專利名稱：控制配電變壓器及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明的實施例大體上涉及配電變壓器，并且更具體地涉及能夠中繼信息到一個或多個電氣裝置的配電變壓器。
背景技術：
當人口增加時，能量耗費一般也如此。一般，電力網(wǎng)具有提供電能給它的相應消費者或用戶的容量。然而，有時電力網(wǎng)可能開始超出它的推薦容量運行。當電源不能滿足負載需求時，該場景將典型地出現(xiàn)。例如，在夏季月份期間溫暖氣候中，由空調或類似物產生的負載需求可以引起電網(wǎng)高于它的推薦負載容量運行。該過度的負載需求可以具有對電網(wǎng)的有害影響。例如，在“全球”規(guī)模上從總體電網(wǎng)方面，電網(wǎng)故障可以發(fā)生，并且依賴于該電網(wǎng)的人口的大部分可能在一段時間期間缺電。有害影響還可以在更小的規(guī)模上發(fā)生。例如，供應能量給一個或多個消費者的變壓器可變?yōu)檫^載，但是該變壓器是其的一部分的電網(wǎng)仍然保持健康。在這樣的場景中，過載的變壓器可能故障，引起相應消費者在一段時間期間缺電。因此提供用于當期望時降低變壓器和/或電力網(wǎng)上的負載的設備和方法將是可取的。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，系統(tǒng)包括具有通信模塊的配電變壓器。該配電變壓器配置成將來自高壓配電線的第一高壓電(high voltage electricity)轉換成第一低壓電并且沿低壓線輸送該第一低壓電到電氣裝置。該通信模塊配置成沿該低壓線傳送負載降低請求到電氣裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，制造電系統(tǒng)的方法。該方法包括組裝能夠將來自高壓配電線的高壓電降壓并且沿低壓線輸送該降壓的電以向電氣裝置供電的配電變壓器，其中該高壓配電線配置成傳輸比低壓線要高的電壓的電。該方法還包括將通信模塊耦合于該配電變壓器和該低壓線，該通信模塊配置成沿該低壓線輸送請求到電氣裝置，其中該請求是降低由電氣裝置從該配電變壓器抽取的負載的請求。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，包括配電變壓器和耦合于該配電變壓器的通信系統(tǒng)的設備。該配電變壓器配置成將從高壓配電電力線接收的電降壓并且經(jīng)由低壓電力線提供該降壓的電給電氣裝置。該通信系統(tǒng)配置成沿該低壓線傳送請求到電氣裝置，其中該請求是降低配電變壓器上的負載的請求。從下面的詳細說明和附圖將使各種其他特征和優(yōu)勢明顯。


附示目前設想用于實施本發(fā)明的實施例。在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的擴充式變壓器(augmented transformer)的框圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的擴充式變壓器的框圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖2的通信模塊的框圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的居間電氣裝置的框圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例用于參與擴充式變壓器和電氣裝置之間的能量傳輸?shù)募夹g的流程圖。
具體實施例方式發(fā)電設施或系統(tǒng)一般沿配電線輸送高壓電到住宅和/或商業(yè)用戶。該高壓電常常大約若干千伏。一般，在或靠近消費點，配電線的高壓能量在該能量經(jīng)由一條或多條低壓線輸送到消費者之前由降壓配電變壓器降壓到較低的用電電壓能量(utility voltage energy)。常常，這些配電變壓器位于電線桿上高于地面許多英尺，位于地上的結構支撐板上的安全屏蔽容器中的戶外，位于地下，或位于安全屏蔽外殼內的建筑物內部。一般來說，最小化配電變壓器的低電壓側和從該配電變壓器接收電力(power)的電氣裝置之間的任何壓降是有益的。如此，由于一般沿低壓線存在每直線距離單位的壓降， 受到法規(guī)和經(jīng)濟約束，配電變壓器典型地位于盡可能地靠近能量消費點。由于考慮法規(guī)和經(jīng)濟約束，配電變壓器常常位于盡可能地靠近能量消費點，配電變壓器的位點還提供電氣裝置的位點的良好近似。即，連接以從配電變壓器接收電力的電氣裝置一般位于靠近配電變壓器。因此，配電變壓器的位點可以提供消費者或電氣裝置的近似位點。此外，配電變壓器還可以充當可以在此管理消費者負載的節(jié)點。部分由于配電變壓器的位點，配電變壓器可以看作電力網(wǎng)的進入點。即，經(jīng)由配電變壓器，消費者一般被允許使用高壓配電線的能量。如此，由于許多消費者經(jīng)由配電變壓器進入電網(wǎng)，配電變壓器充當在此可以管理消費者負載的節(jié)點。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的擴充式配電變壓器100的框圖。擴充式配電變壓器 100經(jīng)由第一導線(conductor) 104耦合于高壓配電線102并且還經(jīng)由第二導線108耦合于中性線(neutral line) 106。擴充式配電變壓器100配置成將來自高壓配電線102的高壓電降壓到較低電壓電，其沿低壓線110傳遞到電氣裝置112和/或其他電氣裝置，例如插入式電力混合動力車輛(PHEV)PHEV 114等。另外，擴充式配電變壓器100配置成將經(jīng)由低壓線110從電氣裝置112或PHEV114接收的電升壓并且提供該升壓的電給高壓配電線102。盡管在圖1中描繪一條低壓線110，設想擴充式配電變壓器100配置成沿多條低壓線(例如在三相設置中的三條低壓線(沒有示出))傳遞低壓電。同樣，盡管僅示出一條高壓配電線102，設想擴充式變壓器100可配置成從多條高壓配電線(沒有示出)接收高壓電。例如，擴充式配電變壓器100可配置成從三相設置中的三條高壓配電線接收高壓電。擴充式配電變壓器100包括通信模塊116，其配置成沿低壓線110傳送負載降低請求到電氣裝置112和/或PHEV114。該負載降低請求是降低在擴充式配電變壓器100上的負載的請求。響應于該請求，電氣裝置112和/或PHEV114可降低它的負載。因此，在擴充式配電變壓器100上的損耗以及輸電線(沒有示出)上的負載可降低或最小化。設想擴充式配電變壓器100還可配置成沿低壓線110提供時間信息(例如，本地時間)和/或地理信息給電氣裝置112和/或PHEV114。想象到，該地理信息包括擴充式配電變壓器100的地理位點。由于擴充式配電變壓器100可能在電氣裝置112和PHEV114附近之內，該地理信息充當電氣裝置112和PHEV114的位點的近似也是可能的。注意電氣裝置112和PHEVl 14是僅示范性電氣裝置并且擴充式配電變壓器100能夠提供時間和地理信息給多種電氣裝置(沒有示出)。電氣裝置112和/或PHEV114可以使用時間和地理位點用于多種目的。根據(jù)一個示例，電氣裝置112可以是時鐘或包括時鐘。如此，一旦該時鐘經(jīng)由低壓線110通電，時間信息可以用于設置該時鐘到本地時間。備選地，電氣裝置112可以簡單地是具有顯示時間信息的能力的顯示器。這樣的裝置不需要具有時間保持能力。如此，時間信息將由通信模塊116沿低壓線110提供給電氣裝置112，并且電氣裝置112將簡單地呈現(xiàn)時間信息的視覺描繪。與要求時間保持能力的許多常見時鐘和相關電路相比，電氣裝置112僅需要顯示接收的時間信息的能力。像上文論述的時鐘顯示器，常常包括時鐘的DVD播放器、烤箱、微波爐、冰箱或其他裝置反而可以簡單地包括顯示器，而不是具有世紀保持能力的“時鐘”。如此，這些裝置的制造成本可以降低。如關于時間或時間信息，設想地理信息可以用于許多目的。例如，PHEV114可具有利用地理信息的能力。每次PHEV114從能量提供者接收電荷時或每次PHEV114提供能量給能量提供者時，PHEV114可存儲位點信息。該存儲的地理信息于是以后可以用于例如證實能量提供者信用或借記。示范性場景將說明這樣的證實技術。例如，住在紐約州的PHEV(例如PHEV114)所有人可旅行到德克薩斯休假或工作。當在德克薩斯時，該所有人可經(jīng)由低壓線(例如低壓線110)和擴充式配電變壓器(例如擴充式配電變壓器100)插入能量提供者的電網(wǎng)以接收電荷。該PHEV然后接收電荷并且存儲接收的時間和地理信息。后來，所有人可接收詳細列出當在德克薩斯時提供給PHEV的能量費用的賬單或發(fā)票收據(jù)。所有人然后可以訪問存儲的地理信息并且證實在賬單期間他的確在德克薩斯并且當在那里時他的PHEV確實接收電荷。此外，所有人可以訪問時間信息以確定PHEV處于充電狀態(tài)多久。通過訪問時間和地理信息，消費者或所有人可以確定賬單是否是準確的。 這樣的賬單或發(fā)票收據(jù)可以由于若干原因而是不準確的。例如該能量提供者可犯了賬單錯誤。備選地，PHEV的標識信息可能已經(jīng)被“欺騙”。即，PHEV的標識信息可能已經(jīng)被罪犯劫持并且不適當?shù)厥褂?，使得當罪犯對他的車輛充電時，“欺騙”能量提供者使其認為該PHEV 屬于另一個人。在再另一個示例中，能量提供者可以利用地理信息以輔助負載平衡。例如，在相同地理區(qū)域中的若干PHEV可經(jīng)由一個或多個擴充式變壓器耦合于用電網(wǎng)。在這樣的場景中， 在接收電荷之前，每個PHEV將向能量提供者驗證它自己。另外，每個PHEV可發(fā)送從擴充式變壓器接收的地理位點信息給能量提供者。通過知曉在特定區(qū)域中接受電荷的PHEV的數(shù)目，能量提供者然后可以估計在特定擴充式變壓器上或在用電網(wǎng)區(qū)域上的負載。如果確定特定擴充式變壓器已經(jīng)達到容量或“電網(wǎng)”的一部分已經(jīng)達到容量，能量提供者可推遲輸送能量給一個或多個PHEV直到負載已經(jīng)降低。本發(fā)明的實施例不限于上文描述的時鐘、時鐘顯示器或PHEV。即，根據(jù)本發(fā)明的實
5施例，擴充式變壓器(例如，擴充式配電變壓器100)能夠輸送負載降低請求、地理信息和/ 或時間信息到能夠接收這樣的信息的任何裝置。還注意到擴充式變壓器能夠輸送能量到多個消費者?，F(xiàn)在參照圖2，擴充式配電變壓器118的框圖根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例示出。如關于圖1的擴充式配電變壓器100，圖2的擴充式配電變壓器118配置成將來自高壓配電線120的高壓電降壓并且沿低壓線122提供較低電壓電給電氣裝置124。盡管高壓配電線 120和低壓線122每個分別描繪為單條線，設想高壓配電線120可代表多條線(例如，三相的三條高壓線)并且低壓線122可代表多條線。設想擴充式配電變壓器118還可配置成將來自低壓線122的低壓電升壓并且提供較高電壓電給高壓配電線120。擴充式配電變壓器118包括通信模塊或系統(tǒng)126，其配置成沿低壓線122傳送或輸送負載降低請求到電氣裝置124。例如當確定電網(wǎng)負載或在擴充式配電變壓器118上的負載處于或高于預定閾值時，可發(fā)送負載降低請求。響應于此，電氣裝置1 可降低在擴充式配電變壓器118上由此抽取的負載，從而最小化在擴充式配電變壓器118上的損耗。此外， 這樣的負載降低可降低在擴充式配電變壓器118經(jīng)由高壓配電線120耦合到的電力網(wǎng)(沒有示出)上過載的機會。設想擴充式配電變壓器118還可配置成經(jīng)由低壓線122中繼時間和地理信息給電氣裝置124。盡管圖2僅描繪經(jīng)由低壓線122耦合于擴充式配電變壓器118的一個電氣裝置124，設想擴充式配電變壓器118可配置成經(jīng)由一條或多條低壓線(例如，低壓線120)傳遞負載降低請求和時間和地理信息給耦合于其的多個電氣裝置。此外，電氣裝置1 可僅是擴充式變壓器118和耦合于電氣裝置124的另一個電氣裝置(沒有示出)之間的居間裝置。這樣的居間裝置的示例將在下文關于圖4詳細描述。仍然參照圖2，設想通信模塊1 可包括一個或多個部件、系統(tǒng)或模塊以對其提供各種類型的功能。例如，還參照圖3，根據(jù)本發(fā)明的實施例，通信模塊1 包括電力線通信 (PLC)模塊128，其配置成中繼負載降低請求給電氣裝置124。根據(jù)另一個實施例，通信模塊 126還可配置成沿低壓線122中繼本地時間和地理信息給電氣裝置124。設想通信模塊1 還可包括其他部件、系統(tǒng)或模塊。例如，通信模塊1 可包括負載感測系統(tǒng)130、天線132、互聯(lián)網(wǎng)服務器134、GPS模塊136、驗證模塊138、加密模塊140、存儲器模塊142、輻射檢測器144、診斷模塊146、處理器148、傳感器系統(tǒng)149和/或電池150， 其中模塊130-150虛擬示出。關于各種部件(即，模塊或部件128-150)的另外的細節(jié)將在下文闡述。設想PLC模塊1 可配置成沿低壓線122提供負載降低請求，以及時間和地理信息給電氣裝置124。另外，設想PLCU8可配置成最大化沿低壓線122發(fā)送負載降低請求與時間和地理信息的效率同時最小化高壓配電線120和低壓線122之間的電感耦合。如此， PLC模塊1 可配置成在時間信息、地理信息和/或負載降低請求的輸送期間降低或消除對高壓配電線120的噪聲注入。根據(jù)另一個實施例，設想PLC模塊1 還可配置成接收沿高壓配電線120發(fā)送的信息。例如，PLC模塊1 可配置成經(jīng)由高壓配電線120接收負載降低傳送命令，其啟動負載降低請求到電氣裝置124的傳送。根據(jù)這樣的實施例，想象當遠程確定擴充式配電變壓器118的負載水平達到或超過預定閾值水平時，傳送命令可以從遠離擴充式配電變壓器 118的位點發(fā)送。也就是說，電網(wǎng)的控制機構(沒有示出)可以確定擴充式配電變壓器118 的負載水平應該降低以便保護擴充式配電變壓器118的功能性和/或電網(wǎng)自身。在這樣的場景下，該控制機構可中繼負載降低傳送命令到擴充式配電變壓器118。響應于此，擴充式配電變壓器118可配置成沿低壓線122經(jīng)由PLC模塊1 傳送或中繼負載降低請求到電氣裝置124.在備選實施例中，非遠程確定負載水平，而是設想擴充式配電變壓器118本地確定負載水平。例如，負載感測系統(tǒng)130可包括一個或多個傳感器(沒有示出)以確定在擴充式配電變壓器118上抽取的負載的負載水平。其處理器(沒有示出)然后可確定負載水平或值是否滿足或超過一個或多個預定閾值。備選地，處理器148可以做出這樣的確定。在任一個情況下，如果滿足或超過預定閾值，處理器可使通信模塊126沿低壓線122傳送負載降低請求到電氣裝置124。重新參照PLC模塊128，設想PLC模塊1 還可配置成經(jīng)由高壓配電線120從能量提供者或另一方接收其他信息，例如本地時間和地理信息等。此外，PLC模塊1 可配置成沿高壓配電線120提供信息或數(shù)據(jù)給能量提供者或另一方(沒有示出)。備選地，或除此之外，設想通信模塊或系統(tǒng)1 可包括天線132，其配置成無線接收遠程產生的負載降低傳送命令。此外，天線132可配置成無線接收時間和/或地理位點信息，其可經(jīng)由低壓線122提供給電氣裝置124。當經(jīng)由天線132接收負載降低傳送命令、時間信息和/或地理信息時，通信模塊 126可經(jīng)由低壓線122提供這樣的信息給電氣裝置124。如上文解釋的，設想通信模塊1 可包括互聯(lián)網(wǎng)服務器134。設想互聯(lián)網(wǎng)服務器 134可配置成使用互聯(lián)網(wǎng)為擴充式配電變壓器118提供數(shù)據(jù)輸送訪問。因此，擴充式配電變壓器118可采用互聯(lián)網(wǎng)服務器134用于在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)送消息。這樣的發(fā)送消息可以包括到能量提供者或另一方(例如消費者)的電力線數(shù)據(jù)輸送。為了確定地理信息，設想通信模塊1 包括全球定位系統(tǒng)(GPQ模塊136，其配置成確定擴充式配電變壓器118的地理位點。根據(jù)這樣的實施例，GPS模塊136計算地理信息，并且通信模塊1 然后沿低壓線122發(fā)送地理位點信息給電氣裝置124。GPS模塊136 可具有從衛(wèi)星信號計算全球位置或與此相關的信息的能力。如果在地理信息中存在位置誤差，設想GPS模塊136還可配置成校正這樣的誤差。 例如，GPS模塊136可具有差分全球定位系統(tǒng)(DGPQ能力。在這樣的實施例中，GPS模塊 136可利用關于擴充式配電變壓器118的位點的較早信息確定位置校正。即，GPS模塊136 可在其中具有它的預編程的位點。該預編程的信息(即，證實的位點)然后可與如從衛(wèi)星信號計算的它的全球位置比較以確定其之間的差別。位置校正然后可從該比較來確定。設想擴充式配電變壓器118可配置成經(jīng)由天線132無線地廣播位置校正信息到其他裝置(沒有示出)。因此，具有GPS能力并且在擴充式配電變壓器118附近之內的其他裝置(沒有示出)可利用該位置校正信息以校正衛(wèi)星信號誤差。設想，非采用GPS模塊136確定擴充式配電變壓器118的地理位點，而是通信模塊 1 可采用LORAN或其他類型的裝置(沒有示出)確定擴充式配電變壓器118的地理位點。如上文闡述的，擴充式配電變壓器118的通信模塊1 還可包括驗證模塊138。