專利名稱：高峰負(fù)荷的后援裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一個(gè)可連接在公共電網(wǎng)的交流電終端機(jī)上的用電設(shè)備的高峰負(fù)荷的后援裝置。
背景技術(shù)：
電力公司，特別在它們的商業(yè)部門，一般擁有不但針對(duì)整體耗電并且針對(duì)耗電高峰的電價(jià)模式，即根據(jù)(整體)臨時(shí)耗電(由于它與一較短的時(shí)間段相聯(lián)系同樣以千瓦小時(shí)計(jì)算)的最大值。這里，耗電量是在一個(gè)指定的時(shí)間單元里累計(jì)，例如15分鐘，并且儲(chǔ)存在那個(gè)時(shí)刻的最大值。這個(gè)過程的潛在目的是使電能的供應(yīng)商還要考慮，即使可供應(yīng)的電能沒有完全耗盡情況下都在這個(gè)電價(jià)上供應(yīng)電能。
為避免用電高峰時(shí)超過一個(gè)規(guī)定的最大值的已知方法是，運(yùn)用例如一高峰負(fù)荷監(jiān)視器。這些儀表是能耗表，其持續(xù)測(cè)量耗電量，并且在最大值將要突破時(shí)觸發(fā)一個(gè)警報(bào)。在這種情況下，就由用戶自行決定去減少耗電，比如關(guān)掉非必需的用電設(shè)備。在其他解決辦法中，高峰負(fù)荷監(jiān)視器的自動(dòng)運(yùn)行，僅限于直接臨時(shí)關(guān)閉部分用電設(shè)備，例如對(duì)用電時(shí)間要求不嚴(yán)格的用電設(shè)備，比如熱水器。
此外，還有其他一些情況下，避免或者彌補(bǔ)高峰負(fù)荷是很重要的。在一間公司里常常發(fā)生的是系統(tǒng)在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)需要一個(gè)很高的電量(例如，在一天中的某幾分鐘里)，而在其他時(shí)候一般只需要消耗很少的電量。

發(fā)明內(nèi)容
所以本發(fā)明的目標(biāo)是提供一可以后援能耗高峰的電源，從而向供電網(wǎng)“隱藏”它們。當(dāng)然，這被假定為自動(dòng)發(fā)生(沒有操作者的干預(yù))并且不中斷對(duì)用戶或個(gè)別用電設(shè)備的供電。
通過一種在開始時(shí)提到的后援高峰負(fù)荷的這類設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，它包括一個(gè)由直流電蓄電池供電并且其輸出端可與用電設(shè)備的電源并聯(lián)的功率變換器，一個(gè)可連接在用戶的連接電路上的測(cè)量器和一個(gè)依靠測(cè)量器的幫助監(jiān)控用電設(shè)備的電能消耗的控制器，并且當(dāng)通過這種方式獲得的電能消耗值超過一個(gè)規(guī)定的臨界值時(shí)，讓功率變換器運(yùn)轉(zhuǎn)以便為用電設(shè)備提供電能。
這種解決辦法對(duì)用戶的高峰用電實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可靠的橋接(或者“彌補(bǔ)”這種說法更好)。通過這種方式，有可能設(shè)計(jì)一個(gè)具有較低瓦數(shù)和(或)更相宜的電價(jià)的系統(tǒng)連接。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，通過功率轉(zhuǎn)換器輸入連接電路的電能或電力是可以調(diào)節(jié)的。通過功率轉(zhuǎn)換器輸入的電力可以通過控制器來無限調(diào)節(jié)。如果該控制器可設(shè)置成把通過功率轉(zhuǎn)換器輸入的電能設(shè)在一個(gè)規(guī)定的值，使能量消耗或消耗量在規(guī)定的臨界值之下，這對(duì)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的會(huì)有很大幫助。
