交流电源能量管理的制作方法

专利名称：交流电源能量管理的制作方法
交流电源能量管理 相关申请的交叉引用 本申请主张2007年5月8日申请的美国临时申请序列号60/916764的权益，其全部内容结合于此作为参考。
背景技术：
当前，公司和个人比以往更多地依赖对于电子装置的持续供电。如果没有电能，公司不能制造商品或完全不能操作，例如如果公司从事通过因特网提供信息的业务。如果没有电能，公司和个人完全不能从事关键行为，例如制造商品、提供服务以及处理个人财务(例如提交纳税申报单以及支付账单)。由于对于电能的这样严重的依赖，个人和公司希望能够迅速地校正电能断供，和/或具有备用电源，使得它们的事务和业务不被显著地影响。
例如太阳能的交流能源对于家用和商用均是期望的能源。对于家用的情况，用户可能需要交流能源，因为他们的家没有连接到电网，或者可能期望交流能源来补充来自电网的电能。对于没有与电网连接的房屋，太阳电池板可以用于接收太阳能、将太阳能转化为电能、并且将电能存储在电池内用于将来使用。例如，当太阳能不可用的晚上或其他时候，电池可以用于提供电能。这些不与电网连接的系统可能是复杂的、昂贵的、和物理上很大。对于与电网连接的房屋，用于转换太阳能的系统不使用电池并且与电网并行使用。如果电网具有一定规范(specifications)，那么通过太阳能系统获得的能量按照需要被本地使用，由太阳能系统提供的过剩能量被发送给电网，并且由太阳能系统提供的多出的能量被用于给从电网提取的负载供电。 在电压下降或大停电的过程中，与电网连接的太阳能系统对电网的服务存在安全问题。当使用电能在规范以外(例如电压下降或大停电)时，在修理电网的过程中需要限制能量不进电网，使得当修理电网的工人在电源的下游工作时不受到电击。

发明内容
根据本公开的示例性的电能转换器系统包括电能转换器系统，所述电能转换器系统包括DC至AC电能转换器；第一输出，用于连接至电网；第一输入，用于连接至所述电网；多个第二输出，每个第二输出用于连接至对应的AC负载；电网开关，连接至转换器和第一输出；多个负载开关，连接至转换器、第二输出以及第一输入；以及控制器，连接至负载开关和第一输出，并且用于确定来自所述电网的能量是否满足至少一个标准，如果满足所述至少一个标准，则所述控制器还用于控制电网开关和负载开关以将转换器连接至第一输出并且将第一输入连接至第二输出，如果不满足所述至少一个标准，则所述控制器控制电网开关和负载开关将转换器与第一输出分离并且将转换器连接至至少一个第二输出。
这样的电能转换器系统的实施例可以包括一个或多个下面的特征。控制器用于根据是否满足所述至少一个标准来向转换器提供模式指示信号。转换器用于根据从控制器接收的模式指示信号在CSI模式或VSI模式操作。在CSI模式中，转换器用于根据从转换器获得的电能数量以第一输出的电压提供能量，所述第一输出的电压具有对应的电流，并且
7其中，在VSI模式中，转换器用于以预定电压提供能量，所述预定电压具有由连接至第二输出的AC负载确定的电流。预定电压是与当电网是可操作的时候由电网提供的电压近似相同的电压。所述至少一个标准包括可接受范围的电压和可接受范围的频率的至少一个。控制器进一步用于确定系统并不是无意地被孤立的。控制器连接至所述第二输出并且用于控制AC负载开关，从而如果提供给第二输出的电能大于转换器可以得到的电能数量，则改变至第二输出的部分的电能分配，所述电能由转换器提供的。如果提供给第二输出的电能大于转换器可以得到的电能数量，则控制器用于使得与最低优先级、当前连接的、不可延迟的AC负载相关联的AC负载开关将转换器与对应的第二输出分离。所述负载开关被置于将第二输出连接至转换器的第一状态、将第二输出连接至第一输入的第二状态、以及将第二输出既不连接至转换器也不连接至第一输入的第三状态。系统可以包括第二输入，用于连接至与所述电网分离的AC电源，其中所述负载开关进一步连接至第二输入。所述负载开关被置于将第二输出连接至转换器的第一状态、将第二输出连接至第一输入的第二状态、将第二输出连接至第二输入的第三状态、以及将所述第二输出既不连接转换器也不连接第一输入或第二输入的第四状态。 根据本公开的另一个示例性电能转换器系统包括一种电能转换器系统，包括第一输入，用于从第一DC电源接收DC电压；第二输入，用于连接至电网；第一输出，用于连接至所述电网；多个第二输出，每个第二输出连接至对应的AC负载；电能路由模块，连接至第一输出和第二输出；以及DC至AC转换器，连接至第一输入和电能路由模块，控制器用于选择性地在第一模式或第二模式操作，在第一模式中，转换器用作电流源以转换从第一输入接收的DC电压并且将AC电流提供给电能路由模块，并且在第二模式，转换器用作电压源以转换从第一输入接收的DC电压并且提供预定电平的AC电压。 这样的电能转换器系统的实施例可以包括一个或多个下面的特征。转换器用于响应于第一指示来使第一和第二模式有效，所述第一指示是电网被连接至第一输出以及分别在可接受的状态和不可接受的状态。系统可以包括控制器，连接至第一输出和转换器，并且用于确定来自电网的电压是否是可接受的、来自电网的能量的频率是否是可接受的、以及系统是否是无意地被孤立中的至少一个，并且将第一指示提供给转换器。控制器连接至电能路由模块，并且用于提供由系统从电网接收的能量的可接受性的第二指示，并且如果接收的电网能量是可接受的，则电能路由模块用于将来自转换器的能量路由至第一输出，如果接收的电网能量是不可接受的，则电能路由模块选择性地将来自转换器的能量路由至第二输出。