JP6578395B2 - 効率的な電力供給及びバックアップのためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
(2)に結合されてもよい。変圧器104(2)の出力は、電源自動切替スイッチ(ATS)104(3)に結合されてもよい。ATS104(3)は、AC主電源104(1)が故障した場合に発電機114(1)から電力を受けるための入力ゲート(図示せず)を含む。ATS104(3)の出力は、さらにバス104(4)に結合される。バス104(4)は、一又は複数の結線(例えば、結線C2、C4、C6、C8、及びC10)に電力を出力する。一実施形態において、第2の電源104は第1の電源102から独立している。あるいは、第2の電源104は第1の電源102と同一であるか、又は第1の電源102に電力を依存していてもよい。一実施形態において、第1の電源102及び/又は第2の電源104は、「ネットメータリング」に対応していてもよい。「ネットメータリング」においては、負荷110(1)及び110(2)の所有者が、再生され送電網116(1)及び/又は116(2)に戻された電気の少なくとも一部に対する金銭又はエネルギーによるクレジットを受ける。一実施形態において、第1の電源102及び/又は第2の電源104は、「ピークシェービング」に対応していてもよい。「ピークシェービング」においては、電力の使用者(例えば、負荷110(1)及び/又は110(2))は、電力需要のピーク時以外に比較的安価な公共電力を利用し、ピーク時に自らの電力(の一部又は全体)を発電して、高需要時の料金を回避することができる。一実施形態において、第1の電源102及び/又は第2の電源104は、主電源と協調してコジュネレーションモードに入り、コスト低減、エネルギー効率化、又は環境に優しい「グリーン」な用途を実現してもよい。
1)は、単相、複相、又は三相の電源であってもよい。
要求に合致する任意の発電機であってもよい。通常、据え付け型のディーゼル発電機が使用される。但し、使用可能条件が用途(負荷110(1)及び110(2))に合致するならば、移動型の、天然ガス、プロパン、蒸気タービン、又は太陽光による発電機を用いてもよい。これらの発電機を「無停電」電力システムとともに用いて、ピークシェービング及びその他の機能を提供してもよい。さらに、「発電機」という用語は単に、システム又は特定の用途の要求に合致するように選択された、もう一つの公共電力又はその他の給電機構のことである。「発電機」は予備用又は非常用の電力である必要はなく、一次「公共」電力であってもよい。但し、信頼性を確保するため、発電機114(1)及び114(2)は、AC主電源102(1)及びAC主電源104(1)のいずれかとは全く異なる給電機構であってもよい。
い。例えば、第1の一対の無停電電源装置106が3つのUPSを含む場合には、第1の3つ組の無停電電源装置106、あるいは汎用的に、第1の組の電源106と呼ばれ、本明細書で開示される実施形態の特徴及び機能は特定の数のUPSに限定されない。
提供される。一実施形態において、UPS108(1)及び108(2)によって受けられた入力電流は、互いに非同期であってもよい。一実施形態において、結線C5及びC6を介して提供されるUPS108(1)への入力電流と、結線C7及びC8を介して提供されるUPS108(2)への入力電流とは、同期していてもよい。入力電流が同期しているか非同期であるかに関係なく、UPS108(1)及びUPS108(2)は、デジタル方式で同期した出力電流を提供して負荷110(2)を駆動する。なお、2つのUPS108(1)及び108(2)が図示されているが、第2の一対の無停電電源装置108はより多くのUPSを含んでもよく、その場合「一対」という語句は適用されない。例えば、第2の一対の無停電電源装置108が3つのUPSを含む場合には、第2の3つ組の無停電電源装置108、あるいは汎用的に、第2の組の無停電電源装置108と呼ばれ、本明細書で開示される実施形態の特徴及び機能は特定の数のUPSに限定されない。