對(duì)當(dāng)前耗電量的特定監(jiān)控是可取的，特別在數(shù)個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)測(cè)量整體電能消耗來計(jì)算電價(jià)的情況下。這時(shí)在下面的情況下是具有優(yōu)越性的，如果依靠測(cè)量器的幫助以控制器監(jiān)控用電設(shè)備的耗電量，從而估算在一指定的時(shí)間間隔的終結(jié)時(shí)的總耗電量，當(dāng)通過這種方式獲得的預(yù)測(cè)值超過規(guī)定的臨界值時(shí)，讓功率變換器運(yùn)轉(zhuǎn)以便為用電設(shè)備提供電能。在一個(gè)此項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展的優(yōu)選例子中，線性外推法被用于估算耗電量。如通過線性外推法根據(jù)以前的耗電量及瞬間耗電量來算出在一指定時(shí)間間隔的終結(jié)時(shí)的總耗電量超過一個(gè)規(guī)定的臨界值時(shí)，就讓功率變換器運(yùn)轉(zhuǎn)。
再者，一可以由用戶的連接電路提供電能的充電器，其可以有利地被提供來為直流電蓄電池充電。假如充電器可以由控制器打開或關(guān)上，并且控制器可以設(shè)置為僅僅在功率變換器不運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候打開充電器，這樣是有好處的。
假如臨界值由裝置本身決定就更好了。出于這個(gè)目的，控制器可以被設(shè)置為在一個(gè)耗電周期記錄用戶的耗電量，并且根據(jù)以這種方式所記錄的耗電量曲線圖按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算下一個(gè)耗電周期的臨界值。例如，在耗電周期記錄內(nèi)耗電量的最大值可以被確定，此最大值選定為新的臨界值，其始于所記錄的耗電周期的基于時(shí)間的耗電量，從而能夠在電能消耗高峰時(shí)(特別當(dāng)耗電量超過這個(gè)最大值時(shí))打開功率轉(zhuǎn)換器，以實(shí)現(xiàn)減少?gòu)碾娋W(wǎng)中抽取的電量至低于這個(gè)最大值，并且不超出直流電蓄電池的蓄電量。
下面，引用示意解的示范性的實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明。在示意圖中出現(xiàn)的圖表有


圖1一個(gè)示范性的實(shí)施例的電力供應(yīng)的結(jié)構(gòu)2一個(gè)電能消耗的外推實(shí)例，及圖3一個(gè)圖1中的電力供應(yīng)的控制流程圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例是關(guān)于快餐店例如熱狗攤位的用電設(shè)備的電力供應(yīng)。本發(fā)明自然不限于這個(gè)實(shí)施例，并且，這個(gè)實(shí)施例以及其細(xì)節(jié)都僅代表本發(fā)明的各種不同應(yīng)用可能性的其中的一個(gè)非限制性的例子。
圖1展示根據(jù)本發(fā)明的該快餐店的電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)圖。這個(gè)快餐店的用電設(shè)備，例如大量每一個(gè)最大耗電量都為1.5至2千瓦的烤盤及各種加熱和冷卻裝置，整體上被稱為用電設(shè)備VB。電力供應(yīng)通過一由公共電網(wǎng)ENT提供給快餐店的連接設(shè)備EA供給，本案中的連接設(shè)備的設(shè)計(jì)專為適用于商業(yè)的具有例如10千瓦的功率。使用一個(gè)累計(jì)電流計(jì)ESZ以慣常的方式測(cè)量從連接設(shè)備EA抽取的電能的量。這個(gè)電流計(jì)由公共電網(wǎng)ENT的供應(yīng)商擁有，并且不允許連接設(shè)備EA的用戶(等于快餐店的商戶)操縱。
