特許 7470750 電源システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-10

(45)【発行日】2024-04-18

(54)【発明の名称】電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 9/06 20060101AFI20240411BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20240411BHJP

【ＦＩ】

H02J9/06

H02J7/34 G

【請求項の数】 13

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022140450

(22)【出願日】2022-09-05

(65)【公開番号】P2023038177

(43)【公開日】2023-03-16

【審査請求日】2022-10-12

(31)【優先権主張番号】202111038537.3

(32)【優先日】2021-09-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】521531171

【氏名又は名称】ファーウェイ デジタル パワー テクノロジーズ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ジャン，チュンタオ

【審査官】杉田 恵一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－０２７７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１０２１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３５４７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３００６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３９２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２３－５０１６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６２５３４６５（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６３５６８４１（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０８１３４４７８（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１０１１２７１１（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１２２９０６５９（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２１４７８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１２６７８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１１７７４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２６９６８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１２２２４３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ３／００

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１スイッチモジュールと、無停電電源（ＵＰＳ）と、１つ以上の電力消費ブランチと、を有する電源システムであって、
前記第１スイッチモジュールの入力端が複数の電源装置に接続され、前記第１スイッチモジュールの出力端が前記ＵＰＳの入力端に接続され、前記第１スイッチモジュールは、前記ＵＰＳに電力を供給するよう、前記複数の電源装置間で切り替えられ、
前記ＵＰＳの出力端が前記１つ以上の電力消費ブランチの各々に接続され、前記ＵＰＳは、電気エネルギーを受け取って、各電力消費ブランチに第１電圧を入力するように構成され、
各電力消費ブランチが、第１変圧器モジュールと、少なくとも１つの電力消費負荷とを有し、
前記第１変圧器モジュールの入力端が前記ＵＰＳの前記出力端に接続され、前記第１変圧器モジュールは、前記第１電圧を第２電圧に変換し、そして、該第２電圧を前記少なくとも１つの電力消費負荷に提供するように構成され、前記第２電圧は前記第１電圧よりも低く、
前記複数の電源装置は、少なくとも１つのエネルギー変換装置を有し、該エネルギー変換装置に前記ＵＰＳが接続され、
前記ＵＰＳは更に、前記エネルギー変換装置を動作させるための電気エネルギーを前記エネルギー変換装置に提供するように構成され、
前記ＵＰＳは、電力伝送ブランチと、電力変換ブランチと、エネルギー貯蔵装置とを有し、前記電力伝送ブランチは、前記ＵＰＳの前記入力端と前記ＵＰＳの前記出力端との間に接続され、前記電力変換ブランチは、前記エネルギー貯蔵装置と前記ＵＰＳの前記出力端との間に接続され、前記エネルギー貯蔵装置は、前記電力変換ブランチに接続され、
前記エネルギー貯蔵装置は、前記電力変換ブランチに電気エネルギーを出力するように構成され、
前記電力伝送ブランチは、前記ＵＰＳの前記入力端によって受け取られた電気エネルギーを前記ＵＰＳの前記出力端に伝送するように構成され、
前記電力変換ブランチは、前記エネルギー貯蔵装置によって出力された電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーを前記エネルギー変換装置に提供する、又は、前記ＵＰＳの前記出力端からの電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーを前記エネルギー変換装置に提供する、ように構成され、
前記電力変換ブランチは、第１の双方向インバータモジュールと、第１の双方向コンバータモジュールとを有し、前記第１の双方向コンバータモジュールの第１端が前記エネルギー貯蔵装置に接続され、前記第１の双方向コンバータモジュールの第２端が前記第１の双方向インバータモジュールの第１端に接続され、前記第１の双方向インバータモジュールの第２端が前記ＵＰＳの前記出力端に接続され、前記第１の双方向インバータモジュールの第３端が前記エネルギー変換装置に接続され、
前記第１の双方向コンバータモジュールは、前記エネルギー貯蔵装置によって提供された直流に対して電圧変換処理を実行するように構成され、
前記第１の双方向インバータモジュールは、前記第１の双方向コンバータモジュールによって出力された直流を交流に変換し、そして、該交流を前記エネルギー変換装置に出力するように構成される、
電源システム。

【請求項2】

第１スイッチモジュールと、無停電電源（ＵＰＳ）と、１つ以上の電力消費ブランチと、を有する電源システムであって、
前記第１スイッチモジュールの入力端が複数の電源装置に接続され、前記第１スイッチモジュールの出力端が前記ＵＰＳの入力端に接続され、前記第１スイッチモジュールは、前記ＵＰＳに電力を供給するよう、前記複数の電源装置間で切り替えられ、
前記ＵＰＳの出力端が前記１つ以上の電力消費ブランチの各々に接続され、前記ＵＰＳは、電気エネルギーを受け取って、各電力消費ブランチに第１電圧を入力するように構成され、
各電力消費ブランチが、第１変圧器モジュールと、少なくとも１つの電力消費負荷とを有し、
前記第１変圧器モジュールの入力端が前記ＵＰＳの前記出力端に接続され、前記第１変圧器モジュールは、前記第１電圧を第２電圧に変換し、そして、該第２電圧を前記少なくとも１つの電力消費負荷に提供するように構成され、前記第２電圧は前記第１電圧よりも低く、
前記複数の電源装置は、少なくとも１つのエネルギー変換装置を有し、該エネルギー変換装置に前記ＵＰＳが接続され、
前記ＵＰＳは更に、前記エネルギー変換装置を動作させるための電気エネルギーを前記エネルギー変換装置に提供するように構成され、
前記ＵＰＳは、電力伝送ブランチと、電力変換ブランチと、エネルギー貯蔵装置とを有し、前記電力伝送ブランチは、前記ＵＰＳの前記入力端と前記ＵＰＳの前記出力端との間に接続され、前記電力変換ブランチは、前記エネルギー貯蔵装置と前記ＵＰＳの前記出力端との間に接続され、前記エネルギー貯蔵装置は、前記電力変換ブランチに接続され、
前記エネルギー貯蔵装置は、前記電力変換ブランチに電気エネルギーを出力するように構成され、
前記電力伝送ブランチは、前記ＵＰＳの前記入力端によって受け取られた電気エネルギーを前記ＵＰＳの前記出力端に伝送するように構成され、
前記電力変換ブランチは、前記エネルギー貯蔵装置によって出力された電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーを前記エネルギー変換装置に提供する、又は、前記ＵＰＳの前記出力端からの電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーを前記エネルギー変換装置に提供する、ように構成され、
前記電力変換ブランチは、第２の双方向コンバータモジュールと、第２の双方向インバータモジュールと、第２変圧器モジュールとを有し、前記第２の双方向コンバータモジュールの第１端が前記エネルギー貯蔵装置に接続され、前記第２の双方向コンバータモジュールの第２端が前記第２の双方向インバータモジュールの第１端に接続され、前記第２の双方向インバータモジュールの第２端が前記第２変圧器モジュールの第１端に接続され、前記第２の双方向インバータモジュールの第３端が前記エネルギー変換装置に接続され、前記第２変圧器モジュールの第２端が前記ＵＰＳの前記出力端に接続され、
前記第２の双方向コンバータモジュールは、前記エネルギー貯蔵装置によって提供された直流に対して電圧変換処理を実行するように構成され、
前記第２の双方向インバータモジュールは、前記第２の双方向コンバータモジュールによって提供された直流を交流に変換し、そして、該交流を前記エネルギー変換装置及び／又は前記第２変圧器モジュールに出力するように構成され、
前記第２変圧器モジュールは、前記第２の双方向インバータモジュールによって提供された電気エネルギーに対して電圧変換処理を実行し、そして、電圧変換処理を通じて得られた電気エネルギーを前記ＵＰＳの前記出力端に出力するように構成される、
電源システム。