根據(jù)本發(fā)明的實施例，驗證模塊138配置成驗證通信模塊1 和電氣裝置IM之間發(fā)送的通信。例如，驗證模塊138可配置成要求電氣裝置IM在任何能量交換之前被識別。在這樣的場景中，電氣裝置1 可向驗證模塊138驗證它自己并且驗證模塊138可以經(jīng)由驗證確定電氣裝置1 是否具有從擴充式配電變壓器118接收能量的許可和/或電氣裝置IM是否具有經(jīng)由擴充式配電變壓器118提供能量給高壓配電線120的許可。擴充式配電變壓器 118還可經(jīng)由驗證模塊138具有經(jīng)由沿低壓線122發(fā)送的驗證確定電氣裝置IM是什么類型的裝置的能力。例如，驗證模塊138可確定電氣裝置IM是洗碗機、PHEV或加熱和冷卻系統(tǒng)?，F(xiàn)在參照加密模塊140，為了保護擴充式變壓器118和電氣裝置IM之間或擴充式配電變壓器118和高電壓配電線120之間的發(fā)送的信息或數(shù)據(jù)，加密模塊140可配置成確保這樣的信息或數(shù)據(jù)被加密以解決隱私問題。設想加密模塊140還可配置成解密經(jīng)由低壓線122或高壓配電線120接收的數(shù)據(jù)。除配置成經(jīng)由低壓線110中繼負載降低請求、時間信息和/或地理信息到電氣裝置IM外，設想通信模塊1 還可配置成中繼其他類型的信息。例如，通信模塊1 可配置成中繼關于能量的銷售或購買的合同信息。例如，電氣裝置1 可是PHEV，并且通信模塊1 可配置成沿低壓線122中繼合同信息到PHEV，使得 PHEV可以確定是否締結與能量提供者的合同關系以從其購買能量(即，接收電荷)或向其銷售能量。示范中繼這樣的合同信息的技術將在下文關于圖5詳細描述。仍然參照圖2和3，設想通信模塊1 還包括存儲器模塊142，其中存儲器模塊142 配置成存儲信息。存儲器模塊142可包括一個或多個有形數(shù)據(jù)存儲裝置，例如磁驅動器、光驅動器、集成電路或其他類型的有形計算機可讀存儲介質等。存儲在存儲器模塊142中的信息可包括代表例如電氣裝置1 消費電時的時間、由電氣裝置1 消費的能量數(shù)量、從電氣裝置1 消費的能量費用、由電氣裝置IM接收的能量數(shù)量、關于擴充式配電變壓器118 的健康的信息、負載降低請求被傳送時的時間和/或電氣裝置1 的標識的信息。根據(jù)本發(fā)明的實施例，擴充式配電變壓器118還包括輻射檢測器144。在這樣的實施例中，輻射檢測器144配置成檢測輻射，并且如果檢測到輻射，中繼檢測到的輻射的通知到第三方，例如國家安全局等。設想輻射檢測器144具有中繼這樣的信息的能力或通信模塊126中繼這樣的信息。根據(jù)一個實施例，輻射檢測器144可至少部分放置在擴充式配電變壓器118內，并且根據(jù)另一個實施例，它可位于擴充式配電變壓器118外部。在任一個實施例中，擴充式配電變壓器118將采用這樣的方式配置使得將允許輻射傳遞到輻射檢測器 144。例如，如果輻射檢測器144位于擴充式變壓器118內，擴充式變壓器118可包括“窗口”(沒有示出)，其有效地允許輻射傳遞到輻射檢測器144。如上文闡述的，設想擴充式配電變壓器118可包括多種部件(例如，通信模塊126、 PLC模塊128、負載感測系統(tǒng)130、天線132、互聯(lián)網(wǎng)服務器134、GPS模塊136、驗證模塊138、 加密模塊140、存儲器模塊142、輻射檢測器144)中的一個或多個。為了監(jiān)測這些部件或模塊中的一個或多個的健康，設想擴充式配電變壓器118可包括診斷模塊146。根據(jù)這樣的實施例，診斷模塊146將配置成監(jiān)測部件中的一個或多個以確定監(jiān)測的這些部件的健康狀態(tài)。健康狀態(tài)然后可以經(jīng)由例如PLC模塊1 沿高壓配電線120或通過另一個方式(例如， 經(jīng)由天線132無線地)中繼到感興趣方。備選地，或除此之外，診斷模塊146可以存儲該健康狀態(tài)信息在例如存儲器模塊142的存儲器模塊中用于以后檢索和/或用于備份。除具有監(jiān)測部件126-144中的一個或多個的能力之外，想象診斷監(jiān)測器146還可具有估計擴充式變壓器118的其他部件或部分(沒有示出)的健康狀態(tài)的能力。例如，診斷模塊146可具有監(jiān)測擴充式變壓器118的繞組(沒有示出)的能力以估計其上的損耗或負載。另外，或對其備選地，設想診斷健康模塊146可確定擴充式配電變壓器118的電壓、電流和/或功率水平。