在本實(shí)施例中的連接設(shè)備EA是一個(gè)交流電單相連接(相和直接接地導(dǎo)體)；同樣，別的連接方式也是可能的，特別是所謂的三相連接(所謂多相電流)。圖1中的加黑線條表示交流電線路有一定合適數(shù)量的導(dǎo)體。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的目的是限制用電設(shè)備VB的高峰耗電量，其可能由比如電池這種電能儲(chǔ)存器提供的電能的額外供給而導(dǎo)致超過臨界值或最大值。把在前的最大值(或者例如，如果電價(jià)分了等級(jí)，代表下一級(jí)的電價(jià)的臨界值)設(shè)置為這樣的臨界值是可取的，但亦取決于所確定的電價(jià)模式。不論所涉及的用電設(shè)備是什么類型，均可確保用電設(shè)備的電力供應(yīng)在一個(gè)盡可能低的的電價(jià)上提供。
按照本發(fā)明，ASV系統(tǒng)(電力供應(yīng)補(bǔ)償系統(tǒng))在用電設(shè)備VB和主電源連接設(shè)備EA之間連接，其主要任務(wù)是對(duì)用電設(shè)備的高峰負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償。ASV系統(tǒng)的基本功能與一個(gè)交流電的不間斷電源相若，但是有一點(diǎn)不同的是，當(dāng)主電源正常供電時(shí)而非(或并非只是)當(dāng)主電源切斷時(shí)它能精確地供電。
按照本發(fā)明，在ASV系統(tǒng)中，控制器STE依靠一個(gè)累計(jì)電流計(jì)Z1來持續(xù)偵測(cè)系統(tǒng)的耗電量，其測(cè)量在輸入端抽取的電能。耗電量在數(shù)個(gè)同等的時(shí)間間隔上累計(jì)，跟發(fā)生于公共電網(wǎng)ENT的耗電表ESZ一樣。此外，還提供有一個(gè)電池BAT(或另一個(gè)合適的可逆式電能儲(chǔ)存器)和一功率轉(zhuǎn)換器WR。
電池BAT被設(shè)計(jì)成一個(gè)可逆式直流電蓄電池，其所容納的電能大到足夠在至少一個(gè)累計(jì)期間供應(yīng)本系統(tǒng)的高峰負(fù)荷的一部分；不可否認(rèn)，哪一電池尺寸才合理而且合乎邏輯就視乎該特定的應(yīng)用情況。在這里的一個(gè)例子中，電池BAT是一組鉛蓄電池，有大約總共150安培小時(shí)電荷，電壓大約36伏；在這種選定的情況下，一個(gè)或兩個(gè)烤盤(大約2千瓦)可以獲得可靠的電源1小時(shí)。對(duì)于所選定的電壓，機(jī)動(dòng)車電池或這類電池的組合可以得到有利的使用。
電池所需的直流電通過一市面上有售的電池充電器BLG來供應(yīng)，充電器BLG的電力消耗和用電設(shè)備VB比起來是小的。例如，一設(shè)計(jì)成可為給36V/150Ah的電池充電(例如，7.5A在36V)一整夜，產(chǎn)生大約550瓦的額定功率。
功率變換器WR的連接電壓被設(shè)計(jì)成與該電池組電壓相若，并用來把由電池供電的直流電轉(zhuǎn)換成與主電源的參數(shù)相應(yīng)的交流電。這種類型的功率轉(zhuǎn)換器是大家所熟知的。
一方面電池BAT的充電(等于啟動(dòng)電池BLG和關(guān)閉功率變換器WR)和另一方面的放電(等于啟動(dòng)功率變換器WR)均由控制器STE通過下文敘述的開關(guān)S1和S2來控制。如果需要，開關(guān)S1和(或)S2可以與充電器BLG或者功率變換器WR結(jié)合在一起，特別當(dāng)這個(gè)裝置允許電子控制的話。
例如，控制器STE通過使用微處理器來實(shí)施，微處理器用電網(wǎng)內(nèi)在的電流計(jì)履行電力消耗累計(jì)功能，以這種方式獲得的值和相關(guān)聯(lián)的瞬間一起儲(chǔ)存在例如硬盤或可換磁盤上的非易失存儲(chǔ)器PSP里。并且，根據(jù)當(dāng)前的電能消耗，它生成一關(guān)于在當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)累計(jì)期間的總值的預(yù)測(cè)(見下面的圖2)通過這種方式，控制器估算(預(yù)測(cè))是否在當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)累計(jì)期間臨近超過該臨界值，特別是是否超過了較早測(cè)量過的電價(jià)最大值。如果情況是這樣，即，如果有可能超過臨界值的威脅時(shí)，功率變換器就被啟動(dòng)，從而從電池中放電到(本地的)用電設(shè)備的連接電路EN中。充電器BLG應(yīng)該關(guān)閉以便阻止能量循環(huán)及其伴隨相關(guān)的損耗是一個(gè)可取方法；并且，這也有助于減少電能消耗。結(jié)果，與連接設(shè)備EA連接的一部分用電設(shè)備VB也是由電池BAT供電的，而從電網(wǎng)ENT中抽取的電力減少。通過這種方式，可避免超過較早的最大值和因此而增加的電價(jià)。
為了不必要地將數(shù)據(jù)記憶耗盡，控制器STE清除了兩個(gè)最大值之間的所有數(shù)值，因?yàn)檫@類耗電值已經(jīng)沒有意義了，即使對(duì)隨后的估價(jià)(出于控制的目的)來說也是一樣。
為了方便，電池BAT和相關(guān)聯(lián)的充電器BLG可相對(duì)于供電系統(tǒng)ASV設(shè)置成外置式的，以便使整個(gè)系統(tǒng)能夠容易適應(yīng)用電設(shè)備VB所處位置的現(xiàn)有條件。
取代了或除了電流計(jì)Z1外，可提供一第二電流計(jì)Z2安裝在用戶方的連接設(shè)備EA上以測(cè)量在輸出端供應(yīng)給用電設(shè)備VB的電量；原則上，可以連接一系列的用電設(shè)備；更簡(jiǎn)單地說來，通過各用電設(shè)備的并聯(lián)為一用電設(shè)備組的來實(shí)現(xiàn)，見圖1中的用電設(shè)備VB處。
應(yīng)該指出的是，作為一個(gè)按照本發(fā)明的替代解決辦法，當(dāng)然可通過配有備用供電電池的不間斷電源(UPS)，去操縱特定的用電設(shè)備；并且，當(dāng)對(duì)最大負(fù)荷警報(bào)裝置發(fā)生反應(yīng)時(shí)，中斷UPS的主電源，并通過這些電池給用電設(shè)備供應(yīng)短時(shí)間的電。這個(gè)解決辦法具有缺點(diǎn)，必須事先決定哪一個(gè)用電設(shè)備通過UPS供電；電網(wǎng)(正在運(yùn)轉(zhuǎn)的)的支援輸入(supporting feed)無法于UPS運(yùn)用的。在本發(fā)明的解決辦法中，電能被直接輸入用戶方的電流計(jì)連接電路EN中，從而電網(wǎng)ENT輸入的電力減少了電池供電的轉(zhuǎn)換器即功率變換器WR輸入的電力的總量。原來設(shè)計(jì)為從光電系統(tǒng)中輸入電能給公共電網(wǎng)的功率變換器，也可以有利地用作轉(zhuǎn)換器。特別根據(jù)電網(wǎng)供應(yīng)商的規(guī)定，這些功率變換器已經(jīng)裝有安全的切入輸電操作所需的所有安全裝置，諸如在電源停電的情況下(例如，由于進(jìn)行安全維護(hù)工作)自動(dòng)終止切入輸電(以便使維修工作安全)時(shí)的主電源電壓的偵測(cè)。
如果電池BAT的直流電和轉(zhuǎn)換器(功率變換器WR)的切入電壓是不同的，例如，如果電池電壓保持在低電壓水平，運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器所需要的輸入電壓可以通過在電路中插入一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生。反過來，如果功率變換器WR的輸出電壓與電網(wǎng)ENT的電壓不對(duì)應(yīng)，可將一個(gè)50赫茲的電力變壓器EN與功率變換器串聯(lián)。
圖2表明一個(gè)研究中案例的控制器STE的線性預(yù)測(cè)。在控制器STE中，正如已經(jīng)提到的，從當(dāng)前累計(jì)期間的起點(diǎn)開始計(jì)算的瞬間耗電量持續(xù)累計(jì)，通過這種方式，計(jì)算至今(在當(dāng)前時(shí)間間隔內(nèi))已經(jīng)消耗的電能E(1)。圖2表明作為時(shí)間t的函數(shù)的耗電量E(t)(例如用千瓦小時(shí)所測(cè)量的)，只展示了開始在t＝0處而終止在t＝T處的當(dāng)前累計(jì)期間。T是這個(gè)期間的持續(xù)時(shí)間，比如15分鐘。還有，如果可能的話就不應(yīng)超過當(dāng)前適用的臨界值Emax(較早的耗電最大值)。在每一個(gè)測(cè)試中的瞬間t1(例如，在時(shí)間間隔10秒或1分鐘內(nèi))中，瞬間耗電量——作為電力與圖表中的坡線相應(yīng)——被線性外推到累計(jì)期間(上虛線21)的終點(diǎn)。在此，耗電量是基于不把功率變換器連進(jìn)電路，即沒有放電。以這種方式獲得的E*(T)值與臨界值Emax相比。如果如圖2所示的E*(T)值比Emax大，臨近于超過臨界值，并且功率變換器被連進(jìn)電路。通過這種方式，所得的明顯低的耗電量使我們不需擔(dān)心超過臨界值(下虛線22)。
圖3的流程表中表明控制順序，這通過每一個(gè)測(cè)試的瞬間t1來運(yùn)行。作為第一步，至今蓄積的耗電量E(t1)通過累計(jì)流量計(jì)Z1確定。因此就產(chǎn)生了對(duì)E*(T)的線性預(yù)測(cè)；如果在這個(gè)瞬間放電已經(jīng)起動(dòng)，當(dāng)放電被終止，就產(chǎn)生一個(gè)這種情況下的E*(T)的預(yù)測(cè)值。在決定31中，檢測(cè)是否以這種方式獲得的E*(T)值大于臨界值Emax；取決于測(cè)試結(jié)果，通過分支31a或31n進(jìn)行延續(xù)。如果E*(T)值大于臨界值Emax(分支31a)，功率變換器啟動(dòng)(或保持工作狀態(tài))，并且隨后放電，電池充電器被關(guān)閉。然而，通過分支31n，如果E*(T)值小于臨界值Emax，功率變換器關(guān)閉(或保持在待機(jī)狀態(tài))。因此，在決定32中，電池BAT的充電狀態(tài)會(huì)被檢測(cè)。如果充了足夠的電，通過分支32a進(jìn)行延續(xù)，并且充電器BLG關(guān)閉；否則，分支32n-充電器BLG啟動(dòng)來給電池BAT充電。
本發(fā)明特別適合于單數(shù)千瓦范圍內(nèi)用電系統(tǒng)，可以使用已知類型的功率變換器，這是本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)點(diǎn)。尤其是，在太陽(yáng)能裝置中所構(gòu)思使用的功率變換器，該設(shè)計(jì)同樣地為了在交流電網(wǎng)運(yùn)行過程中輸入交流電，可使用比如本申請(qǐng)人的SITOP裝置。
