本公开内容涉及适于与至少一个公用事业代理电源一起使用以在AC主电源不可用于向负载提供电力时帮助控制对负载进行供电的电力供应管理系统。该系统具有形成不间断电力供应的电力转换器，并且该电力转换器包括被配置成控制电力转换器的操作的控制器。包括与电力转换器通信的补充电池子系统，该补充电池子系统用于向电力转换器供应DC电力。控制器监控从公用事业代理至负载的电力的施加，并且在需要时使用由补充电池子系统供应的DC电力来补充由电力转换器生成的电力，从而辅助电力转换器与由公用事业代理提供的电力一起为负载供电。由公用事业代理提供的电力一起为负载供电。由公用事业代理提供的电力一起为负载供电。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与一个或多个不同的公用事业代理一起使用的电力供应管理系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年2月9日提交的美国专利技术专利申请第17/171,555号的优先权，并且还要求于2020年4月13日提交的美国临时申请第63/009,096号以及于2020年2月10日提交的美国临时申请第62/972,521号的权益。上述申请中的每个申请的全部公开内容通过引用并入本文。
[0003]本公开内容涉及电力供应管理系统和方法，并且更具体地，涉及利用补充电池电源来克服在使用各种类型的公用事业代理例如燃料电池和集成电池组时的响应限制的电力供应管理系统和方法，这些公用事业代理的响应时间不够快，无法满足负载要求的实时变化。
技术介绍
[0004]该部分中的陈述仅提供与本公开内容相关的背景信息，并且可以不构成现有技术。
[0005]在许多应用特别是诸如数据中心、医院、金融机构等中，需要可靠的电力来为各种计算机相关设备和其他类型的电子设备供电。为此，这样的环境通常可以在AC主电力断电的情况下实现两个或更多个备用电源。
[0006]对使用燃料电池和集成电池电力子系统两者作为关键应用中的公用事业代理的关注越来越普遍。然而，特别是燃料电池传统上受到显著的限制，这些限制已经限制了它们作为公用事业代理的适用性。一个特别显著的限制是传统的燃料电池例如固体氧化物燃料电池在被要求这样做时不能足够快速地实时响应以满足负载的需要。已知燃料电池在被加载时具有一般的“海绵状”响应，这意味着它们通常不能几乎立即响应负载的增加或降低。在较小程度上，当使用集成电池电力子系统(其提供AC输出)作为公用事业代理时，也可能会经历这种限制。此外，这种“海绵状”响应通常也存在于柴油和天然气两者驱动的发电机中，但是程度低于燃料电池。
[0007]燃料电池的另一缺点是它们的电力输出更难以紧密调节，这可能导致燃料电池产生比关键负载所需的电力更多电力的时间段。在这种情况下，多余电力必须被引导至补充负载，这相当于浪费能量。
[0008]因此，需要更好且更有效地使用燃料电池和集成电池电力子系统两者作为为关键负载供电的公用事业代理的系统和方法，并且该系统和方法克服上述与这些类型的公用事业代理相关联的公知的缺点。
技术实现思路
[0009]本部分提供了本公开内容的总体概述，并且不是对其全部范围或其所有特征的全
面公开。
[0010]在一个方面，本公开内容涉及一种适于与至少一个公用事业代理电源一起使用以在AC主电源不可用于向负载提供电力时帮助控制对负载进行供电的电力供应管理系统。该系统包括：形成不间断电力供应的电力转换器，其中，电力转换器包括被配置成控制电力转换器的操作的控制器。包括与电力转换器通信的补充电池子系统，所述补充电池子系统用于向电力转换器供应DC电力。控制器还被配置成：监测从公用事业代理至负载的电力的施加，并且在需要时使用由补充电池子系统供应的DC电力来补充由电力转换器生成的电力，从而辅助与由公用事业代理提供的电力一起为负载供电。
[0011]在另一方面，本公开内容涉及一种适于与多个可用公用事业代理一起使用以在AC主电源不可用于向负载提供电力时帮助控制对负载进行供电的电力供应管理系统，其中，所述多个公用事业代理包括燃料电池公用事业代理。该系统可以包括：形成不间断电力供应的电力转换器。电力转换器包括被配置成控制电力转换器的操作的内部电力转换器控制器。补充电池子系统与电力转换器通信，该补充电池子系统用于向电力转换器供应DC电力。电力转换器控制器还被配置成：监测从公用事业代理至负载的电力的施加，并且在需要时使用由补充电池子系统供应的DC电力来补充由电力转换器生成的电力，从而辅助与由公用事业代理提供的电力一起为负载供电。电力转换器控制器还被配置成：在由燃料电池公用事业代理支持负载时监测负载的阶跃变化，并且被配置成：在检测到来自负载的需求的阶跃增加时，使用补充电池子系统向负载提供电力；以及当检测到来自负载的需求的阶跃降低时，使用多余电力对补充电池子系统进行充电。
[0012]在又一方面，本公开内容涉及一种用于与至少一个公用事业代理电源一起使用以在AC主电源不可用于向负载提供电力时帮助控制对负载施加电力的电力供应管理方法。该方法可以包括使用形成不间断电力供应的电力转换器来辅助从至少一个公用事业代理向负载提供电力。该方法还可以包括使用与电力转换器通信的补充电池子系统来向电力转换器供应DC电力。更进一步地，该方法可以包括控制电力转换器以在需要时使用由补充电池子系统提供的DC电力来补充由电力转换器生成的电力，从而辅助公用事业代理为负载供电。
[0013]根据本文提供的描述，其他应用领域将变得明显。本概述中的描述和特定示例仅旨在用于说明的目的而并不旨在限制本公开内容的范围。
附图说明
[0014]本文所描述的附图仅用于对所选择的实施方式而非所有可能的实现方式进行说明的目的，并且不旨在限制本公开内容的范围。
[0015]贯穿附图的若干视图，对应的附图标记指示对应的部分。
[0016]图1是根据本公开内容的系统的一个实施方式的高级别示意图；
