(57)【要約】      （修正有）【課題】主電源又は発電機と各無停電電源システムの入力ゲートとの間に、能動スイッチなどの能動部品を必要とせず、無停電電源システムによって電力を供給される付加的な負荷に比例して拡張できる電力の供給及びバックアップのためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】電源バックアップシステムは、並列に負荷を駆動する第１の無停電電源装置及び第２の無停電電源装置を含む。第１の無停電電源装置及び第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ている。この２つの独立した電源と第１の無停電電源装置及び第２の無停電電源装置の間には能動部品が存在しない。【選択図】図１
2018130019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ている、電力バックアップシステム。
【請求項２】
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前記少なくとも２つの電源に直接接続されている、請求項１に記載の電力バックアップシステム。
【請求項３】
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。
【請求項４】
前記第１、第２、第３、及び第４の無停電電源装置のうちの少なくとも２つは、間に能動部品のない前記直接接続によって前記少なくとも２つの電源に電気的に直接接続されている、請求項２に記載の電力バックアップシステム。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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５に記載の電力バックアップシステム。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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前記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１に記載の電力バックアップシステム。
【請求項１１】
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、請求項１０に記載の電力バックアップシステム。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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との間には能動部品が存在せず、
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する、
無停電電源システム。
【請求項１４】
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）を少なくとも２つの独立した電源に直接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る工程と、
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、
を含む方法。
【請求項１５】
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１４記載の方法。
【請求項１６】
前記結合する工程が、前記少なくとも２つのＵＰＳと前記少なくとも２つの独立した電源との間に能動部品が存在ない結合を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
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１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、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
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１４に記載の方法。
【請求項１９】
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１４に記載の方法。
【請求項２０】
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つに直接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１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的には電力供給システム及びバックアップシステムに関し、特に無停電電源システムに関する。
【０００２】
従来の無停電電源システムは、主電源又は発電機と各無停電電源システムの入力ゲートとの間に、例えば能動スイッチなどの能動部品を必要とする。このような能動スイッチ又は能動部品は高価であり、システム毎に予め決定されている必要があり、また無停電電源システムによって電力を供給される付加的な負荷に比例して拡張することができない。能動部品が故障した場合、電源システムはオフラインで修理する必要があり、電源システムのダウンタイムが発生する。さらに、各々の出力で同期した電力を用いる複数の負荷を駆動するために、能動部品は、無停電電源システムの各入力に供給される電力の同期を必要とする。これらの能動部品は公共電力からの入力供給装置の同期をも必要とする場合があり、これにより高コスト、高損失（低能率）、及び更なる不具合が生じる。
【０００３】
本発明は従来の無停電電源システムの改良を提供する。
【発明の概要】
【０００４】
特に、本発明は電源バックアップシステムの実施形態を提供する。電源バックアップシステムは、並列に負荷を駆動する第１の無停電電源装置及び第２の無停電電源装置を含む。第１の無停電電源装置及び第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ている。
【０００５】
