在公用电力断电中将电气系统切换到备用电力的系统和方法技术方案

用于管理电气系统(200)的设备(215)，包括：主断路器(220)，其被构造为耦连至市电电源(205)；LER断路器(240)，其被构造为耦连至本地发电源(245)；若干支路断路器(230)，每个支路断路器被构造为耦连至一个或多个负载(235)；以及控制组件(250)。所述控制组件被构造为响应于所述市电电源正经历断电的确定：使所述主断路器被打开；确定所述若干支路断路器的哪一个或多个要从所述本地发电源接收备用电力；使所述支路断路器被配置成使得只有确定的所述若干支路断路器的一个或多个支路断路器处于闭合条件；以及使所述本地发电源被激活。

System and method for switching an electrical system to standby power during a public power outage

For the management of electrical system equipment (200) (215), including the main circuit breaker (220), which is configured to be coupled to the power supply circuit breaker (205); LER (240), which is configured to be coupled to the local power source (245); a plurality of branch breaker (230) and each branch circuit breaker is constructed to be coupled to one or more load (235); and the control unit (250). The control unit is configured to response to the mains supply is experiencing power: the main circuit breaker is opened; to determine the number of branch breaker which one or more from the local power source receiving standby power; the branch breaker is configured such that only to determine the number of branch breaker of one or more branch breaker in the closed condition; and the local power source is activated.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在公用电力断电中将电气系统切换到备用电力的系统和方法相关申请交叉引用本申请要求于2014年9月4日申请的美国临时专利申请序号62/045,864的优先权，其公开内容通过引用被并入本文中。
公开的构思一般关于配电系统，并且更具体地关于不使用自动转接开关或类似设备，在主市电电源断电期间把电气系统(诸如住宅电气系统)切换到本地发电源的系统和方法。
技术介绍
分布式电源有时候也称作本地发电源或本地能源，它是用来提供传统电力系统的替代方式或增强方式的小规模发电机构。分布式电源包括(例如但不限于)光伏(PV)模块(耦连至DC/AC逆变器)、风力涡轮机模块(耦连至DC/AC逆变器)、天然气涡轮机、备用发电机、能量储存装置和不间断电源。当象刚刚描述的PV模块、发电机和/或其它本地发电源安装在某一位置(诸如住宅)时，除非他们与公用电网隔离，否则他们不被允许在公用电力断电期间产生电力。此限制是适当的，以便防止在断电期间电力由本地发电源反馈到电网上-这是会对在电网上工作的工人带来危险的状况。通常，此问题是通过使用如图1中所示的系统100解决的，系统100使用自动转接开关(ATS)来确保在断电期间安全过渡到本地发电源。如本领域已知的，ATS是在两个源之间切换负载的电开关。如图1中可见，系统100包括市电电源105、主仪表110和耦连至主仪表110用于从市电电源105接收电力的负载中心115。负载中心115包括若干常规的断路器，包括常规的主断路器120、若干常规的支路断路器125和常规的本地能源(LER)断路器130(其只是如下文描述的耦连至本地发电源的常规断路器)。如图1中可见，常规的支路断路器125A和125B耦连至若干“非关键”负载130(即已经被事先确定为在公用电力断电情况下不被配置成接收备用电力的负载)并为这些负载提供保护。