３Ｃのオーバーレイである。

システム３００は、一次電源３１０とこの一次電源と電気的に接続していない二次電源３１２との間の移行中に、顧客負荷３２２に急速閾値量の電力を供給するように構成される。二次電源は、電力を生成するように構成される。システムは、メータ３２４の顧客側の顧客計量システムと顧客負荷との間に電気的に接続されている。システムは、二次電源３１２と、二次電源３３２と、エネルギー貯蔵システム３１６とを含む。システムはまた、スイッチングモジュール３１４を含む。メータ３２４の一次電源側は、メータ３２４と、サービストランス３２０と、一次電源３１０とを含む。

一実施形態では、スイッチングモジュール３１４は、ネットワーク３３６と、少なくとも１つのプロセッサ３３０と、発電機回路遮断器３３８と、バッテリ回路遮断器３４０と、相互接続保護リレー３４２と、一次電力回路遮断器３４４と、グループ回路遮断器１４６とを含み得る。発電機回路遮断器、バッテリ回路遮断器、一次電力回路遮断器、およびグループ回路遮断器は、スイッチングモジュールの自動転送スイッチを定義することができる。自動転送スイッチは、ＡＣ６００Ｖまでの２０００Ａ－６０００Ａスイッチギアを含むことができる。自動スイッチギアは、４１６０ＶＡＣの６００Ａ－２５００Ａスイッチギアを含むことができる。さらに、自動転送スイッチは、最大２００ｋＡＩＣの定格ブレーカおよびパネルを含むことができる。システムは、本開示の趣旨および範囲内で、標準的な回路遮断器、漏電回路遮断器回路遮断器、アーク故障回路遮断器、および他の回路遮断器を含む回路遮断器を含む。システムはまた、図３Ｂの計量システムを介してシステムの構成要素を監視するように構成された相互接続保護リレーを含む。相互接続保護リレーは、電力系統の問題を検出し、二次電源のローカルエネルギー供給を一次電源から分離する。相互接続保護リレーは、一次電源パラメータおよび二次電源パラメータを含む、システムの過電圧／過電圧、過不足周波数、および周波数の変化率を検出することができ、少なくとも１つの第１の信号などの、対応する信号を送信することができる。少なくとも１つのプロセッサは、それぞれの一次電源閾値および二次電源閾値が満たされているかどうかを決定する。

他の実施形態では、スイッチングモジュールは、クラウドサービス１２８を含むことができる。スイッチングモジュールは、図３Ａの細い実線の黒い線によって示されるように、通信ネットワーク３１１を介して二次電源３１２およびエネルギー貯蔵システム３１６と通信する。少なくとも１つのプロセッサ３３０は、マイクログリッドコントローラと、周波数および電圧を維持するための所定の電気システムにおけるエネルギーリソースおよび負荷の分配のための任意のデバイスとを含むことができる。一実施形態では、スイッチングモジュールは、自動または自動転送スイッチを含む。自動転送スイッチは、６００ＶＡＣまでの２０００Ａ－６０００Ａスイッチギアを含むことができる。自動スイッチギアは、４１６０ＶＡＣの６００Ａ－２５００Ａスイッチギアを含むことができる。さらに、自動転送スイッチは、最大２００ｋＡＩＣの定格ブレーカおよびパネルを含むことができる。
一実施形態では、スイッチングモジュールは、メンテナンスのためにエンクロージャの後部からスイッチングモジュールにアクセスすることができるように、エンクロージャ内に構成される。

エネルギー貯蔵システムは、高放電バッテリ３３４を含み、高放電バッテリは、少なくとも２Ｃであり、これは、高放電バッテリが最長３０分間、少なくとも２アンペアを放電するように構成されることを意味する。エネルギー貯蔵システムは、電力を顧客負荷に急速に放電するように構成される。他の実施形態では、システムは、４アンペアを１５分間放電するように構成された４Ｃ高放電バッテリなど、２Ｃを超える高放電バッテリをサポートすることができる。高放電バッテリは、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物、チタン酸リチウム、およびリン酸鉄リチウム型バッテリを含むリチウムイオンバッテリ、鉛酸およびニッケルカドミウムバッテリ、ならびに顧客負荷への電力を急速に放電するように構成された他のバッテリを含み得る。一実施形態では、エネルギー貯蔵システムは、高放電バッテリ３３４と、少なくとも１つのインバータ３１８と、絶縁変圧器３２６とを含む。別の実施形態では、エネルギー貯蔵システムは、化学エネルギー電池貯蔵のすべての変形形態、ならびにポンプ式水力、熱エネルギー貯蔵、フライホイールなどの他の形態の機械的エネルギー貯蔵を含むことができる。一実施形態では、バッテリ３３４は、３．５℃の放電速度で１５００ｋＷｅ／４２９ｋＷｈバッテリシステムであり得る。一実施形態では、高放電電池は、１００ＡｈのＬｉＦＥＰＯ４、リン酸鉄リチウムモジュールを含むことができる。高放電バッテリは、二次電源が火災抑制システムを含むように、ＵＬ １９７３規格に準拠する。

一実施形態では、少なくとも１つのインバータは、６００ＶＡＣの１５００ｋＷｅインバータであってもよい。別の実施形態では、少なくとも１つのインバータは、４８０ＶＡＣにおいて１２５０ｋＷである。少なくとも１つのインバータは、シャントトリップ、ＤＣ切断、およびＤＣ入力ヒューズを有するＡＣブレーカを含む。別の実施形態では、少なくとも１つのインバータは、強制空冷システムを有する。

エネルギー貯蔵システム３１６は、二次電源３３２と電気通信する。スイッチングモジュール３１４は、エネルギー貯蔵システムと電気通信しており、スイッチングモジュールは、エネルギー貯蔵システム３１６（図４に詳述）の少なくとも１つのインバータ３１８と通信する少なくとも１組の接点を含む。スイッチングモジュールは、一次電源３１０と二次電源３１２との間でスイッチングするように構成される。

一実施形態では、一次電源３１０は、少なくとも１つの電力グリッドおよび／または複数の顧客負荷にわたって電力を生成および分配するように構成された電力グリッドの集合である。一実施形態では、一次電源３１０は、配電網に接続されまたは配電網から独立してもよい分散型リソースを利用するように構成される。分散型リソースの例としては、バイオマス発電機、燃焼タービン、太陽熱発電および太陽光発電システム、燃料電池、風力タービン、マイクロタービン、または任意の他の適用可能なエンジン／発電機セットおよび／またはエネルギー貯蔵／制御技術が挙げられるが、これらに限定されない。

エネルギー貯蔵システム３１６に電力が供給され、システム３００が一次電源から二次電源３１２に切り替わっているとき、１００ミリ秒未満でシステムが顧客負荷３２２を完全に回復することを可能にするように構成される。別の実施形態では、エネルギー貯蔵システムは、システム３００が一次電源から二次電源に切り替わっているときに、システムが少なくとも５００ｋＷ、最大で４ミリ秒で顧客負荷３２２の急速閾値量の電力を提供することを可能にするように構成される。このような実施形態は、少なくとも５００ｋＷの二次電源と、少なくとも４Ｃの放電率の高い放電電池とによって達成することができる。別の実施形態では、二次電源は、１５００ｋＷｅ／４２９ｋＷｈの二次電源と、３．５Ｃの放電率で高い放電バッテリを有するエネルギー貯蔵システムとを含むことができる。しかしながら、他の高放電、高効率電池を使用してもよく、これらは本開示の趣旨および範囲内である。

一実施形態では、二次電源３１２は、一次電源３１０に関連する分散型発電システムと、分配電圧レベルでの様々なタイプの負荷との組合せを利用するように構成された、マイクログリッドまたはマイクログリッドの集合などのアクティブ分配ネットワークであり得る二次電源ソース３３２を含み得る。二次電源３１２はまた、分配電圧で電力を生成するために一緒に統合された再生可能な分散型エネルギーリソースであるマイクロリソースを含んでもよく、一次電源３１０および二次電源３１２の統合および接続性の様々な構成が可能であり、特許請求される実施形態の趣旨および範囲内であることを理解されたい。