一実施形態において、無停電電源システムが提供される。この無停電電源システムは、第１の無停電電源装置（ＵＰＳ）、第１のＵＰＳに電気的に並列に接続された第２のＵＰＳ、第３のＵＰＳ、及び第３のＵＰＳに電気的に並列に接続された第４のＵＰＳを含む。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つの入力ゲートを含み、この２つの独立した電源と第１、第２、第３、及び第４のＵＰＳとの間には能動部品が存在しない。このようにして、第１、第２、第３、及び第４のＵＰＳは無停電電力を負荷に供給する。
【０００６】
別の実施形態において、電力バックアップを提供する方法が提供される。この方法は、少なくとも２つの無停電電源装置（ＵＰＳ）を少なくとも２つの独立した電源に直接結合し、これら少なくとも２つの無停電電源装置の各々が、これら少なくとも２つの独立した電源から電力を受けるようにする工程を含む。この方法は、少なくとも２つのＵＰＳから、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を含み、上記の少なくとも２つの独立した電源のうちの一方が故障した場合には、他方の電源が上記の少なくとも２つのＵＰＳに対して電力の供給を継続する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態に係る電力バックアップシステムのブロック図を模式的に示す図である。
【０００８】
【図２】一実施形態に係る電力バックアップを提供する方法のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は電力バックアップシステム１００の実施例の模式的なブロック図である。電力バックアップシステム１００は、第１の電源１０２、第２の電源１０４、第１の一対又は一組の無停電電源装置１０６、第２の一対又は一組の無停電電源装置１０８、第１の負荷１１０（１）、第２の負荷１１０（２）、第１の発電機１１４（１）、及び第２の発電機１１４（２）を含む。但し、電力バックアップシステム１００は、より多くの又は少ない構成要素を含み得る。例えば、一実施形態において、電力バックアップシステム１００は、第１の一対の無停電電源装置１０６のみを含み、第２の一対の無停電電源装置１０８を含まず、負荷は１つのみ、又は３つ以上含んでもよい。電力バックアップシステム１００は、第１の電源１０２及び第２の電源１０４を、第１の一対の無停電電源装置１０６及び第２の一対の無停電電源装置１０８に、図１に例示するように電気的に結合する結線Ｃ１−Ｃ８を含む。さらに、第１の電源１０２及び第２の電源１０４は、それぞれ電気的結線Ｃ９及びＣ１０を介して、従来の負荷１１２に電気的に結合されている。一実施形態において、電力バックアップシステム１００は、第１の電源１０２に接続された発電機１１４（１）及び第２の電源１０４に接続された発電機１１４（２）を含む。電源１０２、電源１０４、又はその両方によって提供される電力は、第１の一対の無停電電源装置１０６、第２の一対の無停電電源装置１０８、又はその両方、及び発電機１１４（１）又は１１４（２）、又はその両方によって、一又は複数の負荷を駆動するために使用される。この一又は複数の負荷とは、例えば、負荷１１０（１）及び／又は負荷１１０（２）であって、これらは第１の一対の無停電電源装置１０６及び第２の一対の無停電電源装置１０８のそれぞれの出力端子（図示せず）に結合されている。電力バックアップシステム１００の特徴及び機能は、本明細に記載されるよりも少ない又は多くの構成要素を用いて実現することができる。例えば、結線Ｃ１−Ｃ１０のうちの一又は複数は、例えば回路遮断器又はヒューズなどの受動部品を経由しており、図１の電力バックアップシステム１００に示す部品の詳細な構成は、例示であって限定ではない。また、一又は複数の発電機を結合して例えば１１４とし、２ＭＷ出力の発電機が２つの１ＭＷ容量のスイッチ１０２に電力を供給してもよく、逆に、２つの６００ＫＷ出力の発電機の出力を同期して１つの１ＭＷ容量のスイッチ１０２に電力を供給してもよい。
【００１０】
一実施形態において、電力バックアップシステムは、データセンタなどの建物１１８の内部に配置されてもよい。一実施形態において、電力バックアップシステム１００は建物の外部に配置されてもよい。一実施形態において、電力バックアップシステムの一部が建物１１８の内部に配置され、電力バックアップシステム１００の一部が建物１１８の外部に配置されてもよい。例えば、第１及び第２の電源１０２及び１０４は建物１１８の外部に配置され、第１及び第２の一対の無停電電源装置１０６及び１０８は建物１１８の内部に配置されてもよい。従って、本明細書に記載した様々な実施形態  は、電力バックアップシステム１００の特定の配置に限定されず、また図１に示す構成は例示に過ぎない。
【００１１】
第１の電源１０２は交流（ＡＣ）主電源１０２（１）を含む。ＡＣ主電源１０２（１）自体は、入力が送電網１１６（１）又はその他の発電施設（図示せず）に結合され、出力が変圧器１０２（２）に電気的に結合されていてもよい。変圧器１０２（２）の出力は、電源自動切替スイッチ（ＡＴＳ）１０２（３）に結合されてもよい。ＡＴＳ１０２（３）は、ＡＣ主電源１０２（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。ＡＴＳ１０２（３）の出力は、さらにバス１０２（４）に結合される。バス１０２（４）は、一又は複数の結線（例えば、結線Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７、及びＣ９）に電力を出力する。
【００１２】
同様に、第２の電源１０４は交流（ＡＣ）主電源１０４（１）を含む。ＡＣ主電源１０４（１）自体は、入力が送電網１１６（２）又はその他の発電施設（図示せず）に結合され、出力が変圧器１０４（２）に結合されていてもよい。一実施形態において、ＡＣ主電源１０２（１）及びＡＣ主電源１０４（１）は共に同一の送電網１１６（１）又は１１６
（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。
【００１３】