【請求項3】

第１スイッチモジュールと、無停電電源（ＵＰＳ）と、１つ以上の電力消費ブランチと、を有する電源システムであって、
前記第１スイッチモジュールの入力端が複数の電源装置に接続され、前記第１スイッチモジュールの出力端が前記ＵＰＳの入力端に接続され、前記第１スイッチモジュールは、前記ＵＰＳに電力を供給するよう、前記複数の電源装置間で切り替えられ、
前記ＵＰＳの出力端が前記１つ以上の電力消費ブランチの各々に接続され、前記ＵＰＳは、電気エネルギーを受け取って、各電力消費ブランチに第１電圧を入力するように構成され、
各電力消費ブランチが、第１変圧器モジュールと、少なくとも１つの電力消費負荷とを有し、
前記第１変圧器モジュールの入力端が前記ＵＰＳの前記出力端に接続され、前記第１変圧器モジュールは、前記第１電圧を第２電圧に変換し、そして、該第２電圧を前記少なくとも１つの電力消費負荷に提供するように構成され、前記第２電圧は前記第１電圧よりも低く、
前記複数の電源装置は、少なくとも１つのエネルギー変換装置を有し、該エネルギー変換装置に前記ＵＰＳが接続され、
前記ＵＰＳは更に、前記エネルギー変換装置を動作させるための電気エネルギーを前記エネルギー変換装置に提供するように構成され、
前記ＵＰＳは、電力伝送ブランチと、電力変換ブランチと、エネルギー貯蔵装置とを有し、前記電力伝送ブランチは、前記ＵＰＳの前記入力端と前記ＵＰＳの前記出力端との間に接続され、前記電力変換ブランチは、前記エネルギー貯蔵装置と前記ＵＰＳの前記出力端との間に接続され、前記エネルギー貯蔵装置は、前記電力変換ブランチに接続され、
前記エネルギー貯蔵装置は、前記電力変換ブランチに電気エネルギーを出力するように構成され、
前記電力伝送ブランチは、前記ＵＰＳの前記入力端によって受け取られた電気エネルギーを前記ＵＰＳの前記出力端に伝送するように構成され、
前記電力変換ブランチは、前記エネルギー貯蔵装置によって出力された電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーを前記エネルギー変換装置に提供する、又は、前記ＵＰＳの前記出力端からの電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーを前記エネルギー変換装置に提供する、ように構成され、
前記電力変換ブランチは、直流－直流変換モジュールと、直流－交流変換モジュールと、交流－直流変換モジュールと、第３変圧器モジュールとを有し、
前記直流－直流変換モジュールの第１端が前記エネルギー貯蔵装置に接続され、前記直流－直流変換モジュールの第２端が前記直流－交流変換モジュールの第１端と前記交流－直流変換モジュールの第１端とに接続され、前記直流－交流変換モジュールの第２端が前記第３変圧器モジュールの第１端に接続され、前記直流－交流変換モジュールの第３端が前記エネルギー変換装置に接続され、前記交流－直流変換モジュールの第２端が前記第３変圧器モジュールの前記第１端に接続され、前記第３変圧器モジュールの第２端が前記ＵＰＳの前記出力端に接続され、
前記直流－直流変換モジュールは、前記エネルギー貯蔵装置によって提供された直流に対して電圧変換処理を実行し、そして、電圧変換処理を通じて得られた直流を前記直流－交流変換モジュールに出力するように構成され、
前記直流－交流変換モジュールは、前記直流－直流変換モジュール及び／又は前記交流－直流変換モジュールからの直流を交流に変換し、そして、該交流を前記エネルギー変換装置に出力するように構成され、
前記交流－直流変換モジュールは、前記第３変圧器モジュールによって提供された交流を直流に変換し、そして、該直流を前記直流－交流変換モジュール又は前記直流－直流変換モジュールに出力するように構成され、
前記第３変圧器モジュールは、前記ＵＰＳの前記出力端からの電気エネルギーに対して電圧変換処理を実行し、そして、電圧変換処理を通じて得られた電気エネルギーを前記交流－直流変換モジュールに出力するように構成される、
電源システム。

【請求項4】

前記エネルギー変換装置は、非電気エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成される、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項5】

前記電力伝送ブランチは送電線を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項6】

前記電力伝送ブランチは更に双方向電子スイッチを有し、該双方向電子スイッチは、前記電力伝送ブランチによって出力される電気エネルギーが前記第１スイッチモジュールに逆流することを防止するように構成される、請求項５に記載の電源システム。

【請求項7】

当該電源システムは更に再生可能エネルギー変換モジュールを有し、該再生可能エネルギー変換モジュールは前記エネルギー貯蔵装置に接続され、該再生可能エネルギー変換モジュールは、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換し、前記エネルギー貯蔵装置を充電するように構成される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項8】

当該電源システムは更に再生可能エネルギー変換モジュールを有し、該再生可能エネルギー変換モジュールは前記エネルギー貯蔵装置に接続され、該再生可能エネルギー変換モジュールは、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換し、前記エネルギー貯蔵装置を充電するように構成される、請求項４に記載の電源システム。

【請求項9】

当該電源システムは更に再生可能エネルギー変換モジュールを有し、該再生可能エネルギー変換モジュールは前記エネルギー貯蔵装置に接続され、該再生可能エネルギー変換モジュールは、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換し、前記エネルギー貯蔵装置を充電するように構成される、請求項５に記載の電源システム。

【請求項10】

当該電源システムは更に再生可能エネルギー変換モジュールを有し、該再生可能エネルギー変換モジュールは前記エネルギー貯蔵装置に接続され、該再生可能エネルギー変換モジュールは、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換し、前記エネルギー貯蔵装置を充電するように構成される、請求項６に記載の電源システム。

【請求項11】

前記第１電圧は、３５ｋＶ以下且つ６ｋＶ以上であり、前記第２電圧は、６００Ｖ以下且つ１００Ｖ以上である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項12】

少なくとも１つの電力消費ブランチ内の少なくとも１つの電力消費負荷は冷却装置を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電源システム。

【請求項13】

前記少なくとも１つの電力消費ブランチ以外の電力消費ブランチ内の電力消費負荷の各々がサーバである、請求項１２に記載の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この出願は、エネルギー技術の分野に関し、特に電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

図１に示すように、データセンターにおける電源システムは、中電圧キャビネット及び複数の電力消費ブランチを含む。中電圧キャビネットの入力端は、送電網及び発電機に接続される。中電圧キャビネットは、送電網が電源システムに電力を供給するように切り替えられたり、発電機が電源システムに電力を供給するように切り替えられたりすることができる。中電圧キャビネットの出力端は、複数の電力消費ブランチに接続される。各電力消費ブランチが、直列に接続された、変圧器、入力キャビネット、無停電電源（uninterruptible power supply、ＵＰＳ）、及び出力キャビネットを含む。ＵＰＳは、エネルギー貯蔵バッテリーを含み得る。ＵＰＳは、出力キャビネットを介して複数の負荷に接続され得る。送電網が正常であるとき、中電圧キャビネットは、送電網が電源システムに電力を供給するように切り替えられて、送電網によって供給される１０ｋＶの電気エネルギーを各電力消費ブランチに出力し得る。電力消費ブランチ内の変圧器が１０ｋＶを４００Ｖに変換し、４００Ｖを入力キャビネットに出力する。入力キャビネットは通常、ＵＰＳのスイッチとして機能し、ＵＰＳに電気エネルギーを入力するための経路の接続又は切断を制御し得る。ＵＰＳは、送電網の電気エネルギーを、出力キャビネットを介して各負荷に提供することができ、ＵＰＳは更に、送電網によって提供される電気エネルギーをバッテリーに蓄えることができる。

【0003】

送電網に障害があるとき、ＵＰＳは、発電機に電気エネルギーを提供して発電機を始動させ得る。中電圧キャビネットは、発電機が電源システムに電力を供給するように切り替えられ得る。しかしながら、送電網が電力を供給する状態から発電機が電力を供給する状態に切り替わる過程で、中電圧キャビネットによって出力される電気エネルギーが一時的に中断される。途切れることなく電力が負荷に供給されることを確保するために、ＵＰＳのバッテリーが、負荷に電力を供給するように電気エネルギーを出力し得る。発電機が電源システムに電力を供給するように中電圧キャビネットが切り替えられた後、ＵＰＳ内のバッテリーは放電状態から充電状態に切り替わる。送電網が正常に復旧した後、送電網が電源システムに電力を供給するように中電圧キャビネットが切り替えられ得る。しかしながら、発電機が電力を供給する状態から送電網が電力を供給する状態に切り替わる過程で、中電圧キャビネットによって出力される電気エネルギーが一時的に中断される。この場合、ＵＰＳ内のバッテリーが、負荷にエネルギー供給するように電気エネルギーを出力し得る。送電網が電源システムに電力を供給するように中電圧キャビネットが切り替えられた後、ＵＰＳ内のバッテリーは放電状態から充電状態に切り替わる。

【0004】

送電網が電力を供給する状態から発電機が電力を供給する状態に切り替わる過程、及び発電機が電力を供給する状態から送電網が電力を供給する状態に切り替わる過程において、ＵＰＳが一時的に電気エネルギーを供給する。しかしながら、この切り替え過程は短く、短いＵＰＳ放電期間をもたらす。そのため、各電力消費ブランチ内のＵＰＳのバックアップ継続時間は、通常で５分から１６分であり、このバックアップ継続時間が３０分になるのは稀であり、各電力消費ブランチ内のＵＰＳの低い利用率をもたらす。また、通常、全ての電力消費ブランチが異なる機器室に分散され、これは、ＵＰＳ内のバッテリーの管理に資するものではない。そのため、安全性が低い。また、各電力消費ブランチ内の変圧器が１０ｋＶを４００Ｖに変換し、負荷に対する電源ループ内の電圧が低いため、ループ内の電流が大きく、太い伝送ケーブルを使用する必要があり、より高コストで、より大きい体積の電源システムとなる。
［先行技術文献］
［特許文献１］中国特許出願公開第１０６２５３４６５号公報

【発明の概要】

【0005】

この出願は電源システムを提供する。当該電源システムは集中型の構成のものとすることができ、１つのＵＰＳで複数の電力消費ブランチに電力を供給する。斯くして、電源システム内のＵＰＳの数が削減され、ＵＰＳの利用率が高く、ＵＰＳが容易に管理、監視、及び保守され、電源システムの安全性が向上する。

【0006】

当該電源システムは、第１スイッチモジュールと、無停電電源（ＵＰＳ）と、１つ以上の電力消費ブランチとを含み得る。第１スイッチモジュールの入力端が複数の電源装置に接続される。第１スイッチモジュールの出力端がＵＰＳの入力端に接続される。ＵＰＳの出力端が上記１つ以上の電力消費ブランチの各々に接続される。第１スイッチモジュールは、ＵＰＳに電力を供給するよう、上記複数の電源装置間で切り替えられ得る。ＵＰＳは、各電力消費ブランチに電力を供給することができ、例えば、第１電圧を提供することができる。分かることには、この出願で提供される電源システムでは、各電力消費ブランチ内にＵＰＳを置くことなく、集中化方式で１つのＵＰＳで複数の電力消費ブランチに電力を供給する。斯くして、ＵＰＳが容易に管理、監視、及び保守される。ＵＰＳに極度の障害が発生したときに電力消費ブランチに与える影響を回避することができる。分かることには、この出願で提供される電源システムは、少ない数のＵＰＳを含むだけでなく、高い安全性を有する。