這個(gè)高峰負(fù)荷的補(bǔ)償電源系統(tǒng)ASV不僅防止更多的最大的耗電量狀態(tài)；而且，在一個(gè)以上擴(kuò)展版本示范性實(shí)施例中，也適合一般補(bǔ)償電能消耗以便只產(chǎn)生較低的累計(jì)值，并且，把電源耗電量平均，就可以取得更合理的電價(jià)，結(jié)果電費(fèi)就降下來了。假設(shè)，每天都有相似的耗電量，可以進(jìn)行控制來決定什么時(shí)候(當(dāng)然是有限的)電池容量和輸入的電力能夠最有效地使用。在當(dāng)前例子中，假定用來比較的耗電周期是天數(shù)，在前面提到的快餐店的情況下是正確的(或相似的商業(yè)操作)；在其他應(yīng)用情況下，取決于特定的情況，適用的周期，不用天數(shù)而是用例如24小時(shí)，48或者168小時(shí)來作為耗電周期。然而，耗電周期應(yīng)該不與累計(jì)期間T混淆；并且，耗電周期延伸至多個(gè)累計(jì)期間。
在這個(gè)擴(kuò)展中，提供一進(jìn)行測(cè)量和儲(chǔ)存電能的自學(xué)習(xí)的應(yīng)用工作，例如，在連續(xù)多個(gè)的累計(jì)時(shí)間間隔T內(nèi)使用累計(jì)流量計(jì)Z1以耗電量的形式進(jìn)行一整天的測(cè)量(不受負(fù)荷補(bǔ)償?shù)挠绊?。把電池容量計(jì)算在內(nèi)，以這種方式所記錄的一天的耗電量曲線圖，被用來作為補(bǔ)償電能消耗的根據(jù)。從耗電記錄看，確定了最大耗電值(更準(zhǔn)確說來應(yīng)該是耗電量的值)。首先，計(jì)算最高和次高耗電值之間的差值。然后，如果耗電量通過在最大值所指定的累計(jì)時(shí)間間隔內(nèi)切入輸電而降低到次高耗電值，計(jì)算所得的電池放電量。第一次計(jì)算找出了第一電池末端充電狀態(tài)，在下一次計(jì)算找出在兩個(gè)最高累計(jì)時(shí)間間隔內(nèi)輸入第三高耗電值的電力時(shí)所得的第二電池末端充電狀態(tài)。如所得第二電池充電狀態(tài)是正的(大于0)，可以進(jìn)行第三次計(jì)算找出第三電池末端充電狀態(tài)，其可在三個(gè)最高的累計(jì)時(shí)間間隔內(nèi)輸電后，來降低到第四高的耗電值而獲得。這些計(jì)算反復(fù)進(jìn)行直到電池容量用盡。最后的成功獲得的耗電值(即指定的正的電池末端充電狀態(tài))在下一天中被作為臨界值Emax。
因?yàn)橄嚓P(guān)的時(shí)間間隔都已知，按照上述程序，在這些累計(jì)時(shí)間間隔內(nèi)為電池BAT充電并同時(shí)切入輸電到用戶連接終端EN，這也是可以考慮的。而且，這種情況下，由于充電過程中的能量損失，以致電能余額效能在100％之下，例如，對(duì)鉛酸蓄電池來說大約是80％到85％(因化學(xué)耗損及充電器BLG的耗損)。
當(dāng)然，也可以按照幾天(耗電周期)來計(jì)算估值，耗電量曲線圖儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。獲取的每一天的(初步的)臨界值，最終臨界值也從此而來，例如，依靠最大臨界值的選擇，中間值或平均值的選擇這樣的步驟。
在實(shí)際操作中，基于在耗電量上做出比較需額外執(zhí)行每日耗電量記錄用來計(jì)算近來的臨界值Emax，目的是可以對(duì)耗電量例如季節(jié)波動(dòng)等的變化進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
并且，使用者能夠提前把耗電量的一些已知的變化輸入到當(dāng)前的控制器中，例如，如果增加一個(gè)額外的用電設(shè)備；為此目的可將控制器設(shè)置一輸入/輸出EAE。這里，輸入與預(yù)計(jì)耗電量和預(yù)計(jì)開機(jī)時(shí)間以及耗電期間有關(guān)的數(shù)據(jù)；這些數(shù)據(jù)也標(biāo)繪在經(jīng)測(cè)量的耗電量曲線圖上，并且，通過這種方式獲得的耗電量曲線圖被作為上面描述過的計(jì)算步驟的根據(jù)。
另一個(gè)可取的擴(kuò)展是關(guān)于電池BAT充電電流的控制。在上面敘述的例子中，如果還沒有達(dá)到完全的電池容量，電池BAT一直在充電，就不會(huì)接近超過耗電量臨界值Emax。在一變體中，使用者可以通過輸入/輸出EAE限定在某些時(shí)間進(jìn)行充電操作，例如只在晚上(晚上電價(jià))或在快餐店不忙的時(shí)間。在另一版本中(或和以前的版本的組合)，通過對(duì)充電器BLG的控制，控制器STE可以在有需要時(shí)限定例如電池的充電電流或充電器BLG的能量吸收，即如果接近超出臨界值，尤其是再次達(dá)到臨界值Emax的地步時(shí)。在這種情況下，僅僅當(dāng)充電的電流減少到不足以把耗電量(包括充入的電力)降低到臨界值以下時(shí)，電池BAT才通過功率變換器WR進(jìn)行輸電。
應(yīng)該注意到的是，本發(fā)明也適合于那些基于時(shí)間的電價(jià)模式的情況?？刂破鱏TE也把在不同的時(shí)間不同的電價(jià)結(jié)構(gòu)考慮進(jìn)去，例如，在預(yù)測(cè)時(shí)將電能值乘以電價(jià)(例如，歐元/千瓦小時(shí))；在圖2中消耗費(fèi)用將代替耗電量。
應(yīng)該注意，除了使用作為可逆式直流電蓄電池的電池BAT之外，也可以使用一種不同的直流電電源。例如，當(dāng)需要時(shí)，可以使用由控制器啟動(dòng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，將直流電輸入到功率變換器的輸入端。和直接從發(fā)動(dòng)機(jī)輸電到連接線路相比，這種方法具有優(yōu)點(diǎn)，即，從本發(fā)明的意義上來說，可以輸入不限變量的額外電能。
然而本發(fā)明的另一種擴(kuò)展是通過接收器實(shí)現(xiàn)的。例如，以脈動(dòng)控制接收器RSE的形式，連接到控制器STE上并且通過控制器STE來引發(fā)公共電網(wǎng)ENT的供應(yīng)商進(jìn)行放電，與用戶的電能消耗不相關(guān)聯(lián)。通過這種方式，電能可以從電池BAT輸回到電網(wǎng)ENT中，特別是當(dāng)耗電高峰時(shí)；這一般是建立在一較高電價(jià)的基礎(chǔ)上的。
權(quán)利要求
1.一個(gè)可連接在公共電網(wǎng)(ENT)的交流電終端機(jī)上的用電設(shè)備(VB)的高峰負(fù)荷的后援裝置，特點(diǎn)是一個(gè)可由一直流電蓄電池(BAT)供電并且其輸出端可與用電設(shè)備(VB)的電源(EB)并聯(lián)的功率變換器(WR)，一個(gè)可安插在用電設(shè)備(Z1，Z2)的連接電路(EN)上的測(cè)量器(Z1，Z2)，和一個(gè)依靠測(cè)量器(Z1，Z2)的幫助監(jiān)控用電設(shè)備(VB)的電能消耗的控制器(STE)，并且當(dāng)以這種方式取得的電能消耗值超過一個(gè)規(guī)定的臨界值時(shí)，讓功率變換器(WR)運(yùn)轉(zhuǎn)以便為用電設(shè)備提供電能。
2.在權(quán)利要求1所述的裝置，其中控制器(STE)依靠測(cè)量器(Z1，Z2)的幫助來監(jiān)控用電設(shè)備(VB)的電能消耗，從而估算在一指定的時(shí)間間隔的終結(jié)時(shí)(T)的總耗電量(E*(T))，并且當(dāng)以這種方式取得的預(yù)測(cè)值超過一個(gè)規(guī)定的臨界值(Emax)時(shí)，就讓功率變換器(WR)運(yùn)轉(zhuǎn)以便為用電設(shè)備提供電能。
