用于控制电气网络中的功率负载的设备及相关的方法和系统的制作方法_3

文档序号:9602738阅读:来源:国知局
-根据所述至少一个设定点和/或延迟时间的到期来修改功率负载的功能状态;以及
[0065]-允许用户施加由所述设备控制的功率负载的至少一个功能状态,和/或至少暂时地抑制对功率负载的至少一个功能状态的任何自动修改。
[0066]根据本发明的方法还提供了基于从功率负载的电源电压本地提取的设定点的完全独立的功率负载管理步骤。该步骤构成具有短响应时间能力的局部反射弧,其中响应时间是在检测到构成影响交流电压(供应设备)值的设定点的事件和/或此交流电压的频率和在由设备控制的功率负载上的相应的动作之间的时间。
[0067]根据本发明的方法还包括相对于由根据本发明的至少一个其他设备控制的至少一个其他功率负载的功能状态的改变,对由根据本发明的设备控制的功率负载的功能状态的至少一个变化进行去同步化的步骤,功率负载的功能状态的至少一个变化在对该网络的功率需求方面具有类似的效果。
[0068]这可以通过在前述每一个设备中实施例如基于可变延迟时间的技术方案来实现。根据本发明被去同步化的状态变化可以不严格地相同,这取决于给定的、包括功率负载的设备的特定技术特征或用户的期望。因此,状态的变化将被去同步化,它们在对该网络的功率需求方面具有类似的效果,也就是说,尽管功能状态不会导致完全关闭负载,但是该改变导致对网络的更少的功率需求。类似地,如果状态改变导致更多的功率需求,即使这些变化不会导致最大化的功率需求,那么状态的改变也将被去同步化。
[0069]本发明还提供了用于管理电气网络的系统,该系统包括:
[0070]-用于根据与电气网络的操作或管理有关的事件来控制属于终端电气装置的功率负载的操作的多个设备;以及
[0071]-电气网络,所述终端电气装置连接到该电气网络,并且在连接点处的电压可以允许在每一个所述设备中的对至少一个设定点的提取。
[0072]根据本发明的系统还被提供为包括至少一个基于对电气网络中的所述设备的行为进行建模的管理软件,以帮助该网络的运行和/或该网络的自动运行。实际上,用于根据与电气网络的操作和管理有关的事件来控制属于终端电气装置的功率负载的操作的设备及相关方法具有可被建模的确定性操作。因此,实施根据本发明的系统的行为模型的软件对于预测要由网络运行商执行的远程控制动作以及他们的、取决于某时刻的操作限制的顺序表是有利的。操作限制可以例如是网络中或网络的相关部分中的可用总电力预报以用于管理设备和在同一时段所预期的相应的功率需求。还考虑到在特别优化的系统的管理的背景中对电能资费的管理。
[0073]在本发明的优选实施变体中,根据本发明的系统控制软件被连接到用于向相关电气网络中的设备发送命令的远程控制装置,并且被连接到用于操作和监督的上游系统,从而允许根据本发明的系统的自动化操作。
【附图说明】
[0074]在查阅了实施例和附图的详细描述之后,本发明的其他优点和特征将变得清楚,其中实施例决不是限制性的,在附图中:,
[0075]根据本发明的第一方面:
[0076]图1示出设备的第一变体(variant)。
[0077]图2示出设备的第二变体。
[0078]图3不出设备的第三变体。
[0079]图4示出设备的第四变体。
[0080]图5不出控制外部功率负载的设备。
[0081]图6示出设备到功率装备的集成。
[0082]图7示出包括设备的电气网络。
[0083]图8示出对电压值进行操作的独立变体。
[0084]图9示出对频率进行操作的独立变体。
[0085]图10示出负载的状态变换的变体。
[0086]图11示出其中的延迟时间可变的变体。
[0087]图12示出可变性来自环境的变体。
[0088]图13示出延迟时间被重新开始的变体。
[0089]图14示出具有优先级管理的变体。
[0090]图15示出设备的优选变体。
[0091]图16示出设备的另一优选变体。
【具体实施方式】
[0092]针对根据与电气网络的操作或管理有关的事件(诸如源自间歇的发电源的故障或风险特性的发电短缺或过剩)控制终端电气装置中的功率负载的操作,实施本发明的优选方式是基于对AC电压的频率和/或其随着时间的演变的值(它向设备通知电气网络的整体平衡)的操作以及对电压和/或其随着时间的演变的操作(其向设备通知电气网络的局部平衡)的结合。
[0093]例如,对设备没有影响的频率范围由下限和上限框定,其中在低于下限时,所控制的负载被自动地从电气网络断开连接,而在高于上限时负载被自动地连接到网络。
[0094]此外,网络电压被持续监测以用于至少自动地断开低于下限的负载。
[0095]在某些优选实施变体中,如果所控制的负载的技术特征允许其承受电压冲击,则它被自动地连接到高于上限的电气网络。
[0096]另一些优选变体实施跟踪电压随时间的变化的算法,从而在电压或频率到达临界阈值之前对所控制的负载进行动作。实际上,配电网络通常包括诸如有载变压器调节器之类的伺服,即,由控制器控制的多个可变变压器变换比例,以及由控制器控制的电容器组。
[0097]这些涉及电气网络的终端分支中的电压设定以及基于离散切换的技术方案很容易由根据本发明的设备用于逐步地产生电压的变化。本发明还提供了:当用于它的设置的设施持续可变时(如在分散化可控的生产实施的情形中),监控电压的演变。
[0098]适当的算法例如被用于从感知到每一阶段之间的电压的演变和时间的演变或从感知到电压的持续变化速度来检测生产和消耗之间的不平衡的出现以及感知不平衡。这种算法例如能够区分对根据本发明的设备供给的电压在时间上升高的含义。
[0099]实际上,如果没有将可变的时间考虑在内,则电压值的升高可能意味着在自动调节范围的上顶端处,过电压导致生产过剩,这需要连接到所控制的负载以加载网络。它还意味着在网络的高电压和中电压部分中的电压的下降是由能量消耗高于能量产生导致的,通过对负载的电压的自动调节该电压值的下降在网络的终端分支中被抵消。
[0100]在后一种情况中,设备的适当的动作是断开所控制的负载。从而,本发明可以在到达频率或电压的下限或上限之前对所控制的负载采取适当的动作。设备的反应时间实际上在某种程度上是非常重要的特征,反应时间越短,在生产短缺的情况下所使用的电气网络的主要储备越少,而在生产过剩的情况下的能量损失越少。
[0101]在某些优选实施例中有利地提供了使用根据本发明的时间扩展以回到负载的初始功能状态。
[0102]实施本发明的一些优选实施例还包括用于接收远程控制信号的装置,根据所选变体和/或根据所接收的远程控制命令,该远程控制信号对所控制的负载的功能状态的影响是处于相同的优先等级、优先权或处于低于从频率和/或电压提取的至少一个设定点的优先等级的优先等级。
[0103]在某些优选实施例中,对远程控制命令的接收还被预期为对根据本发明的设备施加诸如持续时间、时间范围或针对返回初始功能状态的预定条件之类的操作条件,该初始功能状态变化是由对远程控制命令的接收和/或由交流电压的频率值和/或其随着时间的演变的操作、和/或电压和/或其随着时间的演变的操作造成的设备的自主决策导致的。
[0104]特别是当根据优选实施例来实施时,本发明尤其适用于通过对多个功率负载的适当控制以作用于消耗,来允许在所有时刻保持电气网络中产生的功率和消耗的功率之间的平衡。
_5] 对附图和优选实施例的详细描述
[0106]在下面的描述中,本发明的其他细节和优点将变得更加显而易见。在附图中给出了非限制性的示例:
[0107]图1示出设备I的第一变体,该变体连接到电气装置2在火线(phase)和零线(neutral)之间的电压以用于它的电源供应并且用于提取至少一个设定点。该变体包括脉动控制接收机(ripple control receiver) 3、继电器5的功能控制块4,其依据所接收的命令来供应或不供应经由连接器6的外部功率负载。
[0108]图2示出设备I的第二变体,该变体在图1的变体上添加了功能块7以用于基于对电压值和/或其频率的分析提取设定点。
[0109]图3示出设备I的第三变体,其与图1的变体的区别在于出现了使用电力线通信的远程控制接收机8,以及向包括功率负载的设备12的控制电子器件提供功能连续性的接口。该接口使用光耦合器9。第一光耦合器允许根据本发明的设备通过该装备自身的电子控制对功率负载进行动作。第二光耦合器允许对装备的控制装置(诸如,键盘和现有的屏幕)的使用,以调整根据本发明的设备的操作设置。本领域技术人员已知的任何传输协议可以被用于执行从设备向功率负载的单向通信,或者可以在操作装备的人机接口的更加复杂的变体中被用于执行双向通信以允许用户控制或配置根据本发明的设备。
[0110]图4示出设备I的第四变体,该变体与前述变体的区别在于存在能够通过无线电频率接收来自电子系统的网络的管理命令的远程控制接收机10,其中在该电子系统中无线电传输方案已经被选择用来与终端装置进行通信。此示例包括用于基于对电压值及其频率的分析提取设定点的功能块7。它还包括远程控制发射机,其可以经由装备的控制电子器件控制功率负载,该装备包含它但无需修改它。远程控制发射机的特征被适用于要被控制的装备。该示例实施IR发射管(IR blaster),该IR发射管对于使用天花板和墙壁上的反射足够强大和全方向,并且易于安装,不需要在包含要被控制的装备的房间中微调其方向。
[0111]图5示出根据本发明的设备,其控制包括诸如电热水器的功率负载的外部装备12。在此示例中的设备
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