【0007】

既存の電源システムにおける各電力消費ブランチ内の、低電圧の処理能力を持つＵＰＳとは異なり、この出願で提供される電源システムにおけるＵＰＳは、中電圧の処理能力を持つことができ、換言すれば、中電圧レンジ内の電圧の電気エネルギーを処理することができる。当該ＵＰＳは、６ｋＶから３５ｋＶの電圧レンジ内の任意の値の電圧の電気エネルギーを処理し得る。換言すれば、第１電圧は３５ｋＶ以下且つ６ｋＶ以上とし得る。実際の適用シナリオでは、様々な国で中電圧レンジに異なる特定の制限が存在し得る。例えば、中国における中電圧レンジは通常、１ｋＶから２０ｋＶである。他の一例では、米国における中電圧レンジは通常、２ｋＶから１５ｋＶである。

【0008】

取り得る一シナリオにおいて、各電力消費ブランチが、第１変圧器モジュールと、１つ以上の電力消費負荷とを含み得る。第１変圧器モジュールの入力端がＵＰＳの出力端に接続され、第１変圧器モジュールは、中電圧－低電圧変換能力を持ち得る。中電圧レンジは６ｋＶから３５ｋＶまでとすることができ、低電圧レンジは１００Ｖから６００Ｖまでの任意の値とすることができる。例えば、第１変圧器モジュールは、第１電圧を第２電圧に変換し得る。第１電圧は、３５ｋＶ以下且つ６ｋＶ以上の値とすることができ、第２電圧は、６００Ｖ以下且つ１００Ｖ以上の値とすることができる。分かることには、第２電圧は第１電圧よりも低い。第２電圧は通常、電力消費負荷に電力を供給するのに使用される。第１変圧器モジュールが第１電圧を第２電圧に変換した後、第２電圧が電力消費ブランチ内の電力消費負荷に提供され得る。

【0009】

取り得る一設計において、電力消費ブランチが複数の電力消費負荷を含む場合、電力消費ブランチは更に第２のスイッチモジュールを含むことができ、第２スイッチモジュールの入力端が第１変圧器モジュールの出力端に接続され、第２のスイッチモジュールの出力端が上記複数の電力消費負荷に接続される。第２スイッチモジュールは、上記複数の電力消費負荷のうちの少なくとも１つに第２電圧を提供し得る。

【0010】

上記複数の電源装置は、少なくとも第１電源装置及び第２電源装置を含む。第１スイッチモジュールは、第１電源装置が電源システムに電気エネルギーを提供するように切り替えられ得る。あるいは、第１スイッチモジュールは、第２電源装置が電源システムに電気エネルギーを提供するように切り替えられ得る。一部の取り得るシナリオにおいて、第１電源装置は送電網とし得る。ＵＰＳは、高いエネルギースケジューリング能力を持つ。例えば、電源システム内の電力消費負荷の消費電力が送電網の電力を超えると、ＵＰＳと送電網とが一緒に電力消費負荷に電力を供給し得る。他の一例では、電源システム内の電力消費負荷の量が急激に減少すると、送電網及び電力消費負荷に影響を与えることを回避するため、送電網によって入力された電力の一部をＵＰＳが吸収し、それにより、電源システムにおけるＵＰＳの利用率を向上させ得る。

【0011】

各電力消費ブランチに途切れなく電力が供給されることを確保するため、第２電源装置はエネルギー変換装置とし得る。換言すれば、上記複数の電源装置はエネルギー変換装置を含み得る。エネルギー変換装置は、非電気エネルギーを電気エネルギーに変換し得る。ＵＰＳをエネルギー変換装置に接続することができ、ＵＰＳがエネルギー変換装置に駆動電気エネルギー又は駆動電圧を提供し得る。エネルギー変換装置は、始動後に、電源システムに電気エネルギーを提供し得る。このような設計に基づいてＵＰＳの利用率が向上され得る。

【0012】

取り得る一実装において、ＵＰＳは、電力伝送ブランチと、電力変換ブランチと、エネルギー貯蔵装置とを含み得る。電力伝送ブランチは、ＵＰＳの入力端とＵＰＳの出力端との間に接続される。電力変換ブランチは、エネルギー貯蔵装置とＵＰＳの出力端との間に接続され、エネルギー貯蔵装置は、電力変換ブランチに接続される。エネルギー貯蔵装置は、電気エネルギーを蓄えることができ、さらに、電力変換ブランチに電気エネルギーを出力し得る。電力伝送ブランチは、ＵＰＳの入力端によって受け取られた電気エネルギーをＵＰＳの出力端に伝送し得る。電力変換ブランチは、エネルギー貯蔵装置によって出力された電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーをエネルギー変換装置に提供することで、ＵＰＳによって蓄えられた電気エネルギーに基づいてエネルギー変換装置を始動させ得る。電力変換ブランチは更に、ＵＰＳの出力端からの電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーをエネルギー変換装置に提供することで、エネルギー変換装置によって入力された電気エネルギーに基づいて、エネルギー変換装置に動作電気エネルギーを提供し得る。

【0013】

電力伝送ブランチは送電線を含むことができ、ＵＰＳの入力端によって受け取られた電気エネルギーをＵＰＳの出力端に伝送することができる。電力伝送ブランチは更に双方向電子スイッチを含むことができ、該双方向電子スイッチは、電力伝送ブランチによって出力される電気エネルギーが第１スイッチモジュールに逆流することを防止し得る。

【0014】

電力変換ブランチは、複数の構造のものとして、当該電力変換ブランチの機能を実現し得る。取り得る一設計において、電力変換ブランチは、第１の双方向インバータモジュールと、第１の双方向コンバータモジュールとを含み得る。第１の双方向コンバータモジュールの第１端がエネルギー貯蔵装置に接続され、第１の双方向コンバータモジュールの第２端が第１の双方向インバータモジュールの第１端に接続され、第１の双方向インバータモジュールの第２端がＵＰＳの出力端に接続され、第１の双方向インバータモジュールの第３端がエネルギー変換装置に接続される。第１の双方向コンバータモジュールは、エネルギー貯蔵装置によって提供された直流に対して電圧変換処理を実行し得る。第１の双方向インバータモジュールは、第１の双方向コンバータモジュールによって出力された直流を交流に変換し、そして、該交流をエネルギー変換装置に出力し得る。ＵＰＳが、エネルギー変換装置に駆動電気エネルギー又は駆動電圧を提供し、ＵＰＳの利用率を向上させる。

【0015】

第１の双方向インバータモジュールは、代わりに、第１の双方向コンバータモジュールによって出力された直流を交流に変換し、そして、該交流をＵＰＳの出力端に出力して、ＵＰＳが電力消費ブランチに電力を供給するようにしてもよい。第１の双方向インバータモジュールは更に、ＵＰＳの出力端からの交流を直流に変換し、そして、該直流を第１の双方向コンバータモジュールに出力してもよい。第１の双方向コンバータモジュールは、受け取った直流に対して電圧変換処理を実行し、そして、電圧変換処理を通じて得られた直流をエネルギー貯蔵装置に出力して、エネルギー貯蔵装置を充電する。

【0016】

他の取り得る一設計において、電力変換ブランチは、第２の双方向コンバータモジュール、第２の双方向インバータモジュール、及び第２変圧器モジュールとし得る。第２の双方向コンバータモジュールの第１端がエネルギー貯蔵装置に接続され、第２の双方向コンバータモジュールの第２端が第２の双方向インバータモジュールの第１端に接続され、第１の双方向インバータモジュールの第２端が第２変圧器モジュールの第１端に接続され、第２の双方向インバータモジュールの第３端がエネルギー変換装置に接続され、第２変圧器モジュールの第２端がＵＰＳの出力端に接続される。

【0017】

第２の双方向コンバータモジュールは、エネルギー貯蔵装置によって提供された直流に対して電圧変換処理を実行し得る。第２の双方向インバータモジュールは、第２の双方向コンバータモジュールによって提供された直流を交流に変換し、そして、ＵＰＳがエネルギー変換装置に駆動電気エネルギー又は駆動電圧を提供するように、該交流をエネルギー変換装置に出力して、ＵＰＳの利用率を向上させ得る。

【0018】

第２の双方向インバータモジュールは、代わりに、第２の双方向コンバータモジュールによって提供された直流を交流に変換し、そして、該交流を第２変圧器モジュールに出力してもよい。第２変圧器モジュールは、第２の双方向インバータモジュールによって提供された電気エネルギーに対して電圧変換処理を実行し、そして、ＵＰＳが電力消費ブランチに電力を供給するように、電圧変換処理を通じて得られた電気エネルギーをＵＰＳの出力端に出力し得る。また、第２変圧器モジュールは更に、ＵＰＳの出力端からの電気エネルギーに対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた電気エネルギーを第２の双方向インバータモジュールに提供し得る。第２の双方向インバータモジュールは、第２変圧器モジュールによって提供された交流を直流に変換し、そして、該直流を第２の双方向コンバータモジュールに出力する。第２の双方向コンバータモジュールは、第２の双方向インバータモジュールによって提供された直流に対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた直流をエネルギー貯蔵装置に出力して、エネルギー貯蔵装置を充電し得る。

【0019】

更なる他の取り得る一設計において、電力変換ブランチは、直流－直流変換モジュール、直流－交流変換モジュール、交流－直流変換モジュール、又は第３変圧器モジュールとし得る。直流－直流変換モジュールの第１端がエネルギー貯蔵装置に接続され、直流－直流変換モジュールの第２端が直流－交流変換モジュールの第１端と交流－直流変換モジュールの第１端とに接続され、直流－交流変換モジュールの第２端が第３変圧器モジュールの第１端に接続され、直流－交流変換モジュールの第３端がエネルギー変換装置に接続され、交流－直流変換モジュールの第２端が第３変圧器モジュールの第１端に接続され、第３変圧器モジュールの第２端がＵＰＳの出力端に接続される。

