具有一个或更多个源的微电网控制器制造技术

一种可以管理从不同电源向负载提供的电力的微电网控制系统。该微电网控制系统可以基于不同源的特性电力特征，来确定不同源之间的电力分配。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有一个或更多个源的微电网控制器相关申请的交叉引用本申请要求于2018年6月18日提交的美国临时申请No.62/686,305和2019年6月18日提交的美国专利申请No.16/444,022的优先权，其两者的全部内容通过引用并入本申请，包括但不限于与微电网控制有关的那些部分。
本公开内容是针对具有至少一个能量源的微电网的领域。该微电网结合了将来自不同源的DC电平匹配以及DC链路电压控制。
技术介绍
电池和光伏系统以直流形式储存或生成电。为了使该形式的电更加有用和通用，通常使用逆变器将其转换为交流。逆变器使用开关以将DC转换为AC，通常AC输出电压是DC输入电压的函数，遵循AC输出的数学公式RMS＝DC输入/1.414。可能需要使用输出侧AC变压器或通过提升输入DC电压来提升输出电压。根据本公开内容，微电网被配置为接收至少一个DC或AC已知或未知电压源，以及确定该电压源是否提供足够的电压来为微电网供应电力。如果微电网接收多个源，则微电网将决定从哪个源或哪些源汲取电力并且从这些源汲取电力，而忽略未选择的源。
技术实现思路
根据本公开内容的一方面，一种用于由若干个电源供应电力的微电网的操作方法，可以包括：检测若干个电源的第一电源和第二电源的一个或更多个特性电力特征；比较检测到的第一电源和第二电源的特性电力特征；确定第一电源和第二电源之间的用于通信(communication，传输、交流、联系)至负载的电力的分配；以及基于所确定的第一电源和第二电源之间的分配来连接若干个电源以提供用于输出到负载的电力。在一些实施方式中，比较检测到的特性电力特征可以包括将来自第一电源和第二源中的每个源的可用电压与负载的电压要求进行比较。对检测到的特性电力特征进行比较可以包括根据每个电源的电力容量来对电源排序。在一些实施方式中，根据每个电源的电力容量来排序包括根据可作为输入来对负载供应电力的电压电平来排序。根据本公开的另一方面，一种用于管理从若干个电源到负载的电力输出的微电网控制系统可以包括：控制设备，该控制设备被配置为感测若干个电源的特性电力特征、比较若干个电源的特性电力特征、基于感测到的特性电力特征来确定若干个电源之间的用于与负载通信的电力分配、以及基于所确定的分配来提供指令以选择性地提供用于输出到负载的电力；以及DC链路总线，该DC链路总线被配置成基于来自控制设备的指令来选择性地连接用于输出以向负载提供电力的若干个电源中的一个或更多个电源。在一些实施方式中，若干个电源可以包括至少两个电源，上述至少两个电源中的至少一个电源包括可再生电源。附图说明考虑到附图，通过参考下面的描述可以获得对所公开的实施方式及其效用的更完整的理解，在附图中，类似的附图标记表示类似的特征，并且其中：图1示出一种DC电压控制系统，其中，第一DC源被连接到DC至DC转换器，以及第二DC源被连接到DC至DC转换器的输出以及DC链路。图2示出图1的DC电压控制系统并且还包括“N”个电压源，这些电压源被连接到DC至DC转换器的输出以及DC链路。图3示出图1的DC电压控制系统并且还包括开关网络，该开关网络允许用于进一步控制被引导到DC至DC转换器中的电压。图4示出AC电压控制系统，其中，该系统可以基于负载的要求来调整频率和幅度。图5示出具有传感器控制系统的微电网的概览。为了促进对本公开内容的原理的理解的目的，现在将参考以下描述的附图中例示的实施方式。下面公开的实施方式并不意在是穷举性的或者不意在将本公开内容限制于以下详细描述中公开的精确形式。确切地，选择并描述实施方式使得本领域的其他技术人员可以利用它们的教导。将理解的是，因此并不意在限制本公开内容的范围。本公开内容包括在例示性设备以及本公开内容的原理的另外的应用中的任何改变和另外的修改，这通常是与本公开内容的相关领域中的技术人员会想到的。除非另有说明，否则附图中的部件是彼此成比例地示出的。具体实施方式在一些情况下，为建筑物、交通工具或任何其他需要电力的负载供应电力的电气网可能会遇到中断或停电，导致建筑物、交通工具或任何其他负载无法从该网接收电力。在这些情况下，微电网可以充当备用并向该网或负载提供电力。这些微电网可以从不同源——可再生或不可再生源、已知或未知的源——接收电力，并将该电力转换成可用电力。微电网可以被连接到多个源，并且需要确定从哪个源汲取电力。为了实现这一点，下面描述的微电网100包括至少一个电源102、DC至DC转换器104、DC链路106、逆变器108、和控制系统110。图1示出微电网100，该微电网包括电源102、电源103、DC至DC转换器104、电容器105、DC链路106、逆变器108、和控制系统110。电源102被连接到DC至DC转换器104和控制系统110。DC至DC转换器104被连接到DC链路106、控制系统110、以及电源103。DC至DC转换器104可以是但不限于降压转换器、升压转换器、或降压升压转换器。DC链路电压106被连接到控制系统110、DC至DC转换器104、和逆变器108。DC链路电压106是被配置成将任何数量的设备连接在一起的总线。电源102、103各自为DC电源。电容器105充当用于逆变器108的输入111的滤波器。电源103被连接到控制系统110和DC链路106。逆变器108具有可以附接到负载(未示出)诸如电力网或电气设备的AC输出112。AC输出112可以是但不限于在50HZ、60HZ或任何其它频率处的208VAC、380VAC、415VAC以及48VAC。电源102、103可以是可再生的或不可再生的，并且电源102、103可以与微电网100配合而无需用户对电源102、103分派类型。可再生能源可以包括但不限于风能、太阳能、生物燃料、生物质、地热、水电、潮汐能和波能。不可再生能源可以包括但不限于电池、煤炭、石油、天然气、核能和化石燃料。微电网100可以包括任意数量的可再生和不可再生源或其组合。DC至DC转换器104的输出114设置了DC链路电压要求，该DC链路电压要求可以高于负载和逆变器108的输出112的电压要求。控制系统110与电源103和DC链路106并联。控制系统110读取电源103的电压并且确定电源103是否可以向微电网100提供电力。如果控制系统110确定电源103可以提供电力，并且该电力高于逆变器108所要求的最低电压，则控制系统110可以降低DC链路电压，以允许电流和电力从电源103流向DC链路106和逆变器108。逆变器108将DC波转变成与负载的频率和幅度要求相匹配的AC波形式。在一些情况下，电源103可以向DC链路106提供足够的电力，但控制系统110可以选择不使用电源103来为负载供应电力。在其他情况下，电源103可能无法提供足够的电力。在该情况下，控制系统110聚集来自电源102、103两者的电力以为负载供应电力。控制系统110可以从任何数量的电源聚集或获取。图2示出微电网200，其运行类似于图1所示的微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于由若干个电源供应电力的微电网的运行方法，所述方法包括：/n检测所述若干个电源中的第一电源和第二电源的一个或更多个特性电力特征，/n对检测到的所述第一电源和第二电源的特性电力特征进行比较，/n确定所述第一电源和第二电源之间的用于通信至负载的电力的分配，以及/n基于所确定的所述第一电源和第二电源之间的分配，连接所述若干个电源以提供用于输出到所述负载的电力。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180618 US 62/686,3051.一种用于由若干个电源供应电力的微电网的运行方法，所述方法包括：
检测所述若干个电源中的第一电源和第二电源的一个或更多个特性电力特征，
对检测到的所述第一电源和第二电源的特性电力特征进行比较，
确定所述第一电源和第二电源之间的用于通信至负载的电力的分配，以及
基于所确定的所述第一电源和第二电源之间的分配，连接所述若干个电源以提供用于输出到所述负载的电力。