剩下的常规的支路断路器(标记为125C)耦连至ATS135(或者替代性地另一开关装置，诸如手动转接开关)。ATS135的输出向副配电盘(subpanel)140提供，副配电盘140又馈送若干预定的“关键”负载145(即已经被事先确定为在公用电力断电情况下被配置成接收备用电力的负载)。此外，系统100包括本地发电源150，其可以是(例如但不限于)耦连至逆变器的PV模块或者任何其它适当的分布式电源。本地发电源150的输出向ATS135提供，并向并网断开装置(gridtiedisconnect)155提供。因此，ATS有两个输入(即从常规的支路断路器125C接收的输出和从本地发电源150接收的输出)和在2个输入之间可选择的单个输出。操作中，在正常操作条件下，其中，市电电源105并不正在经历断电，自动转接开关135以其中从常规的支路断路器125接收的输入耦连至向副配电盘140提供的输出的方式被配置。此外，在此正常条件下，并网断开装置155被闭合使得本地发电源150能够把电力向市电电源105反馈。当市电电源105经历断电时，并网断开装置155被打开，以便把本地发电源150与负载中心115和市电电源105隔离，因此保护可能正在公用电网上工作的任何工人。一旦并网断开装置155被打开，自动转接开关135可以被切换到其中从本地发电源150接收的输入耦连至向副配电盘140提供的输出的配置。结果，在此断电条件下，预定的关键负载145能够从本地发电源150接收电力。尽管上文描述的系统100是有效的，但是其会向住宅电气系统带来额外层面的成本和复杂性。而且，系统100是受限制的，原因是其必须基于预定的负载资料(即在断电期间要由本地发电源150供电的某些预定负载的负载资料)事先确定大小并进行配置。要认识到，这消除了在确定哪些负载会由本地发电源150供电时的任何的灵活性。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种用于管理电气系统的设备。所述设备包括：主断路器，其被构造为耦连至市电电源；LER断路器，其被构造为耦连至本地发电源；若干支路断路器，每个支路断路器被构造为耦连至一个或多个负载；以及控制组件。所述控制组件被构造为响应于所述市电电源正经历断电的确定：使所述主断路器被打开；确定所述若干支路断路器的哪一个或多个要从所述本地发电源接收备用电力；使所述支路断路器被配置成使得只有确定的所述若干支路断路器的一个或多个支路断路器处于闭合条件；以及使所述本地发电源被激活。在另一实施例中，提供了一种用于控制电气系统的方法，所述电气系统包括在负载中心提供的并耦连至市电电源的主断路器、在所述负载中心提供的并耦连至本地发电源的LER断路器和在所述负载中心提供的并各自耦连至一个或多个负载的若干支路断路器。所述方法包括：确定在所述负载中心中所述市电电源正在经历断电；响应于确定所述市电电源正在经历断电，通过向所述主断路器提供第一通信信息使所述主断路器被打开；确定所述若干支路断路器的哪一个或多个要从所述本地发电源接收备用电力；使所述支路断路器被配置成使得通过向不包括所述若干支路断路器的所述一个或多个的支路断路器提供第二通信信息，只有确定的所述若干支路断路器的一个或多个支路断路器处于闭合条件；以及通过向所述本地发电源提供第三通信信息使所述本地发电源被激活。附图说明在结合附图阅读下面对优选实施例的描述时可以从其获得对公开的构思的全面理解，附图中：图1是在断电期间使用自动转接开关以确保安全过渡到本地发电源的现有技术的系统的示意图；图2是根据本专利技术的示例性实施例用于在断电期间确保安全过渡到本地发电源的系统的示意图；图3是示出根据本专利技术的示例性实施例图2的系统的控制方法的流程图；图4-7是可以用来实现图2的系统和图3的方法的示例性断路器的图。具体实施方式如本文中使用的方向性用语(比方说例如左、右、前、后、顶、底和其派生词)涉及图中所示的元件的方向，除非在文本中明确指出，否则不是对权利要求的限制。如本文中使用的术语“数目”表示1或者大于1的整数(即多个)。如本文中使用的两个或更多个零件被“耦连”在一起的陈述表示所述零件或者直接地或者通过一个或多个中间零件连接而连接在一起。如本文中使用的术语“组件”旨在指与计算机有关的实体，或者是硬件，硬件和软件的组合，软件或在执行中的软件。例如，组件可以是但不局限于是在处理器上运行的过程、处理器、对象、可执行的执行线程、程序和/或计算机。作为示意，在处理器或服务器上运行的应用以及处理器或服务器可以是组件。一个或多个组件可以驻存在过程和/或执行线程内，并且组件可以位于一个计算机/处理器上，和/或分布在两个或更多个计算机/处理器之间。图2是根据公开的构思的一个非限制的示例性实施例的配电系统200。