ＡＣ主電源１０２（１）は、例えば電力会社からの所定の電圧及び周波数（例えば、送電電圧（＞１１５ＫＶ）、中電圧（例えば、３３．４ｋＶ）、４８０Ｖ／６０Ｈｚ、２７７Ｖ／６０Ｈｚ、２４０Ｖ／６０Ｈｚ、１２０Ｖ／６０Ｈｚ、又はその他の値）の交流電力を供給する電源であってもよい。一実施形態において、ＡＣ主電源１０２（１）は公知の特性係数を有する実質的に正弦関数で表される出力電流を提供し、一又は複数の負荷、例えば負荷１１０（１）及び／又は負荷１１０（２）を駆動する。同様に、ＡＣ主電源１０４（１）は、ＡＣ主電源１０２（１）と類似の物理構造及び特性を有する。しかしながら、一実施形態において、ＡＣ主電源１０４（１）はＡＣ主電源１０２（１）における出力に対して非同期の電流又は電力を出力してもよい。「非同期」という用語は、ＡＣ主電源１０２（１）とＡＣ主電源１０４（１）とにおける出力が、互いに実質的に位相が異なる、実質的に周波数が異なる、実質的に振幅が異なる、又はこれらの組合せとなっていることに関連している。例えば、ＡＣ主電源１０２（１）の出力位相が、ＡＣ主電源１０４（１）の出力位相と実質的に異なってもよい。例えば、ＡＣ主電源１０２（１）とＡＣ主電源１０４（１）におけるそれぞれの出力波形の位相が所定の許容誤差の範囲外にある場合、これら２つの位相は非同期と見なされる。別の実施形態において、ＡＣ主電源１０２（１）及びＡＣ主電源１０４（１）から出力された電流又は電力は、同期してもよい。例えば、ＡＣ主電源１０２（１）とＡＣ主電源１０４（１）におけるそれぞれの位相、周波数、振幅、又はそれらの組合せが、互いの所定の許容誤差の範囲内にある場合、これらの出力は「同期している」と見なされる。一実施形態において、ＡＣ主電源１０２（１）及びＡＣ主電源１０４（１）は公共電力の提供者から同期した電力を供給されてもよい。一実施形態において、このような同期は並列板又は配電盤を用いずに実現してもよい。一実施形態において、実用的な目的のため、ＡＣ主電源１０２（１）からの出力はＡＣ主電源１０４（１）からの出力と全く同じである。ＡＣ主電源１０２（１）及びＡＣ主電源１０４（１）のそれぞれの出力の具体的なパラメータ値は、電力バックアップシステム１００が実施されている特定の地理的位置に依存する。上述のように、ＡＣ主電源１０２（１）及びＡＣ主電源１０４（１）は、建物１１９の外部に配置されてもよく、あるいは建物１１８の電力／電気室に配置されてもよい。一実施形態において、ＡＣ主電源１０２（１）及びＡＣ主電源１０４（１）は、直流（ＤＣ）電源で置き換えられてもよい。限定ではなく例として、ＡＣ主電源１０２（１）及びＡＣ主電源１０４（１）は少なくとも１ＭＷの電力を提供してもよい。さらに、ＡＣ主電源１０２（１）及び／又はＡＣ主電源１０４（
１）は、単相、複相、又は三相の電源であってもよい。
【００１４】
一実施形態において、変圧器１０２（２）及び１０４（２）は、それぞれＡＣ主電源１０２（１）及びＡＣ主電源１０４（１）から提供される電圧よりも低い電圧を出力することができるステップダウン変圧器であってもよい。一実施形態において、変圧器１０２（２）及び１０４（２）はそれぞれステップアップ変圧器であってもよい。限定ではなく例として、変圧器１０２（２）及び１０４（２）は、それぞれＭＶの範囲内のある値から４８０Ｖ又は４００Ｖのステップダウン電圧を提供してもよい。変圧器１０２（２）及び１０４（２）は、負荷１１０（１）及び／又は１１０（２）の必要に応じて、電圧を２つ以上のレベルにステップアップ又はステップダウンしてもよい。通常、ＵＰＳ１０６（１）、１０６（２）、１０８（１）、及び／又は１０８（２）、及び／又は負荷１１０（１）及び／又は１１０（２）が必要とする出力範囲は、４８０／４００／２７７／２４０／２２０／２０８／１２０／１１０Ｖなどの標準電圧でもよい。
【００１５】
ＡＴＳ１０２（３）及びＡＴＳ１０４（３）は、それぞれ変圧器１０２（２）及び１０４（２）の出力端子に結合された三相センシングスイッチであってもよい。一実施形態において、ＡＴＳ１０２（３）及びＡＴＳ１０４（３）は、より一般的で安価な単相センシングスイッチであってもよい。さらに、ＡＣ主電源１０２（１）及びＡＣ主電源１０４（１）のうちの一又は複数が故障又は想定を下回る稼動状態である場合には、ＡＴＳ１０２（３）及びＡＴＳ１０４（３）は、それぞれ発電機１１４（１）及び１１４（２）から電力を受けてもよい。例えば、負荷（例えば、負荷１１０（１））を発電機１１４（１）及び１１４（２）に切り替えることに加えて、ＡＴＳ１０２（３）及びＡＴＳ１０４（３）はまた、一次電源（例えば、ＡＣ主電源１０２（１）及び１０４（１））で監視される電圧に基づいて、それぞれ発電機１１４（１）及び１１４（２）に対して起動を命令する。また、ＡＴＳ１０２（３）及びＡＴＳ１０４（３）は、発電機１１４（１）及び１１４（２）が稼動して一時的に電力を提供しているときに、それぞれ発電機１１４（１）及び１１４（２）を公共電力から絶縁する。ＡＴＳ１０２（３）及びＡＴＳ１０４（３）の制御能力は手動のみであるか、又は自動と手動との組合せである。例えば、ＡＴＳ１０２（３）及びＡＴＳ１０４（３）の内部のコントローラ又はプロセッサは、継続的に又は予めプログラムされた時間間隔で、ＡＣ主電源１０２（１）、発電機１１４（１）、ＡＣ主電源１０４（１）、及び／又は発電機１１４（２）のそれぞれに関連する様々な特性係数を監視し、ＡＣ主電源１０２（１）、発電機１１４（１）、ＡＣ主電源１０４（１）、及び／又は発電機１１４（２）のうちの一又は複数を接続／遮断する決定を行って、高い又は許容範囲の特性を有する電力を提供する。同様に、ＡＴＳ１０２（３）及びＡＴＳ１０４（３）は、ＡＣ主電源１０２（１）、発電機１１４（１）、ＡＣ主電源１０４（１）、及び／又は発電機１１４（２）からの出力の電力特定を監視してその中から最適なものを選択する人間のオペレータによって操作されてもよい。さらに、このような監視は、制御室においてリモートで行われてもよい。この場合、ＡＴＳ１０２（３）及びＡＴＳ１０４（３）において算出された電力特性パラメータは、制御室内でコンピュータによって分析及び表示され、人間のオペレータに提供されて意思決定がなされる。一実施形態において、ＡＴＳ１０２（３）及びＡＴＳ１０４（３）は、それらからの出力を調節するために、プロセッサ及びメモリを用いて実施されるロジックコントローラを有してもよい。そのような調節には、出力の前にＡＴＳ１０２（３）及びＡＴＳ１０４（３）への入力に対して行われるノイズフィルタリング、スムージング、歪み低減、及びアナログ又はデジタル信号処理を含むが、これらには限定されない。
【００１６】
