整合式供电系统的制作方法

本发明是有关一种整合式供电系统，尤指一种应用于对住家大楼和/或电动车供电的整合式供电系统。

背景技术：

对于现有的供电系统而言，住家大楼中的家庭墙上插座的交流电源主要是从电网经由输电和配电至家庭用户所提供，例如60赫兹的单相三线(1p3w)240伏特的交流电压，可作为空调或其他电器的供电之用。然而直至目前为止，家庭用电尚未有墙上插座直接输出直流电源提供家庭电器使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种整合式供电系统，解决家庭用电无法兼具从墙上插座输出交流电源与直流电源的问题。

为达成前揭目的，本发明所提出的整合式供电系统，其包含电网电源、至少一再生能源电源、可充电电池组、直流总线、双向交流对直流转换器、至少一第一直流对直流转换器、双向直流对直流转换器以及控制器。双向交流对直流转换器耦接电网电源与直流总线。至少一第一直流对直流转换器耦接至少一再生能源电源与直流总线。双向直流对直流转换器耦接可充电电池组与直流总线。控制器控制馈入直流总线的直流电源与从直流总线抽离的直流电源，以维持直流总线的总线电压固定为系统电压。

藉由所提出的整合式供电系统，能够在家庭用电的墙上插座兼具输出交流电源与直流电源，以提高用电需求的方便性与灵活性。

为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1：为本发明整合式供电系统应用于对住家大楼和电动车供电的系统架构示意图。

图2：为交流主电源与交流配电盘的电路方块图。

图3：为微电网系统的电路方块图。

图4：为聚线盒与电池机柜的电路方块图。

图5：为本发明微电网系统的硬件架构的第一实施例的方块示意图。

图6a：为本发明微电网系统的硬件架构的第一实施例的立体外观图。

图6b：为本发明微电网系统的硬件架构的第一实施例的立体透视图。

图6c：为本发明微电网系统的硬件架构的第一实施例的另一立体透视图。

图6d：为本发明微电网系统的硬件架构的第一实施例的再另一立体透视图。

图7：为本发明微电网系统的硬件架构的第二实施例的示意方块图。

图8a：为本发明微电网系统的硬件架构的第二实施例的立体外观图。

图8b：为本发明微电网系统的硬件架构的第二实施例的立体透视图。

图8c：为本发明微电网系统的硬件架构的第二实施例的另一立体透视图。

图8d：为本发明微电网系统的硬件架构的第二实施例的再另一立体透视图。

图9a：为本发明微电网系统应用至三相交流变压器的电路图。

图9b：为本发明微电网系统应用至单相交流变压器的电路图。

其中，附图标记为：

10微电网系统

11直流总线

12控制器

101电网转换器

102总线转换器

103电池转换器

104太阳能源转换器

105风力能源转换器

106地热能源转换器

21电网电源

22交流断路器

23交流变压器

24交流配电盘

25全黑启动盒

26功率电表

27聚线盒

28充电盒

29家用能源管理系统

31第三方主机系统

30再生能源电源

40可充电电池组

具体实施方式

兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下。

请参见图1所示，其为本发明整合式供电系统应用于对住家大楼和电动车供电的系统架构示意图。整合式供电系统100包含电网电源(gridpowersource)21、至少一再生能源电源(renewableenergysource)30以及具有多个可充电电池的可充电电池组40。其中电池组设置于如图4所示的电池机柜(机箱)。在本实施例中，至少一再生能源电源30可以是太阳能源(solarenergysource)、风力能源(windenergysource)、地热能源(geothermalenergysource)或是水力能源(hydraulicenergysource)，但不以此为限制。此外，本实施例以具有六层楼、12间住户的住家大楼为例加以说明。再者，若住家大楼的规模，即其楼层数、住户数扩增，则仍可在不改变本发明整合式供电系统100的架构下，通过增加供电规模同样可达到住家大楼的用电需求。