【0020】

直流－直流変換モジュールは、エネルギー貯蔵装置によって提供された直流に対して電圧変換処理を実行し、そして、電圧変換処理を通じて得られた直流を直流－交流変換モジュールに出力し得る。第３変圧器モジュールは、ＵＰＳの出力端からの電気エネルギーに対して電圧変換処理を実行し、そして、電圧変換処理を通じて得られた電気エネルギーを交流－直流変換モジュールに出力し得る。交流－直流変換モジュールは、第３変圧器モジュールによって提供された交流を直流に変換し、そして、該直流を直流－交流変換モジュールに出力し得る。直流－交流変換モジュールは、直流－直流変換モジュール及び／又は交流－直流変換モジュールからの直流を交流に変換し、そして、ＵＰＳがエネルギー変換装置に駆動電気エネルギー又は駆動電圧を提供してＵＰＳの利用率を向上させるように、該交流をエネルギー変換装置に出力し得る。

【0021】

直流－交流変換モジュールは、代わりに、直流－直流変換モジュールによって提供された直流を交流に変換し、そして、該交流を第３変圧器モジュールに出力してもよい。第３変圧器モジュールは、直流－交流変換モジュールによって提供された電気エネルギーに対して電圧変換処理を実行し、そして、ＵＰＳが電力消費ブランチに電力を供給するように、電圧変換処理を通じて得られた電気エネルギーをＵＰＳの出力端に出力する。また、直流－直流変換モジュールは、交流－直流変換モジュールによって提供された直流に対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた直流をエネルギー貯蔵装置に出力して、エネルギー貯蔵装置を充電し得る。

【0022】

当該電源システムは更に再生可能エネルギー変換モジュールを含み得る。再生可能エネルギー変換モジュールはエネルギー貯蔵装置に接続され、再生可能エネルギー変換モジュールは、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換して、エネルギー貯蔵装置を充電するように構成される。当該電源システムは、このような設計に基づいて高い信頼性を持ち得る。

【0023】

この出願のこの実施形態で提供される電源システムは、データセンターシナリオに適用され得る。上記複数の電力消費ブランチのうちの少なくとも１つ内の複数の電力消費負荷が冷却装置を含む。該少なくとも１つの電力消費ブランチ以外の電力消費ブランチ内の各電力消費負荷はサーバである。各電力消費ブランチ内にＵＰＳを置くことなく、１つのＵＰＳで上記複数の電力消費ブランチに電力を供給する。斯くして、ＵＰＳが容易に管理、監視、及び保守される。ＵＰＳに極度の障害が発生したときにサーバに与える影響が回避され得る。

【0024】

明らかなことには、当業者は、この出願の範囲から逸脱することなく、この出願に様々な変更及び変形を為すことができる。この出願は、以下の請求項及びそれらに均等な技術によって定められる保護の範囲内にある限り、この出願のそれらの変更及び変形をカバーすることを意図している。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】分散型電源システムの構成の概略図である。

【図2】この出願に従った電源システムの構成の概略図である。

【図3】この出願に従ったＵＰＳの構成の概略図である。

【図4】この出願に従った電源システムの構成の概略図である。

【図5】この出願に従ったＵＰＳの具体的構成の概略図である。

【図6】この出願に従ったＵＰＳの具体的構成の概略図である。

【図7】この出願に従ったＵＰＳの具体的構成の概略図である。

【図8】この出願に従ったＵＰＳの具体的構成の概略図である。

【図9】この出願に従ったＵＰＳの具体的構成の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

この出願の目的、技術的ソリューション、及び利点をより明確にするため、以下にて更に、添付の図面を参照して、この出願を詳細に説明する。明らかなことには、説明される実施形態は、この出願の実施形態のうちの全てではなく単に一部である。また、理解されるべきことには、この出願の説明において、例えば“第１”及び“第２”などの用語は、単に区別及び説明のために使用され、相対的な重要性を示したり意味したりするものとして理解されるべきでなく、また、順序を示したり意味したりするものとして理解されるべきでない。

【0027】

データセンターにおける電源システムは、送電網（又は幹線と称される）の中電圧を低電圧に変換してデータセンター内の負荷に電力を供給する。例えば、電源システムは１０ｋＶを４００Ｖに変換する。通常、負荷に途切れなく電力が供給されることを確保するために、電源システムは更にＵＰＳを含む。送電網に障害があるとき、ＵＰＳが負荷に電力を供給する。通常、電源システムは分散型の構成のものである。図１を参照するに、その電源システムは中電圧キャビネットと複数の電力消費ブランチとを含んでいる。

【0028】

各電力消費ブランチが、変圧器と、入力キャビネットと、ＵＰＳと、出力キャビネットと、負荷とを含んでいる。変圧器は１０ｋＶを４００Ｖに変換することができる。分かることには、各電力消費ブランチ内のＵＰＳは、低電圧（例えば４００Ｖ）処理能力を持つ。通常、各電力消費ブランチが更に低電圧キャビネットを含み、該低電圧キャビネットを用いることによって変圧器が入力キャビネットに接続される。低電圧キャビネットは、変圧器と入力キャビネットとを接続したり、変圧器を入力キャビネットから切り離したりする機能を持ち、データセンター内の例えば照明機器などの負荷に電力を供給し得るとともに、さらに、電源ループ内で電気エネルギーの電力補償を行う機能を持ち得る。入力キャビネットは、変圧器（又は低電圧キャビネット）とＵＰＳとを接続したり、変圧器（又は低電圧キャビネット）をＵＰＳから切り離したりする機能を持つ。出力キャビネットは、各電力消費ブランチ内の各負荷とＵＰＳとを接続したり、各電力消費ブランチ内の各負荷をＵＰＳから切り離したりする機能を持つ。

【0029】

電源システムは更に発電機を含むことができ、送電網に障害が発生すると、それが送電網に代わって電力を供給し得る。中電圧キャビネットは、送電網によって提供される電気エネルギーを受け取ることができ、また、発電機によって提供される電気エネルギーを受け取ることができる。中電圧キャビネットは、送電網が電力を供給する状態に切り替えられることができる。具体的には、中電圧キャビネットは、送電網から電気エネルギーを受け取って、該電気エネルギーを各電力消費ブランチに出力し得る。中電圧キャビネットは、代わりに、発電機が電力を供給する状態に切り替えられることができる。具体的には、中電圧キャビネットは、発電機から電気エネルギーを受け取って、該電気エネルギーを各電力消費ブランチに出力し得る。

【0030】

送電網が電力を供給する状態と、発電機が電力を供給する状態との間で切り替わる過程において、中電圧キャビネットによって各電力消費ブランチに出力される電気エネルギーが一時的に中断されることがある。この場合、各電力消費ブランチ内のＵＰＳのエネルギー蓄電池が放電して、負荷に電力を供給する。送電網が電力を供給する状態や発電機が電力を供給する状態に切り替えられた後、中電圧キャビネットは電気エネルギーの出力を回復し、そして、ＵＰＳ内のエネルギー蓄電池は放電を停止して充電を行う。分かることには、分散型電源システムにおけるＵＰＳの利用率は低い。電源システムのコストと体積を考慮すると、殆どのＵＰＳの各々のエネルギー蓄電池のバックアップ期間はたったの５分から１５分であり、少ない数のＵＰＳの各々のエネルギー蓄電池のバックアップ期間が３０分になることがある。また、エネルギー蓄電池のエネルギースケジューリング能力は低い。

【0031】

さらに、各電力消費ブランチ内で、負荷に電力を供給する際に多数のエレクトロニクス装置が関与する。従って、電力消費ブランチ内の電流が大きく、エネルギー損失が大きく、電力供給効率が低く、電力供給コストが高く、また、電力消費ブランチの体積が大きくなる。また、これら複数の電力消費ブランチは通常、異なる機器室に配置される。様々な機器室に散在した装置、特に、ＵＰＳのエネルギー蓄電池、を管理、監視、又は保守するには高いコストがかかる。さらに、例えばエネルギー蓄電池が燃えるといった極度の障害が発生した場合、機器室内の装置が影響を受けることがあり、安全性が乏しい。

【0032】

これに鑑み、この出願の一実施形態は電源システムを提供する。当該電源システムは集中型の構成のものとすることができ、１つのＵＰＳで複数の電力消費ブランチに電力を供給する。斯くして、電源システム内のＵＰＳの数が削減され、ＵＰＳの利用率が高く、ＵＰＳが容易に管理、監視、及び保守され、電源システムの安全性が向上する。図２を参照するに、この出願で提供される電源システムは、第１スイッチモジュール１０と、無停電電源（ＵＰＳ）１１と、１つ以上の電力消費ブランチ１２とを含み得る。

【0033】

当該電源システムは、複数の電源装置に接続されて、複数の電源装置によって提供される電気エネルギーを受け取り得る。第１スイッチモジュール１０の入力端が複数の電源装置に接続され得る。第１スイッチモジュール１０の出力端がＵＰＳ１１の入力端に接続され得る。各電源装置は、電気エネルギーを提供する機能又は能力を持つ。第１スイッチモジュール１０は、複数の電源装置がＵＰＳ１１に電力を供給するように切り替えられ得る。第１スイッチモジュール１０は、複数の電源装置のうちのいずれか１つによって入力された電気エネルギーをＵＰＳ１１に提供し得る。

【0034】

上記複数の電源装置は、少なくとも電源装置１及び電源装置２を含む。電源システムの説明を容易にするため、図２は電源装置１と電源装置２との２つの電源装置を示しているが、複数の電源装置の数についての具体的な限定として解釈されるものではない。一部の取り得る適用シナリオにおいて、上記複数の電源装置は３つ以上の電源装置とし得る。