3.在權(quán)利要求2所述的裝置，其中控制器(STE)依靠測(cè)量器(Z1，Z2)的幫助來監(jiān)控用電設(shè)備(VB)的電能消耗，并且，如通過線性外推法根據(jù)以前的耗電量及瞬間耗電量來算出在一指定時(shí)間間隔的終結(jié)時(shí)的總耗電量(E*(T))超過一個(gè)規(guī)定的臨界值(Emax)時(shí)，就讓功率變換器(WR)運(yùn)轉(zhuǎn)以便為用電設(shè)備提供電能。
4.在權(quán)利要求1至3其中一項(xiàng)所述的裝置，其中控制器把通過功率變換器輸入的電能設(shè)在一個(gè)規(guī)定的值，使電能消耗或消耗量在規(guī)定的臨界值之下。
5.在權(quán)利要求1至4其中一項(xiàng)所述的裝置，特點(diǎn)是給直流電蓄電池(BAT)充電的充電器(BLG)可以從用電設(shè)備(VB)的連接電路(EN)中獲得電能。
6.在權(quán)利要求5所述的裝置，其中充電器(BLG)可以由控制器(STE)來啟動(dòng)或關(guān)閉。
7.在權(quán)利要求6所述的裝置，其中控制器(STE)僅僅在功率變換器(WR)不運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候才啟動(dòng)充電器。
8.在權(quán)利要求1至7其中一項(xiàng)所述的裝置，其中控制器記錄用電設(shè)備(VB)在一個(gè)耗電周期的電能消耗，及按照一個(gè)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)以這種方式所記錄的耗電量曲線圖計(jì)算一臨界值。
9.在權(quán)利要求8所述的裝置，其中，為了要確定下一個(gè)耗電周期的臨界值，需要確定耗電周期記錄內(nèi)的耗電量最大值，并且，此最大值被選定為新的臨界值，其始于所記錄耗電周期的基于時(shí)間的耗電量，能夠在電能消耗高峰時(shí)打開功率轉(zhuǎn)換器(WR)，減少?gòu)碾娋W(wǎng)(ENT)中抽取的電量至低于這個(gè)最大值，并且不超出直流電蓄電池(BAT)的蓄電量。
10.在權(quán)利要求1至9其中一項(xiàng)所述的裝置，特點(diǎn)是將一接收器(RSE)連接到控制器(STE)上，并且可通過與用電設(shè)備(VB)電能消耗無關(guān)的功率變換器(WR)的輸電來引發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一個(gè)連接在公共電網(wǎng)(ENT)的交流電終端機(jī)上的用電設(shè)備(VB)的高峰負(fù)荷的后援裝置，其包括一個(gè)由直流電蓄電池(BAT)供電并且其輸出端與用電設(shè)備(VB)的電源(EB)并聯(lián)的功率變換器(WR)，一個(gè)連接在用戶的連接電路(EN)上的測(cè)量器(Z1，Z2)和一個(gè)控制器(STE)。依靠測(cè)量器(Z1，Z2)的幫助，控制器監(jiān)控用電設(shè)備(VB)的電能消耗，由此估算在一個(gè)指定的時(shí)間間隔的終結(jié)時(shí)的電能的總耗電量(E*(T))，例如通過線性外推法，并且當(dāng)通過這種方式獲得的預(yù)測(cè)值如超過一個(gè)規(guī)定的臨界值(E
文檔編號(hào)H02J3/28GK1922780SQ200580005509
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2005年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月19日
發(fā)明者哈勞德·施威格, 威爾漢姆·愛貝爾 申請(qǐng)人:奧地利西門子股份有限公司