发电负载控制制造技术

本发明专利技术涉及一种用于控制由至少一个可再生能源发电机和/或干线电源供电的多个电负载中的至少一个的装置。所述装置包括：能量传感器，用于测量能量参数，其中能量参数等同于代表由能量传感器输出的能量的量的值，能量传感器的能量参数与所述至少一个可再生能源发电机的输出成正比；控制器构件，用于基于所测量的能量参数来确定能连接或断开的电负载的量；开关装置，用于基于控制器构件的输出而连接和断开所述至少一个电负载；并且其中随着能量参数改变，控制器构件的输出改变以连接和断开电负载。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发电负载控制
本专利技术总的来说涉及公用电网内的可再生能源发电。特别地，本专利技术涉及一种用于控制可再生能源到一个或更多个负载的分配的系统、方法和装置。本公开的实施例总的来说涉及绿色技术。
技术介绍
本文中对任何现有技术的引用不应被视为承认此现有技术在本申请的优先权日期构成相关
中的公知常识的任何部分。电力或者电功率是现代生活的基本部分。在住宅、企业、机构和其它场所中，消费者以各种方式使用电力。公用设施通过传输网络和线路和变压器来输送由发电厂产生的电功率。此网络在下文中被称为“输配电网络”、“电网”、“网”或者“电力网”。为了减少二氧化碳的排放，居民和企业被鼓励安装从可再生能源(诸如太阳能辐照、空气和地热、风、波浪和潮汐)捕捉能量的装置。可再生能源装置可采用各种形式，包含(例如)太阳能热水器、太阳能光伏发电机、风力涡轮机以及波浪和潮汐发电机。可再生发电系统(例如，风能和太阳能发电系统)提供各种优点，包含从实际上取之不尽的供给源提供安全电功率。可再生能源除了环境因素之外，还包含例如输电损耗低和供应安全等优点，这是因为能量生产通常位于电力消费者附近，因此减小传输距离。然而，因风力强度的改变、太阳能的气候上和季节上的改变所致的可再生能源的能量供应的不稳定性对向消费者供应可靠的电能造成阻碍，并且因此，终端消费者通常保持连接到主电网。多数企业和家庭使用的峰值电功率通常是在白天时间，特别是在空调需求最大的夏季月份期间。阳光充足的地理区域对于例如通过光伏电池进行太阳能收集来说是理想的。通常，所收集的太阳能用于对蓄电装置(例如，电池)充电而该蓄电装置然后可用于在夜间对灯供电，或者被转换为AC并供应到通常用电网电力供电的负载。虽然一直鼓励居民和企业安装从可再生能源捕捉能量的装置以用于个人消耗或将多余的电功率提供到电网中，但存在与个别居民和企业将电功率供应回电网相关联的问题，这些问题未被良好理解，也不为人所知。例如，在许多居民或企业的地理位置相同的情形下，将多余电功率从这些居民和企业供应回电网导致局部电压变动问题。当然，电压变动是当考虑电力发电机通过电网提供到终端消费者的电力质量时的重要参数。在电压变动受到影响以致于电压增大或减小而超出通常接受的电压阈值的情形下，居民和企业将注意到电压增大和减小。虽然过大电压可具有损坏连接到电网的设备的影响，但电压不能维持在常用电压变动参数内的影响因发光变得比其正常操作更亮或更暗而最为显著。不能将电压变动维持在可接受的阈值内会影响电负载的操作和许多电气装置的预期使用寿命。随着消费者被越来越多地鼓励连接较多可再生能源以用于个人消耗并且也被鼓励将多余电能提供回电网中，与在整个电网上维持对终端消费者的电力质量关联的问题增多。终端消费者寻求降低与消耗来自发电配电公用设施的电功率相关联的成本，他们面临的另一问题是：在终端消费者超过“峰值需求”阈值的情形下，被征收大量税费。就这来说，网络配电公用设施通常建立“峰值需求”阈值，并在任一终端消费者超过此阈值的情形下，网络公用设施对于提供的大于此阈值的电功率提高每千瓦时的服务费用。建立峰值需求阈值的根本原因是由于与提供能够供应峰值电力负载的网络相关联的资本成本。因此，运营电网的网络公用设施设法阻止终端消费者汲取超过特定阈值的电功率，特别是在日间的峰值需求时段，这是因为在峰值时段期间向所有终端消费者提供峰值需求引起要求通过网络供应的最大量电力。网络上的总峰值电力需求通常确定了用于提供足以满足此峰值需求的电力所需的资本成本。网络公用设施所征收的税费的影响在于：既不鼓励终端消费者从电网要求超出特定阈值的电功率，也从超过该峰值需求阈值的任何终端消费者提取溢价，以有助于与提供能够提供此峰值需求的网络相关联的资本成本。