診斷模塊146然后可確定該電壓、電流和/或功率水平是否超過閾值水平。如果是這樣，通信模塊126可發(fā)送控制信息給配電系統(tǒng)或能量提供者來指示擴充式配電變壓器118在高于閾值水平的水平運行。這樣的控制信息可用于例如確定擴充式配電變壓器118是否應該用另一個具有更大運行容量的擴充式配電變壓器(沒有示出)代替。 此外，這樣的信息可使遠程裝置輸送負載降低傳送命令到擴充式配電變壓器118，從而使通信模塊1 傳送負載降低請求到電氣裝置124。因此，診斷模塊146可充當負載感測系統(tǒng) 130的備選項。想象診斷模塊146還可具有通過從傳感器系統(tǒng)118接收的數(shù)據(jù)的分析確定擴充式配電變壓器118的健康狀態(tài)的能力。設想傳感器系統(tǒng)149可配置成提供變壓器溫度數(shù)據(jù)、 氣壓數(shù)據(jù)、變壓器壓力數(shù)據(jù)和/或其他診斷數(shù)據(jù)給診斷模塊146供診斷健康分析。例如，為了確定擴充式配電變壓器118的溫度，設想傳感器系統(tǒng)149包括溫度傳感器(沒有示出)。擴充式配電變壓器118然后可發(fā)送溫度信息或數(shù)據(jù)給診斷模塊146，其可以比較該溫度與閾值以確定擴充式配電變壓器118的運行特性。備選地，這樣的溫度信息可以例如經(jīng)由PLC模塊1 沿高壓配電線120發(fā)送給能量提供者或另一個感興趣方。利用這樣的信息，能量提供者可以確定擴充式配電變壓器118 的健康狀態(tài)。另外，能量提供者可以使用溫度信息確定是否可以對更多電氣裝置(例如，圖1的電氣裝置1 和/或PHEVl 14)充電。例如，較低溫度可允許對更多PHEV充電。為向部件126-149中的一個或多個供電，設想擴充式配電變壓器118可包括電池 150、可充電電池和/或其他電容裝置。備選地，或除此之外，擴充式配電變壓器118的一個或多個部件U6-146可由擴充式配電變壓器118通過來自高壓配電線120的電供電。該電可以采用高壓形式(在降壓之前)或采用低壓形式(在降壓之后)。注意設想診斷模塊146 還可以配置成估計電池150的健康或電荷或類似的。在這樣的實施例中，擴充式配電變壓器118可以存儲電池150的健康狀態(tài)在存儲器模塊142中和/或提供這樣的健康狀態(tài)信息給感興趣方。如上文論述的，設想通信模塊1 可包括計算機或處理器148。根據(jù)本發(fā)明的實施例，處理器148輔助部件128-146、149-150的控制。然而，想象除此之外或備選地，一個或多個部件1觀-146、149-150可包括處理器(沒有示出)用于控制。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示范性居間裝置152的框圖。如上文關于圖2解釋的，設想耦合于低壓線(例如低壓線122)的電氣裝置(例如電氣裝置124)可是居間裝置。 圖4的居間裝置152描繪這樣的裝置的示例。根據(jù)本發(fā)明的實施例，居間裝置152耦合于低壓線154，其耦合于擴充式配電變壓器156。擴充式配電變壓器156配置成從擴充式配電變壓器156經(jīng)由低壓線巧4提供至少負載降低請求給居間裝置152。此外，擴充式配電變壓器156配置成經(jīng)由低壓線IM和居間
9裝置152提供電力給多個電氣裝置158-164。根據(jù)本發(fā)明的實施例，居間裝置152包括多個電路166-172，其中每個電路 166-172配置成分別運送電力到至少一個電氣裝置158-164。想象居間裝置152可包括比示出的(166-172)更多或更少電路以輸送電力到比那些示出的(158-164)更多或更少電氣
直ο居間裝置152包括處理器174，其配置成控制通過每個電路166-172的電力輸送。 例如，擴充式配電變壓器156可經(jīng)由低壓線巧4傳送負載降低請求到居間裝置152。處理器 174然后可確定哪個(如果有的話)電氣裝置158-164將使它的負載降低。也就是說，居間裝置152充當負載平衡系統(tǒng)。下列示范性場景將根據(jù)一個實施例說明居間裝置152的負載平衡功能。根據(jù)一個場景，電氣裝置158可是干衣機，電氣裝置 160可是熱水器，電氣裝置162可是爐馬達并且電氣裝置164可是PHEV。當從擴充式配電變壓器156接收負載降低請求時，處理器174可確定爐馬達162不能或不應該使它的負載降低。