利用互连电力路由单元的不间断电源系统和方法技术方案

一种系统包含多个电力路由单元。所述电力路由单元中的每一个包含第一AC端口、第二AC端口，以及配置为使所述第一AC端口和所述第二AC端口耦接和分离的静态开关。所述电力路由单元中的每一个进一步包含DC端口和耦接在所述第二AC端口和所述DC端口之间的双向转换器电路。所述电力路由单元的所述DC端口共同耦接至DC总线，并且所述系统进一步包含控制电路，所述控制电路配置为控制所述电力路由单元以经由所述DC总线在至少两个所述电力路由单元之间提供电力传输。

Uninterruptible Power Supply System Using Interconnected Power Routing Units

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用互连电力路由单元的不间断电源系统和方法
技术介绍
本专利技术主题涉及配电系统和方法，并且更具体地，涉及不间断电源(UPS)系统和方法。UPS系统通常在例如数据中心、医疗中心和工业设施的设备处使用。可以在此类设备处使用UPS系统来提供备用电源，以在主要公共设施电源故障的情况下维持运行。这些UPS系统通常具有“联机”配置，其包含通过DC(DC)链路耦接的整流器和逆变器，所述DC链路还耦接至辅助电源，例如蓄电池、燃料电池或其他能量存储装置。其他UPS系统可以使用待机的在线互动式架构或其他架构。UPS系统可以利用模块化组件来实现。例如，UPS系统可以包含多个UPS模块，每个UPS模块可以包含例如整流器、逆变器以及用于接口连接至蓄电池的DC/DC转换器。UPS模块可以连同控制和接口电路，例如旁通开关等，一起安装在公共机架中。UPS模块可以设计成并行地运行以提供可扩展的功率容量，例如，模块可以共同耦接至AC源、DC源(例如，蓄电池)和/或负载。此类模块化UPS组件的一个实例为PowerXPert9395UPS(http://powerquality.eaton.com上进行了描述)，其可以配置为包含两个或更多个不间断电力模块(UPM)，每个UPM包含双转换UPS电路，所述双转换UPS电路包含整流器、逆变器以及耦接至公共DC总线的蓄电池转换器。2013年7月8日提交的标题为《利用可变配置模块的UPS系统和方法(UPSSystemsandMethodsUsingVariableConfigurationModules)》的美国专利申请序列第13/936,741号(代理人案号：9060-321)中描述了其他模块化UPS架构，并且其通过引用并入本文。
技术实现思路
本专利技术主题的一些实施例提供了一种包含多个电力路由单元的系统。电力路由单元中的每一个包含第一AC端口、第二AC端口，以及配置为使第一AC端口和第二AC端口耦接和分离的静态开关。电力路由单元中的每一个进一步包含DC端口和耦接在第二AC端口和DC端口之间的双向转换器电路。电力路由单元的DC端口共同耦接至DC总线，并且系统进一步包含控制电路，所述控制电路配置为控制电力路由单元以经由DC总线在至少两个电力路由单元之间提供电力传输。在一些实施例中，第一电力路由单元的第一AC端口可以耦接至第一AC电源，并且第二电力路由单元的第一AC端口可以耦接至第二AC电源。控制电路可以配置为：响应于第一AC电源的故障和/或第一电力路由单元的静态开关的故障，促使第二电力路由单元经由DC总线向第一电力路由单元提供电力。在其他实施例中，第一电力路由单元的第二AC端口可以耦接至第一负载，并且第二电力路由单元的第二AC端口可以耦接至第二负载。第二电力路由单元可以配置为：从第二AC电源经由第二电力路由单元的静态开关和转换器电路、DC总线以及第一电力路由单元的转换器电路，向第一负载提供电力。在一些实施例中，控制电路可以配置为控制电力路由单元以从第二电力路由单元和第三电力路由单元经由DC总线，向第一电力路由单元提供电力。控制电路可以配置为操作第二电力路由单元以调节DC总线上的电压，以及操作作为经调节的电流源的第三电力路由单元以向第一电力路由单元提供电力。第一、第二以及第三电力路由单元的第二AC端口可以共同耦接至AC电源，并且第一、第二以及第三电力路由单元的第一AC端口可以耦接至相应第一、第二以及第三负载。根据其他实施例，第一电力路由单元和第二电力路由单元的第一AC端口可以共同耦接至AC电源，第一和第二电力路由单元的第二AC端口可以耦接至相应第一和第二负载，并且控制电路可以配置为同时地从AC电源经由第一电力路由单元的静态开关向第一负载提供电力以及经由第一和第二电力路由单元的转换器电路向第二负载提供电力。控制电路可以配置为操作电力路由单元中的两个，以提供从AC源到耦接至两个电力路由单元中一个的负载的多转换器电力链。在一些实施例中，控制电路可以包含在电力路由单元中的相应电力路由单元中的本地控制电路，和配置为控制电力路由单元的本地控制电路的主控制器。在一些实施例中，控制电路可以包含定位在电力路由单元中的相应局部控制电路，并且所述相应局部控制电路配置为操作相关联的转换器电路以选择性地提供第一模式和第二模式，在第一模式中转换器电路调节DC总线上的电压，并且在第二模式中转换器电路向DC总线提供经调节的电流。在一些实施例中，系统可以进一步包含耦接至DC总线的DC电源。在其他实施例中，静态开关可以是第一静态开关，并且电力路由单元中的每一个可以进一步包含第三AC端口和第二静态开关，所述第二静态开关配置为使第三AC端口和第二AC端口耦接和分离。其他实施例提供了一种电力路由单元，其包含配置为耦接至外部AC源的第一AC端口、配置为耦接至外部负载的第二AC端口，以及配置为使第一AC端口和第二AC端口耦接和分离的静态开关。电力路由单元进一步包含配置为耦接至外部DC总线的DC端口、耦接在第二AC端口和DC端口之间的双向转换器以及控制电路，所述控制电路配置为控制静态开关和转换器电路以选择性地提供第一模式和第二模式，在第一模式中转换器调节外部DC总线上的电压，并且在第二模式中转换器向外部DC总线提供经调节的电流。