用于传输电功率的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于在电网和与该电网相耦合的耗电器或发电机之间传输电功率的一种方法。
[0002]另外本发明还涉及用于在电网和与该电网相耦合的耗电器或发电机之间传输电功率的一种装置。
【背景技术】
[0003]在机动车驱动技术领域通常已知的是，采用电机来作为唯一的驱动或者与另一类型的驱动发动机一同(混合驱动)来驱动。在这种电动车辆或混合动力车辆中典型地采用电感应式电机来作为驱动发动机，所述电感应式电机由位于机动车上的电能存储器来提供电會K。
[0004]在插电混合动力车辆或电动车辆中，电能存储器以确定的时间间隔或在该车辆的确定使用期限之后与能源供应商的电网相连，以给电能存储器加载电能。
[0005]但是，在已知的用于电驱动机动车的充电系统中，在进行充电过程时不考虑电网的当前负荷。从而在电网负荷大时所提取的功率本身没有被降低。如果同时有非常多的耗电器连接到该电网(例如许多电动汽车)，那么这可能导致电网的不稳定，或者在极端情况下可能导致该电网的(部分)失效。
[0006]因此为了实现负荷大的电网的卸载和稳定，能源供应商要求在负载峰值时能够断开充电设备。
[0007]为此在已知的能量传输系统中例如采用了所谓的中央控制技术。在这种中央控制技术中通过现有的电网来发送控制指令，以能够相应地控制耗电器。通过脉冲序列在从IlOHz至约2000Hz的频率范围中来进行控制指令的传输，其中脉冲序列以各自额定电压的约1%至4%的幅度被叠加到电网电压上。给该耗电器前接一个特殊的接收器，该接收器又从该电网中滤出所述脉冲序列，并从中导出所期望的控制信息。借助控制指令可以实现对不重要的电网负载的选择性负载切除，以防止在负荷大时电网的崩溃。
[0008]类似地该中央控制技术也可以用于控制较小的发电机，例如光伏设备。因为在电能分配网络中电能的生产和消耗任何时间都应该是一致的，所以这种分散设备的馈入功率在电能供应过剩时就被降低。从而在供应过剩情况下把馈入功率限制信号传输到分散的发电机，以从而逐级地减少所馈入的功率。为了分析中央控制信号，还给分散的发电设备配备相应的接收器。
[0009]在DE 20 2009 018 108中已知一种逆变器，以把电能分散地馈入到公共交流电网中。该逆变器具有控制装置和针对集中发送的馈入功率限制信号的接收器，该控制装置根据该馈入功率限制信号来把逆变器的馈入功率限制为预给定的水平。
[0010]在已知的能量传输系统中的缺点是，需要特殊的发送器/接收器来生成/分析中央控制信号。这导致在技术上耗费的解决方案，并需要在信息和通信技术上的大量投入。
【发明内容】
[0011]因此本发明提供了用于在电网和与该电网相耦合的耗电器或发电机之间传输电功率的一种方法，其中检测该电网的至少一个电气量，其中确定该电气量与该电网的分配给该电气量的额定量之间的偏差，其中根据该偏差来控制功率传输，并且其中该电气量是该电网的电网频率和/或电网电压，并且该额定量是该电网的额定频率和/或额定电压。
[0012]另外本发明还提供了用于在电网和与该电网相耦合的耗电器或发电机之间传输电功率的一种装置，其中该装置具有用于检测该电网的至少一个电气量的检测单元、用于确定该电气量与该电网的分配给该电气量的额定量之间的偏差的分析单元、和控制单元，其中该控制单元构造用于根据该偏差来控制功率传输，其中该电气量是该电网的电网频率和/或电网电压，并且该额定量是该电网的额定频率和/或额定电压。
[0013]本发明的优点
在根据本发明的装置或在根据本发明的方法中，根据所确定的电气量与额定量之间的偏差来控制功率传输。该电气量可以直接在该电网上加以测量，或者通过由其他的量观测或计算来加以确定。作为电气量检测该电网的电网频率和/或电网电压。在此在一个实施方式中可以主要检测电网频率，因为借助该电网频率可以可靠地说明该电网的总负荷。所测量的电网电压另外可以被附加地用于对基于频率分析所进行的判断进行验证。
[0014]在一个替换实施方式中，也可以仅分析电网电压，其中只要例如识别到在电网中的电压扰动，就降低所传输的功率。