の一又は複数から負荷110(1)及び/又は負荷110(2)への、負荷110(1)−110(n)の許容できる性能を阻害しない様な電気又は電力の出力に関する。例えば、UPS106(1)からの電力出力は、一定期間変動する場合がある。しかしながら、このような変動が負荷110(1)の正常な動作に影響しない限り、UPS106(1)からの出力電流又は電力は、「無停電」電源であると見なされる。負荷110(1)及び110(2)の許容できる、あるいは正常な動作は、負荷110(1)及び110(2)が使用される特定の用途に依存する。従って、こうした許容できる性能は特定の状況に基づいて変化する。対照的に、電力の供給が不連続になった場合、すなわち、負荷110(1)及び110(2)の動作が実質的に妨げられる場合、そのような電力出力又は電力供給は「断続的」又は「不連続」と見なされ、定義上「無停電」ではない。一実施形態において、第1のUPS106(1)、第2のUPS106(2)、第3のUPS108(1)、及び/又は第4のUPS108(2)のうちのいずれか2つのUPSが故障した場合、他の2つのUPSは負荷に電力を提供し続けてもよい。一実施形態において、第1のUPS106(1)、第2のUPS106(2)、第3のUPS108(1)、及び/又は第4のUPS108(2)はそれぞれ、500kW出力のUPSであってもよい。限定ではなく例として、第1のUPS106(1)、第2のUPS106(2)、第3のUPS108(1)、及び/又は第4のUPS108(2)のうちの一又は複数は、単一又は複数変換、AC−AC、AC−DC−AC、DC−AC、ロータリ(フライホイールなど)の方式のものでもよいが、これらには限定されない。
は別個の負荷として示されたが、一実施形態においては、負荷110(1)及び110(2)は単一の負荷であってもよい。負荷110(1)及び110(2)のさらなる例としては、付加的な下流装置、変圧器などが含まれる。本明細書で開示される実施形態の特徴及び機能は、付加110(1)及び110(2)の性質には限定されない。別の実施形態において、3つ以上の負荷が存在してもよい。別の実施形態において、単一のサーバが3つ以上の電源に対応し、複数の電力システム100に接続してこれら各システムに対する負荷110(1)又は110(2)として動作してもよい。さらに、負荷110は2つの電力入力を有し、負荷110(1)及び110(2)の両方として電力を利用して信頼性を高めてもよい(例えば、複式電源コンピュータサーバ)。
て、第1の一次フィード106(11)は結線C1を介していかなる電力も受けない。しかしながら、第1の保守作業時バイパスフィード106(12)は、結線C2を介して第2の電源104から電力を受ける。この結果、UPS106(1)から負荷110(1)への出力は維持される。同様に、結線C4によって第2の電源104に接続される第2のUPS106(2)の第2の一次フィード106(21)は、第2の電源102の故障の影響を受けず、負荷110(1)に対して電力を出力し続ける。しかしながら、結線C3を介して第1の電源102に接続されそこから電力を受ける第2の保守作業時バイパスフィード106(22)は、第1の電源102並びに発電機114(1)が共に故障した場合には、いかなる電力も受けない。
2(1)、AC主電源104(1)、及び発電機114(2)が故障していても、負荷110(1)、110(2)、及び従来の負荷112は電力を受ける。発電機114(1)及びAC主電源102(1)が潜在的に非同期であっても、電力バックアップシステム100が負荷110(1)及び110(2)を駆動する能力には影響しない。なぜならば、第1のUPS106(1)と第2のUPS106(2)、及び第3のUPS108(1)と第4のUPS108(2)は、それぞれデジタル方式で同期するからである。
、AC主電源104(1)及び/又は発電機114(2))に直接結合される。このような直接結合は、能動部品(例えば、能動スイッチ)を含まない結合を含む。第1及び第2の電源は独立した電源であり、非同期の電力を提供してもよい。あるいは、第1及び第2の電源は独立した電源であっても、同期した電力を提供してもよい。
106(2)など、いずれの一対のUPSによって電力が共有されてもよい。別の態様として、負荷110(1)及び/又は負荷110(2)は、個別に第1のUPS106(1)、第2のUPS106(2)、第3のUPS108(1)、及び/又は第4のUPS108(2)から電力を受けてもよい。さらに別の態様として、第1のUPS106(1)、第2のUPS106(2)、第3のUPS108(1)、及び/又は第4のUPS108(2)のうちの1つの電力出力ゲートからの電力が、複式電力サーバ又はその他の負荷に対して電力を提供してもよい。一実施形態において、電力バックアップシステム100、より詳細には第1の一対のUPS106及び/又は第2の一対のUPS108は、1MWから100MWの電力出力を提供するように構成される。但し、UPSの数(又はUPSのサイズ)を変更すれば、より大きい、又は小さい電力出力が可能となる。
Claims (15)
- 負荷を並列に駆動するように構成された第1の無停電電源装置と第2の無停電電源装置