[0017]图2是示出集成电池存储子系统与其他电源的“孤立化”(即，隔离)的本公开内容的另一实施方式；
[0018]图3是列出当来自公用事业设施的电力断电时在没有可用发电机的常规不间断电力供应(UPS)应用中操作的电力转换器的操作的表；
[0019]图4是列出具有可用发电机的电力转换器的操作的表；
[0020]图5是列出具有可用的集成电池存储子系统但是没有发电机的电力转换器的操作的表，该集成电池存储子系统采用扩展运行锂离子电池组(“扩展运行LIB”)，用于在来自公用事业设施的电力断电的情况下进行辅助；
[0021]图6是示出可以由图1的系统在管理并入系统中的燃料电池的启动时执行的操作的一个示例的流程图；
[0022]图7是示出可以由图1的系统在处理阶跃负载增加和阶跃负载降低两者时执行的操作的一个示例的流程图；以及
[0023]图8是可以包括在图1的系统的智能电力优化软件模块中的各种子模块的高级别框图。
具体实施方式
[0024]现在将参照附图更全面地描述示例实施方式。
[0025]参照图1，示出了根据本公开内容的电力供应/管理系统10的一个实施方式。该示例中的系统10使用四个不同的电力供应源：燃料电池子系统12、电力公用事业电源14(即，AC主电源)、外部发电机子系统16(柴油驱动的或天然气驱动的)和集成电池电力子系统18。电力供应源12、14、16或18可以用于以任何层级顺序为负载20供电。该示例中的电力供应源12、16和18形成公用事业“代理”，意味着当公用事业电源14不可用时，电力供应源12、16和18充当电力公用事业电源14的替代品。将理解，其他公用事业代理例如电力供应源12、16或18的备用系统可以并入到系统10中。并且虽然已经示出了燃料电池子系统、外本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种适于与至少一个公用事业代理电源一起使用以在AC主电源不能用于向负载提供电力时帮助控制对所述负载进行供电的电力供应管理系统，所述系统包括：形成不间断电力供应的电力转换器，所述电力转换器包括被配置成控制所述电力转换器的操作的控制器；与所述电力转换器通信的补充电池子系统，所述补充电池子系统用于向所述电力转换器供应DC电力；并且所述控制器还被配置成：监测从所述公用事业代理至所述负载的电力的施加，并且在需要时使用由所述补充电池子系统供应的DC电力来补充由所述电力转换器生成的电力，从而辅助与由所述公用事业代理提供的电力一起为所述负载供电。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述补充电池子系统包括至少一个锂离子电池单元。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述补充电池子系统包括锂离子电池单元组。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述至少一个锂离子电池单元经由专用电力总线耦接至所述电力转换器。5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述锂离子电池单元组经由专用电力总线耦接至所述电力转换器。6.根据权利要求2所述的系统，还包括多个独立可控的断路器，所述多个独立可控的断路器用于选择性地将多个可用的公用事业代理源或所述AC主电源中的至少一个耦接至所述电力转换器。7.根据权利要求2所述的系统，还包括代表附加的不间断电源的附加的电力转换器，所述附加的电力转换器与所述补充电池子系统和所述电力转换器两者通信，所述附加的电力转换器也用于辅助向所述负载提供电力。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电力转换器被配置成：当可从所述公用事业代理或所述AC主电源中的至少一个获得超出为所述负载供电所需的电力的多余电力时，对所述补充电池子系统进行再充电。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述补充电池子系统被配置成保持在部分充电状态下，并且还被配置成吸收由所述公用事业代理产生的不是为所述负载供电所需的周期性水平的多余电力。10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电力转换器的控制器被配置成：在所述公用事业代理正在生成超出为所述负载供电所需的电力的多余电力时，命令将补充负载连接至所述负载。11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电力转换器的控制器被配置成实现软加载特征，以在所述电力转换器还向所述负载施加电力的同时将从所述公用事业代理接收的电力逐渐施加至所述负载。12.根据权利要求1所述的系统，还包括编排控制器，所述编排控制器与所述电力转换器的控制器和所述公用事业代理的控制器通信，并且所述编排控制器被配置成监控所述电力转换器的控制器的操作。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述编排控制器包括编排软件模块，所述编排软件模块具有用于执行层级电源使用方案以帮助控制对所述公用事业代理以及能用于向
所述负载提供电力的至少一个附加的公用事业代理的使用的子模块。14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述编排控制器包括具有需求管理子模块的编排软件模块，所述需求管理子模块被配置成执行以下中的至少一者：对从电力公用事业设...
【专利技术属性】
技术研发人员：彼得，
申请(专利权)人：维谛公司，
类型：发明
国别省市：
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