用于传输电功率的方法和装置的制造方法_2

文档序号:8386138阅读:来源:国知局
耗电器。可能的错误配置可以被排除。由此实现了对该发电机/耗电器的非常简单的处理。
[0037]在另一实施方式中,功率从该电网向该耗电器来传输,并且该第一控制范围被定义为低于该额定量。
[0038]通过该措施,例如在电网频率下降时识别到该电网的过载。因此由该充电设备所消耗的功率被连续地降低,以抵抗过载。
[0039]该第二控制范围在该运行方式中被设定为高于该额定量。从而该充电设备例如可以在电能供应过剩时消耗更多的功率,并从而重新建立在该电网中产生的电能和消耗的电能的平衡。
[0040]在另一实施方式中,功率从该发电机传输到该电网,并且该第一控制范围被定义为高于该额定量。
[0041]作为发电机例如可以采用光伏设备或馈电的逆变器。在该实施方式中,根据电网频率和/或电网电压的增大而推导出在该电网中存在供应过剩。相应地,由该发电机根据电网频率和/或电网电压的值所馈入的功率被连续地降低。
[0042]在另一实施方式中,根据功率传输的运行条件来断开对功率传输的控制。
[0043]如果例如耗电器在岛式电网(例如柴油发电机、风力发电机等)中运行,那么可以停止该耗电器的功率下降,以避免随着该发电机的频率调节而振荡。
[0044]基于应急电源运行(电网备用设备)的岛式电网通常在与额定频率有明显偏差的频率(例如47Hz)下运行,以保证发电机(例如光伏设备)保持断开。从而一旦电网频率的偏差超过另一阈值,那么该耗电器就可以替换地被切换为具有预定义参数的所定义的电网备用运行。
[0045]在该装置的一个特别优选的实施方式中,在该电气量的第一和第二阈值之间定义控制范围,其中该额定量位于该控制范围之外,并且其中该控制单元构造用于使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。
[0046]通过该措施,该耗电器/发电机可以自动地对该电网中的当前负载状态进行反应。可以避免在电网的信息和通信结构中耗费或成本高的投入。根据本发明的对功率传输的控制另外也可以应用在已有的电网中,因为仅需要在耗电器/发电机的电网端子上检测电气量。从而可以利用非常简单的装置(例如在充电设备中的新的软件)而达到在电网中的负载峰值时高效的电网卸载。
[0047]应理解,根据本发明的方法的特征、特点和优点也相应适用于或可应用于根据本发明的装置。
【附图说明】
[0048]图1示出了用于在电网和与该电网相耦合的耗电器/发电机之间传输电功率的一种装置的示意图;
图2示出了用于显示耗电器的与电网的电网频率相关的功率特征曲线的图;
图3示出了用于显示发电机的与电网的电网频率相关的功率特征曲线的图;以及图4示出了用于解释本发明方法的一个实施方式的图。
【具体实施方式】
[0049]图1以示意图示出了用于在连接到低压电网14的耗电器/发电机12与电网16之间传输电功率的一种装置10。该低压电网14现在理解为该电网16的一部分,该部分用于把电能分配给耗电器。在中欧,低压电网通常以在230V/400V (单相/三相)至1000V之间的电压来运行。为了避免电压损失,低压电网在空间扩展上限定于从几百米至少量几公里的范围内。因此区域性的低压电网通过变电站从上级中压电网来被供电。
[0050]该装置10用于把在该耗电器/发电机12与该电网16之间的功率传输与该电网16的当前负载状态相匹配。为此该装置10具有检测单元18,其中借助该检测单元来检测该低压电网14的至少一个电气量。作为电气量例如可以确定该低压电网14的电网频率和/或电网电压。
[0051]此外该装置10还具有分析单元20和控制单元22。所检测的该低压电网14的电网频率和/或电网电压被续传到该分析单元20,以分析该电网16的负载状态。从而例如该电网频率是该电网16负荷的一个可靠指示。在该电网16过载时,该电网频率就下降到低于该电网16的额定频率。在该电网16高负荷时,该电网电压也并行地下降。从而该电网电压另外还被用于例如对基于频率分析所进行的判断进行验证。该分析单元20确定该电气量与相应额定量之间的偏差,并在必要时将所述偏差续传到该控制单元22。该控制单元22构造用于根据所述偏差来控制或改变在耗电器/发电机12与该电网16之间的功率传输。由此可以把功率传输与该电网16的供应过剩或过载相匹配,而不必为此采用耗费的信息和通信结构。所传输的功率仅仅根据对电网端子的电气量的分析来加以调节。因此降低了整个系统的复杂性。