[0015]根据本发明，可以放弃用于控制功率传输的复杂而耗费的通信结构。这简化了耗电器/发电机的构造，并从而导致造价合理的整体解决方案。
[0016]特别优选的是，在该电气量的第一和第二阈值之间定义控制范围，在该控制范围中根据该电气量的偏差来改变功率传输，其中该额定量位于该控制范围之外。
[0017]在该实施方式中，设定控制范围，在该控制范围中把功率传输与当前的电网负载相匹配。如果所确定的电气量具有比该控制范围中更小的偏差(也即所确定的量大约在该额定量的一个范围中移动)，那么就例如没有变化地继续进行功率传输(例如电动车辆的电能存储器在这种运行状态下可以以全功率来加以充电)。
[0018]在另一实施方式中，所传输的功率在该控制范围中随着该电气量与额定量之间偏差的增大而连续地下降。
[0019]如果所确定的电气量在该控制范围中移动，那么按照运行方式(耗电器/发电机)该电网出现过载或供应过剩。从而必须降低功率传输以稳定电网。在此该降低连续地进行，以免由于例如突然断开许多充电设备而另外使电网不稳定。
[0020]根据另一实施方式，所传输的功率在该控制范围中随着该电气量与额定量之间偏差的下降而连续地增大。
[0021]—旦该电气量接近该额定量，并且该电网从而再次稳定，那么就可以增大所传输的功率。这也是连续地进行，以例如尽可能柔和地(例如沿斜坡函数)把耗电器耦合到该电网中。
[0022]在另一实施方式中，在该电气量的偏差高于该控制范围时中断功率传输。
[0023]如果该电气量具有比在控制范围中更大的偏差，那么就中断功率传输，以实现该电网的稳定。
[0024]在一个实施方式中，该电气量在该控制范围中可以被如此降低，使得针对在该控制范围中最大的偏差中断能量传输。换句话说，所传输的功率在该控制范围中连续地一直下降至值O。
[0025]在一个替换的实施方式中，所传输的功率可以被一直降低至预定义的值，然后在偏差超过该控制范围时保持该预定义的值。
[0026]根据另一实施方式，在该电气量的第三和第四阈值之间定义第二控制范围，其中在该第二控制范围中根据该电气量来改变功率传输，其中该额定量位于该第二控制范围与该第一控制范围之间。
[0027]在该实施方式中设定第二控制范围，在该第二控制范围中同样根据所确定的电气量与额定量之间的偏差来匹配功率传输。但是在此也涉及与该第一控制范围中不同的运行状态。在耗电器连接到该电网时，通过该第二控制范围例如覆盖了如下运行状态，在该运行状态下该电网存在供应过剩。如果识别到这种供应过剩，那么把耗电器的充电功率提高到超过额定值。从而例如可以充分利用分散的发电设备更高的馈入功率。该电网保持于稳定而平衡的状态。
[0028]在另一实施方式中，所传输的功率在该第二控制范围中随着该电气量与该额定量之间偏差的增大而连续地提高。
[0029]所传输的功率在该第二控制范围中被连续地提高，以免例如由于多个电负载突然增大到更高的功率消耗而引起电网不稳定。在此所传输的功率有利地被限制为预定义的最大值。
[0030]在该电气量的偏差较小时，也即在该额定量与该第二控制范围之间的偏差较小时，该发电机/耗电器例如以功率传输的额定值来运行。
[0031]在另一实施方式中，所传输的功率在该第二控制范围中随着该电气量与该额定量之间偏差的下降而连续地下降。
[0032]—旦该电气量再次接近该额定量，那么所传输的功率就连续地下降，以关于该电网内的能量平衡来保持该电网的稳定/平衡状态。
[0033]根据另一实施方式，根据该额定量来设定该电气量的阈值。
[0034]该第一和第二控制范围的阈值根据所确定的额定量(例如50Hz/60Hz电网)和运行方式(发电机/耗电器)来加以调节。从而可以把功率传输的控制精确地与当前的运行状态相匹配。
[0035]在另一实施方式中，根据所检测的电气量来确定该额定量。
[0036]例如连接到该电网的充电设备可以借助频率测量来自动地识别该充电设备是在50Hz电网还是在60Hz电网上运行。据此来设定该额定量以及相应的阈值。从而不需要手动配置该发电机/