特定の実施形態では、天然ガス燃料動力発生器、ガソリン燃料動力発生器、プロパン燃料動力発生器、ディーゼル燃料動力発生器、太陽燃料動力発生器の任意の個々の構成要素または組合せを含むことができる二次電源ソース３３２。二次電源ソース３３２が、例えば、発電機セットである場合、二次電源は、エンクロージャ（図２の２００）内に含まれ得る。二次電源は、少なくとも２Ｃの異なる放電率の高放電バッテリに対応し得る少なくとも５００ｋＷ以上の発電機を含み得るモジュール式構成要素を含み得る。例えば、発電機は、１０００ｋＷ、１５００ｋＷ、または２０００ｋＷの発電機を含んでもよい。しかしながら、他のサイズの発生器が含まれてもよく、それらは本発明の趣旨および範囲内である。

一実施形態では、エネルギー貯蔵システム３１６は、二次電源３３２と電気通信する。エネルギー貯蔵システム３１６は、電力を交流として展開するために少なくとも１つのインバータ３１８を使用するように構成される。一実施形態では、エネルギー貯蔵システム１１６は、４Ｃ高放電バッテリを含むことができ、高放電バッテリは、ＮＦＰＡ ８５５およびＵＬ ９５４０規格のうちの少なくとも１つを満たす。ＮＦＰＡ ８５５規格は、一次電源によって使用されるものなどの従来のバッテリシステムを含む定置式エネルギー貯蔵システムの設計、建設、設置、試運転、運転、保守、および廃止措置のために開発された国家防火協会規格である。ＵＬ ９５４０規格は、隣接するエネルギー貯蔵システムに伝播するエネルギー貯蔵システムに起因する火災を防止するように設計されたサイズ及び分離要件を含む設置コードを定義するエネルギー貯蔵システム要件である。一実施形態では、二次電源は、システム３００がＵＬ ９５４０規格を満たし、第１のエネルギー貯蔵システムから第２のエネルギー貯蔵システムへの火災の伝播を防止する複数のエネルギー貯蔵システムを含む。ＮＦＰＡ ８５５、およびＵＬ ９５４０規格に準拠するために、システムには火災制御、検知、および抑制システムが含まれている。

一実施形態では、インバータ３１８は、少なくとも１つのプロセッサ３３０と（直接または二次電源ソース３３２を介して）相互作用するように構成されたスマートインバータであり、二次電源３１２は、一次電源３１０および二次電源３１２の両方がスマートグリッドとして機能することを可能にすることによって、システム３００に関連するエネルギー消費の効率を改善するように構成された、モノのインターネット（ＩＯＴ）ベースのシステムとして機能することを可能にする。一実施形態では、少なくとも１つのインバータは、５０および６０Ｈｚ動作で動作する双方向インバータであり、完全に双方向である。一実施形態では、エネルギー貯蔵システム３１６は、顧客負荷３２２に関連するデータ、または一次電源もしくは二次電源によって受信された情報に基づいて反応するように構成された高放電システムである。一実施形態では、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、マイクログリッドコントローラであってもよい。別の実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、システム３００内の通信を監視するように構成されたプロセッサを含み得る。

少なくとも１つのプロセッサ３３０と組み合わされたエネルギー貯蔵システム３１６は、予測と顧客負荷３２２に関連する実際の需要との間の有意なオフセットを調整することに加えて、予測を生成するために少なくとも１つのプロセッサ３３０によって利用されるように構成された顧客負荷３２２のための１つまたは複数のプロファイルを生成するように構成される。たとえば、１つまたは複数の負荷プロファイルは、ある期間（日、週、月など）の需要、システム３００の構成要素に関連する開始点および停止点、ならびにシステム３００およびその構成要素の機能を最適化するために少なくとも１つのプロセッサ３３０によって利用されるように構成された他の適用可能なエネルギーメトリックなどのデータを備え得る。

少なくとも１つのプロセッサ３３０は、スイッチングモジュール３１４に含まれてもよく、スイッチングモジュールの構成要素のいずれかを含んでもよい。一実施形態では、システム３００の構成要素は、システム３００およびその構成要素の各々の健全性および状態を解釈するために複数のデータを介してシステム３００の構成要素の機能および状態をリアルタイムで予測、検出、および分析するように構成された少なくとも１つのプロセッサ３３０と電気通信している。たとえば、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、一次電源３１０、二次電源３１２、および／またはその適用可能なサブコンポーネントの各々と相互作用して、周波数、電圧、電流、電力、状態、およびエネルギーシステムに関連する任意の他の適用可能な情報などのデータを収集するように構成されたリアルタイム監視モジュールであり得る。一実施形態では、システムによって取得されたリアルタイムデータは、少なくとも１つのプロセッサ３３０によって利用されて、顧客負荷３２２の１つまたは複数のプロファイルを生成する。一実施形態では、少なくとも１つのプロセッサは、一次電源３１０から導出された顧客負荷３２２に関連する複数の一次電力パラメータを監視して、複数のユーティリティ電源パラメータが複数のユーティリティ電源パラメータ閾値を満たすかどうかを検出するように構成される。一実施形態では、複数の一次電源パラメータおよび複数の一次電源パラメータ閾値は、システム３００およびその構成要素の健全性および／または状態を示す少なくとも１つのプロセッサによって収集された複数のリアルタイム監視モジュールデータに基づいて、少なくとも１つのプロセッサ３３０によって確立される。

同様に、一実施形態では、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、少なくとも１つのプロセッサと電気通信している少なくとも１つの第１のセンサ３２９と、少なくとも１つのプロセッサと通信ネットワークを介して通信可能に結合されたリモートプロセッサとから受信された少なくとも１つの第１の信号に基づいて、少なくとも１つの一次電源パラメータがそれぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことができないかどうかを決定するように構成される。スイッチングモジュールは、ネットワーク３３６およびリモートプロセッサを含み得るクラウドサービス（図１の１２５）と通信し、そのようなリモートまたは他のリモートコンピューティングデバイスは、プロセッサの制御部と対話するように構成される。図３Ａ～３Ｄでは、スイッチングモジュールは、ネットワーク３３６を含み、クラウドサービス３２８と通信しており、クラウドサービス３２８は、リモートプロセッサを有するサーバ、データベース、およびリモートコンピューティングデバイスを含み得る。他の実施形態では、スイッチングモジュールは、クラウドサービス３２８を含む。

ある実施形態では、システム３００は、ネットワーク３３６に通信可能に結合されるように構成されたクラウドサービス３２８をさらに備えることができる。一実施形態では、クラウドサービスは、多様なタイプのクラウドコンピューティングシステムを含むことができる。クラウドサービスは、サーバおよびプロセッサなどのデータストレージ、コンピューティング電力、オンデマンドアクセシビリティ機能、および使用者による直接的なアクティブ管理なしの使用者インターフェースなどのリソースを含み得る。一実施形態では、ネットワークは、システムを構成するソフトウェアとハードウェアの両方を含むことができる。ハードウェアは、ケーブル、スイッチ、アクセスポイント、モデム、およびルータなどのコンピュータ電子デバイスを含むことができ、ソフトウェアは、オペレーティングシステム、アプリケーション、ファイアウォールなどを含むことができる。図３Ａを参照すると、構成要素は、要素を接続する実施形態全体を通して、より細い実線の黒線または導体によって示されるように、通信ネットワーク３１１を介して通信的に相互作用する。要素間の通信ネットワーク構造は、開示された実施形態に限定されず、複数の通信ネットワーク構造を含んでもよい。