其他实施例提供了方法，包含提供多个电力路由单元，每个电力路由单元包括第一AC端口、第二AC端口、配置为使第一AC端口和第二AC端口耦接和分离的静态开关、DC端口，以及耦接在第二AC端口和DC端口之间的双向转换器电路。方法进一步包含将电力路由单元的DC端口共同耦接至DC总线并控制电力路由单元以经由DC总线在至少两个电力路由单元之间提供电力传输。附图说明图1是示出了根据一些实施例的利用互连电力路由单元的不间断电源(UPS)系统的示意图。图2是示出了图1中的电力路由单元的电路配置的示例的示意图。图3是示出了根据一些实施例的静态UPS系统的示意图。图4是示出了根据一些实施例的捕捉UPS系统的示意图。图5和图6是示出了根据一些实施例的具有利用电力路由单元的可重新配置操作模式的UPS系统的示意图。图7是示出了根据一些实施例的用于UPS系统中的DC总线控制的控制架构的示意图。图8是示出了根据一些实施例的图7的控制架构在UPS系统中的应用的示意图。图9是示出了根据一些实施例的利用具有多静态开关的电力路由单元的UPS系统的示意图。具体实施方式现在将参考附图描述本专利技术主体的具体示范性实施例。然而，本专利技术主题可以按照不同的形式体现并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例，而是，这些实施例被提供为使得本公开可以透彻和完整，并且可以充分向本领域技术人员传达本专利技术主题的范围。在附图中，相同的标号指代相同的项目。应当理解，当一个项目被称为“连接”或“耦接”至另一个项目时，其可以直接连接或耦接至其他项目或者可以存在中间项目。如本文所使用的，术语“和/或”包含相关所列项目中一个或多个的任意和全部组合。本文所使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的而不是旨在限制本专利技术的主题。如本文所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“所述”旨在也包含复数形式，除非另行指明。还应当理解，当在说明书中使用时，术语“包含(includes)”、“包括(comprises)”、“包含(i本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，其包括：多个电力路由单元，每个包括：第一AC端口；第二AC端口；静态开关，其配置为使所述第一AC端口和所述第二AC端口耦接和分离；DC端口；以及双向转换器电路，其耦接在所述第二AC端口和所述DC端口之间，其中所述电力路由单元的所述DC端口共同耦接至DC总线；和控制电路，其配置为控制所述电力路由单元以经由所述DC总线在至少两个所述电力路由单元之间提供电力传输。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.27 US 15/139,9571.一种系统，其包括：多个电力路由单元，每个包括：第一AC端口；第二AC端口；静态开关，其配置为使所述第一AC端口和所述第二AC端口耦接和分离；DC端口；以及双向转换器电路，其耦接在所述第二AC端口和所述DC端口之间，其中所述电力路由单元的所述DC端口共同耦接至DC总线；和控制电路，其配置为控制所述电力路由单元以经由所述DC总线在至少两个所述电力路由单元之间提供电力传输。2.根据权利要求1所述的系统，其中第一电力路由单元的所述第一AC端口耦接至第一AC电源，其中第二电力路由单元的所述第一AC端口耦接至第二AC电源，并且其中所述控制电路配置为响应于所述第一AC电源的故障和/或所述第一电力路由单元的所述静态开关的故障，促使所述第二电力路由单元经由所述DC总线向所述第一电力路由单元提供电力。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一电力路由单元的所述第二AC端口耦接至第一负载，其中所述第二电力路由单元的所述第二AC端口耦接至第二负载，并且其中所述第二电力路由单元配置为从所述第二AC电源经由所述第二电力路由单元的所述静态开关和转换器电路、所述DC总线以及所述第一电力路由单元的所述转换器电路，向所述第一负载提供电力。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制电路配置为控制所述电力路由单元，以从第二电力路由单元和第三电力路由单元经由所述DC总线向第一电力路由单元提供电力。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述控制电路配置为操作所述第二电力路由单元以调节所述DC总线上的电压，并且操作作为经调节的电流源的所述第三电力路由单元以向所述第一电力路由单元提供电力。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一、第二以及第三电力路由单元的所述第二AC端口共同耦接至AC电源，并且其中所述第一、第二以及第三电力路由单元的所述第一AC端口耦接至相应第一、第二以及第三负载。7.根据权利要求1所述的系统，其中第一电力路由单元和第二电力路由单元的所述第一AC端口共同耦接至AC电源，其中所述第一和第二电力路由单元的所述第二AC端口耦接至相应第一和第二负载，并且其中所述控制电路配置为同时地从所述AC电源经由所述第一电力路由单元的所述静态开关向所述第一负载提供电力并且经由所述第一和第二电力路由单元的所述转换器电路向所述第二负载提供电力。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置为操作所述电力路由单元中的两个，以提供从AC源到耦接至所述两个电力路由单元中一个的...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·A·纳瓦罗，V·E·韦尔德，G·曼迪克，
申请(专利权)人：伊顿智能动力有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰,IE