自動本地電力管理系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明通常設及電力管理領域，更具體地講，設及用于自動管理和控制本地電力 系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002] 住宅電力系統(tǒng)通常通過服務面板連接到公用電網。公用電網連接到服務面板的主 入口。該服務面板上的斷路器連接在家用電源插座W及服務面板的主入口之間。因為所有 的連接都是硬連接，在安裝新的備用的電力供應或可再生能源發(fā)電系統(tǒng)時，需要子服務面 板、轉換開關、W及額外的布線。所需額外的硬件增加了安裝新的備用電力供應或可再生能 源電力系統(tǒng)的設備成本和安裝成本。
[0003] 因為在該種住宅電力系統(tǒng)中的所有連接都是硬連接，當前的住宅并網可再生電力 系統(tǒng)無法有效地使用（并網可再生電力系統(tǒng)連接到公網W向公網提供過剩容量）。例如，當 停電發(fā)生時，并網的太陽能光伏系統(tǒng)（PV)必須關閉W防止孤島現(xiàn)象而不管是否產生電力。 (當來自公用電網的電力不可用，來自PV系統(tǒng)的電力被供給到公用電網時，會產生孤島。孤 島會對可能正在公用電網上工作的公用電網維護人員造成生命危險）。該不是使用PV系統(tǒng) 的有效方法。
[0004] 因為在該種住宅電力系統(tǒng)中的所有連接都是硬連接，因此很難對能量的使用進行 監(jiān)控并提高能源效率。實施智能電網可W改善能源效率，但由于前期成本和其他一些問題， 目前智能電網的安裝了了無幾。
【發(fā)明內容】
[0005] 在本發(fā)明的一個實施方式中，自動本地電力管理系統(tǒng)包括主電源總線、主開關，W 及多個程控斷路器。主電源總線適于通過主輸入電源線接收公用電網的電力。主開關被電 連接到主電源總線并且適于被連接到主輸入電源線。主開關被配置為響應于來自控制器的 一個或多個指令來選擇性地打開和關閉W分別將主電源總線從主輸入電源線斷開W及將 主電源總線連接到主輸入電源線。多個程控斷路器電連接到所述的主電源總線。每個程控 斷路器（PCCB)包括至少一個交流開關，其被配置為響應于來自控制器的一個或多個指令 來選擇性地打開或關閉。每個PCCB適于被連接到相應的多個電分支線的一個W將來自主 電源總線的電力分配到電連接到該電分支線的一個或多個電力負載。打開和關閉相應的 PCCB的交流開關，將分別從主電源總線斷開相應的電分支線W及將相應的電分支線連接到 主電源總線。
[0006] 該系統(tǒng)還可W包括與主開關和每個PCCB通訊的控制器。所述的控制器可W被設 置為發(fā)送一個或多個命令到主開關，W使主開關選擇性地打開和關閉。所述控制器可W進 一步被設置為發(fā)送一個或多個命令到任何一個或多個PCCB，W使所述一個或多個PCCB的 交流開關選擇性地打開和關閉。
[0007] 該系統(tǒng)還可W包括通信接口使得通過電源線通信任LC)或無線通信的方式在所 述的控制器與被電連接到一個或多個電力分支線的一個或多個設備之間進行信息傳輸。該 通信接口可W連接到主電源總線或連接到一個或多個所述電分支線，使PLC信號被發(fā)送到 被電連接到至少一個電分支線的具有PLC功能的設備、連接器或插頭中的至少一個或者從 被電連接到至少一個電分支線的具有PLC功能的設備、連接器或插頭中的至少一個接收 PLC信號。該通信接口還可進一步適于使得在所述的控制器與遠程服務器、遠程計算機，或 移動通訊器件的至少一個之間進行信息傳輸。
[0008] 該系統(tǒng)還可W包括一個或多個電流傳感器，適于被電連接到多個電分支線的每個 并與所述的控制器通信。所述的控制器可W被配置為通過所述的一個或多個電流傳感器監(jiān) 視一個或多個電分支線的用電量。該控制器還可W被配置確定任何電分支線上的電力消耗 是否指示了在該電力分支線上沒有電力負載上電。如果控制器確定任何電分支線上的電力 消耗指示了在該電力分支線上沒有電力負載上電，該控制器可W進一步被配置為打開對應 于該電分支線的PCCB的AC開關從而從主電源線斷開該電分支線。
[0009] 該系統(tǒng)還可W包括電連接到主電源總線的傳感器并被配置為檢測主電源總線上 的電力是否存在并由此檢測主電源線上電力是否存在，該傳感器與所述控制器通信。該傳 感器可進一步電連接到每個PCCB并被配置為監(jiān)視在每個電分支線上的電力消耗。該傳感 器還可W被配置為檢測主電源總線上的過壓或欠壓狀態(tài)，并且該傳感器可W被進一步配置 為監(jiān)控主電源總線上的耗電量。
[0010] 該傳感器可W是第一傳感器，并且該系統(tǒng)可W進一步包括第二傳感器，其被電連 接到主電源線并與控制器通信。所述控制器可W從所述第一傳感器接收主電源線上電力是 否存在的指示。如果該控制器從所述第一傳感器接收主電源線上存在電力的指示，所述控 制器可W被配置為禁止第二傳感器或從主電源總線斷開第二傳感器。如果所述控制器從所 述第一傳感器接收主電源線上不存在電力的指示，該控制器可W被配置為使能第二傳感器 或將第二傳感器連接到主電源線上。當?shù)诙鞲衅鞅粏⒂没蜻B接到主電源線時，第二傳感 器可W被配置成檢測返回主電源線的電力并且通知控制器該電力已經返回主電源線。
[0011] 如果主電源線上電力不存在，所述控制器可W被配置為打開主開關W從主電源總 線切斷主電源線。如果在本地電力系統(tǒng)中裝有全容量備用電力系統(tǒng)，該控制器可被進一步 配置為將全容量備用發(fā)電系統(tǒng)連接到主電源總線。如果電力返回到主電源線，該控制器還 可W進一步配置為將全容量備用發(fā)電系統(tǒng)從主電源總線上斷開并關閉主開關W將主電源 線電連接到主電源總線。
[0012] 如果在本地電力系統(tǒng)中裝有部分容量備用電力系統(tǒng)，所述控制器可W被進一步配 置為（a)決定哪個或哪些電負載可由部分容量備用電力系統(tǒng)供電，做打開一個或多個AC 開關來斷開對應于不能由部分容量備用電力系統(tǒng)供電的一個或多個電力負載的一個或多 個電分支線，（C)連接部分容量備用電力系統(tǒng)到主電源總線。所述控制器可W進一步被設 置成打開一個或多個AC開關來根據(jù)用戶定義的一個或多個優(yōu)先級去斷開對應于不能由部 分容量備用電力系統(tǒng)供電的一個或多個電力負載的一個或多個電力分支線。如果電力返回 到主電源線，控制器可W進一步被配置為把部分容量備用電力系統(tǒng)從主電源總線上斷開， 關閉主開關使主電源線電連接到主電源總線，并關閉任何打開的AC開關。
[0013] 如果在本地電力系統(tǒng)中裝有并網可再生能源發(fā)電系統(tǒng)時，所述控制器可W進一步 被設置為（a)確定并網可再生能源發(fā)電系統(tǒng)當時的產電量，化）根據(jù)并網可再生能源發(fā)電 系統(tǒng)當時的產電量決定哪個或哪些電負載可由該系統(tǒng)供電，（c)基于確定的并網可再生能 源發(fā)電系統(tǒng)當時的產電量，打開一個或多個AC開關來斷開對應于不能由該再生能源系統(tǒng) 供電的一個或多個電負載的一個或多個電分支線，W及（d)將該并網可再生能源系統(tǒng)連接 到主電源總線。所述控制器可W進一步設置為根據(jù)一個或多個用戶定義的優(yōu)先級來打開一 個或多個AC開關W斷開對應于不能被并網可再生能源發(fā)電系統(tǒng)供電的一個或多個電負載 的一個或多個電分支線。如果電力返回到主電源線，控制器可W進一步被配置為從主電源 總線斷開該并網可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，關閉該主開關W電連接該主電源線到主電源總線， 關閉任何打開的AC開關，然后再將該再生能源發(fā)電系統(tǒng)連接到主電源總線。
[0014] 如果在本地電力系統(tǒng)中裝有部分容量備用發(fā)電系統(tǒng)，控制器還可W被配置成W預 定的時間間隔斷開和連接一個或多個預定的電負載，W至少使較多的電負載接收到電力。[00巧]每個PCCB還可W包括適于被電連接到電分支線上的電流傳感器和與該電流傳感 器和交流開關通信的控制電路，該電流傳感器和控制電路被配置為檢測該電分支線上的過 電流，當電流傳感器檢測到電分支線路中有過電流現(xiàn)象時，控制電路被配置為打開所述交 流開關。
[0016] 所述控制器可W適于與被配置為在一個或多個電分支線上檢測過電流的傳感器 通信。當在相應電分支線上檢測到過電流時，所述控制器可W被配置為向一個或多個PCCB 發(fā)送一個或多個指令W打開一個或多個PCCB的AC開關。
[0017] 至少一個PCCB可W包括適于被電連接到相應的電分支線并且被配置為在相應的 電分支線上檢測過電流的電流傳感器。所述控制器可W適于與該電流傳感器通信。當在相 應的電分支線上檢測到過電流時，所述控制器可W被配置為發(fā)送一個或多個命令到至少 一個PCCB W打開至少一個PCCB的交流開關。
[0018] 在本發(fā)明的另一個實施方式中，程控斷路器（PCCB)包括交流開關、電流傳感器， 和控制電路。交流開關適于被電連接在電控制面板的主電源總線和電分支線之間W將來自 主電源總線的電力分配給與該電分支線連接的一個或多個電負載。交流開關被設置為響應 于從控制器送來的一個或多個指令選擇性地打開或關閉。打開和關閉相應PCCB的交流開 關分別將相應的電分支線從主電源總線斷開或者將相應的電分支線連接到主電源總線。電 流傳感器適于被電連接到該電分支線。所述控制電路與所述電流傳感器和所述交流開關通 信。電流傳感器和控制電路被配置成檢測該電分支線上的過電流。當電分支線上檢測到過 電流時，所述控制電路被配置為打開該交流開關。
[0019] 在本發(fā)明的另一個實施方式中，程控斷路器（PCCB)包括交流開關和電流傳感器。 交流開關適于被電連接在電控制面板的主電源總線和電分支線之間W將來自主電源總線 的電力分配給與該電分支線電連接的一個或多個電負載。交流開關被設置為響應于來自外 部控制器的一個或多個指令來選擇性的打開和關閉。打開和關閉相應PCCB的交流開關分 另IJ將相應的電分支線從主電源總線斷開W及將相應的電分支線連接到主電源總線。電流傳 感器適于被電連接到電分支線。所述電流傳感器和AC開關適于與外部控制器通信。電流 傳感器被配置為檢測電分支線上的過電流。當在該電分支線上檢測到過電流時，AC開關適 于從外部控制器接收一個或多個指令并且當接收到一個或多個指令時打開該AC開關。
[0020] 在本發(fā)明的另一個實施方式中，程控斷路器（PCCB)包括交流開關，其適于被電連 接在電控制面板的主電源總線和電分支線之間W將來自主電源總線的電力分配到與該電 分支線電連接的一個或多個電負載。交流開關被設置為響應于來自外部控制器的一個或多 個指令來選擇性地打開或關閉。打開和關閉相應PCCB的交流開關分別將相應的電分支線 從主電源總線斷開或者將相應的電分支線連接到主電源總線。交流開關適于與外部控制器 和連接到電分支線的電流傳感器通信并被配置為檢測該電分支線上的過電流。當在該電分 支線上檢測到過電流時，AC開關適于從外部控制器接收一個或多個指令并且當接收到一 個或多個指令時打開該AC開關。
[0021] 除了上面所描述的自動本地電力管理系統(tǒng)，本發(fā)明的其他方面針對自動本地電 力管理的相應方法。
【附圖說明】
[0022] 被包含在說明書中并作為說明書一部分的附圖，與詳細說明一起例示了本發(fā)明的 實施方式，W解釋本發(fā)明的工作原理。該里所例示的實施方式是優(yōu)選的，但是，應當理解的 是，本發(fā)明不限于附圖所示的精確布局。并且本文提供的所有附圖也不一定反應實際比例， 其中：
[0023] 圖1展示出了本發(fā)明實施方式的操作環(huán)境；
[0024