具体的には、図３Ａを参照すると、図３Ａの細い実線の黒い線によって示されるような通信ネットワーク３１１は、少なくとも１つのプロセッサがスイッチングモジュールの構成要素および二次電源の構成要素と通信するように動作する。少なくとも１つのプロセッサは、通信ネットワーク３１１の少なくとも１つのセンサから収集された複数のリアルタイムデータに基づいて、一次電源から二次電源に切り替えるか、またはその逆に切り替えるかを決定することができる。通信ネットワーク３１１は、少なくとも１つのプロセッサと通信するように構成された、リード線、導体、及び、少なくとも１つの第１のセンサを含む複数のセンサを含み得る。少なくとも１つのプロセッサはまた、少なくとも１つの第２の信号をスイッチングモジュールに送ることによって、少なくとも１つの一次電源パラメータがそれぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことに失敗したと少なくとも１つのプロセッサが決定した後に、一次電源からエネルギー貯蔵システムにスイッチングするように構成される。

一次電源パラメータは、メータ３２４によって記録されるような任意のパラメータを含むことができ、電力使用を含むがこれに限定されない。一次電源パラメータはまた、一次電源からの電圧の状態、電流、時刻、一次電源からの電気の価格、エネルギー需要、および本開示の趣旨および範囲内の他のパラメータを含み得る。各一次電源パラメータは、顧客によって予め決定されたそれぞれに対応する一次電源パラメータ閾値を有する。一実施形態では、顧客は、クラウドサービス３２８およびリモート処理デバイスを使用してそれぞれの一次電源パラメータ閾値を制御することができる。例えば、一次電源パラメータが電圧である場合、それぞれの一次電源パラメータ閾値は、ゼロなどの最小電圧を含むことができ、システム３００は、一次電源を介して負荷に電力が出力されておらず一次電源パラメータがそれぞれの一次電源閾値を満たすことができないため、二次電源に切り替える。さらに、一次電源パラメータが一次電源によって供給される電気のコストである場合、それぞれの一次電源パラメータ閾値は、最大価格閾値に達したときにシステムが二次電源に切り替わるキロワット当たりの最大価格を含むことができる。サーバ、データベース、およびリモートプロセッサを含むクラウドサービスは、少なくとも１つのプロセッサ３３０に、一次電源パラメータがそれぞれの一次電源閾値を満たすことに失敗したことを分析および決定さするためのリアルタイムデータを供給することができる。

一実施形態では、スイッチングモジュール３１４は、システム３００の構成および状態に応じて、一次電源３１０および／または二次電源３１２との間で電力を伝送するように構成された少なくとも１つのプロセッサ３３０に通信可能に結合された複数の自動伝送切り替えスイッチである。例えば、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、複数の一次電源パラメータが複数の一次電源パラメータ閾値を満たさない場合、スイッチングモジュール３１４に、一次電源３１０から二次電源３１２に切り替えるように命令するように構成される。一実施形態では、スイッチングモジュール３１４は、一次電源３１０または二次電源３１２に関連する電力がダウンするとインバータ３１８が一次電力グリッドから切断されることを保証し、一次電源３１０または二次電源３１２が再び機能したときに再接続されることを保証するように構成された複数の単独運転防止スイッチとして機能する。

ここで図３Ｂを参照すると、より太い黒線は、システム３００の電圧線３９０を表す。電圧線３９０は、銅線、アルミニウム線等のリード線を有する送電線を含む。活性電圧線は、高温または活電であり、これは、システム内で伝送される電圧がゼロよりも大きいことを意味する。電圧線３９０は、異なる時間にアクティブであり得、システムは、スイッチング３１４のために構成され、一次電源と二次電源との間でスイッチングするように構成されることを理解されたい。一実施形態では、電力は、二次電源ソース３３２およびエネルギー貯蔵システム３１６を含む二次電源３１２から、スイッチングモジュール３１４の構成要素に供給され、その後、顧客負荷３２２に供給され得る。一実施形態では、電圧線は、一次電源から負荷に放射するライブ電力伝送によって定義されるようにアクティブであってもよい。別の実施形態では、電圧線は、２次電源からスイッチングモジュールを介して負荷に放出される、ゼロよりも大きい電圧のライブ電力伝送によって定義されるようにアクティブであってもよい。エネルギー貯蔵システムは、エネルギー貯蔵システムからスイッチングモジュールへのアクティブな伝送を常に維持するように電力が供給される。具体的には、エネルギー貯蔵システムは、グループ回路遮断器３４６まで電力を伝送するアクティブ電圧線を含む。常にアクティブ電圧を維持することによって、システムは、全負荷回復が１００ミリ秒以内に提供されるように、負荷への電力の回復時間を最小限にすることができる。システムは、エネルギー貯蔵システムに電力が供給されるので、一次電源と二次電源との間の移行中に、負荷に急速な閾値量の電力を提供する。エネルギー貯蔵システムは、電力が供給され、高放電バッテリを含むので、一次電源パラメータが故障すると、高放電バッテリは、高放電バッテリの放電率に応じて、負荷への電力を急速に放電する。高放電バッテリが少なくとも２Ｃである場合、システムは、最大３０分間、少なくとも２アンペアの閾値量の電力を顧客負荷に急速に放電する。同様に、システムが４Ｃ高放電バッテリを含む他の実施形態では、システムは、１５分間、４アンペアの閾値量の電力を顧客負荷に急速に放電する。各実施形態において、少なくとも５００ｋＷの電力は、最大で４ミリ秒以内に二次電源から負荷に伝送される。

スイッチングモジュールは、一次電源と二次電源との間の移行中に、顧客負荷３２２に急速な閾値量の電力を提供するようなスイッチングが生じるように、接点の一組の二次電源の少なくとも１つのインバータとの電気的通信状態を維持する。エネルギー貯蔵システムは、高放電バッテリ３３４のサイズおよび放電率に応じて、一次電源パラメータが一次電源パラメータ閾値を満たすことに失敗したときに、負荷に電力の閾値量を提供する負荷への直接的な電圧線を維持する。エネルギー貯蔵システムは、完全な顧客負荷回復が１００ミリ秒未満で提供されるように、電力を顧客負荷に急速に放電するように構成される。

スイッチングモジュールが二次電源のみに切り替わるとき、電力および電圧は、少なくとも主には二次電源を使用して負荷に供給されるが、その場合、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、それぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことに失敗した後、少なくとも１つの第２の信号を送ることによって、一次電源からエネルギー貯蔵システムへの切り替えと同時に、二次電源ソースを準備するようにさらに構成される。二次電源を準備することは、少なくとも二次電源ソースを始動させることを含み得、それは少なくとも発電機を始動させることを含み得る。一実施形態では、発電機を始動することは、発電機が電力を供給し始めることができるように、発電機のモータを始動することを意味する。一実施形態では、一次電源からエネルギー貯蔵システムへの切り替えは、最大で４ミリ秒以内に行われる。

少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの二次電源パラメータがそれぞれの二次電源パラメータ閾値を満たした後、少なくとも１つの第３の信号を二次電源に送ることによって、エネルギー貯蔵システムから二次電源に切り替えるように構成される。システムは、少なくとも１つのプロセッサが、二次電源ソースを準備した後に、少なくとも１つの二次電源パラメータがそれぞれの二次電源パラメータ閾値を満たすかどうかを決定するようにさらに構成される。二次電源ソースを準備した後、少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの二次電源供給パラメータがそれぞれの二次電源供給パラメータ閾値を満たすかどうかを決定するように構成されようシステムは構成されている。少なくとも１つの二次電源パラメータが少なくとも１つの二次電源パラメータ閾値を満たす場合、一次電源から二次電源に切り替える。二次電源パラメータは、例えば、電圧、電流、電力を含むことができ、これらは、例えば、最小及び最大二次電源電圧を有するそれぞれの一次電源パラメータ閾値の間に維持されなければならない。二次電源パラメータが二次電源パラメータ閾値を満たすことを決定することは、負荷が少なくとも５００ｋＷの必要な負荷出力を受け取ることを保証し、システムが火災を引き起こすために過熱しておらず、ＮＦＰＡ ８５５およびＵＬ ９５４０規格に準拠することを保証し得る。一次電源パラメータに使用される同じタイプのパラメータを含む他の二次電源パラメータが使用されてもよく、これらは本発明の趣旨および範囲内である。

また、二次電源閾値は、最小電圧出力などの最小値および最大値を含むことができる。他のタイプの閾値が含まれてもよく、本開示の趣旨および範囲内である。一次電源からエネルギー貯蔵システムおよび二次電源のうちの少なくとも１つに切り替えた後、少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの一次電源パラメータがそれぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすと少なくとも１つのプロセッサが判定した場合、第４の信号をスイッチングモジュールに送信して一次電源に切り替えて戻すように構成される。特定の実施形態では、二次電源３１２は、少なくとも１つの第１のセンサ３３１を含むことができ、その結果、少なくとも１つの第１のセンサは、二次電源ソースおよび少なくとも１つのインバータのうちの少なくとも１つを監視するように構成される。少なくとも１つの第１のセンサは、二次電源の複数の二次電源パラメータのうちの少なくとも１つを監視し、二次電源パラメータ閾値が満たされたかどうかを決定するために、少なくとも１つの第１の信号を介して少なくとも１つのプロセッサにデータを送信するように構成される。少なくとも１つの第１のセンサは、図３Ａの通信ネットワークを介して少なくとも１つのプロセッサと通信する。

具体的に図３Ｃを参照すると、計量システム３９４は、種々のタイプの計量システムであってもよいことが理解されるべきである。計量システムは、ボールト（Ｖａｕｌｔ）内の構成要素、ボールト全体内の構成要素、フラットレート、インターバル、太陽光およびスマートメータネットメータシステム、双方向計量システム、およびデュアル計量システムを含むことができる。しかしながら、他のタイプのメータが含まれてもよく、本開示の趣旨および範囲内にあることが理解される。計量システムは、一次電源および二次電源から負荷への電力の伝送に起因するパラメータを含む、システムのパラメータを監視するように構成される。計量システムは、例えば、システム内の異なる構成要素における電圧の状態を監視することができる。他の実施形態では、計量システム３９４は、システムの構成要素を介して少なくとも１つのプロセッサ３３０と通信する少なくとも１つの第１のセンサ３３０を含む複数のセンサを含むこともできる。少なくとも１つの第１のセンサは、電圧状態を含む少なくとも１つの第１の信号を介して、図３Ａの通信ネットワークを介して少なくとも１つのプロセッサに計量情報を送信するように構成され得る。システム３００は、計量システム３９４が計器の顧客側にあるように、顧客負荷３２２と計器３２４との間に配置されることが理解される。

具体的に図３Ｄを参照すると、例示的な実施形態による、スイッチングモジュールおよび二次電源を含むシステム３００が示されており、システムの構成要素、顧客負荷３２２、および一次電源３１０と相互作用するときの、システムの通信ネットワーク３１１、計量システム３９４、および有効電力線３９０を示している。少なくとも１つの第１のセンサ（３２９、３３１、および３３３）は、通信ネットワーク３１１を介して少なくとも１つのプロセッサ３３０と通信するように構成される。特定の実施形態では、センサは、システムの構成要素の特定の電気的属性を監視するように構成されたセンサであってもよい。例えば、センサは、電圧および電流を監視するために使用することができ、電圧および電流の監視、ロギング、またはプルーフオブオペレーション用途のために使用される。そのようなセンサは、マルチ範囲ＡＣ電流トランスデューサ、ＤＣ電流トランスデューサ、ＡＣ電流トランスデューサ、電圧トランスデューサ（ＡＣおよびＤＣ）、高性能トランスデューサ、デジタル電流センサ、および電圧モニタを含み得る。電圧センサおよび電流センサの他の実施形態が使用されてもよく、それらは本発明の趣旨および範囲内である。他の実施形態では、少なくとも１つの第１のセンサは、温度センサ、近接センサ、赤外線センサ、超音波センサ、光センサ、煙およびガスセンサ、タッチセンサ、色センサ、湿度センサなどを含む複数の異なるタイプのセンサを含むことができ、少なくとも１つの第１のセンサは、システムの構成要素およびそのそれぞれのパラメータを監視するように構成される。少なくとも１つの第１のセンサは、少なくとも１つの第１の信号を少なくとも１つのプロセッサに送信するように構成される。少なくとも１つの第１の信号は、システムの構成要素のそれぞれのパラメータに関する情報およびデータを含む。センサ（３２９、３３１、および３３３）は、図中の特定の実施形態に近接して配置されるが、これらのセンサは、配置されてもよく、他のセンサは、システムの状態を監視するために、システム全体にわたって配置されてもよいことが理解される。

ここで図４Ａを参照すると、例示的な実施形態による、エネルギー貯蔵システム４１６（図３Ａ～図３Ｄの３１６）の少なくとも１つのインバータ４１８（図３Ａ～図３Ｄの３１８）と通信する接点の一組４１０を含むスイッチングモジュール４１４（図３Ａ～図３Ｄの３１４）を示す図が示されている。スイッチングモジュール４１４は、少なくとも１つのインバータ４１８と通信する１組の接点４１０を含む。一実施形態では、スイッチングモジュール４１４は、接点４１０Ａ、接点４１０Ｂ、および接点４１０Ｃのうちの少なくとも１つを含む接点の一組４１０を含み、接点４１０Ａ、接点４１０Ｂ、および接点４１０Ｃは、電圧感知線である。接点の一組４１０は、二次電源がスイッチングモジュールに接続して電力が供給されるように、二次電源の少なくとも１つのインバータに回路で接続された電圧感知線を含むことができる。回路は、抵抗器への接続、ヒューズプロテクタ、接地接続、および二次電源４１２の絶縁変圧器への接続を含むことができるが、これらに限定されない。少なくとも１つのインバータと通信する接点の一組は、スイッチングモジュール４１４を介して二次電源から顧客負荷４２２に電圧を供給するように構成される。一次電源は、その一次電源閾値を満たすが、エネルギー貯蔵システムは、エネルギー貯蔵システムからスイッチングモジュールのグループ回路遮断器４４６までの接点の一組にわたってアクティブ電圧が存在するように、エネルギー貯蔵システムに電力が供給される。接点の一組は、スイッチングモジュールと二次電源との間のアクティブ電圧を伝達し、それにより、システムは、一次電源と二次電源との間の移行中に、閾値量の電力を顧客負荷に急速に放電することができる。電圧はグループ回路遮断器までアクティブであるので、一次電源閾値が満たされず、システムが一次電源から二次電源に切り替わるとき、システムからの電力は、グループ回路遮断器から負荷に放電されるだけでよく、送電ダウンタイムを最小限に抑える。したがって、電圧は接点の一組にわたってアクティブであるので、少なくとも５００ｋＷの電力が４ミリ秒以内に負荷に供給される。

図４Ａに示すように、システム４００（図３Ａ～図３Ｄの３００）は、少なくとも１つのインバータと通信する高放電バッテリ４３４（図３Ａ～図３Ｄの３３４）を含み、少なくとも１つのインバータは、スイッチングモジュールの接点の一組と通信する。特定の実施形態では、高放電バッテリは、直流（ＤＣ）電源または交流（ＡＣ）電源であり得る。高放電バッテリは、少なくとも１つのインバータの正端子入力に接続され得る。少なくとも１つのインバータは、サージプロテクタ４２０と通信することができる。接点の一組４１０は、少なくとも１つのインバータの少なくとも１つの出力への接続を含むことができ、例示的な実施形態では、少なくとも１つのインバータは、３相出力を有する。