在本发明的实施例中，交流市电电源主要包含图2所示的电网电源21、交流断路器22以及交流变压器23，具体的架构可配合图2所示。交流断路器22由一触发信号(trippingsignal)控制，以控制从电网电源21产生的电力是否被传送交流配电盘24(如图2所示)。交流变压器23用于转换交流电源的电压准位，并将变换后的交流电源传输至交流配电盘24或者微电网系统(nanogridsystem)10。再者，交流变压器23可以是三角形-星形(delta-to-wye)配置，用于将三相三线(3p3w)的交流电源转换成三相四线(3p4w)或者单相双线(1p2w)的交流电源。交流变压器23的详细描述将于后文中配合参照图9a与图9b进行。

如图2所示，整合式供电系统100进一步提供全黑启动(blackstart)机制的全黑启动盒25(blackstartbox)，一旦电网电源21故障或失效而无法供电时，全黑启动盒25将投入运行，即全黑启动盒25扮演电力重新启动的重要角色，以实现整合式供电系统100的全黑启动。交流配电盘24提供多个输入端和输出端，该些输入端主要用于接收来自交流电网侧的交流变压器23所输出的不同电压的交流电源，并且该些输出端连接不同的转换器、负载、电动车(electricvehicle,ev)充电器(站)、全黑启动盒25…等等。

对于现有的供电系统而言，住家大楼中的家庭中墙上插座的交流电源主要是从电网经由输电和配电至家庭用户所提供，例如60赫兹的单相三线(1p3w)240伏特的交流电压，可作为空调或其他电器的供电之用。然而直至目前为止，家庭用电尚未有墙上插座直接输出的直流电源提供家庭电器使用。因此，本发明的整合式供电系统100实现同时能够通过家庭中墙上插座提供交流电源与直流电源供家用负载，例如交流电器、直流电器(例如led照明灯具装置)使用。具体地，在本发明的整合式供电系统100中，可以从每个家庭的墙上插座提供安全的直流电压，例如墙上插座可直接提供符合安规标准要求的60伏特以下的安全直流电压。

通常，由于再生能源电源30的产生不是非常稳定，特别是太阳能、风能、地热能和水力能受到气候因素影响很大。因此，再生能源电源30要在紧急情况下作为备用电源使用，通常需要加强与改善其固有的间歇性(intermittency)与不可预测性(unpredictability)的发电特性。

在本发明的实施例中，每个住家大楼可只配置一个微电网系统(nanogridsystem)10，而此微电网系统10通常安装在住家大楼的配电室(distributionroom)或变电室(substation)内。此外，从微电网系统10所输出的交流电源则输送到每个住户的配电盘，用以对住户的交流负载供电。微电网系统10的详细电路方块图可配合图3所示，并且其详细说明如后。

如图1所示，电网转换器101，例如50千瓦的双向交流对直流转换器，用以转换从设置于住家大楼外部的交流配电盘24所输送的交流电源为直流电源。再者，所述直流电源被馈入微电网系统10的直流总线(或称直流母线)11，在一实施例中，然不以此为限制，此直流总线11的总线电压为800伏特直流电压。值得一提，本发明所记载电源转换器的瓦特数值、电压值及其他电气参数值仅为清楚说明之用，非用来对本发明加以限制，合先叙明。

在一实施例中，通过设置于微电网系统10的总线转换器102，例如10千瓦的直流对直流转换器，将总线电压从800伏特转换(降压)为60伏特的直流电压。再者，转换后的60伏特直流电压可被传送到住家大楼内的每个用户，因此60伏特的直流电压可以直接从每个用户的墙上插座所输出，以提供安全、符合安规要定的直流电压，以供应直流负载(例如直流电器)所需的电源。具体而言，太阳能源、风力能源、地热能源或者是水力能源…等等的再生能源电源30所产生的直流电源可直接地馈入直流总线11。