【0035】

通常、各電源装置が中電圧の電気エネルギーを電源システムに提供し得る。この出願で提供される電源システムにおいて、ＵＰＳ１１は中電圧を処理する機能を持ち得る。通常、中電圧レンジは６ｋＶから３５ｋＶとすることができ、換言すれば、３５ｋＶ以下且つ６ｋＶ以上とし得る。あるいは、ＵＰＳ１１によって各電力消費ブランチ１２に提供され得る電圧のレンジは、６ｋＶから３５ｋＶまでとし得る。一部の取り得るシナリオにおいて、異なる国では中電圧レンジ及び低電圧レンジに異なる特定の制限が存在し得る。例えば、中国における中電圧レンジは通常、１ｋＶから２０ｋＶであり、低電圧レンジは通常、１ｋＶよりも低い電圧である。他の一例では、米国における中電圧レンジは通常、２ｋＶから１５ｋＶであり、低電圧レンジは通常、２ｋＶよりも低い電圧である。

【0036】

ＵＰＳ１１の出力端が、１つ以上の電力消費ブランチ１２の各々に接続されて、各電力消費ブランチ１２に電気エネルギーを提供し得る。ＵＰＳ１１は、第１スイッチモジュール１０によって出力された電気エネルギーを受け取って、該電気エネルギーを各電力消費ブランチ１２に提供することができ、例えば、各電力消費ブランチ１２に第１電圧を提供し得る。オプションで、第１電圧は電圧レンジ［６ｋＶ，３５ｋＶ］内の任意の値とし得る。分散型電源システムと比較して、この出願で提供される電源システムにおける電力消費ブランチ１２は少ない数のエレクトロニクス装置を含み得る。各電力消費ブランチ１２が、第１スイッチモジュール１０と、少なくとも１つの電力消費負荷１２２とを含み得る。第１変圧器モジュール１２０の入力端が、ＵＰＳ１１の出力端に接続されて、ＵＰＳ１１によって出力された中電圧の電気エネルギーを受け取り得る。第１変圧器モジュール１２０は、中電圧－低電圧変換能力を持つ。換言すれば、第１変圧器モジュール１２０は、中電圧レンジの電圧を低電圧レンジの電圧に変換し得る。通常、第１変圧器モジュール１２０は第１電圧を第２電圧に変換し得る。第１電圧は、電圧レンジ［６ｋＶ，３５ｋＶ］内の任意の値とし得る。第２電圧は、電圧レンジ［１００Ｖ，６００Ｖ］内の任意の値とし得る。一部の例において、第１電圧は１０ｋＶとすることができ、第２電圧は４００Ｖとすることができる。第１変圧器モジュール１２０は、ＵＰＳ１１によって出力された１０ｋＶを４００Ｖに変換し得る。第１スイッチモジュール１０は、ＵＰＳ１１によって出力された第１電圧を第２電圧に変換し、そして、第２電圧を電力消費ブランチ１２内の上記少なくとも１つの電力消費負荷に提供することができる。

【0037】

この出願で提供される電源システムでは、ＵＰＳ１１が各電力消費ブランチ１２に電気エネルギーを入力し、その結果、各電力消費ブランチ１２内のエレクトロニクス装置の数を削減することができる。分散構成における入力キャビネット及び出力キャビネットを各電力消費ブランチ１２に追加する必要がなく、それ故に、各電力消費ブランチ１２内の装置の数が減少し、電力消費ブランチ１２が占有する空間量が減少し、電源システムが占有する空間量が減少する。電力消費ブランチ１２内の装置の数が少ないので、電力消費ブランチ１２内の電流が小さく、細い伝送ケーブルを使用することができ、コスト及び占有スペースが減り、電気エネルギー伝送効率が高い。また、電源システム内に、中電圧処理機能を持つ１つのＵＰＳ１１が使用される場合、このＵＰＳ１１は、低いコストで管理、監視、及び保守される。ＵＰＳ１１内のエネルギー貯蔵装置１０３に障害がある場合、電力消費ブランチ１２内の装置を損傷するリスクは低く、それ故に当該電源システムは高い安全性を持つ。

【0038】

例えば電力消費ブランチ１２が複数の電力消費負荷１２２を含む場合といった、一部の取り得るシナリオにおいて、図２を参照するに、電力消費ブランチ１２は更に第２スイッチモジュール１２１を含み得る。第１変圧器モジュール１２０の出力端が、第２スイッチモジュール１２１の入力端に接続され、ＵＰＳ１１によって出力された電圧に対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた電圧を第２スイッチモジュール１２１に提供し得る。第２スイッチモジュール１２１の出力端が、上記複数の電力消費負荷１２２の各々に接続される。第２スイッチモジュール１２１は、第１変圧器モジュール１２０によって出力された電気エネルギーを、上記複数の電力消費負荷１２２のうちの少なくとも１つに提供し得る。例えば、第２スイッチモジュール１２１は、電力消費ブランチ１２内の全ての電力消費負荷１２２に第２電圧を提供し得る。第２スイッチモジュール１２１は、代わりに、一部の電力消費負荷１２２に第２電圧を提供してもよい。換言すれば、第２スイッチモジュール１２１は、ゲーティング能力を持ち、第１変圧器モジュール１２０と電力消費ブランチ１２内の各電力消費負荷１２２とを接続したり、第１変圧器モジュール１２０を電力消費ブランチ１２内の各電力消費負荷１２２から切り離したりすることができる。

【0039】

取り得る一実装において、当該電源システムはデータセンターシナリオに適用され得る。電源システム内の少なくとも１つの電力消費ブランチ１２内の複数の電力消費負荷１２２は、冷却装置及びサーバを含むことができ、冷却装置は、サーバに関する熱を放散したり、電力消費ブランチ１２が置かれている空間の温度を下げたりするように構成され得る。一部の例において、電力消費ブランチ１２内の全ての電力消費負荷１２２がサーバであってもよい。一部の例において、各電力消費ブランチ１２が、例えば照明機器などのエレクトロニクス装置を含んでもよい。第２スイッチモジュール１２１は、低電圧キャビネットとすることができ、電力消費ブランチ１２内の例えば照明機器などのエレクトロニクス装置に電力を供給し得る。第２スイッチモジュール１２１は、電力消費ブランチ１２内の電気エネルギーの電力補償を行う機能を持つことができる。

【0040】

上述の実施形態において、この出願で提供される電源システムは制御回路を含み得る。該制御回路が、第１スイッチモジュール１０、ＵＰＳ１１、及び各電力消費ブランチ１２を制御し得る。例えば、第１スイッチモジュール１０の動作状態が制御され、ＵＰＳ１１の動作状態が制御され、各電力消費ブランチ１２における第１変圧器モジュール１２０の動作状態及び第２スイッチモジュール１２１の動作状態が制御される。制御回路は１つ以上のコントローラ（又はプロセッサ）を含むことができ、該１つ以上のコントローラが別々に電源システム内のモジュール又は装置を制御し得る。

【0041】

当該電源システムは更に、少なくとも１つの電源装置に接続された障害検出回路を含んでもよく、接続された電源装置に障害があるかを検出するように構成され得る。対象の電源装置（障害検出回路に接続されたいずれかの電源装置）に障害があることを検出した後に、障害検出回路は、対象の電源装置に障害があることを示すのに使用される情報を制御回路に送信する。制御回路は、障害検出回路によって送られた情報に基づいて第１スイッチモジュール１０の動作状態を制御して切り替えを実施すことで、正常な電源装置が電源システムに電気エネルギーを提供するようにする。

【0042】

上記複数の電源装置は送電網を含み得る。例えば、電源装置１が送電網である。障害検出回路が電源装置１に接続されて、電源装置１に障害があるかを検出し得る。この出願で提供される電源システムにおいて、ＵＰＳ１１はエネルギー貯蔵装置１０３を含むことができ、エネルギー貯蔵装置１０３は電気エネルギーを蓄えることができる。エネルギー貯蔵装置１０３は、電力消費ブランチ１２に電力を供給するために電気エネルギーを出力し得る。制御回路が、障害検出回路によって送信された情報に基づいてＵＰＳ１１の動作状態を制御して、エネルギー貯蔵装置１０３が電力消費ブランチ１２に電気エネルギーを提供するようにし得る。

【0043】

送電網に障害がないとき（換言すれば、送電網が正常であるとき）、第１スイッチモジュール１０は、送電網が電源システムに電力を供給するように切り替えられる。送電網に障害があるとき、第１スイッチモジュール１０は、電源装置２が電源システムに電力を供給するように切り替えられる。一部の例において、第１スイッチモジュール１０は中電圧キャビネットであることができ、あるいは中電圧キャビネットの機能を持つことができる。

【0044】

送電網が電源システムに電力を供給するとき、送電網によって入力された電気エネルギーをＵＰＳ１１が各電力消費ブランチ１２に提供する過程において、ＵＰＳ１１はエネルギー貯蔵装置１０３を充電し得る。各電力消費ブランチ１２に途切れなく電力が供給されることを確保するため、中電圧処理能力を持つＵＰＳ１１内のエネルギー貯蔵装置１０３は、大きい電気エネルギー容量と、高いエネルギースケジューリング能力とを持つ。例えば、電源システム内の電力消費負荷１２２の消費電力が送電網の電力を超えると、ＵＰＳ１１と送電網とが一緒に電力消費負荷１２２に電力を供給し得る。他の一例では、電源システム内の電力消費負荷１２２の量が急激に減少すると、送電網及び電力消費負荷１２２に影響を与えることを回避するため、送電網によって入力された電力の一部をＵＰＳ１１が吸収し得る。換言すれば、ＵＰＳ１１内のエネルギー貯蔵装置１０３が、電力消費負荷１２２として機能して、送電網によって入力された電気エネルギーの一部を蓄え、電源システムにおけるＵＰＳ１１の利用率を向上させ得る。

