[發明專利]利用互連電力路由單元的不間斷電源系統和方法

在審

• 申請號: 201780034218.0
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN110024258A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: G·A·納瓦羅;V·E·韋爾德;G·曼迪克
• 申請（專利權）人: 伊頓智能動力有限公司
• 主分類號: H02J9/00
• 分類號: H02J9/00;H02J9/06
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

一種系統包含多個電力路由單元。所述電力路由單元中的每一個包含第一AC端口、第二AC端口，以及配置為使所述第一AC端口和所述第二AC端口耦接和分離的靜態開關。所述電力路由單元中的每一個進一步包含DC端口和耦接在所述第二AC端口和所述DC端口之間的雙向轉換器電路。所述電力路由單元的所述DC端口共同耦接至DC總線，并且所述系統進一步包含控制電路，所述控制電路配置為控制所述電力路由單元以經由所述DC總線在至少兩個所述電力路由單元之間提供電力傳輸。

背景技術

本發明主題涉及配電系統和方法，并且更具體地，涉及不間斷電源(UPS)系統和方法。

UPS系統通常在例如數據中心、醫療中心和工業設施的設備處使用。可以在此類設備處使用UPS系統來提供備用電源，以在主要公共設施電源故障的情況下維持運行。這些UPS系統通常具有“聯機”配置，其包含通過DC(DC)鏈路耦接的整流器和逆變器，所述DC鏈路還耦接至輔助電源，例如蓄電池、燃料電池或其他能量存儲裝置。其他UPS系統可以使用待機的在線互動式架構或其他架構。

UPS系統可以利用模塊化組件來實現。例如，UPS系統可以包含多個UPS模塊，每個UPS模塊可以包含例如整流器、逆變器以及用于接口連接至蓄電池的DC/DC轉換器。UPS模塊可以連同控制和接口電路，例如旁通開關等，一起安裝在公共機架中。UPS模塊可以設計成并行地運行以提供可擴展的功率容量，例如，模塊可以共同耦接至AC源、DC源(例如，蓄電池)和/或負載。此類模塊化UPS組件的一個實例為Power XPert 9395UPS(http://powerquality.eaton.com上進行了描述)，其可以配置為包含兩個或更多個不間斷電力模塊(UPM)，每個UPM包含雙轉換UPS電路，所述雙轉換UPS電路包含整流器、逆變器以及耦接至公共DC總線的蓄電池轉換器。2013年7月8日提交的標題為《利用可變配置模塊的UPS系統和方法(UPS Systems and Methods Using Variable Configuration Modules)》的美國專利申請序列第13/936,741號(代理人案號：9060-321)中描述了其他模塊化UPS架構，并且其通過引用并入本文。

發明內容

本發明主題的一些實施例提供了一種包含多個電力路由單元的系統。電力路由單元中的每一個包含第一AC端口、第二AC端口，以及配置為使第一AC端口和第二AC端口耦接和分離的靜態開關。電力路由單元中的每一個進一步包含DC端口和耦接在第二AC端口和DC端口之間的雙向轉換器電路。電力路由單元的DC端口共同耦接至DC總線，并且系統進一步包含控制電路，所述控制電路配置為控制電力路由單元以經由DC總線在至少兩個電力路由單元之間提供電力傳輸。

在一些實施例中，第一電力路由單元的第一AC端口可以耦接至第一AC電源，并且第二電力路由單元的第一AC端口可以耦接至第二AC電源。控制電路可以配置為：響應于第一AC電源的故障和/或第一電力路由單元的靜態開關的故障，促使第二電力路由單元經由DC總線向第一電力路由單元提供電力。

在其他實施例中，第一電力路由單元的第二AC端口可以耦接至第一負載，并且第二電力路由單元的第二AC端口可以耦接至第二負載。第二電力路由單元可以配置為：從第二AC電源經由第二電力路由單元的靜態開關和轉換器電路、DC總線以及第一電力路由單元的轉換器電路，向第一負載提供電力。

在一些實施例中，控制電路可以配置為控制電力路由單元以從第二電力路由單元和第三電力路由單元經由DC總線，向第一電力路由單元提供電力。控制電路可以配置為操作第二電力路由單元以調節DC總線上的電壓，以及操作作為經調節的電流源的第三電力路由單元以向第一電力路由單元提供電力。第一、第二以及第三電力路由單元的第二AC端口可以共同耦接至AC電源，并且第一、第二以及第三電力路由單元的第一AC端口可以耦接至相應第一、第二以及第三負載。