如图4所示的聚线盒27(combinerbox)用于将来自多个太阳能板串(solarstring)输出的电力汇聚在一起。在一实施例中，太阳能电池数组由4个太阳能板串以及每个太阳能板串具有25个太阳能板所构成，即此太阳能电池数组共有100个太阳能板。此外，充电电池为双向电力传输的设计，即可以通过电池转换器103，例如50千瓦的双向直流对直流转换器，在直流总线11往充电电池的方向或者充电电池往直流总线11的方向传输电力，而达成双向电力传输。

馈入直流总线11的直流电源可为通过电网转换器101(即50千瓦的双向交流对直流转换器)经由转换电网电源21的交流电源为直流电源所得到，或者通过再生能源电源30所产生的直流电源或者充电电池所产生的直流电源馈入直流总线11。反之，从直流总线11所引出的直流电源可以供应住家大楼用户的直流负载所需以及输出至充电电池提供储能。另外，当用户的直流负载抽载使用时，若无其他的直流电源馈入直流总线11时，则总线电压将逐渐地降低。

在微电网系统10中，进一步提供控制器12，用以控制以达到电力供需的协调，进而确保整合式供电系统100的电力平衡。具体地，从电网所产生且提供给微电网系统10的交流电源基本上稳定和充足的，因此当电网的电源稳定且充足时，足以支配直流总线11的总线电压(例如800伏特)的变动。如图2所示，在本实施例中，从电网所产生的电源大小可通过仪表所测量，所述仪表可为智能的功率电表26(powermeter)，其所测量所得的电源信息，可通过例如rs485通讯线传送至微电网系统10。

在电网电源21能够提供稳定和充足的电源的情况下，再生能源电源30与充电电池所产生的直流电源馈入直流总线11或者充电电池从直流总线11抽离的直流电源对于直流总线11的总线电压的变动影响不大。然而，一旦电网电源21发生故障或失效，则从再生能源电源30与充电电池所馈入的或者抽离的直流电源将对直流总线11的总线电压的变动影响甚大。因此，控制器12通过收集和分析来自电网电源21、再生能源电源30以及充电电池的电源信息来监测、控制和调节直流总线11的总线电压的变动。

举例来说，当总线电压下降到低于780伏时，由于总线电压仅略低于稳态的800伏特，因此控制器12控制具有较高优先馈电、可快速馈电的至少一个再生能源电源30或者次要优先的充电电池将直流电源馈入直流总线11中，藉此，逐渐将总线电压提升而回到稳态的800伏特。在此情况下，尚无须馈入转换电网电源21所提供的直流电源至直流总线11。然而，一旦当再生能源电源30或者充电电池持续地将直流电源馈入直流总线11，而总线电压仍持续下降时，例如低于750伏特，在此情况下，控制器12则控制转换电网电源21所提供的直流电源馈入直流总线11，而大幅地提升总线电压回到稳态的800伏特。

换言之，当总线电压低于第一临界电压(例如前述的780伏特)时，控制器12优先控制再生能源转换器(容后说明)转换再生能源电源为馈入直流总线11的直流电源，其中第一临界电压低于系统电压(例如前述的800伏特)。此外，当总线电压低于第一临界电压时，控制器12次要优先控制电池转换器103转换可充电电池组40的输出电源为馈入直流总线11的直流电源。再者，当总线电压低于第二临界电压(例如前述的750伏特)时，控制器12控制电网转换器101转换电网电源21为馈入直流总线11的直流电源。

实际上，住家大楼的住户因负载抽载使用而从直流总线11抽离的直流电源多寡是无法控制的。当住家大楼的住户大量地抽载使用而导致直流总线11的总线电压骤降时，相较于转换电网电源21所提供的直流电源馈入直流总线11，再生能源电源30或者充电电池所提供的直流电源能够更快速地、更高优先地馈入直流总线11，而实时地拉高总线电压至稳定电压值，例如前述的800伏特，以维持微电网系统10的供电质量。然而，一旦再生能源电源30或者充电电池所馈入的直流电源无法持续地拉高总线电压，甚至总线电压下降更大，在此情况下，控制器12则控制转换电网电源21所提供的直流电源馈入直流总线11，进而大幅地拉高总线电压。因此，当转换电网电源21所提供的直流电源馈入直流总线11时，再生能源电源30或者充电电池则可扮演次要的供电角色，辅助地馈入直流电源至直流总线11。