別の実施形態では、接点の一組４１０は、絶縁変圧器が、高抵抗材料を含み、高放電バッテリから交流電流を有する電力を負荷に伝送するように構成されるように、少なくとも１つのインバータの出力への接続の間にある絶縁変圧器と通信することができる。絶縁変圧器は、顧客負荷４２２に電力を供給するようにさらに構成されるように、二次電源の回路とスイッチングモジュールとの間で電力を伝送するために使用され得る。

別の実施形態では、スイッチングモジュールの接点の一組は、少なくとも１つのインバータを負荷に接続して、エネルギー貯蔵システムが、一次電源と二次電源との間の移行中に、負荷に急速閾値量の電力を提供することを可能にする。二次電源パラメータの閾値が満たされると、システムは一次電源から二次電源に切り替わる。二次電源パラメータ閾値が満たされない場合、システムは、二次電源への切り替えを中止することができ、その場合、少なくとも１つのプロセッサと通信中のシステムは、少なくとも１つの第１の信号をその少なくとも１つのプロセッサに送信し、二次電源の健全性およびステータスを表示する。

ここで図４Ｂを参照すると、例示的な実施形態による、スイッチングモジュールと電気通信する２つのインバータを有する二次電源が示されている。システムは、２つのインバータ、インバータ４１８およびインバータ４２０を含む。いくつかの実施形態では、一次電源に応じて、インバータ４２０は、電力を交流から直流に変換するように構成されたコンバータを含むことができる。２つのインバータを有する実施形態では、スイッチゲートＣおよびスイッチゲートＤは、通常、開いている。少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのインバータ、インバータ４２０、およびインバータ４１８のシステム保守およびシステム故障のうちの少なくとも１つの間に、スイッチゲートＣおよびスイッチゲートＤを閉じる信号を送信し、それによって、システムのためのグローバルバイパス４４４を作成する。システムは、スイッチゲートＢを横切って電力を伝送する代わりに、グローバルバイパスを介して二次電源４１２から電気エネルギーを再ルーティングする。

一次電源からの電力は、この実施形態では通常は閉じているスイッチゲートＥを横切って、二次電源４１２、具体的には一実施形態ではエネルギー貯蔵システムに伝送し、第１の絶縁変圧器４２８を横切ってインバータ４２０に伝送するように構成される。一次電源が交流電流を含む場合、インバータ４２０は直流電流を出力する。次いで、電力は、電力を増幅するインバータ４１８を介して送信される。次いで、電力は、絶縁変圧器４２６と、スイッチングモジュールの接点の一組４１０とを横切って伝送する。この実施形態では、エネルギー貯蔵システムは、スイッチングモジュールのグループ回路遮断器４４６との接触まで電力が供給されたままであり、一次電源から電力を引き出す。スイッチゲートＡは閉じられ、少なくとも１つのプロセッサが一次電源と二次電源との間で移行しているときに、高放電バッテリから負荷への電力を急速に放電することができるように、システム内での接続を維持しながら、高放電バッテリに接続される。２つのインバータを有するシステムは、負荷に伝送する間に電圧スパイクおよび降下がないように、一次電源からの電気エネルギーをクリーンなものにするする。この２インバータシステムは、特定の電気システムの多く種々の構成要素の必要性を排除する。２つのインバータを有する実施形態では、電圧は、電圧が一次電源から送信されている間、システムは高放電バッテリが放電準備をしないようにまたは放電しないように構成されるよう、インバータ４２０などの少なくとも１つのインバータにわたってバイアスされる。

少なくとも１つのプロセッサが、少なくとも１つの一次電源パラメータがそれぞれの一次電源パラメータ閾値を満たさないと決定すると、少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの第２の信号をスイッチングモジュールに送信することによって、二次電源に切り替える。少なくとも１つの第２の信号は、複数のスイッチゲートを開閉することを含んでもよい。例えば、一実施形態では、第２の信号は、スイッチゲートＦを閉じ、そして、一次電源とスイッチングモジュールとの間に接続する１つのスイッチゲートを開くように構成され得る。少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの第２の信号を、インバータ４２０などの少なくとも１つのインバータに送ることができ、それにより高放電バッテリを放電するために電圧にバイアスをかける。次いで、高放電バッテリは、高放電バッテリ４３４からインバータ４１８への負荷への電力を、絶縁変圧器４２６および接点の一組４１０を横切って、スイッチングモジュール４１４のグループ回路遮断器４４６に急速に放電する。少なくとも１つの第２の信号は、電力を負荷に伝送することを可能にするために、グループ回路遮断器を切り替えることを含み得る。少なくとも１つのプロセッサが二次電源ソースに切り替わると、二次電源ソースからの電力は、スイッチゲートＥを横切ってエネルギー貯蔵システムに、インバータ４２０および４１８を介して、スイッチングモジュールの接点の一組を横切って、負荷に伝送される。これにより、二次電源から負荷に伝送される電力は、システムの両端間の電圧スパイク及び電圧降下を除去するためにクリーンにされる。別の実施形態では、少なくとも１つのプロセッサが二次電源ソースに切り替わると、電力は、スイッチゲートＦを介して、発電機回路遮断器（図３Ａ～図３Ｄの３３８）、グループ回路遮断器、および負荷に伝送する。

ここで図５を参照すると、例示的な実施形態による、一次電源と二次電源との間の移行中に顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するための例示的な方法５００を示すブロック図が示されている。少なくとも１つのプロセッサ３３０は、方法５００の各ステップを通してシステム３００の機能を連続的に監視するように構成され、少なくとも１つのプロセッサ３３０が後述のタスクを実行するために特定のステップを実行する必要はないことを理解されたい。

ステップ５０２において、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、顧客負荷３２２に接続された一次電源３１０の複数の一次電源パラメータを監視して、複数の一次電源パラメータが複数の一次電源パラメータ閾値を満たすことができないかどうかを判定する。少なくとも１つのプロセッサ３３０は、収集された前述のリアルタイムデータに基づいて監視機能を連続的に実行することを理解されたい。リアルタイムデータは、少なくとも１つのプロセッサ３３０と通信しているシステムの構成要素から少なくとも１つの第１の信号を介して少なくとも１つのプロセッサに送信され得る。さらに、リモートプロセッサを含むクラウドサービスは、少なくとも１つのプロセッサとリアルタイムデータを通信することができる。一次電源の失敗は、複数の異なる理由で発生し得る。例えば、複数の一次電源パラメータ閾値を満たすことができないことは、停電や、電圧、周波数変動、故障、または電力の任意の他の適用可能な中断によって発生するストレス、もしくは電力調整などの一般的な要因によって引き起こされ得るが、これらに限定されない。しかしながら、他の理由も適用可能であり、本発明の趣旨および範囲内である。例えば、価格、負荷からの電力需要、および時刻などの一次電源パラメータは、一次電源閾値を変更する可能性があり、一次電源閾が満たされなかったときに、システムに一次電源から二次電源に切り替えさせることができる。

ステップ５０４において、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、少なくとも１つのプロセッサと電気通信している少なくとも１つの第１のセンサと、収集されたリアルタイムデータと顧客負荷３２２の１つまたは複数の生成されたプロファイルとの組合せに基づいて少なくとも１つのプロセッサと通信ネットワークを介して通信可能に結合されたリモートプロセッサとから受信された少なくとも１つの第１の信号に基づいて、少なくとも１つの一次電源パラメータがそれぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことができないかどうかを判定する。複数の一次電源パラメータ閾値が満たされない場合、システムはステップ５０６に進み、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、少なくとも１つの一次電源パラメータがそれぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことに失敗したと少なくとも１つのプロセッサが決定した後、少なくとも１つの第２の信号をスイッチングモジュールに送ることによって、一次電源からエネルギー貯蔵システム３１６に切り替える。少なくとも１つの第２の信号は、スイッチングモジュールの機能を実行するように構成された情報を有する電気信号を含み得る。エネルギー貯蔵システムは、エネルギー貯蔵システムからスイッチングモジュールのグループ回路遮断器３４６までのアクティブ電圧が存在するように電力が供給されるので、システムは、システムが二次電源、すなわち、二次電源ソースに切り替わるにとき、負荷に電力を急速に放電することができる。したがって、システムは、１００ミリ秒未満で完全な顧客負荷回復を提供することができ、これは、既存の技術に直面するミッションクリティカルな施設が直面する現在の問題を解決することができる。