発電機１１４（１）及び１１４（２）は、例えば、最小定格が１ＭＷの発電機でもよい。但し、発電機１１４（１）及び１１４（２）の詳細な定格は、負荷１１０（１）及び／又は負荷１１０（２）によって使用される電流に依存する。例として、発電機１１４（１）及び１１４（２）は、負荷１１０（１）及び１１０（２）の安全な動作のための信頼性
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。
【００１７】
図１に示す通り、ＡＴＳ１０２（３）及びＡＴＳ１０４（３）からの出力電力は、それぞれバス１０２（４）及び１０４（４）を介して結線Ｃ１−Ｃ１０に提供される。一実施形態において、バス１０２（４）及び１０４（４）は銅製のバスであり、受動装置であるが、通常の技能を有する当業者に知られる他の種類のバスを用いてもよい。１０本の出力結線Ｃ１−Ｃ１０のみが示されているが、本開示に接した通常の技能を有する当業者によって予想されるように、バス１０２（４）及び１０４（４）からの出力結線の数は、ＡＣ主電源１０２（１）及びＡＣ主電源１０４（１）からの出力電力が用いられる特定の用途に従って、増減し得る。例えば、一実施形態において、バス１０２（４）からの結線Ｃ１及びＣ３、及びバス１０４（４）からの結線Ｃ２及びＣ４は、第１の一対の無停電電源装置１０６に接続され、それらに電力を提供する。同様に、バス１０２（４）からの結線Ｃ５及びＣ７、及びバス１０４（４）からの結線Ｃ６及びＣ８は、第２の一対の無停電電源装置１０８に接続され、それらに電力を提供する。
【００１８】
結線Ｃ１−Ｃ１０は物理結線であり、例えば、適切な標準定格を有し、ＡＣ主電源１０２（１）、発電機１１４（１）、ＡＣ主電源１０４（１）、及び／又は発電機１１４（２）によって提供される電力を処理する電力ケーブルである。結線Ｃ１−Ｃ１０は、ＡＣ主電源１０２（１）、発電機１１４（１）、ＡＣ主電源１０４（１）、及び／又は発電機１１４（２）、及び第１の一対のＵＰＳ１０６、第２の一対のＵＰＳ１０８、及び従来の負荷１１２の間の直接接続であるか、又はそれを形成する。但し、一実施形態において、結線Ｃ１−Ｃ１０は、誘電性のチョークコイル、回路ブレーカ、及び／又はヒューズなどの受動部品を介して物理的に配線されてもよい。一実施形態において、結線Ｃ１−Ｃ１０は銅製であるが、銅アルミニウム合金材料など、如何なる電力等級の材料も結線Ｃ１−Ｃ１０に用いることができる。
【００１９】
一実施形態において、第１の一対の無停電電源装置１０６は第１の無停電電源装置（ＵＰＳ）１０６（１）及び第２のＵＰＳ１０６（２）を含む。ＵＰＳ１０６（１）及び１０６（２）の各々は、交流（ＡＣ）を直流に整流して負荷１１０（１）を駆動するように構成されてもよい。一実施形態において、負荷１１０（１）が交流負荷であるとき、この整流処理は実行されない。一実施形態において、ＵＰＳ１０６（１）への入力電流は結線Ｃ１及びＣ２を介して第１の電源１０２及び第２の電源１０４にそれぞれ提供される。同様に、ＵＰＳ１０６（２）への入力電流は結線Ｃ３及びＣ４を介して第１の電源１０２及び第２の電源１０４にそれぞれ提供される。ＵＰＳ１０６（１）及び１０６（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Ｃ１及びＣ２を介して提供されるＵＰＳ１０６（１）への入力電流と、結線Ｃ３及びＣ４を介して提供されるＵＰＳ１０６（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、ＵＰＳ１０６（１）及びＵＰＳ１０６（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（１）を駆動する。なお、２つのＵＰＳ１０６（１）及び１０６（２）が図示されているが、第１の一対の無停電電源装置１０６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。
【００２０】
一実施形態において、第１のＵＰＳ１０６（１）はその第１の入力ゲートにおいて第１の一次フィード１０６（１１）を有し、第２の入力ゲートにおいて第１の保守作業時バイパスフィード１０６（１２）を有する。第１の一次フィード１０６（１１）は結線Ｃ１によってバス１０２（４）に直接結合され、ＵＰＳ１０６（１）の第１の入力ゲート／端子において第１の電源１０２（例えば、ＡＣ主電源１０２（１）又は発電機１１４（１））からのＡＣ電流又は電力を受ける。第１の保守作業時バイパスフィード１０６（１２）は結線Ｃ２によってバス１０４（４）に直接結合され、ＵＰＳ１０６（１）の第２の入力ゲート／端子において第２の電源１０４（例えば、ＡＣ主電源１０４（１）又は発電機１１４（２））からのＡＣ電流又は電力を受ける。本明細書で用いられるように、「直接」という語は記述される構成要素間の直接接続に関連し、中間に能動素子（例えば、能動スイッチ、配電盤など）が存在しないことを示す。例えば、上述のように、結線Ｃ１は第１の一次フィード１０６（１１）及びバス１０２（４）の間の接続であるか、又はそれを形成する。一実施形態において、このような直接接続は間に受動部品（例えば、ヒューズ、回路ブレーカ、ブレーカパネルなど）を含み、第１の電源１０２及び第２の電源１０４のそれぞれのバス１０２（４）とバス１０４（４）との間を切り替える実質的な能動部品を含まない。
【００２１】
一実施形態において、第２のＵＰＳ１０６（２）はその第１の入力ゲートにおいて第２の一次フィード１０６（２１）を有し、第２の入力ゲートにおいて第２の保守作業時バイパスフィード１０６（２２）を有する。第２の一次フィード１０６（２１）は結線Ｃ４によってバス１０４（４）に直接結合され、ＵＰＳ１０６（２）の第１の入力ゲート／端子において第２の電源１０４（例えば、ＡＣ主電源１０４（１）又は発電機１１４（２））からのＡＣ電流又は電力を受ける。第２の保守作業時バイパスフィード１０６（２２）は結線Ｃ３によってバス１０２（４）に直接結合され、ＵＰＳ１０６（２）の第２の入力ゲート／端子において第１の電源１０２（例えば、ＡＣ主電源１０２（１）又は発電機１１４（１））からのＡＣ電流又は電力を受ける。なお、図１に示す結線の構成において、第１の一次フィード１０６（１１）及び第２の一次フィード１０６（２１）は共に異なる電源、すなわち、第１の電源１０２及び第２の電源１０４にそれぞれ直接接続されている。同様に、第１の保守作業時バイパスフィード１０６（１２）及び第２の保守作業時バイパスフィード１０６（２２）は共に異なる電源、すなわち、第２の電源１０４及び第１の電源１０２にそれぞれ直接接続されている。一実施形態において、このような直接接続は間に受動部品（例えば、ヒューズ、回路ブレーカ、ブレーカパネルなど）を含み、第１の電源１０２及び第２の電源１０４のそれぞれのバス１０２（４）とバス１０４（４）との間を切り替える実質的な能動部品を含まない。第２のＵＰＳ１０６（２）の出力は、標準的なインピーダンス整合回路（図示せず）を介して負荷１１０（１）に接続され、第１のＵＰＳ１０６（１）からの出力と並列に負荷１１０（１）を駆動する。一実施形態において、第１のＵＰＳ１０６（１）及び第２のＵＰＳ１０６（２）からのこれらの出力は同期している（例えば、デジタル方式で同期している）。