此外，整合式供电系统100通过使用充电电池达到具备不断电的功能。具体地，当电网电源21以及所有的再生能源电源30皆无法有效地供电时，充电电池则提供紧急的备用电源以供应住家大楼的住户使用交流负载与直流负载所需的电力。

如图1所示，充电电池所提供的直流电源可用以供应住家大楼的住户直流负载使用。具体地，充电电池所输出的直流电源经由电池转换器103(即50千瓦的双向直流对直流转换器)转换，并且将转换后的直流电源馈入直流总线11。然后，总线转换器102(即10千瓦的直流对直流转换器)转换直流总线11所提供的直流电源，并且将转换后的直流电源供应住家大楼的住户使用直流负载所需的电力。

此外，充电电池所提供的直流电源可用以供应住家大楼的住户交流负载使用。具体地，充电电池所输出的直流电源经由电池转换器103(即50千瓦的双向直流对直流转换器)转换，并且将转换后的直流电源馈入直流总线11。然后，电网转换器101(即50千瓦的双向交流对直流转换器)转换直流总线11所提供的直流电源，并且将转换后的交流电源传送至设置于住家大楼外部的交流配电盘24。然后，从交流配电盘24输出的交流电源经由充电盒28(wallbox，即25千瓦的交流对直流转换器)转换成为直流电源，进而可对电动车充电，或者从交流配电盘24输出的交流电源直接供应住家大楼的住户使用交流负载所需的电力。

具体地，当直流总线11的总线电压维持在800伏特时，控制器12控制转换电网电源21所提供的直流电源和/或转换再生能源电源30所提供的直流电源对充电电池进行充电，使充电电池维持充饱电(满充)的状态。由于再生能源电源30的发电成本比电网的发电成本相对较低，因此再生能源电源30比电网电源21具有较高优先地提供可用的直流电源对充电电池进行充电，从而降低发电成本、提高再生能源电源30的利用率以及提高整合式供电系统100的供电可靠度。然而，一旦再生能源电源30的发电量受限而无法提供足够的电力时，则可通过转换电网电源21所提供的直流电源对充电电池进行充电。举例来说，当天气条件恶劣，太阳能源或风力能源的发电量受到影响时，太阳能源或风力能源将无法输出足够的电力对充电电池进行充电。

此外，当直流总线11的总线电压维持在800伏特，并且住家大楼的住户抽离直流总线11的直流电源相对较少时，控制器12可控制直流总线11的直流电源对充电电池进行充电，以因应当意外或紧急状况发生时，充电电池可以实时地、快速地启动供电。换言之，充电电池可以尽可能地维持被充饱电的状态，以作为紧急备用电源之用。

换言之，当住家大楼的住户抽离直流总线11的直流电源相对较少、总线电压仍能维持在800伏特，且充电电池尚未充饱电时，充电电池具有较高优先地可予以充电储能。当住家大楼的住户大量地抽载使用而导致直流总线11的总线电压骤降时，在此情况下，控制器12则控制电网具有较高优先地转换其所提供的直流电源馈入直流总线11，进而大幅地、急速地拉高总线电压回到800伏特。

通过如图1所示的控制器局域网络(controllerareanetwork,can或canbus)，控制器12可获得实时(real-time)的电力信息，例如电网电源21与再生能源电源30的发电量或者充电电池的电池容量，但不以此为限制。再者，控制器12能够将所获取的电力信息通过无线的方式，例如wi-fi、zigbee、蓝牙(bluetooth)…等等，或过有线的方式，例如以太网络(ethernet)，传送至云端能源管理系统(cloud-basedenergymanagementsystem,ems)或者传送至家用能源管理系统(homeems)29。此外，控制器12亦能够将所获取的电力信息传送至行动装置，例如可携式电子装置或可穿戴式电子装置，藉此可让行动装置的用户通过应用程序(app)直接在行动装置上监看或获知微电网系统10的电力信息。此外，控制器12亦能够将所获取的电力信息通过串行接口端口(serialinterfaceport)，例如rs485、rs232或rs422传送至外部的第三方主机系统31作为信息交换或信息监控。