实际上，网络公用设施实施“用户付费”策略，以使得超过峰值需求阈值的那些终端消费者需要支付溢价，溢价反映了建立可提供该峰值电力需求的网络所提高的资本成本。因此，终端使用者面临为他们要求超过网络提供商所建立的峰值需求阈值的任何电功率支付溢价的问题。因此，许多终端消费者设法避免从网络汲取超过峰值需求阈值的电力，并因此已安装有效的可再生能源，这些可再生能源将在峰值需求期间提供充足电功率，以减少使用者从电网汲取的电力。在已安装充足可再生能源以适应峰值需求之后，许多终端消费者发现他们从可再生能源获得多余的电能，并且在峰值需求期间之后，终端消费者可以将能量从他们的可再生能源供应回电网中。鉴于与消费者位于接近的地理区域内的不充足局部电压变动相关联的前述问题，终端消费者所面临的问题是复杂的，这是因为他们面临着竞争性需求：避免从网络汲取超过峰值需求阈值的电功率，同时设法避免将过量的电功率供给供应回到电网中，这导致局部电压变动问题，并影响到对局部地理区域内的所有终端消费者提供的电力的质量。显然有利的是，可设计用于隔离和控制电能从局部可再生能源或常规电网到负载的分配的装置，该装置至少改进上述问题中的一些。特别地，有益的是，该装置具有调节负载及利用在可再生能源系统的峰值产生期间产生的能量的能力，或至少提供适用的替代的能力。此外，有利的是，除监视流过主开关的电力的量以及根据用户定义的偏好控制负载的连接和/或断开及电能从可再生能源到负载的分配之外，装置可用于监视通过主开关的电功率的流动方向(即，电力从电网流向房屋，或从房屋流向电网)。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术提供一种负载控制装置，用于控制多个电负载中的至少一个的连接，所述多个电负载由至少一个可再生能源发电机或干线电源供电，其中所述至少一个可再生能源发电机从可再生能源得到能量；该负载控制装置包括：能量传感器，用于测量能量参数，其中能量参数是代表由能量传感器输出的可再生能量的量的值，能量传感器的能量参数与所述至少一个可再生能源发电机的输出成正比；控制器构件，根据所测量的能量参数来确定可连接或断开的电负载的量；开关装置，用于基于控制器构件的输出而连接和断开所述至少一个电负载，并且其中随着能量参数改变，控制器构件的输出改变以连接和断开电负载。在一实施例中，可再生能源发电机和可再生能源可以是以下各者中的任何一个或更多个：a)太阳能光伏发电机；b)风力涡轮机；c)波浪和潮汐发电机；或d)通过使用下落或流动水的重力而产生的水电。在太阳能光伏发电机(其使用DC电力)中，能量传感器可包括以与所述至少一个太阳能光伏发电机相同的定向和斜度布置的具有类似特性的太阳能光伏面板，以使得所述能量参数和光伏面板所输出的能量的量与所述至少一个太阳能光伏发电机所输出的能量的量成正比。所述能量参数以及光伏面板所输出的能量的量可以是所述至少一个太阳能光伏发电机所输出的能量的量的百分比。或者，在太阳能光伏发电机中，能量传感器可包括使用与所述至少一个太阳能光伏发电机实质上相同的定向和斜度而定位的太阳能辐照度计，以使得所述能量参数和太阳能辐照度计所输出的能量的量与所述至少一个太阳能光伏发电机所输出的能量的量成正比。开关装置可随着太阳辐照度计的值增大和减小而闭合和打开，以连接和断开电负载。或者，在太阳能光伏发电机中，能量传感器可包括从所述至少一个太阳能光伏发电机感测DC电压、DC电压和DC功率的双向电压和/或电流感测装置。能量传感器可位于以下位置中的任何一个或更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载控制装置，用于控制多个电负载中的至少一个电负载，所述多个电负载由至少一个可再生能源发电机或干线电源供电，其中所述至少一个可再生能源发电机从可再生能源得到能量；所述负载控制装置包括：能量传感器，用于测量能量参数，其中所述能量参数是由所述能量传感器输出的代表可再生能量的量的值，所述能量传感器的所述能量参数与所述至少一个可再生能源发电机的输出成正比；控制器构件，用于基于测量的所述能量参数来确定能连接或断开的电负载的量；开关装置，用于基于所述控制器构件的输出而连接和断开所述至少一个电负载；并且其中随着所述能量参数改变，所述控制器构件的输出改变以连接和断开电负载。