ステップ５０６において、ステップ５０８と同時に、スイッチングモジュール３１４を利用して、一次電源３１０からエネルギー貯蔵システム３１６に切り替え、エネルギー貯蔵システム３１６が、高放電バッテリのエネルギー容量によって、高性能の放電態様で機能することを可能にする。一実施形態では、一次電源３１０からエネルギー貯蔵システム３１６への切り替えは、少なくとも１つのプロセッサ３３０が一次電源３１０から二次電源３１２への切り替えを決定した後、４ミリ秒以内に行われる。これは、非常に短い時間での全負荷回復を可能にするので、重要である。一実施形態では、システムは、顧客負荷３２２に対する電力の閾値量が、１００ミリ秒未満で適用可能なエネルギー電源によって提供されるように構成される。さらに、ユーティリティ電源からエネルギー貯蔵システムへのスイッチの実行は、一次電源から二次電源へのスイッチの決定を行った後、４ミリ秒以内に行われることが理解される。同時に、ステップ５０６が行われるか、またはその直後に、ステップ５０８が行われる。

ステップ５０８において、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、ステップ５０６において、一次電源からエネルギー貯蔵システムへの切り替えと同時に、少なくとも１つの一次電源パラメータがそれぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことに失敗した後に、少なくとも１つの第２の信号を送信することによって、二次電源を準備する。

一実施形態では、二次電源ソース３３２を準備することは、二次電源ソースが負荷に電力を提供する準備ができるよう、発電機を起動または始動させること、交流電力グリッドまたは他の電源のスイッチングを行うことを含み得る。しかしながら、二次電源を準備する他の手段が使用されてもよく、本発明の趣旨および範囲内であることが理解される。二次電源ソース３３２が準備された後、ステップ５１０が行われる。

ステップ５１０において、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、二次電源３１２の複数の二次電源パラメータを連続的に監視して、複数の二次電源パラメータが複数の二次電源パラメータ閾値を満たすかどうかを判定する。特定の実施形態では、少なくともプロセッサは、エネルギー貯蔵システムから二次電源に切り替わる前に、スイッチが一次電源に戻るように、一次電源閾値を同時に監視し続けてもよい。

ステップ５１４において、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、複数の二次電源パラメータが複数の二次電源パラメータ閾値を満たすかどうかを決定する。ステップ５１４において、複数の二次電源パラメータが複数の二次電源パラメータ閾値を満たす場合、プロセスはステップ５１８に進む。

ステップ５１８において、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、少なくとも１つの二次電源パラメータがそれぞれの二次電源パラメータ閾値を満たした後、少なくとも１つの第３の信号を二次電源に送ることによって、エネルギー貯蔵システムから二次電源ソースに切り替わる。第３の信号は、二次電源の機能を実行するように構成された情報を含む電気信号であり、例えば、第３の信号は、一例示的実施形態では、二次電源ソースを準備させるための情報を含み得、そしてその情報は発電機を起動することを含み得る、エネルギー貯蔵システム１１６から二次電源３１２への切り替えが行われた後、プロセスはステップ５２０およびステップ５２１に移動することを理解されたい。

一実施形態では、ステップ５２０において、ステップ５１８における二次電源への切り替えに続いて、スイッチングモジュール３１４は、少なくとも１つのプロセッサ３３０と通信する。少なくとも１つのプロセッサは、ステップ５２０において、システムの構成要素と通信する通信ネットワーク３１１を使用して、一次電源を監視する。通信ネットワークは、計量システムを介してシステム内の特定の構成要素における一次電源パラメータを測定することによって一次電源を監視するように構成された少なくとも１つの第１の信号を含むことができる。少なくとも１つのプロセッサ３３０は、顧客負荷３２２に接続された一次電源３１０の複数の一次電源パラメータを監視して、複数の一次電源パラメータが複数の一次電源パラメータ閾値を満たし続けるかどうかを検出する。方法５００の任意のステップの間、少なくとも１つのプロセッサが、少なくとも１つの一次電源パラメータがそのそれぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすと決定する時点で、少なくとも１つのプロセッサは、二次電源を一次電源に切り替え戻すように形成される。

ステップ５２２において、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、（ｉ）少なくとも１つのプロセッサと電気通信している少なくとも１つの第１のセンサと、（ｉｉ）収集されたリアルタイムデータと顧客負荷３２２の１つまたは複数の生成されたプロファイルとの組合せに基づいて少なくとも１つのプロセッサと通信ネットワークを介して通信可能に結合されたリモートプロセッサとのうちの少なくとも１つから受信された少なくとも１つの第１の信号に基づいて、少なくとも１つの一次電源パラメータ閾値を満たすことができないかどうかを判定する。一次電源パラメータ閾値のうちの少なくとも１つを満たすことができないことは、停電や、電圧、周波数変動、故障、または電力の任意の他の適用可能な中断によって発生するストレス、もしくは調整などの一般的な要因によって引き起こされ得るが、これらに限定されないことを理解されたい。少なくとも１つのプロセッサが、一次電源パラメータ閾値のうちの少なくとも１つが満たされると判定した場合、プロセスはステップ５２４に進む。

ステップ５２４において、スイッチングモジュール３１４の自動転送スイッチは、二次電源から一次電源に電力を切り替え戻す。少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの一次電源パラメータがそれぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすと少なくとも１つのプロセッサが判定した場合に、第４の信号をスイッチングモジュールに送信して一次電源に切り替えて戻すように構成される。少なくとも１つの第４の信号は、スイッチングモジュールの機能を実行するように構成された情報を有する電気信号を含み得る。ユーティリティ電源パラメータがユーティリティ電源閾値を満たさない場合、プロセスはステップ５２０に戻り、システムは、一次電源パラメータを監視し続け、少なくとも１つのプロセッサが、一次電源閾値が満たされていると判断したときに、いつ一次電源に戻ることが適切であるかを判断する。

ステップ５２４において、一次電源パラメータが満たされると、システムは、二次電源から一次電源に電力を転送する。スイッチングモジュール３１４は、ステップ５２４において、二次電源から一次電源への切り替えを実行するために利用され、次いで、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、ステップ５０２において、システム３００の構成要素を連続的に監視して、一次電力パラメータ閾値が満たされるかどうかを決定することに進む。

別の実施形態では、例示的な方法５００は、システムが２つのインバータを含み、一次電源からの電力がクリーンなものになるように、電力をクリーンなものにすることを含むことができる。電力をクリーンなものにすることによって、システムを横切って負荷に伝送される電気は、電圧スパイクおよび電圧降下から解放される。

次に図６を参照すると、例示的な実施形態による、例示的なコンピューティングデバイス６００および他のコンピューティングデバイスを含むシステムのブロック図が示されている。本明細書で説明する実施形態と一致して、システム３００によって実行される前述の動作は、少なくとも１つのプロセッサ３３０などのコンピューティングデバイスにおいて実装され得る。少なくとも１つのプロセッサ３３０を実装するために、ハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェアの任意の適切な組合せが使用され得る。前述のシステム、デバイス、およびプロセッサは、例であり、他のシステム、デバイス、およびプロセッサは、前述のコンピューティングデバイスを備え得る。さらに、少なくとも１つのプロセッサ３３０は、システム３００のための動作環境を備え得る。システム３００に関連するプロセス、データは、他の環境で動作することができ、少なくとも１つのプロセッサ３３０に限定されない。

本開示の実施形態と一致するシステムは、図６のコンピューティングデバイス６００などの複数のコンピューティングデバイスを含み得る。基本的な構成では、コンピューティングデバイス６００は、少なくとも１つの処理ユニット６０２と、システムメモリ６０４とを含み得る。コンピューティングデバイスの構成およびタイプに応じて、システムメモリ６０４は、揮発性（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））、不揮発性（例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ））、フラッシュメモリ、または任意の組み合わせもしくはメモリを備え得るが、これらに限定されない。システムメモリ６０４は、オペレーティングシステム６０５と、１つまたは複数のプログラミングモジュール６０６とを含み得る。オペレーティングシステム６０５は、例えば、コンピューティングデバイス６００の動作を制御するのに適している。一実施形態では、プログラミングモジュール６０６は、例えば、図２に示す動作を実行するためのプログラムモジュール６０７を含むことができ、図３Ａ～図４に示す構成要素の機能の動作のいずれかを実行する。例えば、さらに、本開示の実施形態は、グラフィックライブラリ、他のオペレーティングシステム、または任意の他のアプリケーションプログラムと併せて実施することができ、任意の特定のアプリケーションまたはシステムに限定されない。この基本的な構成は、破線６２０内の構成要素によって図６に示される。

コンピューティングデバイス６００は、追加の特徴または機能を有することができる。例えば、コンピューティングデバイス６００は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、またはテープなどの追加のデータ記憶デバイス（リムーバブルおよび／または非リムーバブル）を含むこともできる。そのような追加のストレージは、図６では、リムーバブルストレージ６０９および非リムーバブルストレージ６１０によって示されている。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータなどの情報を記憶するための任意の方法または技術において実装される、揮発性および不揮発性、取外し可能、および取外し不可能な媒体を含み得る。システムメモリ６０４、リムーバブルストレージ６０９、および非リムーバブルストレージ６１０はすべて、コンピュータストレージ媒体の例（すなわち、メモリストレージ）であり、コンピュータストレージ媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、電気的消去可能読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）または他の光ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、または情報を記憶するために使用され得、コンピューティングデバイス６００によってアクセスされ得る任意の他の媒体を含み得るが、これらに限定されない。任意のそのようなコンピュータ記憶媒体は、システム３００の一部であり得る。コンピューティングデバイス６００はまた、キーボード、マウス、ペン、音声入力デバイス、カメラ、タッチ入力デバイスなどの入力デバイス６１２を有し得る。ディスプレイ、スピーカ、プリンタなどの出力デバイス６１４も含まれ得る。上述のデバイスは一例に過ぎず、他のデバイスを追加または置換してもよい。

コンピューティングデバイス６００はまた、システム３００が、分散コンピューティング環境内のネットワーク、例えば、イントラネットまたはインターネットなどを介して、他のコンピューティングデバイス６１８と通信することを可能にし得る通信接続６１６を含み得る。通信接続６１６は、通信媒体の一例である。通信媒体は、典型的には、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または搬送波もしくは他のトランスポート機構などの変調データ信号内の他のデータによって具現化され得、任意の情報配信媒体を含む。用語「変調されたデータ信号」は、信号中の情報を符号化するように設定または変更された１つまたは複数の特性を有する信号を記述し得る。限定ではなく例として、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接有線接続などの有線媒体と、音響、無線周波数（ＲＦ）、赤外線、および他のワイヤレス媒体などのワイヤレス媒体とを含み得る。本明細書で使用されるコンピュータ可読媒体という用語は、コンピュータ記憶媒体および通信媒体の両方を含み得る。

上述のように、オペレーティングシステム６０５を含むいくつかのプログラムモジュールおよびデータファイルをシステムメモリ６０４に記憶することができる。少なくとも１つの処理ユニット６０２上で実行している間、プログラミングモジュール６０６（例えば、プログラムモジュール６０７）は、例えば、プロセスのステージのうちの１つ以上を含むプロセスを実行することができる。なお、上述した処理は一例であり、少なくとも１つの処理部６０２が他の処理を行ってもよい。本開示の実施形態に従って使用され得る他のプログラミングモジュールは、電子メールおよび連絡先アプリケーション、ワードプロセッシングアプリケーション、スプレッドシートアプリケーション、データベースアプリケーション、スライドプレゼンテーションアプリケーション、描画またはコンピュータ支援アプリケーションプログラムなどを含み得る。

概して、本開示の実施形態と一致して、プログラムモジュールは、ルーチン、プログラム、コンポーネント、データ構造、および特定のタスクを実行することができるか、または特定の抽象データタイプを実装することができる他のタイプの構造を含むことができる。さらに、本開示の実施形態は、ハンドヘルドデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラム可能な家庭用電化製品、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む、他のコンピュータシステム構成で実施されてもよい。本開示の実施形態はまた、通信ネットワークを介してリンクされるリモート処理デバイスによってタスクが実行される分散コンピューティング環境において実施され得る。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、ローカルメモリストレージデバイスとリモートメモリストレージデバイスの両方に配置され得る。

さらに、本開示の実施形態は、論理ゲートを含む個別の電子素子、パッケージ化された、または集積電子チップを含む電気回路、マイクロプロセッサを利用する回路、または電子素子もしくはマイクロプロセッサを含む単一チップ（システムオンチップなど）において実施され得る。本開示の実施形態はまた、例えば、ＡＮＤ、ＯＲ、およびＮＯＴなどの論理演算を実行することが可能な他の技術を使用して実施されてもよく、これらの技術には、機械技術、光学技術、流体技術、および量子技術が含まれるが、これらに限定されない。加えて、本開示の実施形態は、汎用コンピュータ内で、または任意の他の回路もしくはシステム内で実施され得る。

本開示の実施形態は、例えば、本開示の実施形態による方法、システム、およびコンピュータプログラム製品のブロック図および／または動作図を参照して上述されている。ブロックに記載された機能／動作は、任意のフローチャートに示された順序から外れて発生することがある。例えば、連続して示される２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行されてもよく、または、ブロックは、関与する機能／行為に応じて、逆の順序で実行されてもよい。また、システムの構成要素は、交換可能またはモジュール式であってもよく、その結果、構成要素は、追加または代替の構成要素で容易に変更または補足されてもよいことが理解される。

本開示の特定の実施形態について説明したが、他の実施形態が存在してもよい。さらに、本開示の実施形態は、メモリおよび他の記憶媒体に記憶されたデータに関連するものとして説明されたが、データは、ハードディスク、フロッピーディスク、またはＣＤ－ＲＯＭ、または他の形態のＲＡＭまたはＲＯＭなどの二次記憶デバイスなどの他のタイプのコンピュータ可読媒体上に記憶されるか、またはそれらから読み取られることもできる。さらに、開示された方法の段階は、本開示から逸脱することなく、段階を並べ替えること、および／または段階を挿入または削除することを含む、任意の方法で修正され得る。

主題は、構造的特徴および／または方法論的行為に特有の言語で説明されてきたが、添付の特許請求の範囲で定義される主題は、必ずしも上記の特定の特徴または行為に限定されないことを理解されたい。むしろ、上述の特定の特徴および動作は、特許請求の範囲を実施する例示的な形成として開示される。

Claims (20)