此外，處理器174可確定干衣機158、熱水器160和PHEV164中的至少一個可使它的負載降低。如此，處理器174可使電路166、168、172中的至少一個降低提供給它的相應電氣裝置158、160、164的電力。如此，在擴充式配電變壓器156上抽取的負載將降低。圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例用于獲得關于能量傳輸?shù)暮贤涗浀募夹g176的流程圖。在框178，擴充式變壓器經(jīng)由低壓線中繼能量傳輸合同條款到PHEV。設想能量傳輸合同條款包括例如每千瓦時信用值、每千瓦時借記值和/或依靠時間或日期的比率。設想能量傳輸合同條款包括對于PHEV唯一的標識。在框180，PHEV經(jīng)由低壓線從擴充式變壓器接收能量傳輸合同條款。在框182，PHEV確定接受還是拒絕能量傳輸合同條款。如果PHEV決定拒絕能量傳輸合同條款184，過程控制返回框178。在另一方面，如果PHEV接受能量傳輸合同條款186，在框188PHEV發(fā)送能量傳輸請求到擴充式變壓器。在框190，擴充式變壓器保存該合同條款在計算機可讀存儲介質(例如，圖3的存儲器模塊14 中和/或輸送該合同條款到第三方。在圖5的框192，擴充式變壓器啟動并且監(jiān)測能量傳輸。注意能量傳輸可涉及PHEV經(jīng)由擴充式變壓器接收能量(即， 接收電荷)或PHEV經(jīng)由擴充式變壓器提供能量給高壓線。在任一個場景中，由于擴充式變壓器監(jiān)測能量傳輸，設想當擴充式變壓器監(jiān)測能量傳輸時，擴充式變壓器保存能量傳輸?shù)挠涗浀接嬎銠C可讀存儲介質和/或傳輸該信息到第三方。因為合同條款可包括對PHEV唯一的標識，合同條款與能量傳輸?shù)挠涗浺黄鹂捎糜趯λ腥嘶蛴脩翎槍οM的能量開賬單。備選地，如果PHEV提供電而不是接收電，合同條款與能量傳輸?shù)挠涗浺黄鹂捎傻谌绞褂靡蕴峁┬庞媒oPHEV的所有人或用戶。盡管技術176已經(jīng)在PHEV和擴充式變壓器的方面描述，設想技術176同樣可應用在采用另一類型的電氣裝置而非PHEV的場景中。例如，非PHEV，而是家庭或住宅可以配備或加裝與擴充式變壓器協(xié)定能量輸送條款的電氣裝置。在這樣的實施例中，合同條款和能量輸送的記錄可以用于對家主或住戶開賬單或提供信用給家主或住戶。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，系統(tǒng)包括具有通信模塊的配電變壓器。該配電變壓器配置成將來自高壓配電線的第一高壓電轉換成第一低壓電并且沿低壓線輸送該第一低壓電到電氣裝置。該通信模塊配置成沿該低壓線傳送負載降低請求到電氣裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，制造電系統(tǒng)的方法。該方法包括組裝能夠將來自高壓配電線的高壓電降壓并且沿低壓線輸送該降壓的電以向電氣裝置供電的配電變壓器，其中該高壓配電線配置成傳輸比低壓線更高電壓的電。該方法還包括將通信模塊耦合于該配電變壓器和該低壓線，該通信模塊配置成沿該低壓線輸送請求到電氣裝置，其中該請求是降低由電氣裝置從該配電變壓器抽取的負載的請求。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，包括配電變壓器和耦合于該配電變壓器的通信系統(tǒng)的設備。該配電變壓器配置成將從高壓配電電力線接收的電降壓并且經(jīng)由低壓電力線提供該降壓的電給電氣裝置。該通信系統(tǒng)配置成沿該低壓線傳送請求到電氣裝置，其中該請求是降低配電變壓器上的負載的請求。該書面說明使用示例以公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且也使本領域內任何技術人員能夠實踐本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明的專利范圍由權利要求限定，并且可包括本領域內技術人員想到的其他示例。這樣的其他示例如果它們具有不與權利要求的書面語言不同的結構元件，或者如果它們包括與權利要求的書面語言無實質區(qū)別的等同結構元件則規(guī)定在權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種系統(tǒng)，包括包括通信模塊(116，126)的配電變壓器(100，118，156)，所述配電變壓器(100，118， 156)配置成將來自高壓配電線(102，120)的第一高壓電轉換成第一低壓電； 沿低壓線(110，122，154)輸送所述第一低壓電到電氣裝置(112，114，124，152， 158-164)；并且其中所述通信模塊(116，126)配置成沿所述低壓線傳送負載降低請求到所述電氣裝置。