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.15 AU 20149017981.一种负载控制装置，用于控制多个电负载中的至少一个电负载，所述多个电负载由至少一个可再生能源发电机或干线电源供电，其中所述至少一个可再生能源发电机从可再生能源得到能量；所述负载控制装置包括：能量传感器，用于测量能量参数，其中所述能量参数是由所述能量传感器输出的代表可再生能量的量的值，所述能量传感器的所述能量参数与所述至少一个可再生能源发电机的输出成正比；控制器构件，用于基于测量的所述能量参数来确定能连接或断开的电负载的量；开关装置，用于基于所述控制器构件的输出而连接和断开所述至少一个电负载；并且其中随着所述能量参数改变，所述控制器构件的输出改变以连接和断开电负载。2.根据权利要求1所述的负载控制装置，其中所述可再生能源发电机能够是以下项中的任何一项或更多项：a)太阳能光伏发电机；b)风力涡轮机；c)波浪和潮汐发电机；和/或d)水电发电机。3.根据权利要求1或2所述的负载控制装置，包括至少一个太阳能光伏发电机，并且其中所述能量传感器包括太阳能光伏面板，所述太阳能光伏面板具有与所述至少一个发电机类似的特性，并且以与所述至少一个太阳能光伏发电机大致相同的定向和斜度对准，以使得所述能量参数和所述光伏面板输出的能量的量与所述至少一个太阳能光伏发电机输出的能量的量成正比。4.根据权利要求3所述的负载控制装置，其中所述能量参数和所述光伏面板输出的能量的量是所述至少一个太阳能光伏发电机输出的能量的量的百分比。5.根据前述权利要求中任一项所述的负载控制装置，包括至少一个太阳能光伏发电机，并且其中所述能量传感器包括太阳能辐照度计，所述太阳能辐照度计使用与所述至少一个太阳能光伏发电机相同的定向和斜度而定位，以使得所述能量参数和所述太阳能辐照度计输出的能量的量与所述至少一个太阳能光伏发电机输出的能量的量成正比。6.根据权利要求5所述的负载控制装置，其中所述开关装置将随着所述太阳辐照度计的值增大和减小而接通和断开，由此连接和断开电负载。7.根据前述权利要求中任一项所述的负载控制装置，包括至少一个太阳能光伏发电机，其中所述能量传感器包括从所述至少一个太阳能光伏发电机感测DC电压、DC电流和DC功率的双向电压和/或电流感测装置。8.根据权利要求7所述的负载控制装置，其中所述能量传感器位于以下位置中的任何一个或更多个位置中：a)逆变器的DC侧上；b)在所述光伏发电机的输出处的DC隔离开关处或附近；和/或b)在所述光伏发电机中与一个或更多个光伏面板并联。9.根据前述权利要求中任一项所述的负载控制装置，包括太阳能光伏发电机和用于将来自所述太阳能光伏发电机的直流(DC)转换为交流(AC)的逆变器。10.根据权利要求9所述的负载控制装置，其中所述能量传感器包括从所述逆变器感测AC电压、AC电流和AC功率的双向电压和/或电流感测装置。11.根据权利要求9所述的负载控制装置，其中所述能量传感器包括内建用于所述逆变器的用以感测AC电压、AC电流和AC功率的双向电压和/或电流感测装置。12.根据权利要求11所述的负载控制装置，其中所述逆变器能编程以识别所述逆变器的输出功率，并且能操作以在所述逆变器的输出随所述能量参数而改变时连接或断开电负载。13.根据权利要求9所述的负载控制装置，其中所述能量传感器包括在所述干线电源处感测AC电压、AC电流和AC功率的双向电压和/或电流感测装置。14.根据权利要求4到13中任一项所述的负载控制装置，其中所述电流感测装置是全电流测量装置。15.根据权利要求4到13中任一项所述的负载控制装置，其中所述电流感测装置是电流互感器，所述电流互感器使用作为初级绕组的初级导体和围绕环形铁心卷绕的次级线圈来测量电流，其中所述环形铁心围绕主导体设置。16.根据权利要求4到13中任一项所述的负载控制装置，其中所述电压感测装置是电压互感器或电势互感器，例如是仪表互感器。17.根据前述权利要求中任一项所述的负载控制装置，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里·内维尔·罗杰斯，
申请(专利权)人：GNG电气私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU