自动本地电力管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明通常设及电力管理领域，更具体地讲，设及用于自动管理和控制本地电力 系统的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 住宅电力系统通常通过服务面板连接到公用电网。公用电网连接到服务面板的主 入口。该服务面板上的断路器连接在家用电源插座W及服务面板的主入口之间。因为所有 的连接都是硬连接，在安装新的备用的电力供应或可再生能源发电系统时，需要子服务面 板、转换开关、W及额外的布线。所需额外的硬件增加了安装新的备用电力供应或可再生能 源电力系统的设备成本和安装成本。
[0003] 因为在该种住宅电力系统中的所有连接都是硬连接，当前的住宅并网可再生电力 系统无法有效地使用（并网可再生电力系统连接到公网W向公网提供过剩容量）。例如，当 停电发生时，并网的太阳能光伏系统（PV)必须关闭W防止孤岛现象而不管是否产生电力。 (当来自公用电网的电力不可用，来自PV系统的电力被供给到公用电网时，会产生孤岛。孤 岛会对可能正在公用电网上工作的公用电网维护人员造成生命危险）。该不是使用PV系统 的有效方法。
[0004] 因为在该种住宅电力系统中的所有连接都是硬连接，因此很难对能量的使用进行 监控并提高能源效率。实施智能电网可W改善能源效率，但由于前期成本和其他一些问题， 目前智能电网的安装了了无几。
【发明内容】
[0005] 在本发明的一个实施方式中，自动本地电力管理系统包括主电源总线、主开关，W 及多个程控断路器。主电源总线适于通过主输入电源线接收公用电网的电力。主开关被电 连接到主电源总线并且适于被连接到主输入电源线。主开关被配置为响应于来自控制器的 一个或多个指令来选择性地打开和关闭W分别将主电源总线从主输入电源线断开W及将 主电源总线连接到主输入电源线。多个程控断路器电连接到所述的主电源总线。每个程控 断路器（PCCB)包括至少一个交流开关，其被配置为响应于来自控制器的一个或多个指令 来选择性地打开或关闭。每个PCCB适于被连接到相应的多个电分支线的一个W将来自主 电源总线的电力分配到电连接到该电分支线的一个或多个电力负载。打开和关闭相应的 PCCB的交流开关，将分别从主电源总线断开相应的电分支线W及将相应的电分支线连接到 主电源总线。
[0006] 该系统还可W包括与主开关和每个PCCB通讯的控制器。所述的控制器可W被设 置为发送一个或多个命令到主开关，W使主开关选择性地打开和关闭。所述控制器可W进 一步被设置为发送一个或多个命令到任何一个或多个PCCB，W使所述一个或多个PCCB的 交流开关选择性地打开和关闭。
[0007] 该系统还可W包括通信接口使得通过电源线通信任LC)或无线通信的方式在所 述的控制器与被电连接到一个或多个电力分支线的一个或多个设备之间进行信息传输。该 通信接口可W连接到主电源总线或连接到一个或多个所述电分支线，使PLC信号被发送到 被电连接到至少一个电分支线的具有PLC功能的设备、连接器或插头中的至少一个或者从 被电连接到至少一个电分支线的具有PLC功能的设备、连接器或插头中的至少一个接收 PLC信号。该通信接口还可进一步适于使得在所述的控制器与远程服务器、远程计算机，或 移动通讯器件的至少一个之间进行信息传输。
[0008] 该系统还可W包括一个或多个电流传感器，适于被电连接到多个电分支线的每个 并与所述的控制器通信。所述的控制器可W被配置为通过所述的一个或多个电流传感器监 视一个或多个电分支线的用电量。该控制器还可W被配置确定任何电分支线上的电力消耗 是否指示了在该电力分支线上没有电力负载上电。如果控制器确定任何电分支线上的电力 消耗指示了在该电力分支线上没有电力负载上电，该控制器可W进一步被配置为打开对应 于该电分支线的PCCB的AC开关从而从主电源线断开该电分支线。
[0009] 该系统还可W包括电连接到主电源总线的传感器并被配置为检测主电源总线上 的电力是否存在并由此检测主电源线上电力是否存在，该传感器与所述控制器通信。该传 感器可进一步电连接到每个PCCB并被配置为监视在每个电分支线上的电力消耗。该传感 器还可W被配置为检测主电源总线上的过压或欠压状态，并且该传感器可W被进一步配置 为监控主电源总线上的耗电量。
[0010] 该传感器可W是第一传感器，并且该系统可W进一步包括第二传感器，其被电连 接到主电源线并与控制器通信。所述控制器可W从所述第一传感器接收主电源线上电力是 否存在的指示。如果该控制器从所述第一传感器接收主电源线上存在电力的指示，所述控 制器可W被配置为禁止第二传感器或从主电源总线断开第二传感器。如果所述控制器从所 述第一传感器接收主电源线上不存在电力的指示，该控制器可W被配置为使能第二传感器 或将第二传感器连接到主电源线上。当第二传感器被启用或连接到主电源线时，第二传感 器可W被配置成检测返回主电源线的电力并且通知控制器该电力已经返回主电源线。
[0011] 如果主电源线上电力不存在，所述控制器可W被配置为打开主开关W从主电源总 线切断主电源线。如果在本地电力系统中装有全容量备用电力系统，该控制器可被进一步 配置为将全容量备用发电系统连接到主电源总线。如果电力返回到主电源线，该控制器还 可W进一步配置为将全容量备用发电系统从主电源总线上断开并关闭主开关W将主电源 线电连接到主电源总线。
[0012] 如果在本地电力系统中装有部分容量备用电力系统，所述控制器可W被进一步配 置为（a)决定哪个或哪些电负载可由部分容量备用电力系统供电，做打开一个或多个AC 开关来断开对应于不能由部分容量备用电力系统供电的一个或多个电力负载的一个或多 个电分支线，（C)连接部分容量备用电力系统到主电源总线。所述控制器可W进一步被设 置成打开一个或多个AC开关来根据用户定义的一个或多个优先级去断开对应于不能由部 分容量备用电力系统供电的一个或多个电力负载的一个或多个电力分支线。如果电力返回 到主电源线，控制器可W进一步被配置为把部分容量备用电力系统从主电源总线上断开， 关闭主开关使主电源线电连接到主电源总线，并关闭任何打开的AC开关。
[0013] 如果在本地电力系统中装有并网可再生能源发电系统时，所述控制器可W进一步 被设置为（a)确定并网可再生能源发电系统当时的产电量，化）根据并网可再生能源发电 系统当时的产电量决定哪个或哪些电负载可由该系统供电，（c)基于确定的并网可再生能 源发电系统当时的产电量，打开一个或多个AC开关来断开对应于不能由该再生能源系统 供电的一个或多个电负载的一个或多个电分支线，W及（d)将该并网可再生能源系统连接 到主电源总线。所述控制器可W进一步设置为根据一个或多个用户定义的优先级来打开一 个或多个AC开关W断开对应于不能被并网可再生能源发电系统供电的一个或多个电负载 的一个或多个电分支线。如果电力返回到主电源线，控制器可W进一步被配置为从主电源 总线断开该并网可再生能源发电系统，关闭该主开关W电连接该主电源线到主电源总线， 关闭任何打开的AC开关，然后再将该再生能源发电系统连接到主电源总线。
[0014] 如果在本地电力系统中装有部分容量备用发电系统，控制器还可W被配置成W预 定的时间间隔断开和连接一个或多个预定的电负载，W至少使较多的电负载接收到电力。[00巧]每个PCCB还可W包括适于被电连接到电分支线上的电流传感器和与该电流传感 器和交流开关通信的控制电路，该电流传感器和控制电路被配置为检测该电分支线上的过 电流，当电流传感器检测到电分支线路中有过电流现象时，控制电路被配置为打开所述交 流开关。
[0016] 所述控制器可W适于与被配置为在一个或多个电分支线上检测过电流的传感器 通信。当在相应电分支线上检测到过电流时，所述控制器可W被配置为向一个或多个PCCB 发送一个或多个指令W打开一个或多个PCCB的AC开关。
[0017] 至少一个PCCB可W包括适于被电连接到相应的电分支线并且被配置为在相应的 电分支线上检测过电流的电流传感器。所述控制器可W适于与该电流传感器通信。当在相 应的电分支线上检测到过电流时，所述控制器可W被配置为发送一个或多个命令到至少 一个PCCB W打开至少一个PCCB的交流开关。
[0018] 在本发明的另一个实施方式中，程控断路器（PCCB)包括交流开关、电流传感器， 和控制电路。交流开关适于被电连接在电控制面板的主电源总线和电分支线之间W将来自 主电源总线的电力分配给与该电分支线连接的一个或多个电负载。交流开关被设置为响应 于从控制器送来的一个或多个指令选择性地打开或关闭。打开和关闭相应PCCB的交流开 关分别将相应的电分支线从主电源总线断开或者将相应的电分支线连接到主电源总线。电 流传感器适于被电连接到该电分支线。所述控制电路与所述电流传感器和所述交流开关通 信。电流传感器和控制电路被配置成检测该电分支线上的过电流。当电分支线上检测到过 电流时，所述控制电路被配置为打开该交流开关。
[0019] 在本发明的另一个实施方式中，程控断路器（PCCB)包括交流开关和电流传感器。 交流开关适于被电连接在电控制面板的主电源总线和电分支线之间W将来自主电源总线 的电力分配给与该电分支线电连接的一个或多个电负载。交流开关被设置为响应于来自外 部控制器的一个或多个指令来选择性的打开和关闭。打开和关闭相应PCCB的交流开关分 另IJ将相应的电分支线从主电源总线断开W及将相应的电分支线连接到主电源总线。电流传 感器适于被电连接到电分支线。所述电流传感器和AC开关适于与外部控制器通信。电流 传感器被配置为检测电分支线上的过电流。当在该电分支线上检测到过电流时，AC开关适 于从外部控制器接收一个或多个指令并且当接收到一个或多个指令时打开该AC开关。
[0020] 在本发明的另一个实施方式中，程控断路器（PCCB)包括交流开关，其适于被电连 接在电控制面板的主电源总线和电分支线之间W将来自主电源总线的电力分配到与该电 分支线电连接的一个或多个电负载。交流开关被设置为响应于来自外部控制器的一个或多 个指令来选择性地打开或关闭。打开和关闭相应PCCB的交流开关分别将相应的电分支线 从主电源总线断开或者将相应的电分支线连接到主电源总线。交流开关适于与外部控制器 和连接到电分支线的电流传感器通信并被配置为检测该电分支线上的过电流。当在该电分 支线上检测到过电流时，AC开关适于从外部控制器接收一个或多个指令并且当接收到一 个或多个指令时打开该AC开关。
[0021] 除了上面所描述的自动本地电力管理系统，本发明的其他方面针对自动本地电 力管理的相应方法。
【附图说明】
[0022] 被包含在说明书中并作为说明书一部分的附图，与详细说明一起例示了本发明的 实施方式，W解释本发明的工作原理。该里所例示的实施方式是优选的，但是，应当理解的 是，本发明不限于附图所示的精确布局。并且本文提供的所有附图也不一定反应实际比例， 其中：
[0023] 图1展示出了本发明实施方式的操作环境；
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