【００２２】
一実施形態において、第２の一対の無停電電源装置１０８は第３のＵＰＳ１０８（１）及び第４のＵＰＳ１０８（２）を含む。ＵＰＳ１０８（１）及び１０８（２）の各々は、交流を直流に整流して負荷１１０（２）を駆動するように構成されてもよい。一実施形態において、負荷１１０（２）が交流負荷であるとき、この整流処理は実行されない。一実施形態において、ＵＰＳ１０８（１）への入力電流は結線Ｃ５及びＣ６を介して第１の電源１０２及び第２の電源１０４にそれぞれ提供される。同様に、ＵＰＳ１０８（２）への入力電流は結線Ｃ７及びＣ８を介して第１の電源１０２及び第２の電源１０４にそれぞれ
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。
【００２３】
一実施形態において、第３のＵＰＳ１０８（１）はその第１の入力ゲートにおいて第３の一次フィード１０８（１１）を有し、第２の入力ゲートにおいて第３の保守作業時バイパスフィード１０８（１２）を有する。第３の一次フィード１０８（１１）は結線Ｃ５によってバス１０２（４）に直接結合され、第３のＵＰＳ１０８（１）の第１の入力ゲート／端子において第１の電源１０２（例えば、ＡＣ主電源１０２（１）又は発電機１１４（１））からのＡＣ電流又は電力を受ける。第３の保守作業時バイパスフィード１０８（１２）は結線Ｃ６によってバス１０４（４）に直接結合され、第３のＵＰＳ１０８（１）の第２の入力ゲート／端子において第２の電源１０４（例えば、ＡＣ主電源１０４（１）又は発電機１１４（２））からのＡＣ電流又は電力を受ける。一実施形態において、このような直接接続は間に受動部品（例えば、ヒューズ、回路ブレーカ、ブレーカパネルなど）を含み、第１の電源１０２及び第２の電源１０４のそれぞれのバス１０２（４）とバス１０４（４）との間を切り替える実質的な能動部品を含まない。
【００２４】
一実施形態において、第４のＵＰＳ１０８（２）はその第１の入力ゲートにおいて第４の一次フィード１０８（２１）を有し、第２の入力ゲートにおいて第４の保守作業時バイパスフィード１０８（２２）を有する。第４の一次フィード１０８（２１）は結線Ｃ８によってバス１０４（４）に直接結合され、第４のＵＰＳ１０８（２）の第１の入力ゲート／端子において第２の電源１０４（例えば、ＡＣ主電源１０４（１）又は発電機１１４（２））からのＡＣ電流又は電力を受ける。第４の保守作業時バイパスフィード１０８（２２）は結線Ｃ７によってバス１０２（４）に直接結合され、第４のＵＰＳ１０８（２）の第２の入力ゲート／端子において第２の電源１０２（例えば、ＡＣ主電源１０２（１）又は発電機１１４（１））からのＡＣ電流又は電力を受ける。なお、図１に示す結線の構成において、第３の一次フィード１０８（１１）及び第４の一次フィード１０８（２１）は共に異なる電源、すなわち、第１の電源１０２及び第２の電源１０４にそれぞれ直接接続されている。同様に、第３の保守作業時バイパスフィード１０８（１２）及び第４の保守作業時バイパスフィード１０８（２２）は共に異なる電源、すなわち、第２の電源１０４及び第１の電源１０２にそれぞれ直接接続されている。一実施形態において、このような直接接続は間に受動部品（例えば、ヒューズ、回路ブレーカ、ブレーカパネルなど）を含み、第１の電源１０２及び第２の電源１０４のそれぞれのバス１０２（４）とバス１０４（４）との間を切り替える実質的な能動部品を含まない。一実施形態において、第３のＵＰＳ１０８（１）及び第４のＵＰＳ１０８（２）からのこれらの出力は同期している（例えば、デジタル方式で同期している）。
【００２５】
「無停電」という用語は、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から負荷１１０（１）及び／又は負荷１１０（２）への実質的に継続的な電気又は電力の供給に関する。さらに、「無停電」という用語は、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。
【００２６】
一実施形態において、従来の負荷１１２は結線Ｃ９によってバス１０２（４）に結合され、結線Ｃ１０によってバス１０４（４）に結合される。従来の負荷１１２は、建物１１８内に存在する単相装置を全般的に示す。従来の負荷１１２は、単一の電力入力にのみ対応した装置であってもよく、出力を同期した第１のＵＰＳ１０６（１）及び第２のＵＰＳ１０８（１）から供給を受けるが、必ずしも４つのＵＰＳ１０６（１）、１０６（２）、１０８（１）、及び１０８（２）のすべてから供給を受けるわけではない。このような負荷の一例は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）の一般的なモニタである。サーバーであれば、全く非同期の負荷を調整できる２つ以上の電源を備えるように設計される場合があるが、消費者向け及びデスクトップ装置は単一の負荷を備えることが多い。この場合、従来の負荷１１２は、単一の入力にのみ対応した建物システム（例えば、冷房装置又はその他の暖房、換気、及び空調装置（ＨＶＡＣ）など）に動力を提供してもよい。これは電力バックアップシステム１００が既存の建物にいかに適用されるかを示しており、保護を必要としない装置に対する改修をほとんど又は全く行わない設計となっている。同様に、第１及び第２の一対のＵＰＳ１０６及び１０８のそれぞれの後段には、ＡＴＳ１０２（３）及び１０４（３）が適用され、ＵＰＳの保護を受ける装置に対してＵＰＳの電力を提供する。従来の負荷１１２は三相センシングスイッチ１１２（１）を含み、第１の電源１０２及び第２の電源１０４からＡＣ電流又は電力を受けてもよい。三相センシングスイッチ１１２（１）は、公共電力間で切り替える給電のためのものであってもよい。第１の電源１０２、第２の電源１０４、又はその両方から受けた検知された電力に基づいて、三相センシングスイッチ１１２（１）は従来の単一給電装置１１２（２）又はその他の負荷を駆動する。ここで、「単一給電」という用語は入力端子を１つのみ有する負荷のことであり、ＵＰＳ１０６（１）、１０６（２）、１０８（１）、及び１０８（２）などの複式給電装置とは対照的である。これらの複式給電装置は、上述のように、一次フィード及び保守作業時バイパスフィードとして構成された少なくとも２つの入力ゲート／端子を有する。一実施形態において、従来の負荷１１２の有無は任意であり、存在しない場合には、電力バックアップシステム１００は結線Ｃ９及びＣ１０を含まない。