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中配電變壓器(100，118，156)進一步配置成 從所述低壓線(110，122，154)接收第二低壓電，其中所述第二低壓電由所述電氣裝置(112，114，124，152，158-164)提供；將所述第二低壓電轉換成第二高壓電；以及輸送所述第二高壓電到所述高壓配電線(102，120)。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括所述電氣裝置，其中所述電氣裝置(112，114， 124，152，158-164)是負載平衡模塊(152)，其配置成輸送來自所述配電變壓器的電力到多個附加電氣裝置(112，114，124，158-164)； 獨立控制輸送到所述多個電氣裝置(112，114，124，158-164)中的每個的電力； 接收沿所述低壓線(110，122，154)傳送的所述負載降低請求；以及響應于接收所述負載降低請求而降低到所述多個電氣裝置(112，114，124，158-164) 中的至少一個的電力。
4.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述通信模塊(116，126)進一步配置成沿所述低壓線傳送一天中的時間信息和地理信息到所述電氣裝置(112，114，124，152，158-164)，并且其中所述地理信息包括所述配電變壓器(100，118，156)的地理位點。
5.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述配電變壓器(100，118，156)進一步包括全球定位模塊(136)，其配置成計算所述配電變壓器(100，118，156)的地理位點。
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述全球定位模塊(136)進一步配置成確定所述配電變壓器的計算的地理位點和證實的地理位點之間的差別，并且其中所述配電變壓器 (100，118，156)進一步配置成無線地廣播基于所述差別的地理校正。
7.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述配電變壓器(100，118，156)進一步包括配置成檢測核輻射的輻射傳感器(144)。
8.如權利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括電力線通信(PLC)模塊(1 )，其配置成接收沿所述高壓配電線(102，120)傳送的傳送命令，其中所述負載降低請求沿所述低壓線 (110,122,154)的傳送由所述PLC模塊(128)響應于所述傳送命令的接收來執(zhí)行。
9.如權利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括負載感測模塊(130，149)，其配置成 確定在所述配電變壓器(100，118，156)上的負載；以及比較所述負載的值與閾值。
10.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述負載降低請求的傳送基于所述負載的值與所述閾值的比較。
全文摘要
本發(fā)明名稱為控制配電變壓器及其制造方法。一種包括具有通信模塊(116)的配電變壓器(100)的方法、系統(tǒng)和設備。該配電變壓器(100)配置成將來自高壓配電線(102)的第一高壓電轉換成第一低壓電，并且沿低壓線(110)輸送該第一低壓電到電氣裝置(112，114)。該通信模塊(116)配置成沿該低壓線傳送負載降低請求到該電氣裝置(112，114)。
文檔編號G01S19/42GK102208816SQ20111009347
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權日2010年3月31日
發(fā)明者J·A·F·羅斯, J·E·赫爾希, M·J·哈特曼, M·J·德爾安諾, R·D·金, R·L·津澤 申請人:通用電氣公司