とを備え、前記第1の無停電電源装置及び前記第2の無停電電源装置は共に直接接続によ
って少なくとも2つの電源に接続され、前記直接接続は前記第1及び第2の無停電電源装
置と中間に能動スイッチ装置が存在しない前記少なくとも2つの電源との間の接続を含み
、前記第1の無停電電源装置及び前記第2の無停電電源装置の各々は、一次フィード及び
保守作業時バイパスフィードを備え、前記第1の無停電電源装置の前記一次フィード及び
前記第2の無停電電源装置の前記一次フィードは異なる電源に接続され、前記第1の無停
電電源装置の保守作業時バイパスフィード及び前記第2の無停電電源装置の保守作業時バ
イパスフィードは異なる電源に接続され、
前記第1及び第2の無停電電源装置のそれぞれは、前記少なくとも2つの電源からの電
力の間で切り替わるように構成され、該少なくとも2つの電源の各々は、主電源と、発電
機とを備え、前記第1及び第2の無停電電源装置のそれぞれは、該少なくとも2つの電源
の各々の主電源と発電機との間でも切り替わるように構成され、
前記第1の無停電電源装置の前記一次フィード及び前記第2の無停電電源装置の前記保守作業時バイパスフィードは、共に前記少なくとも2つの電源のうちの第1の電源に接続され、前記第2の無停電電源装置の前記一次フィード及び前記第1の無停電電源装置の前記保守作業時バイパスフィードは、共に前記少なくとも2つの電源のうちの第2の電源に接続される、
電力バックアップシステム。 - 前記負荷を並列に駆動する第3の無停電電源装置と第4の無停電電源装置とをさらに備
え、前記第3の無停電電源装置及び前記第4の無停電電源装置は共に直接接続によって前
記少なくとも2つの電源に接続されている、請求項1に記載の電力バックアップシステム
。 - 前記第1、第2、第3、及び第4の無停電電源装置の各々は、前記少なくとも2つの電
源からの電力の間で切り替わるように構成され、前記少なくとも2つの電源の各々は、発
電機及び主電源へのインターフェースのうちの少なくとも1つを備える、請求項2に記載
の電力バックアップシステム。 - 前記第3の無停電電源装置及び前記第4の無停電電源装置の各々は、一次フィード及び
保守作業時バイパスフィードを備え、前記第3の無停電電源装置の前記一次フィード及び
前記第4の無停電電源装置の前記一次フィードは異なる電源に接続され、前記第3の無停
電電源装置の前記保守作業時バイパスフィード及び前記第4の無停電電源装置の前記保守
作業時バイパスフィードは異なる電源に接続される、請求項2に記載の電力バックアップ
システム。 - 前記第3の無停電電源装置の前記一次フィード及び前記第4の無停電電源装置の前記保
守作業時バイパスフィードは、共に前記少なくとも2つの電源のうちの第1の電源に接続
され、前記第4の無停電電源装置の前記一次フィード及び前記第3の無停電電源装置の前
記保守作業時バイパスフィードは、共に前記少なくとも2つの電源のうちの第2の電源に
接続される、請求項4に記載の電力バックアップシステム。 - 前記少なくとも2つの電源は互いに非同期であり、前記第3の無停電電源装置及び前記
第4の無停電電源装置の各々は、デジタル方式で同期した電力を各々の出力端子において
出力して負荷を駆動する、請求項2に記載の電力バックアップシステム。 - 前記少なくとも2つの電源は互いに非同期であり、前記第1の無停電電源装置及び前記
第2の無停電電源装置の各々は、デジタル方式で同期した電力を各々の出力端子において
出力して負荷を駆動する、請求項1に記載の電力バックアップシステム。 - 前記少なくとも2つの電源は互いに同期する、請求項1に記載の電力バックアップシス
テム。 - 前記少なくとも2つの電源は独立した電源であり、前記少なくとも2つの電源のうちの
一方が故障した場合には、前記負荷は故障していない他方の電源から電力を受ける、請求
項1に記載の電力バックアップシステム。 - 無停電電源システムであって、
第1の無停電電源装置(UPS)と、
第1のUPSと電気的に並列に接続された第2のUPSと、
第3のUPSと、
第3のUPSと電気的に並列に接続された第4のUPSと、
を備え、
前記第1、第2、第3、及び第4のUPSのうちの少なくとも1つは、少なくとも2つの独立した電源から直接電力供給を受けるための少なくとも2つの入力ゲートを備え、
前記2つの独立した電源と前記第1、第2、第3、及び第4のUPSとの間には能動スイッチ装置が存在せず、
前記第1、第2、第3、及び第4のUPSは無停電電力を負荷に供給し、