再者，设置于住家大楼外部的交流配电盘24所输出的交流电源可通过交流对直流转换器，例如充电盒28(wallbox)或充电站(chargingstation)转换为直流电源，进而对电动车充电。此外，用以对电动车充电的直流电源亦可通过设置于微电网系统10内的转换器直接转换后输出以供应电动车充电之用。

在本发明中，提出了两种微电网系统10的硬件架构。如图5所示，其为本发明微电网系统10的硬件架构的第一实施例(第一种架构)的方块示意图。如图7所示，其为本发明微电网系统10的硬件架构的第二实施例(第二种架构)的方块示意图。

第一种架构的微电网系统10较佳地设置于长、宽、高分别为1000mm、620mm以及600mm的机柜内，然不以此限制本发明。电网转换器101(即50千瓦的双向交流对直流转换器)设置于机柜(机架)内，且其可使用的空间可例如为长、宽、高分别为28in、17in以及3u的空间中，然不以此限制本发明。其中，”u”表示机柜的高度单位，1u为1.75in(约44.45mm)，再者，所记载的机柜尺寸非用来对本发明加以限制，合先叙明。此外，六个预设的空间以两列(two-column)的排列方式设置，用以供复数个转换器设置，例如太阳能源转换器104、风力能源转换器105、地热能源转换器106或其他的再生能源转换器(如图1所示)供再生能源电源30使用，以及电池转换器103供充电电池使用。如图5所示，四个2u高度的转换器可分别供太阳能源、风力能源、地热能源和/或充电电池使用。在一实施例中，电池转换器103为50千瓦的双向直流对直流转换器，而其他供再生能源电源30使用的转换器则为单向直流对直流转换器。此外，在机柜中的另外两个预设的空间则保留给其他的再生能源电源30使用所需的转换器设置空间。

再者，机柜中更包含一个供总线转换器102(即10千瓦的直流对直流转换器)设置的预设空间。另外，控制器12则可设置于机柜中其他可利用的空间内。

在一实施例中，每一个直流对直流转换器或者每一个交流对直流转换器都可单独地插拔操作，以供其更换或维设使用。此外，可选择适当的电源转换器装设于机柜中使用，以配合在有利的气候条件下操作的再生能源电源30，可产生稳定且充足的发电量。

请参见图6a与图6b所示，其分别为本发明微电网系统10的硬件架构的第一实施例的立体外观图与立体透视图。第一种架构的微电网系统10所设置的机柜的长、宽、高较佳地分别为1000mm、620mm以及600mm，然不以此限制本发明。

请参见图6c所示，其为本发明微电网系统10的硬件架构的第一实施例的另一立体透视图。承前所述，每一个直流对直流转换器或者每一个交流对直流转换器都可单独地插拔操作，并安装于机柜的预设空间内。再者，图6c所示的直流总线11包含有一个正极导电引脚与一个负极导电引脚。在本实施例中，控制器12安装在机柜的前门的内表面上，当前门关闭后，控制器12则被容置在机柜内可利用的空间中。

请参见图6d所示，其为本发明微电网系统10的硬件架构的第一实施例的再另一立体透视图。具体地，图6d示出了机柜的进气口(airinlet)和出气口(airoutlet)，并且气流的回流方向是从进气口往出气口的方向(即箭头的方向)。在本实施例中，进气口较远离直流总线11，而出气口则较靠近直流总线11。

第二种架构的微电网系统10较佳地设置于长、宽、高分别为1000mm、620mm以及880mm的机柜内，然不以此限制本发明。电网转换器101(即50千瓦的双向交流对直流转换器)设置于机柜(机架)内，且其可使用的空间可例如为长、宽、高分别为28in、17in以及3u的空间中，然不以此限制本发明。其中，”u”表示机柜的高度单位，1u为1.75in(约44.45mm)。此外，六个预设的空间以单列(one-column)垂直的排列方式设置，用以供复数个转换器设置，例如太阳能源转换器104、风力能源转换器105、地热能源转换器106或其他的再生能源转换器(如图1所示)供再生能源电源30使用，以及电池转换器103供充电电池使用。

值得一提，太阳能源转换器104、风力能源转换器105、地热能源转换器106或其他的再生能源转换器的使用，可根据使用者因应实际需求或因应有利的气候条件加以选用，使微电网系统10发挥优化效能。举例来说，若使用者处于阳光充足、日照量大的地域，则可于微电网系统10中增加选用太阳能源转换器104。同样地，若使用者处于风量充足的地域，则可于微电网系统10中增加选用风力能源转换器105。因此，配合图1所示，微电网系统10中的控制器12、电源转换器101以及总线转换器102为必要的，而太阳能源转换器104、风力能源转换器105、地热能源转换器106以及电池转换器103则为可选用的。

如图7所示，四个2u高度的转换器可分别供太阳能源、风力能源、地热能源和/或充电电池使用。在一实施例中，电池转换器103为50千瓦的双向直流对直流转换器，而其他供再生能源电源30使用的转换器则为单向直流对直流转换器。此外，在机柜中的另外两个预设的空间则保留给其他的再生能源电源30使用所需的转换器设置空间。因此，第二种架构的机柜(如图7所示)的高度至少高于第一种架构的机柜(如图5所示)的高度至少6u。

再者，机柜中更包含一个供总线转换器102(即10千瓦的直流对直流转换器)设置的预设空间。另外，控制器12则可设置于机柜中其他可利用的空间内。

在一实施例中，每一个直流对直流转换器或者每一个交流对直流转换器都可单独地插拔操作，以供其更换或维设使用。此外，可选择适当的电源转换器装设于机柜中使用，以配合在有利的气候条件下操作的再生能源电源30，可产生稳定且充足的发电量。

请参见图8a与图8b所示，其分别为本发明微电网系统10的硬件架构的第二实施例的立体外观图与立体透视图。第二种架构的微电网系统10所设置的机柜的长、宽、高较佳地分别为1000mm、620mm以及880mm，然不以此限制本发明。

请参见图8c所示，其为本发明微电网系统10的硬件架构的第二实施例的另一立体透视图。承前所述，每一个直流对直流转换器或者每一个交流对直流转换器都可单独地插拔操作，并安装于机柜的预设空间内。再者，图8c所示的直流总线11包含有一个正极导电引脚与一个负极导电引脚。在本实施例中，控制器12安装在机柜的前门的内表面上，当前门关闭后，控制器12则被容置在机柜内可利用的空间中。

请参见图8d所示，其为本发明微电网系统10的硬件架构的第二实施例的再另一立体透视图。具体地，图8d示出了机柜的进气口(airinlet)和出气口(airoutlet)，并且气流的回流方向是从进气口往出气口的方向(即箭头的方向)。在本实施例中，进气口较远离直流总线11，而出气口则较靠近直流总线11。

此外，无论是第一种架构的机柜或第二种架构的机柜，电网转换器101(即50千瓦的双向交流对直流转换器)皆可设计为使用在高度为2u的空间，即由原本的3u高度减小为2u高度，故此可缩减(小型化)机柜的尺寸。

在本发明中，微电网系统10可以应用于三相交流变压器或单相交流变压器。三相或单相交流变压器可安装在交流配电盘24内部，用以转换三相交流输入电源或单相交流输入电源。举例来说，交流变压器可为480伏特三相四线(480v,3p4w)，或者277伏特单相两线(277v,1p2w)。