【0045】

一部の取り得るシナリオにおいて、電源装置２はエネルギー変換装置１５とし得る。エネルギー変換装置１５は、非電気エネルギーを電気エネルギーに変換し得る。分かることには、電源装置２は電気エネルギーを発生することができる。一部の例において、エネルギー変換装置１５は、例えばディーゼル発電機といった発電機とし得る。あるいは、エネルギー変換装置１５は、太陽光発電装置、風力発電装置、又はこれらに類するものであってもよい。

【0046】

送電網が正常であるとき、送電網が第１スイッチモジュール１０に電気エネルギーを提供する。この動作状態の第１スイッチモジュール１０は、送電網によって入力された電気エネルギーを受け取り、送電網によって入力された電気エネルギーをＵＰＳ１１に提供している。送電網に障害が起こると、各電力消費ブランチ１２に途切れなく電力が供給されることを確保するため、ＵＰＳ１１が、エネルギー貯蔵装置１０３に蓄えられた電気エネルギーを出力し、該電気エネルギーを各電力消費ブランチ１２に提供する。

【0047】

送電網に障害があるとき、エネルギー変換装置１５が第１スイッチモジュール１０に電気エネルギーを提供し得る。一部の例において、バックアップ電源によってエネルギー変換装置１５に電力を供給することができ、そして、エネルギー変換装置１５が始動される。他の一部の例において、ＵＰＳ１１をエネルギー変換装置１５に接続することができ、ＵＰＳ１１は更に、エネルギー変換装置１５に電力を供給し、例えば、エネルギー変換装置１５の動作電気エネルギー（又は電圧）を提供してエネルギー変換装置１５を始動させ得る。このような設計に基づいてＵＰＳ１１の利用率が向上され得る。

【0048】

送電網に障害があるので、第１スイッチモジュール１０は、エネルギー変換装置１５が第１スイッチモジュール１０に電気エネルギーを提供するように切り替えられる。第１スイッチモジュール１０は、エネルギー変換装置１５によって入力された電気エネルギーを受け取り、エネルギー変換装置１５によって入力された電気エネルギーをＵＰＳ１１に提供する動作状態に切り替えられることができる。ＵＰＳ１１は、エネルギー変換装置１５によって提供された電気エネルギーを各電力消費ブランチ１２に出力し得る。この場合、ＵＰＳ１１は、エネルギー貯蔵装置１０３に蓄えられた電気エネルギーを出力したり、該電気エネルギーを各電力消費ブランチ１２に提供したりしなくてもよい。代わりに、ＵＰＳ１１はなおも、エネルギー貯蔵装置１０３に蓄えられた電気エネルギーを出力して、該電気エネルギーを各電力消費ブランチ１２に提供してもよい。あるいは、ＵＰＳ１１は、エネルギー貯蔵装置１０３に電気エネルギーを蓄える。分かることには、送電網が正常であるとき、又はエネルギー変換装置１５が第１スイッチモジュール１０の入力端に電気エネルギーを入力するとき、ＵＰＳ１１は、受け取り得る電気エネルギーを各電力消費ブランチ１２に伝送するとともに、電気エネルギーをエネルギー貯蔵装置１０３に蓄える。

【0049】

一部の他の取り得るシナリオにおいて、電源装置２の動作電気エネルギーは再生可能エネルギー発電システムによって提供される。再生可能エネルギー発電システムは、太陽光変換モジュール又は風力エネルギー変換モジュールを含み得る。太陽光変換モジュールが電源装置２に接続され、太陽光変換モジュールは、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して電源装置２に電力を供給するように構成される。例えば、太陽光変換モジュールは、例えば太陽光発電モジュール及びや直流－直流変換器などのコンポーネントを含み得る。太陽光発電モジュールは、最大電力点追跡（maximum power point tracking、ＭＰＰＴ）モードで動作し得る。あるいは、風力エネルギー変換モジュールが電源装置２に接続され、電源装置２が電源システムに電力を供給することができるよう、風力エネルギー変換モジュールは、風力エネルギーを電気エネルギーに変換して電源装置２に電力を供給するように構成される。例えば、送電網に障害があるとき、電源装置２が電源システムに電力を供給する。一部の例において、上記複数の電源装置は複数の電源装置２を含んでもよい。電力を供給するために各電源装置２によって使用される電気エネルギーが、太陽光変換モジュール又は風力エネルギー変換モジュールによって提供され得る。

【0050】

電源装置１が送電網であり、且つ電源装置２がエネルギー変換装置１５であることを、中電圧処理能力を持つＵＰＳ１１の構成を参照して以下にてＵＰＳ１１の機能又は能力を説明するための例として用いる。この出願で提供される電源システムにおいて、中電圧処理能力を持つＵＰＳ１１は、エネルギー貯蔵装置１０３と、電力伝送ブランチ１０１と、電力変換ブランチ１０２とを含み得る。図３を参照するに、電力伝送ブランチ１０１は、ＵＰＳ１１の入力端とＵＰＳ１１の出力端との間に接続される。電力変換ブランチ１０２は、エネルギー貯蔵装置１０３とＵＰＳ１１の出力端との間に接続される。エネルギー貯蔵装置１０３は、電力変換ブランチ１０２に接続される。

【0051】

送電網が正常である場合、第１スイッチモジュール１０は、送電網によって入力された電気エネルギーを、ＵＰＳ１１の入力端を通じて電力伝送ブランチ１０１に伝え得る。送電網に障害がある場合、第１スイッチモジュール１０は、エネルギー変換装置１５によって入力された電気エネルギーを、ＵＰＳ１１の入力端を通じて電力伝送ブランチ１０１に伝え得る。電力伝送ブランチ１０１は、ＵＰＳ１１の入力端から受け取った電気エネルギーをＵＰＳ１１の出力端に出力し得る。この場合に、電力変換ブランチ１０２は、ＵＰＳ１１の出力端から電気エネルギーを得て、得た電気エネルギーに対して電力変換を行って、エネルギー貯蔵装置１０３を充電し得る。電力変換ブランチ１０２は交流－直流変換能力を持つことができる。電力変換器はまた電圧変換能力も有し得る。

【0052】

エネルギー貯蔵装置１０３に蓄えられる電気エネルギーは、電力変換ブランチ１０２によって提供され得るだけでなく、ＵＰＳ１１の外部のモジュールによって提供されることもできる。図４を参照するに、当該電源システムは再生可能エネルギー変換モジュール１６を含んでもよい。再生可能エネルギー変換モジュール１６は、エネルギー貯蔵装置１０３に接続されることができ、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換してエネルギー貯蔵装置１０３を充電し得る。例えば、再生可能エネルギー変換モジュール１６は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することができ、例えば太陽光発電モジュール及び直流－直流変換器などのコンポーネントを含み得る。太陽光変換モジュールの出力電力を高めるために、直流－直流変換器が、太陽光発電モジュールによって出力された直流に対して電圧変換処理を行ったり、太陽光発電モジュールが最大電力点追跡モードで動作したりすることができる。あるいは、再生可能エネルギー変換モジュール１６が、風力エネルギーを電気エネルギーに変換してエネルギー貯蔵装置１０３を充電し得る。

【0053】

送電網に障害がある場合、第１スイッチモジュール１０によってＵＰＳ１１に入力される電気エネルギーが中断され、ＵＰＳ１１内のエネルギー貯蔵装置１０３が電気エネルギーを出力し得る。電力変換ブランチ１０２は、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーをＵＰＳ１１の出力端に伝えて、各電力消費ブランチ１２に途切れなく電力を供給し得る。

【0054】

一部の例において、電力伝送ブランチ１０１は送電線を含み得る。図５を参照するに、送電線は、第１スイッチモジュール１０によって入力された電気エネルギーをＵＰＳ１１の出力端に直接伝送し得る。電力変換ブランチ１０２が、電力変換を通じて得られた電気エネルギーをＵＰＳ１１の出力端に伝えるとき、電力変換ブランチ１０２によって出力された電気エネルギーが、送電線を通って第１スイッチモジュール１０、送電網、又は電源装置２に逆流することがある。従って、電力伝送ブランチ１０１に、電力アイソレーション機能を持つコンポーネントを追加してもよい。電力アイソレーションとは、回路の２つのエンドポイント同士が絶縁され、それら２つのエンドポイント間で電力が伝えられないことを意味する。電力アイソレーション機能を持つコンポーネントは、具体的に、スイッチコンポーネントとし得る。例えば、スイッチコンポーネントが開状態にあるとき、当該スイッチコンポーネントの入力端に接続された第１エンドポイントは、当該スイッチコンポーネントの出力端に接続された第２エンドポイントから絶縁されることができ、その結果、第１エンドポイントと第２エンドポイントの間で電力は伝えられない。他の一部の例において、電力伝送ブランチ１０１は、送電線と双方向電子スイッチとを含み得る。図６を参照するに、双方向電子スイッチは、第１スイッチ１０１ａ及び第２スイッチ１０１ｂを含み得る。第１スイッチ１０１ａ及び第２スイッチ１０１ｂは各々、単方向動作スイッチとすることができ、第１スイッチ１０１ａと第２スイッチ１０１ｂとの単方向動作方向は逆である。換言すれば、第１スイッチ１０１ａが閉状態にあるときに存在する電流方向は、第２スイッチ１０１ｂが閉状態にあるときに存在する電流方向とは逆である。

【0055】

通常、第１スイッチモジュール１０によってＵＰＳ１１の入力端に入力される電気エネルギーは交流である。第１スイッチ１０１ａが開状態にあり、且つ第２スイッチ１０１ｂが閉状態にあるとき、交流のうち正の半サイクルの電気エネルギーがＵＰＳ１１の出力端に伝送され得る。第１スイッチ１０１ａが閉状態にあり、且つ第２スイッチ１０１ｂが開状態にあるとき、交流のうち負の半サイクルの電気エネルギーがＵＰＳ１１の出力端に伝送され得る。電力変換ブランチ１０２が、電力変換を通じて得られた電気エネルギーをＵＰＳ１１の出力端に伝えるとき、第１スイッチ１０１ａ及び第２スイッチ１０１ｂの両方を開状態にすることができる。このような設計に基づき、電力変換ブランチ１０２によって出力された電気エネルギーが第１スイッチモジュール１０及び電源装置に逆流することを防止し得る。

【0056】

上述の実施形態において、ＵＰＳ１１がエネルギー変換装置１５に接続されるとき、ＵＰＳ１１内の電力変換ブランチ１０２をエネルギー変換装置１５に接続し得る。送電網に障害がある場合、ＵＰＳ１１内のエネルギー貯蔵装置１０３が電気エネルギーを出力し得る。電力変換ブランチ１０２は、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーをエネルギー変換装置１５に提供し得る。例えば、電力変換ブランチ１０２は、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された電圧をエネルギー変換装置１５の動作電圧に変換し、該動作電圧をエネルギー変換装置１５に出力して、エネルギー変換装置１５を駆動し得る。

【0057】

始動された後、エネルギー変換装置１５は、障害ある送電網に代わって電源システムに電力を供給し得る。エネルギー変換装置１５は、第１スイッチモジュール１０にエネルギーを提供し得る。第１スイッチモジュール１０は、エネルギー変換装置１５によって出力された電気エネルギーをＵＰＳ１１の入力端に提供するように切り替えられ得る。電力伝送ブランチ１０１は、ＵＰＳ１１の入力端から受け取った電気エネルギーをＵＰＳ１１の出力端に伝送し得る。電力変換ブランチ１０２は、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された電気エネルギーに対して電力変換を行わずに、エネルギー変換装置１５が独立して各電力消費ブランチ１２に電力を供給するようにしてもよい。あるいは、電力変換ブランチ１０２が、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーをＵＰＳ１１の出力端に伝えることで、ＵＰＳ１１内のエネルギー貯蔵装置１０３とエネルギー変換装置とが一緒になって各電力消費ブランチ１２に電力を供給する。

【0058】

中電圧処理能力を持つＵＰＳ１１内の電力変換ブランチ１０２は、複数の構成のものとし得る。以下、電力変換ブランチ１０２の構成例を参照して、電力変換ブランチ１０２の機能又は能力を説明する。この出願では、電力変換ブランチ１０２の以下の構造を示すが、これらの構成は、電力変換ブランチ１０２の構成に対する具体的な限定として解釈されるものではない。電力変換ブランチ１０２は、代わりに、この出願の実施形態における電力変換ブランチ１０２と同じ機能を実現する別の構成のものにされてもよい。

【0059】

上述の実施形態に基づき、取り得る一設計において、図７を参照するに、電力変換ブランチ１０２は、第１の双方向コンバータモジュール１０２ａと、第１の双方向インバータモジュール１０２ｂとを含み得る。第１の双方向コンバータモジュール１０２ａの一端がエネルギー貯蔵装置１０３に接続され、第１の双方向コンバータモジュール１０２ａの他端が第１の双方向インバータモジュール１０２ｂの一端に接続され、第１の双方向インバータモジュール１０２ｂの他端がＵＰＳ１１の出力端に接続される。

【0060】

第１の双方向インバータモジュール１０２ｂは、直流－交流変換能力及び交流－直流変換能力を持つことができ、具体的に双方向インバータとし得る。一部の例において、第１の双方向インバータモジュール１０２ｂは、整流器回路とインバータ回路とを含み得る。第１の双方向コンバータモジュールは更に、直流に対して電圧変換処理を行う能力を持つことができ、例えば、直流に対して電圧ブースト（boost）処理又は電圧バック（buck）処理を行う能力を持ち得る。

【0061】

送電網又はエネルギー変換装置１５が電源システムに電力を供給するとき、ＵＰＳ１１内のエネルギー貯蔵装置１０３は、充電される状態にあることができる。このプロセスにおいて、第１の双方向インバータモジュール１０２ｂが、ＵＰＳ１１の出力端の交流を直流に変換し、該直流を第１の双方向コンバータモジュール１０２ａに出力し得る。第１の双方向コンバータモジュール１０２ａが、第１の双方向インバータモジュール１０２ｂによって出力された直流をエネルギー貯蔵装置１０３の充電電圧に変換し、該充電電圧をエネルギー貯蔵装置１０３に提供し得る。

【0062】

送電網に障害があるとき、ＵＰＳ１１が各電力消費ブランチ１２に電力を供給し得る。例えば、電力変換ブランチ１０２が、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーをＵＰＳ１１の出力端に伝え得る。このプロセスにおいて、第１の双方向コンバータモジュール１０２ａが、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された直流に対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた直流を第１の双方向インバータモジュール１０２ｂに出力し得る。第１の双方向インバータモジュール１０２ｂが、電圧変換処理を通じて得られた直流を交流に変換し、該交流をＵＰＳ１１の出力端に出力し得る。通常、第１の双方向インバータモジュール１０２ｂによってＵＰＳ１１の出力端に提供される交流の電圧は第１電圧であり、それ故に、各電力消費ブランチ１２内の第１変圧器モジュール１２０が第１電圧を第２電圧に変換する（第１電圧は中電圧レンジ内の任意の値とすることができ、第２電圧は低電圧レンジ内の任意の値とすることができる）。

【0063】

第１の双方向インバータモジュール１０２ｂは、エネルギー変換装置１５に接続されることができる。送電網に障害があるとき、ＵＰＳ１１は、エネルギー変換装置１５を始動させることができ、例えば、エネルギー変換装置１５に動作電気エネルギー又は動作電圧を提供し得る。第１の双方向コンバータモジュール１０２ａが、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された直流の電圧をエネルギー変換装置１５の動作電圧に変換し、該動作電圧を第１の双方向インバータモジュール１０２ｂに出力し得る。第１の双方向インバータモジュール１０２ｂが、第１の双方向コンバータモジュール１０２ａによって出力された直流を交流に変換し、該交流をエネルギー変換装置１５に出力し得る。この出願のこの実施形態において、ＵＰＳ１１は、エネルギー変換装置１５に電力を供給することができ、例えば、エネルギー変換装置１５の動作電気エネルギー（又は電圧）を提供してエネルギー変換装置１５を始動させ得る。このような設計に基づいてＵＰＳ１１の利用率が向上され得る。

【0064】

取り得る他の一設計において、図８を参照するに、電力変換ブランチ１０２は、第２の双方向コンバータモジュール１０２ｃと、第２の双方向インバータモジュール１０２ｄと、第２変圧器モジュール１０２ｅとを含み得る。第２の双方向コンバータモジュール１０２ｃの第１端がエネルギー貯蔵装置１０３に接続され、第２の双方向コンバータモジュール１０２ｃの第２端が第２の双方向インバータモジュール１０２ｄの第１端に接続され、第２の双方向インバータモジュール１０２ｄの第２端が第２変圧器モジュール１０２ｅの第１端に接続され、第２変圧器モジュール１０２ｅの第２端がＵＰＳ１１の出力端に接続される。

【0065】

第２の双方向インバータモジュール１０２ｄは、直流－交流変換能力及び交流－直流変換能力を持つことができる。第２の双方向コンバータモジュール１０２ｃは、直流－直流変換能力を持つことができる。第２変圧器モジュール１０２ｅは、ＵＰＳ１１の出力端から得られた電気エネルギーの電圧に対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた電圧を第２の双方向インバータモジュール１０２ｄに出力し得る。あるいは、第２変圧器モジュール１０２ｅは、第２の双方向インバータモジュール１０２ｄによって出力された電気エネルギーに対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた電圧をＵＰＳ１１の出力端に出力する。第２変圧器モジュール１０２ｅは具体的に変圧器とし得る。通常、ＵＰＳ１１の出力端における電気エネルギーの電圧は中電圧である。分かることには、第２変圧器モジュール１０２ｅは、例えば中電圧－低電圧変換能力又は低電圧－中電圧変換能力といった中電圧処理能力を持つ。このような設計に基づき、第２の双方向インバータモジュール１０２ｄ及び第２の双方向コンバータモジュール１０２ｃによって処理される電気エネルギーの電圧は低電圧であることができ、第２の双方向インバータモジュール１０２ｄ及び第２の双方向コンバータモジュール１０２ｃのコスト及び設計の難しさが低減される。

【0066】

送電網又はエネルギー変換装置１５が電源システムに電力を供給するとき、ＵＰＳ１１内のエネルギー貯蔵装置１０３は、充電される状態にあることができる。このプロセスにおいて、第２変圧器モジュール１０２ｅが、ＵＰＳ１１の出力端から得られた電気エネルギーの電圧に対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた電圧を第２の双方向インバータモジュール１０２ｄに出力し得る。第２の双方向インバータモジュール１０２ｄが、第２変圧器モジュール１０２ｅによって出力された交流を直流に変換し、該直流を第２の双方向コンバータモジュール１０２ｃに出力し得る。第２の双方向コンバータモジュール１０２ｃが、第２の双方向インバータモジュール１０２ｄによって出力された直流の電圧をエネルギー貯蔵装置１０３の充電電圧に変換し、該充電電圧をエネルギー貯蔵装置１０３に提供してエネルギー貯蔵装置１０３を充電し得る。

【0067】

送電網に障害があるとき、ＵＰＳ１１が各電力消費ブランチ１２に電力を供給し得る。例えば、電力変換ブランチ１０２が、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーをＵＰＳ１１の出力端に伝え得る。このプロセスにおいて、第２の双方向コンバータモジュール１０２ｃが、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された直流に対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた直流を第２の双方向インバータモジュール１０２ｄに出力し得る。電圧変換処理を通じて得られた直流の電圧は第２電圧である（第２電圧は、低電圧レンジ内の任意の値とし得る）。通常、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力される電気エネルギーの電圧は低電圧レンジ内の値である。分かることには、この例において、第２の双方向コンバータモジュール１０２ｃは低電圧処理能力を持つ。

【0068】

第２の双方向インバータモジュール１０２ｄが、電圧変換処理を通じて得られた直流を交流に変換し、該交流を第２変圧器モジュール１０２ｅに出力し得る。第２変圧器モジュール１０２ｅが、第２の双方向インバータモジュール１０２ｄによって出力された交流に対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた交流をＵＰＳ１１の出力端に出力し得る。電圧変換処理を通じて得られた交流の電圧は第１電圧である。通常、第２変圧器モジュール１０２ｅによってＵＰＳ１１の出力端に提供される交流の電圧は第１電圧であり、それ故に、各電力消費ブランチ１２内の第１変圧器モジュール１２０が第１電圧を第２電圧に変換する（第１電圧は中電圧レンジ内の任意の値とすることができ、第２電圧は低電圧レンジ内の任意の値とすることができる）。

【0069】

第２の双方向インバータモジュール１０２ｄの第３端を、エネルギー変換装置１５に接続することができる。送電網に障害があるとき、ＵＰＳ１１は、エネルギー変換装置１５を始動させることができ、例えば、エネルギー変換装置１５に動作電気エネルギー又は動作電圧を提供し得る。このプロセスにおいて、第２の双方向コンバータモジュール１０２ｃが、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された直流の電圧をエネルギー変換装置１５の動作電圧に変換し、該動作電圧を第２の双方向インバータモジュール１０２ｄに出力し得る。第２の双方向インバータモジュール１０２ｄが、第２の双方向コンバータモジュール１０２ｃによって出力された直流を交流に変換し、該交流をエネルギー変換装置１５に出力し得る。ＵＰＳ１１は、送電網に障害があるときに電力消費ブランチ１２に電力を供給することができ、第２の双方向インバータモジュール１０２ｄは更に、第２の双方向コンバータモジュール１０２ｃによって出力された直流を交流に変換し、該交流をエネルギー変換装置１５に出力し得る。この出願のこの実施形態において、ＵＰＳ１１は、エネルギー変換装置１５に電力を供給することができ、例えば、エネルギー変換装置１５の動作電気エネルギー（又は電圧）を提供してエネルギー変換装置１５を始動させ得る。このような設計に基づいてＵＰＳ１１の利用率が向上され得る。

【0070】

取り得る更なる他の一設計において、図９を参照するに、電力変換ブランチ１０２は、直流－直流変換モジュール１０２ｆと、交流－直流変換モジュール１０２ｇと、直流－交流変換モジュール１０２ｈと、第３変圧器モジュール１０２ｉとを含み得る。直流－直流変換モジュール１０２ｆの第１端がエネルギー貯蔵装置１０３に接続され、直流－直流変換モジュール１０２ｆの第２端が直流－交流変換モジュール１０２ｈの第１端と交流－直流変換モジュール１０２ｇの第１端とに接続され、直流－交流変換モジュール１０２ｈの第２端が第３変圧器モジュール１０２ｉの第１端に接続され、直流－交流変換モジュール１０２ｈの第３端がエネルギー変換装置１５に接続され、交流－直流変換モジュール１０２ｇの第２端が第３変圧器モジュール１０２ｉの第１端に接続され、第３変圧器モジュール１０２ｉの第２端がＵＰＳ１１の出力端に接続される。

【0071】

直流－交流変換モジュール１０２ｈは直流－交流変換能力を持つ。直流－交流変換モジュール１０２ｈは、インバータ回路又はインバータを含み得る。交流－直流変換モジュール１０２ｇは交流を直流に変換し、交流－直流変換モジュール１０２ｇは、整流器回路又は整流器を含み得る。直流－直流変換モジュール１０２ｆは、直流を直流に変換することができ、例えば電圧ブースト変換又は電圧バック変換を行い得る。

【0072】

第３変圧器モジュール１０２ｉは、ＵＰＳ１１の出力端から得られた電気エネルギーの電圧に対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた電圧を交流－直流変換モジュール１０２ｇに出力し得る。あるいは、第３変圧器モジュール１０２ｉは、直流－交流変換モジュール１０２ｈによって出力された電気エネルギーに対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた電圧をＵＰＳ１１の出力端に出力する。第３変圧器モジュール１０２ｉは具体的に変圧器とし得る。通常、ＵＰＳ１１の出力端における電気エネルギーの電圧は中電圧である。分かることには、第３変圧器モジュール１０２ｉは、例えば中電圧－低電圧変換能力又は低電圧－中電圧変換能力といった中電圧処理能力を持つ。このような設計において、直流－直流変換モジュール１０２ｆ、直流－交流変換モジュール１０２ｈ、及び交流－直流変換モジュール１０２ｇの各々の電気エネルギーの電圧を低電圧とすることができ、直流－直流変換モジュール１０２ｆ、直流－交流変換モジュール１０２ｈ、及び交流－直流変換モジュール１０２ｇのコスト及び設計の難しさが低減される。

【0073】

送電網又はエネルギー変換装置１５が電源システムに電力を供給するとき、ＵＰＳ１１内のエネルギー貯蔵装置１０３は、充電される状態にあることができる。このプロセスにおいて、第３変圧器モジュール１０２ｉが、ＵＰＳ１１の出力端から得られた電気エネルギーの電圧に対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた電圧を交流－直流変換モジュール１０２ｇに出力し得る。交流－直流変換モジュール１０２ｇが、第３変圧器モジュール１０２ｉによって出力された交流を直流に変換し、該直流を直流－直流変換モジュール１０２ｆに出力し得る。直流－直流変換モジュール１０２ｆが、交流－直流変換モジュール１０２ｇによって出力された直流の電圧をエネルギー貯蔵装置１０３の充電電圧に変換し、該充電電圧をエネルギー貯蔵装置１０３に提供してエネルギー貯蔵装置１０３を充電し得る。

【0074】

送電網に障害があるとき、ＵＰＳ１１が各電力消費ブランチ１２に電力を供給し得る。例えば、電力変換ブランチ１０２が、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された電気エネルギーに対して電力変換を実行し、電力変換を通じて得られた電気エネルギーをＵＰＳ１１の出力端に伝え得る。このプロセスにおいて、直流－直流変換モジュール１０２ｆが、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された直流に対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた直流を直流－交流変換モジュール１０２ｈに出力し得る。電圧変換処理を通じて得られた直流の電圧は第２電圧であるとし得る（第２電圧は、低電圧レンジ内の任意の値とし得る）。通常、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力される電気エネルギーの電圧は低電圧レンジ内の値である。分かることには、この例において、直流－直流変換モジュール１０２ｆは低電圧処理能力を持つ。直流－交流変換モジュール１０２ｈが、電圧変換処理を通じて得られた直流を交流に変換し、該交流を第３変圧器モジュール１０２ｉに出力し得る。第３変圧器モジュール１０２ｉが、直流－交流変換モジュール１０２ｈによって出力された交流に対して電圧変換処理を実行し、電圧変換処理を通じて得られた交流をＵＰＳ１１の出力端に出力し得る。通常、第３変圧器モジュール１０２ｉによってＵＰＳ１１の出力端に提供される交流の電圧は第１電圧であり、それ故に、各電力消費ブランチ１２内の第１変圧器モジュール１２０が第１電圧を第２電圧に変換する（第１電圧は中電圧レンジ内の任意の値とすることができ、第２電圧は低電圧レンジ内の任意の値とすることができる）。

【0075】

直流－交流変換モジュール１０２ｈがエネルギー変換装置１５に接続される。送電網に障害があるとき、ＵＰＳ１１は、エネルギー変換装置１５を始動させることができ、例えば、エネルギー変換装置１５に動作電気エネルギー又は動作電圧を提供し得る。このプロセスにおいて、直流－直流変換モジュール１０２ｆが、エネルギー貯蔵装置１０３によって出力された直流の電圧をエネルギー変換装置１５の動作電圧に変換し、該動作電圧を直流－交流変換モジュール１０２ｈに出力し得る。直流－交流変換モジュール１０２ｈが、直流－直流変換モジュール１０２ｆによって出力された直流を交流に変換し、該交流をエネルギー変換装置１５に出力し得る。始動された後、エネルギー変換装置１５が電源システムに電力を供給し得る。第３変圧器モジュール１０２ｉが、ＵＰＳ１１の出力端からの電気エネルギーに対して電圧変換処理を実行し、そして、電圧変換処理を通じて得られた電気エネルギーを交流－直流変換モジュール１０２ｇに出力し得る。交流－直流変換モジュール１０２ｇが、第３変圧器モジュール１０２ｉによって提供された交流を直流に変換し、そして、該直流を直流－交流変換モジュール１０２ｈに出力し得る。直流－交流変換モジュール１０２ｈが、直流－直流変換モジュール１０２ｆ及び交流－直流変換モジュール１０２ｇの各々によって出力された直流を受け取り得る。直流－交流変換モジュール１０２ｈが、受け取った直流を交流に変換し、該交流をエネルギー変換装置１５に出力し得る。この出願のこの実施形態において、ＵＰＳ１１は、エネルギー変換装置１５に電力を供給することができ、例えば、エネルギー変換装置１５の動作電気エネルギー（又は電圧）を提供してエネルギー変換装置１５を始動させ得る。このような設計に基づいてＵＰＳ１１の利用率が向上され得る。

【0076】

以上の説明は、単にこの出願の特定の実装例であり、この出願の保護範囲を限定する意図ではない。この出願にて開示された技術範囲内で当業者が容易に考え付く如何なる変更又は置換もこの出願の保護範囲に入るものである。従って、この出願の保護範囲は請求項の保護範囲に従うものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】