【００２７】
一実施形態において、負荷１１０（１）及び１１０（２）はそれぞれデータセンタ内のサーバであってもよく、これらのサーバはさらに、このデータセンタのサービスを受ける個々のコンピュータ（図示せず）に結合されている。負荷１１０（１）及び１１０（２）
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）。
【００２８】
例として、電力バックアップシステム１００は負荷１１０（１）及び１１０（２）のうちの一又は複数に無停電電力を提供するように構成される。一実施形態において、電力バックアップシステム１００は電源（例えば、第１の電源１０２、第２の電源１０４、又はその両方）のうちの一又は複数が故障した場合に継続的な無停電電力を提供する。例えば、図１に示す例示的な実施形態において、電力バックアップシステム１００は、合計で４つの独立した電源、すなわち、ＡＣ主電源１０２（１）、ＡＣ主電源１０４（１）、発電機１１４（１）、及び発電機１１４（２）を備える。但し、その他の実施形態においては、電力バックアップシステム１００は独立した電源をさらに備えてもよい。電源バックアップシステム１００内の結線Ｃ１−Ｃ１０の構成は、これら４つの電源の少なくとも１つが機能している限り、負荷１１０（１）及び１１０（２）がＵＰＳ１０６（１）、１０６（２）、１０８（１）、及び／又は１０８（２）を介して無停電電力の供給を常に受けることができることを保証する。限定ではなく例として、電力バックアップシステム１００の故障の態様を以下に述べる。
【００２９】
電力バックアップシステムの第１の故障の態様において、ＡＣ主電源１０２（１）が故障又は想定を下回る稼動状態となる（例えば、低い特性係数、振幅又は周波数の変化、位相の損失又は「遅れ」、位相不均衡など）。この態様において、ＡＴＳ１０２（３）は異常な状態を検知し、発電機１１４（１）からの電力をバス１０２（４）に向ける。その結果、負荷１１０（１）及び１１０（２）、並びに従来の負荷１１２（存在している場合）は、対応する結線Ｃ１−Ｃ１０を介して電力を受け続ける。同様に、発電機１１４（１）が故障しただけでは、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。ＡＣ主電源１０４（１）又は発電機１１４（２）の一方が故障又は想定を下回る稼動状態となる、このような故障の態様に関する類似の分析が実施されてもよい。例えば、ＡＴＳ１０４（３）はＡＣ主電源１０４（１）において異常な状態を検知し、従って発電機１１４（２）からの電力をバス１０４（４）に向けてもよい。その結果、負荷１１０（１）及び１１０（２）、並びに従来の負荷１１２（存在している場合）は、対応する結線Ｃ１−Ｃ１０を介して電力を受け続ける。同様に、発電機１１４（２）が故障しただけでは、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。
【００３０】
電力バックアップシステム１００の第２の故障の態様において、第１の電源１０２並びに発電機１１４（１）が共に故障する。この態様において、バス１０２（４）からは電流又は電力出力はなく、従って、結線Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７、及びＣ９は電気的に休止状態となる。一実施形態において、手動のスイッチ又は能動部品を介した「逆給電」を用いて、第２の電源１０４又は発電機１１４（２）が故障状態にあったとしても、第２の電源１０４又は発電機１１４（２）からＣ１、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７、及びＣ９に対して電力を提供してもよい。このような逆給電は、例えば電力バックアップシステム１００の故障した構成要素を試験する際に便利である。しかしながら、第１の電源１０２及び発電機１１４（１）が完全に故障していたとしても、負荷１１０（１）及び１１０（２）は第２の電源１０４及び／又は発電機１１４（２）から電力を受ける。例えば、この故障の態様におい
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。
【００３１】
同様に、第２の故障の態様においては、図１に示すように、第３のＵＰＳ１０８（１）の第３の一次フィード１０８（１１）は、結線Ｃ５を介して第１の電源１０２及び発電機１１４（１）からいかなる電力も受けず、第４のＵＰＳ１０８（２）の第４の保守作業時バイパスフィード１０８（２２）は、結線Ｃ７を介して第１の電源１０２からいかなる電力も受けない。しかし、第３のＵＰＳ１０８（１）の第３の保守作業時バイパスフィード１０８（１２）及び第４のＵＰＳ１０８（２）の第４の一次フィード１０８（２１）は、第２の電源１０４又は発電機１１４（２）から電力を受け続け、従って、負荷１１０（２）を駆動することができ、第１の電源１０２及び発電機１１４（１）の故障による障害が発生しない。さらに、第２の故障の態様において、従来の負荷１１２は結線Ｃ１０を介して第２の電源１０４から電力を受ける。
【００３２】