前記第1、第2、第3、及び第4のUPSの各々は、一次フィード及び保守作業時バイパスフィードを備え、前記第1のUPSの一次フィード及び前記第2のUPSの一次フィードは異なる電源に接続され、前記第3のUPSの一次フィード及び前記第4のUPSの一次フィードは異なる電源に接続され、前記第1のUPSの保守作業時バイパスフィード及び前記第2のUPSの保守作業時バイパスフィードは異なる電源に接続され、前記第3のUPSの保守作業時バイパスフィード及び前記第4のUPSの保守作業時バイパスフィードは異なる電源に接続される、
前記第1、第2、第3、及び第4の無停電電源装置のそれぞれは、前記少なくとも2つの電源からの電力の間で切り替わるように構成され、該少なくとも2つの電源の各々は、主電源と、発電機とを備え、前記第1、第2、第3、及び第4の無停電電源装置のそれぞれは、該少なくとも2つの電源の各々の主電源と発電機との間でも切り替わるように構成され、
前記第1のUPSの前記一次フィード及び前記第2のUPSの前記保守作業時バイパスフィードは、共に前記少なくとも2つの電源のうちの第1の電源に接続され、前記第2のUPSの前記一次フィード及び前記第1のUPSの前記保守作業時バイパスフィードは、共に前記少なくとも2つの電源のうちの第2の電源に接続される、
無停電電源システム。 - 電力バックアップを提供するための方法であって、
少なくとも2つの無停電電源装置(UPS)を直接接続によって少なくとも2つの独
立した電源に結合する工程であって、前記少なくとも2つの無停電電源装置の各々が、前
記少なくとも2つの独立した電源から電力を受け、前記直接接続は前記少なくとも2つの
独立した電源と中間に能動スイッチ装置が存在しない前記少なくとも2つの無停電電源装
置との間の接続を含む工程と、
前記少なくとも2つのUPSから、前記少なくとも2つのUPSに並列に接続された
負荷に対して無停電電力を提供する工程であって、前記少なくとも2つの独立した電源の
うちの一方が故障した場合には、他方の電源が前記少なくとも2つのUPSに対して電力
の供給を継続する工程と、
を含み、
前記2つの無停電電源装置の各々は、一次フィード及び保守作業時バイパスフィードを
備え、一方の無停電電源装置の一次フィード及び他方の無停電電源装置の一次フィードは
異なる電源に接続され、該一方の無停電電源装置の保守作業時バイパスフィード及び該他
方の無停電電源装置の保守作業時バイパスフィードは異なる電源に接続され、
前記2つの無停電電源装置のそれぞれは、前記少なくとも2つの電源からの電力の間で
切り替わるように構成され、該少なくとも2つの電源の各々は、主電源と、発電機とを備
え、前記2つの無停電電源装置のそれぞれは、該少なくとも2つの電源の各々の主電源と
発電機との間でも切り替わるように構成され、
前記少なくとも2つのUPSは第1のUPS及び第2のUPSを含み、
前記第1のUPSは第1の一次フィード及び第1の保守作業時バイパスフィードを備え
、
前記第2のUPSは第2の一次フィード及び第2の保守作業時バイパスフィードを備え
、
前記結合する工程は、
前記第1の一次フィード及び前記第2の保守作業時バイパスフィードを、前記少なく
とも2つの独立した電源のうちの第1の電源に結合する工程と、
前記第2の一次フィード及び前記第1の保守作業時バイパスフィードを、前記少なく
とも2つの独立した電源のうちの第2の電源に結合する工程と、
を含む、方法。 - 前記少なくとも2つのUPSが、前記少なくとも2つの電源から供給される電力の間で切り替わる工程であって、前記少なくとも2つの電源の各々は、発電機及び主電源へのインターフェースのうちの少なくとも1つを備える工程をさらに備える、請求項11に記載の方法。
- 前記結合する工程は、前記少なくとも2つのUPSにおいて、非同期の電力を前記少な
くとも2つの独立した電源から受ける工程を含み、
前記提供する工程は、前記少なくとも2つのUPSから同期した電力を前記負荷に対し
て提供する工程を含む、
請求項11に記載の方法。 - 前記結合する工程は、前記少なくとも2つのUPSにおいて、同期した電力を前記少な
くとも2つの独立した電源から受ける工程を含む、請求項13に記載の方法。 - 前記少なくとも2つのUPSは、前記少なくとも2つの独立した電源から実質的に同時
に電力を受け、
前記結合する工程は、少なくとも1つの追加のUPSを直接接続によって前記少なくと
も2つの独立した電源のうちの少なくとも1つに結合する工程であって、前記少なくとも
2つのUPSが故障した場合に、前記少なくとも1つの追加のUPSが継続して無停電電
力を前記負荷に供給する工程を含む、
請求項11に記載の方法。
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