[0052]在下文中应借助图2和3来详细解释功率传输的控制。为此在图2和3的各自横坐标上以单位赫兹记录该低压电网14的电网频率。各自的纵坐标表示所传输的功率,所述功率被标准化为所传输功率的额定值,其中该额定值涉及的是分别所连接的耗电器/发电机12。在此图2示出了在该耗电器12连接到该电网16的情况下所传输的功率的示例变化曲线。类似地图3示出了所连接的发电机12的功率变化曲线,其中该发电机将功率馈入到该电网16中。在这两种情况下(图2-耗电器12,图3-发电机12),都应假定该电网16或该低压电网14首先在50Hz的额定频率上运行。
[0053]下面应该首先详细解释图2的用于控制耗电器12的功率特征曲线。在当前的情况中,该耗电器12例如是充电设备12,其与电运行机动车的牵引电池相耦合。为了控制用于该牵引电池12的充电功率,在频率49.9 Hz处定义第一阈值24,并在频率49.8Hz处定义第二阈值26。在这两个阈值24、26之间的范围构成了用于所传输的充电功率的第一控制范围28。
[0054]在本例子中,借助该检测单元18来检测该低压电网14或者该电网16的电网频率。如果该电网频率具有比50Hz小的值,那么该电网16就出现过载。相反,如果该电网频率大于50Hz,那么该电网16就供应过剩。为了分析所测量的电网频率,该电网频率被续传到该分析单元20。该分析单元20把所测量的电网频率与阈值24、26相比较。如果所确定的电网频率在额定量(50Hz)与该第一阈值(49.9Hz)之间的范围中移动,那么该牵引电池就以额定功率被继续充电。但如果该电网频率位于该第一控制范围28中,那么所确定的电网频率的偏差就被续传到该控制单元22。该控制单元22如此控制该充电设备12,使得充电功率随着该电网频率与该额定频率之间偏差的增大而连续地下降。该充电功率有利地如此下降,使得该充电功率在该第二阈值26处一直下降至值O。从而对于超过该第二阈值26的电网频率偏差,中断至该牵引电池的功率传输。借助在该控制范围28中功率的连续降低,实现了该电网16的柔和的卸载,而不会在该电网16中产生不稳定。
[0055]从而该充电设备12可以自动地对该电网16中的负载峰值通过降低功率来进行反应。避免了在信息和通信结构中的耗费的投入。
[0056]替换地也存在如下的可能性,即只要该电网16存在过载,那么该充电设备12就从该牵引电池向该电网16馈入功率。为此需要该充电设备12具有馈入装置。
[0057]如果确定电网频率具有比该额定频率大的值,那么这就表明该电网16供应过剩。为了在电网16供应过剩时控制功率传输,设定第三阈值30和第四阈值32,它们定义了第二控制范围34。在所测量的电网频率位于该额定频率(50Hz)与该第三阈值30 (50.1Hz)之间时,以额定功率对该电池继续充电。但如果所检测的电网频率在该第二控制范围34中移动,那么所确定的偏差就被续传到该控制单元22。该控制单元22如此控制该充电设备12,使得该充电功率随着该电网频率与额定频率之间偏差的增大而连续地增大。通过增大功率提取可以抵抗该电网16中的供应过剩。例如把能量馈入到该电网16中的太阳能设备在阳光照射强时可能在该电网16中引起这种供应过剩。该供应过剩引起电网电压以及电网频率上升。通过提高充电功率可以在该电网16中重新建立在馈入的功率与提取的功率之间的平衡。
[0058]在所确定的电网频率接近50 Hz的额定频率时,所传输的功率就被连续地再次提高(第一控制范围28)或下降(第二控制范围34)到该额定功率。
[0059]在前述的实施例中,单单根据所检测的电网频率来实施充电功率的控制。但另外还可以检测该低压电网14的电网电压,以验证借助该电网频率所确定的充电功率调节。在一个替换实施方式中,也可以仅仅检测该低压电网14的电网电压,并借助该电网电压来控制该充电设备12的充电功率。为此与前述实施例相类似地设定多个电压阈值,这些电压阈值定义了相应
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