请参见图9a所示，其为本发明微电网系统10应用至三相交流变压器的电路示意图。配合参见图1与图2所示，在一实施例中，电网转换器101(即50千瓦的双向交流对直流转换器)通过三个输入电感电性连接三相四线的交流变压器。电网转换器101提供一个三臂六开关的拓朴架构，并且所述三臂分别对应连接在电网侧的三相交流输入电源的(r-s-t)三相。此外，每个开关可为600伏特的绝缘栅双极晶体管(insulatedgatebipolartransistor,igbt)，然不以此为限制。再者，三臂六开关的拓朴架构可实现半桥三阶的电源转换操作。

请参见图9b所示，其为本发明微电网系统10应用至单相交流变压器的电路示意图。配合参见图1所示，在一实施例中，电网转换器101(即50千瓦的双向交流对直流转换器)通过三个输入电感电性连接单相两线的交流变压器。其中，三个输入电感的输入端相互连接形成共接点，并且共接点再连接至在电网侧的单相交流输入电源的火线端(l)，而电网转换器101的中性点则连接至单相交流输入电源的中性线端(n)，藉此将电网转换器101应用至单相交流输入电源。在这样的电路架构下，电网转换器101可在不需要改变其电路组件设计的情况下，不仅能够通过三相四线的交流变压器应用至三相交流电源，也能够通过单相两线的交流变压器应用至单相交流电源。再者，电路组件的电压额定和电流额定皆能够满足三相和单相交流输入电源的要求。

如图9a所示，三相四线交流变压器其中一相的绕组可以用以形成辅助绕组。举例来说，三相四线交流变压器的t相绕组用以形成辅助绕组，因此通过t相绕组的匝数设计，可在辅助绕组的两端之间可产生240伏特的交流电压，换言之，可将277伏特的交流电压转换成跨压在辅助绕组两端的240伏特的交流电压。因此，所产生的240伏特交流电压可供应如图1所示住家大楼的住户的交流负载所需的电源。此外，所产生的240伏特交流电压亦可通过辅助绕组的中心抽头提供两个相同电压值(即120伏特)的交流电压。

同样地，如图9b所示，对于单相两线的交流变压器而言，可通过其初级侧绕组与次级侧绕组之间的匝数比，将277伏特的交流电压转换成跨压在次级侧绕组两端的240伏特的交流电压。因此，所产生的240伏特交流电压可供应如图1所示住家大楼的住户的交流负载所需之电源。此外，所产生的240伏特交流电压亦可通过辅助绕组的中心抽头提供两个相同电压值(即120伏特)的交流电压。

综上所述，本发明具有以下的特征与优点：

1、可在不改变整合式供电系统的架构下，通过增加供电规模同样可达到住家大楼的用电需求。

2、利用全黑启动盒扮演电力启动的重要角色，一旦电网电源故障或失效而无法供电时，全黑启动盒则投入运行提供全黑启动的机制。

3、每个家庭的墙上插座可直接提供安全的直流电压，例如直流60伏特以下的安全直流电压，符合安规标准的要求。

4、整合电网电源、再生能源电源以及充电电池的供电，可提高整合式供电系统的供电可靠度。

5、通过控制器依电网电源、再生能源电源以及充电电池馈入或抽离直流总线的优先级，控制和调节直流总线的总线电压。

6、以再生能源电源为高优先地提供直流电源馈入直流总线，可降低发电成本以及提高再生能源电源的利用率。

7、在供电稳定时，充电电池可优先被储能，以维持充饱电的状态；当意外或紧急状况发生时，充电电池可实时启动供电，作为紧急备用电源之用。

8、每一个直流对直流转换器或者每一个交流对直流转换器都可单独地插拔操作，以供其更换或维设使用。

9、在不需要改变其电路组件设计的情况下，不仅能够通过三相四线的交流变压器应用至三相交流电源，也能够通过单相两线的交流变压器应用至单相交流电源。

以上所述，仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与图式，惟本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以下述的申请专利范围为准，凡合于本发明申请专利范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本发明的范畴中，任何熟悉本领域的相关技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本发明所附权利要求的保护范围。