如本文中更加详细地描述的，系统200包括可控(并且在示例性实施例中是能够计量的)断路器的系统，包括主断路器和在主断路器下游的支路断路器的子集。系统200实现一种控制方法(图3中图示并关于图3详细描述的)，其能够使本地发电源(诸如但不限于耦连至逆变器的PV模块)在断电条件下安全地投入使用，而无需使用ATS(诸如图1中所示的ATS135)或相似的开关装置。如本文中更加详细地描述的，在示例性实施例中，控制方法确定何时存在公用电力断电，隔离耦连至公用电网的负载配电盘，使本地发电源安全地在线持续需要的时间，协调负载需求与本地发电供应容量，并在断电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管理电气系统(200)的设备(215)，包括：主断路器(220)，其被构造为耦连至市电电源(205)；LER断路器(240)，其被构造为耦连至本地发电源(245)；若干支路断路器(230)，每个支路断路器被构造为耦连至一个或多个负载(235)；以及控制组件(250)，所述控制组件被构造为响应于所述市电电源正经历断电的确定：使所述主断路器被打开；确定所述若干支路断路器的哪一个或多个要从所述本地发电源接收备用电力；使所述支路断路器被配置成使得只有确定的所述若干支路断路器的一个或多个支路断路器处于闭合条件；以及使所述本地发电源被激活。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.04 US 62/045,8641.一种用于管理电气系统(200)的设备(215)，包括：主断路器(220)，其被构造为耦连至市电电源(205)；LER断路器(240)，其被构造为耦连至本地发电源(245)；若干支路断路器(230)，每个支路断路器被构造为耦连至一个或多个负载(235)；以及控制组件(250)，所述控制组件被构造为响应于所述市电电源正经历断电的确定：使所述主断路器被打开；确定所述若干支路断路器的哪一个或多个要从所述本地发电源接收备用电力；使所述支路断路器被配置成使得只有确定的所述若干支路断路器的一个或多个支路断路器处于闭合条件；以及使所述本地发电源被激活。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制组件被构造为使所述LER断路器在确定所述若干支路断路器的哪一个或多个要从所述本地发电源接收备用电力之前被打开，并使所述LER断路器在所述本地发电源被激活之后闭合。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述主断路器、所述LER断路器和所述支路断路器的每一个包括用于操作其可控触点的远程控制功能、用于发送和接收信息的通信功能、用于计量通过其消耗的电力量的计量功能以及包括热-磁电路保护的电路保护功能。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制元件被：(i)提供为所述主断路器的一部分，(ii)提供为所述LER断路器或所述支路断路器中的一个的一部分，(iii)与所述主断路器、所述LER断路器和所述支路断路器的每一个远程地提供，或(iv)分布在所述主断路器、所述LER断路器和若干所述支路断路器的两个或多个上。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制组件被构造为使所述LER断路器在所述主断路器被打开之后被打开，并且其中，所述控制组件被构造为使LER断路器在所述本地发电源被激活之后被闭合。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制组件被构造为响应于断电已经结束的确定，使所述LER断路器被打开，使所述本地发电源被去激活，使所述主断路器被闭合，使所有的所述若干支路断路器被闭合，并使所述本地发电源被激活。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制组件被构造为基于所述若干支路断路器的一个或多个的存储的预定识别，确定所述若干支路断路器的哪一个或多个要从所述本地发电源接收备用电力。8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制组件被构造为基于所述一个或多个负载的每一个的存储的预定优先级，确定所述若干支路断路器的哪一个或多个要从所述本地发电源接收备用电力。9.根据权利要求1所述的设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·A·爱尔德里奇，布兰登·J·罗杰斯，马克西米兰·A·米勒，罗纳德·L·汤普森，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：美国,US