1. 一次電源と二次電源との間の移行中に顧客負荷に急速閾値量の電力を提供するためのシステムであって、前記二次電源は前記一次電源と電気的に接続されておらず、前記システムは、顧客計量システムと前記顧客負荷との間が電気的に接続されており、前記システムは、
   二次電源ソースとエネルギー貯蔵システムとを備える前記二次電源と、
   スイッチングモジュールと、を備え、
   前記二次電源は、電力を生成するように構成されており、
   前記エネルギー貯蔵システムは、前記二次電源ソースと電気通信しており、前記エネルギー貯蔵システムは、高放電バッテリを備え、前記高放電バッテリは、少なくとも２Ｃであり、前記エネルギー貯蔵システムは、電力を顧客負荷に急速に放電するように構成され、
   前記スイッチングモジュールは、前記エネルギー貯蔵システムと電気通信し、前記スイッチングモジュールは、前記二次電源の少なくとも１つのインバータと電気通信する接点の少なくとも１組を備え、前記スイッチングモジュールは、前記一次電源と前記二次電源との間で切り替えるように構成されている、
   システム。
2. 前記システムが、少なくとも１つのプロセッサをさらに含み、前記少なくとも１つのプロセッサは、
   前記少なくとも１つのプロセッサと電気通信している少なくとも１つの第１のセンサと、前記少なくとも１つのプロセッサとの通信ネットワークを介して通信可能に結合されたリモートプロセッサとのうちの少なくとも１つから受信された少なくとも１つの第１の信号に基づいて、前記少なくとも１つの一次電源パラメータがそれぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことに失敗するかどうかを決定することと、及び
   前記少なくとも１つの一次電源パラメータが前記それぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことに失敗したと決定した後、少なくとも１つの第２の信号をスイッチングモジュールに送ることによって前記一次電源から前記エネルギー貯蔵システムに切り替えることと、
   を行うよう構成されているシステム。
3. 前記エネルギー貯蔵システムに電力が供給される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記少なくとも１つのプロセッサはさらに、
   前記一次電源から前記エネルギー貯蔵システムへの切り替えと同時に、それぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことに失敗した後、少なくとも１つの第２の信号を送ることによって前記二次電源ソースを準備するよう、そして、
   少なくとも１つの二次電源パラメータがそれぞれの二次電源パラメータ閾値を満たした後、少なくとも１つの第３の信号を前記二次電源に送ることによって、前記エネルギー貯蔵システムから前記二次電源ソースへの切り替えを行うよう、
   構成される、請求項３に記載のシステム。
5. 前記少なくとも１つのプロセッサはさらに、前記二次電源ソースを準備した後に、前記少なくとも１つの二次電源供給パラメータが前記それぞれの二次電源供給パラメータ閾値を満たすかどうかを決定するように構成される、請求項４に記載のシステム。
6. 前記エネルギー貯蔵システムは、少なくとも高放電４Ｃバッテリと、前記少なくとも１つのインバータと、絶縁変圧器とを備える、請求項１に記載のシステム。
7. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記一次電源から前記エネルギー貯蔵システム及び前記二次電源のうちの少なくとも１つに切り替わった後、前記少なくとも１つの一次電源パラメータが前記それぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすと決定した場合、前記一次電源に切り替え戻すために第４の信号を前記スイッチングモジュールに送信するように構成される、請求項２に記載のシステム。
8. 前記システムが、ＮＦＰＡ ８５５およびＵＬ ９５４０規格のうちの少なくとも１つを満たす、請求項１に記載のシステム。
9. 少なくとも１つの二次電源ソースは、天然ガス燃料発電機、ガソリン燃料発電機、プロパン燃料発電機、ディーゼル燃料発電機、太陽燃料発電機、および第２の一次電源のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のシステム。
10. 請求項４に記載のシステムにおいて、前記二次電源ソースを準備することは、少なくとも発電機を始動させることを含む、システム。
11. 少なくとも１つの二次電源が少なくとも５００ｋＷを出力する、請求項１に記載のシステム。
12. 前記顧客負荷が少なくとも５００キロワットである、請求項１に記載のシステム。
13. 前記エネルギー貯蔵システムは、顧客負荷の完全な回復が１００ミリ秒未満で提供されるように、前記顧客負荷に電力を急速に放電するように構成される、請求項１に記載のシステム。
14. 前記一次電源から前記エネルギー貯蔵システムへの切り替えは、最大で４ミリ秒以内に行われる、請求項２に記載のシステム。
15. 最大４ミリ秒以内に少なくとも５００ｋＷの急速閾値量の電力移行を顧客負荷に提供するためのシステムであって、
    前記電力移行は、一次電源と二次電源との間であり、
    前記システムは、顧客計量システムと顧客負荷との間で電気的に接続されるが、前記二次電源は、前記一次電源と電気的に接続されておらず、
    前記システムは、
    少なくとも５００ｋＷの電力を発生する二次電源と、
    少なくとも１つの高放電４Ｃバッテリと少なくとも１つのインバータと絶縁変圧器とを備えるエネルギー貯蔵システムであって、電力が供給され、１００ミリ秒未満内に前記顧客負荷が完全回復するよう前記顧客負荷へ急速放電するよう構成されているエネルギー貯蔵システムと、
    前記エネルギー貯蔵システムと電気通信するスイッチングモジュールであって、前記エネルギー貯蔵システムの前記少なくとも１つのインバータと通信する少なくとも１組の接点を備え前記一次電源と前記二次電源との間でスイッチングするように構成されているスイッチングモジュールと、
    を備えるシステム。
16. 前記システムは、ＮＦＰＡ ８５５およびＵＬ ９５４０規格のうちの少なくとも１つを満たす、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記システムは、少なくとも１つのプロセッサをさらに含み、
    前記少なくとも１つのプロセッサは、
    少なくとも１つのプロセッサと電気通信している少なくとも１つの第１のセンサ、及び、少なくとも１つのプロセッサとの通信ネットワークを介して通信可能に結合されたリモートプロセッサのぅくなくとも１つから受信された少なくとも１つの第１の信号に基づいて、少なくとも１つの一次電源パラメータがそれぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことができないかどうかを決定することと、
    前記少なくとも１つのプセッサが、前記少なくとも１つの一次電源パラメータがそれぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことができないと決定した後、少なくとも１つの第２の信号をスイッチングモジュールに送ることによって前記一次電源から前記エネルギー貯蔵システムに切り替えることと、
    を行うよう構成されているシステム。
18. 前記少なくとも１つのプロセッサは、
    前記一次電源から前記エネルギー貯蔵システムへの切り替えと同時に、前記少なくとも１つの一次電源パラメータがそれぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことに失敗した後、少なくとも１つの第２の信号を送ることによって前記二次電源ソースを準備するよう、そして、
    少なくとも１つの二次電源パラメータがそれぞれの二次電源パラメータ閾値を満たした後、少なくとも１つの第３の信号を二次電源に送ることによって、前記エネルギー貯蔵システムから前記二次電源ソースへの切り替えを行うよう、
    構成されている請求項１７に記載のシステム。
19. 少なくとも１つのプロセッサをさらに含むシステムであって、
    前記少なくとも１つのプロセッサは、前記二次電源ソースを準備した後に、前記少なくとも１つの二次電源パラメータが前記それぞれの二次電源供給パラメータ閾値を満たすかどうかを決定するように構成される、請求項１８に記載のシステム。
20. 完全な顧客負荷回復が１００ミリ秒未満で提供されるよう、最大で４ミリ秒以内に少なくとも５００ｋＷの顧客負荷に急速閾値量の電力を提供する方法であって、
    前記移行が、一次電源と二次電源との間であり、システムが、顧客計量システムと顧客負荷との間で電気的に接続されるが、前記二次電源は、前記一次電源と電気的に接続されておらず、前記方法は、
    少なくとも１つのプロセッサが、
    前記少なくとも１つのプロセッサと電気通信している少なくとも１つの第１のセンサと、前記少なくとも１つのプロセッサとの通信ネットワークを介して通信可能に結合されたリモートプロセッサとのうちの少なくとも１つから受信された少なくとも１つの第１の信号に基づいて、前記少なくとも１つの一次電源パラメータが、前それぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことに失敗するかどうかを決定すること、及び、
    前記少なくとも１つの一次電源パラメータが前記それぞれの一次電源パラメータ閾値を満たすことに失敗したと決定した後、少なくとも１つの第２の信号をスイッチングモジュールに送ることによって前記一次電源から前記エネルギー貯蔵システムに切り替えることと、
    を行うよう構成されている方法。

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