2.根据权利要求1所述的运行方法，其中，对检测到的特性电力特征进行比较包括：将来自所述第一源和第二源中的每一者的可用电压与所述负载的电压要求进行比较。


3.根据权利要求1所述的运行方法，其中，对检测到的特性电力特征进行比较包括：根据每个电源的电力容量来对所述电源进行排序。


4.根据权利要求3所述的运行方法，其中，根据每个电源的电力容量进行排序包括：根据能够作为输入来对所述负载供应电力的电压电平进行排序。


5.根据权利要求1所述的运行方法，其中，所确定的分配包括在所述第一电源和第二电源之间的零分配。


6.根据权利要求5所述的运行方法，其中，零分配包括连接以提供来自所述第一电源和第二电源中仅一者的电力。


7.根据权利要求1所述的运行方法，其中，基于所确定的分配来连接以提供电力包括：连接以提供来自所述第一电源的第一电力值的电力和来自所述第二电源的第二电力值的电力，其中，所述第一电力值和所述第二电力值基于所确定的分配。


8.根据权利要求1所述的运行方法，其中，连续地执行下述中的各项：检测一个或更多个特性电力特征，对检测到的特性电力特征进行比较，以及确定所述第一电源和第二电源之间的电力分配。


9.根据权利要求8所述的运行方法，其中，连接以提供电力包括：基于连续地确定的所述第一电源和第二电源之间的电力分配来重新连接以提供电力。


10.根据权利要求9所述的运行方法，其中，基于连续地确定的所述第一电源和第二电源之间的电力分配来重新连接以提供电力包括下述中的至少一项：调整所述若干个电源中的至少一个电源的开关，调整DC链路电压，以及调整与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·安东尼·索弗恩斯，亚历克斯·斯潘塞·克雷维斯顿，
申请(专利权)人：GO电子有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US