第３の故障の態様において、第２の電源１０４並びに発電機１１４（２）が共に故障する。この態様において、バス１０４（４）からは電流又は電力出力はなく、従って、結線Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、及びＣ１０は電気的に休止状態となる。しかしながら、第２の電源１０４及び発電機１１４（２）が完全に故障していたとしても、負荷１１０（１）及び１１０（２）は第１の電源１０２及び／又は発電機１１４（１）から電力を受ける。例えば、この故障の態様において、ＵＰＳ１０６（２）の第２の一次フィード１０６（２１）は、結線Ｃ４を介して第２の電源１０４及び／又は発電機１１４（２）からいかなる電力も受けない。同様に、ＵＰＳ１０６（１）の第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及び／又は発電機１１４（２）からいかなる電力も受けない。しかしながら、第１の一次フィード１０６（１１）及び第２の保守作業時バイパスフィード１０６（２２）は、それぞれ結線Ｃ１及びＣ３を介して第１の電源１０２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。
【００３３】
同様に、第３の故障の態様においては、図１に示すように、第３のＵＰＳ１０８（１）の第３の保守作業時バイパスフィード１０８（１２）は、結線Ｃ６を介して第２の電源１０４及び発電機１１４（２）からいかなる電力も受けず、第４のＵＰＳ１０８（２）の第４の一次フィード１０８（２１）は、結線Ｃ８を介して第２の電源１０４からいかなる電力も受けない。しかし、第３のＵＰＳ１０８（１）の第３の一次フィード１０８（１１）及び第４のＵＰＳ１０８（２）の第４の保守作業時バイパスフィード１０８（２２）は、第１の電源１０２又は発電機１１４（１）からそれぞれ結線Ｃ５及びＣ７を介して電力を受け続け、従って、負荷１１０（２）を駆動することができ、第２の電源１０４及び発電機１１４（２）の故障による障害が発生しない。さらに、第３の故障の態様において、従来の負荷１１２は結線Ｃ９を介して第１の電源１０２から電力を受ける。
【００３４】
第４の故障の態様において、発電機１１４（１）のみが機能し、ＡＣ主電源１０２（１）、ＡＣ主電源１０４（１）、及び発電機１１４（１）は稼動していない。この故障の態様において、バス１０２（４）は発電機１１４（１）からの電力を各端子に出力するため、結線Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ７、及びＣ９は活動状態となる。その結果、ＡＣ主電源１０
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。
【００３５】
第５の故障の態様において、発電機１１４（２）のみが機能し、ＡＣ主電源１０２（１）、ＡＣ主電源１０４（１）、及び発電機１１４（１）は稼動していない。この故障の態様において、バス１０４（４）は発電機１１４（２）からの電力を各端子に出力するため、結線Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６、Ｃ８、及びＣ１０は活動状態となる。その結果、ＡＣ主電源１０２（１）、ＡＣ主電源１０４（１）、及び発電機１１４（１）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。
【００３６】
なお、上述の故障の態様は例示であって限定を意図したものではない。本開示に接した通常の技能を有する当業者であれば、上述の故障の態様の一又は複数の組合せである、その他の故障の態様を予測することができる。例えば、一対のＵＰＳのうちの一方のＵＰＳが故障又は想定を下回る稼動状態となった場合でも、当該一対のＵＰＳのうちの他方のＵＰＳは負荷に電力を供給し続ける。
【００３７】
一実施形態において、第１の一対のＵＰＳ１０６及び第２の一対のＵＰＳ１０８のうちの一方のみが、負荷（例えば、負荷１１０（１））に電力を供給するために提供されてもよい。上述の故障の態様又はそれらの組合せは、この場合も適用可能であり、負荷に対する無停電電力は一対のＵＰＳのみでも実現できる。例えば、異なる故障の態様であっても、ＵＰＳ１０６（１）及び１０６（２）は、ＡＣ主電源１０２（１）、ＡＣ主電源１０４（１）、発電機１１４（１）、及び発電機１１４（１）のうちの少なくとも１つから電力を受け続ける。さらに、一実施形態において、いずれかのＵＰＳの一次フィードが電力を受けていない場合に、当該ＵＰＳは当初はその中に備えるバッテリに依存して負荷（例えば、負荷１１０（１））に電力を提供し、その後漸次保守作業時バイパスフィードから負荷への電力を伝送する。このような漸次の伝送は、プロセッサ及びメモリを有し、当該プロセッサとメモリとがＵＰＳ内の内部バスによって互いに結合されたコントローラ（図示せず）によって制御されてもよい。
【００３８】
一実施形態において、追加のＵＰＳが提供されてもよい。例えば、第３の一対又は一組のＵＰＳ（図示せず）が提供されてもよく、これら第３の一対のＵＰＳのそれぞれの一次フィードは異なる独立した電源に接続され、また同様に、これらの第３の一対のＵＰＳのそれぞれの保守作業時バイパスフィードは異なる独立した電源に接続されてもよい。すなわち、第３の一対のＵＰＳのうちの一方のＵＰＳの一次フィードは、他方のＵＰＳの保守作業時バイパスフィードと電源（例えば、電源１０２又は発電機１１４（１））を共有してもよい。同様に、第３の一対のＵＰＳのうちの第１のＵＰＳの保守作業時バイパスフィードは、第３の一対のＵＰＳのうちの第２のＵＰＳの一次フィードと共通の電源を共有してもよい。その結果、上述の故障の態様の分析は、上述の結線のように、ＵＰＳの対又は組がいくつの場合にも拡大することができる。
【００３９】
図２は、例えば電力バックアップシステム１００を用いて電力バックアップを提供する方法２００のフローチャートを示す。
【００４０】
方法２００は、最初に処理２０２において、第１のＵＰＳ（例えば、第１のＵＰＳ１０６（１））の一次フィードが第１の電源（例えば、ＡＣ主電源１０２（１）及び／又は発電機１１４（１））に直接結合され、保守作業時バイパスフィードが第２の電源（例えば
、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。
【００４１】
処理２０４において、第２のＵＰＳ（例えば、第２のＵＰＳ１０６（１））の一次フィードが第２の電源（例えば、ＡＣ主電源１０４（１）及び／又は発電機１１４（２））に直接結合され、保守作業時バイパスフィードが第１の電源（例えば、ＡＣ主電源１０２（１）及び／又は発電機１１４（２））に直接結合される。この結合においては、第２のＵＰＳの一次フィードが、第１のＵＰＳの一次フィードが結合されている電源とは異なる電源に結合される。同様に、この結合においては、第２のＵＰＳの保守作業時フィードが、第１のＵＰＳの保守作業時フィードが結合されている電源とは異なる電源に結合される。
【００４２】
処理２０６において、第１及び第２のＵＰＳは、第１及び第２のＵＰＳのそれぞれの出力ゲートに並列に接続された一又は複数の負荷に対して無停電電源を提供する。このように一又は複数の負荷に対して電力を提供する際には、電源の１つが故障しても第１及び第２のＵＰＳの出力には影響しないようになっている。一実施形態において、２つのＵＰＳからの出力はデジタル方式で同期し、一又は複数の負荷を駆動する。
【００４３】
なお、上述の処理２０２−２０６の特定の順番は例示であって限定を意図としたものではない。例えば、ある処理が別の処理の前、又はそれと並行して実行されてもよい。さらに、方法２００の範囲を逸脱しない限り、２以上の処理を１つの処理に結合してもよい。これに代えて、又はこれに加えて、所要の特徴及び機能によっては、一又は複数の処理の有無は任意である。例えば、必要に応じて追加のＵＰＳ（例えば、第２の一対のＵＰＳ１０８）を、図１に例示した処理２０２及び２０４おける第１及び第２のＵＰＳの場合と同様に、独立した電源に結合してもよい。
【００４４】
限定ではなく例として、本明細書に記載された様々な実施形態においては、第１の電源１０２及び第２の電源１０４が同期しているか同期していないかに関わらず、同期した電力を一又は複数の負荷、例えば、データセンタ内のサーバに提供するという利点がある。本明細書に記載された実施形態は、実質的に９９％のエネルギー効率を以って電力の伝達機構に一点の障害もなく無停電電力を提供する。一実施形態において、第１の電源１０２、第２の電源１０４、発電機１１４（１）及び１１４（２）、及び第１及び第２の一対のＵＰＳ１０６及び１０８の間には、電動式断線部又は制御盤を用いない。但し、第１のＵＰＳ１０６（１）、第２のＵＰＳ１０６（２）、第３のＵＰＳ１０８（１）、及び／又は第４のＵＰＳ１０８（２）には個別に静的切替スイッチを組み込んでもよい。同様に、一実施形態において、第１及び第２の一対のＵＰＳ１０６及び１０８に電源を提供する際の第１の電源１０２及び第２の電源１０４の間の切り替えは、非接触で行われてもよい。本明細書に記載した様々な実施形態のさらに別の例示的な利点は、能動スイッチの実装と比較して部品コストが最大７０％低減されることである。さらに、例えば緊急時に第１のＡＣ主電源１０２（１）と発電機１１４（１）、及び／又は第２のＡＣ主電源１０４（１）と発電機１１４（２）の間で同期が失われても、下流の負荷には影響しない。電力バックアップシステム１００は電源及びＵＰＳを比例的に追加して拡大することが可能であり、その際、拡大が必要な中央制御型の構成要素に伴う複雑なコストは発生しない。さらに、一実施形態において、構成要素間の導線の長さが有意に短縮されて抵抗負荷が低減され、さらに効率が高まる。これらは、受動部品の使用を増やすことで部分的に増進される。
【００４５】
一実施形態において、電力の伝達機構の組合せを用いて、第１のＵＰＳ１０６（１）、第２のＵＰＳ１０６（２）、第３のＵＰＳ１０８（１）、及び／又は第４のＵＰＳ１０８（２）から電力を出力してもよい。例えば、第１のＵＰＳ１０６（１）及び第２のＵＰＳ
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。
【００４６】
本開示の上述の実施形態及び態様は限定を意図したものではなく、発明の概念の機能的及び構造的原理を例示するために提示及び記載されたものであって、以下の請求項の趣旨と範囲を逸脱しない様々な改変を包含することを意図している。
【図１】
2018130019.tif 000003
【図２】
2018130019.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月6日(2018.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ている、電力バックアップシステム。
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月27日(2018.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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る、
電力バックアップシステム。
【請求項２】
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
。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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、請求項９に記載の電力バックアップシステム。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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る、無停電電源システム。
【請求項１２】
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る、方法。
【請求項１３】
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１３記載の
方法。
【請求項１４】
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、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
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１３に記載の方法。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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１３に記載の方法。
【外国語明細書】
2018130019000001.pdf