连接电能路由模块并且如果接收的电网能量是可接受的，则电能路由模块用于选择性地将来自第二输入的能量路由至第二输出。系统可以包括DC断开模块，所述DC断开模块连接至第一输入并且用于被手动操作以选择性地将DC电压源连接至转换器或将DC电压源从转换器断开。系统可以包括包括第三输入，用于连接与电网分离的AC电源。系统可以包括第二 DC电源，所述第二 DC电源包括能量存储装置；以及双向DC至DC转换器，连接至能量存储装置和DC-AC转换器。 根据本公开的另一个示例性电能转换器系统包括一种电能转换器系统，包括DC至AC电能转换器，用于从至少一个DC电源接收DC电能；电网开关，连接至转换器并且用于连接至电网；多个选择连接，连接至转换器，选择连接包括用于连接至AC负载的负载线，选择连接用于选择性地将转换器连接至负载线；以及控制器，连接至选择连接，并且用于连接至电网，控制器用于确定来自电网的能量是否满足至少一个标准，如果没有满足所述至少一个标准，则控制器控制电网开关将转换器从电网分离并且控制选择连接将转换器连接至至少一个负载线，如果提供给负载线的电能大于转换器可以得到的电能数量，则控制器进一步用于控制选择连接以改变至负载线的电能分配，所述电能由转换器提供。
这样的电能转换器系统的实施例可以包括一个或多个下面的特征。根据除了在负载线上提取的电能之外的至少一个标准，控制器用于使得选择连接改变至负载线的电能分配，所述电能由转换器提供。如果提供给负载线的电能大于转换器可以得到的电能数量，则控制器用于使得与当前连接的、最低优先级、不可延迟的AC负载相关联的选择连接将转换器与各个负载线分离。系统可以包括能量存储模块，所述能量存储模块连接至转换器和控制器，其中如果从转换器获得的来自至少一个太阳能电池板的电能不足以对当前连接的负载供电，则控制器用于在试图使用来自能量存储装置的能量向当前连接的负载供电之前从转换器断开当前连接的可延迟的负载。每个选择连接被置于将各个负载线连接至转换器的第一状态、将各个负载线连接至电网的第二状态、和将各个负载线既不连接至转换器也不连接至电网的第三状态。选择连接进一步用于连接至与电网分离的AC电源。每个选择连接被置于将各个负载线连接至转换器的第一状态、将各个负载线连接至电网的第二状态、将各个负载线连接至AC电源的第三状态、和将各个负载线既不连接至转换器也不连接至电网或AC电源的第四状态。DC至AC电能转换器用于通过单向连接从第一DC电源接收DC电能，所述系统进一步包括第二DC电源，包括能量存储装置；以及双向DC至DC转换器，连接至能量存储装置和DC至AC电能转换器。控制器用于基于各个负载的允许的电源将负载连接至转换器以及从转换器断开负载。 本公开的另一个示例性电能转换器系统包括一种电能转换器系统，包括DC至AC电能转换器；多个输出，每个输出用于连接至AC负载；多个负载开关，所述多个负载开关连接至转换器和所述输出；以及控制器，连接至负载开关和输出，并且用于根据除了在输出上提取的电能之外的与输出相关联的至少一个特性来控制负载开关以选择性地将转换器连接至输出，从而选择性地将AC电能从DC至AC电能转换器提供给输出。
这样的电能转换器系统的实施例可以包括一个或多个下面的特征。系统可以包括第一 DC源，所述第一 DC源被单向地连接至DC至AC电能转换器以提供DC电能至DC至AC电能转换器，所述系统进一步包括第二 DC源，包括能量存储装置；以及双向DC至DC转换器，连接至能量存储装置和DC至AC电能转换器。系统可以包括双向DC至DC转换器，所述双向DC至DC转换器连接至DC至AC转换器并且用于连接至能量存储装置。第一 DC源包括至少一个DC输出发电机以及至少一个太阳能电池板。所述至少一个特性是特定输出是否被允许从特定源接收电能、特定输出是否与可延迟的AC负载相关联中的至少一个。系统可以包括连接至所述负载开关的AC发电机。 —种通过电能传输系统调节电能传输的方法，所述方法包括确定具有可用的可接受的第一AC电能的电网是否连接至电能传输系统；从除了能量存储装置之外的第一DC电源在DC至AC转换器接收第一 DC电能，并且将从第一 DC电源接收的第一 DC电能转换为第二AC电能；如果确定了具有可用的可接受的电能的电网连接至电能传输系统，则将第二AC电能提供给电网；以及如果确定了没有具有可用的可接受的电能的电网连接至电能传输系统，则将第二AC电能提供给连接至电能传输系统的多个AC负载的第一AC负载；其中
9除了根据AC负载的电能提取以外还根据第一 AC负载的至少一个特性将第二 AC电能提供 给第一AC负载。 这样的方法的实施例可以包括一个或多个下面的特征。所述至少一个特性包括各 个负载的可延迟性。所述至少一个特性包括允许各个负载接收从第一DC源接收的电能。将 第二AC电能提供给第一AC负载包括提供数量上最多仅为阈值数量的第二AC电能。方法 可以包括根据是否允许第二AC负载接收从第三AC电能的源得到的电能来将第三AC电能 提供给AC负载的第二AC负载。方法可以包括从包括能量存储装置的第二DC电源在DC 至AC转换器接收第二 DC电能，并且将从第二 DC电源接收的第二 DC电能转换为第三AC电 能。方法可以包括从AC发电机接收第三AC电能。方法可以包括从包括能量存储装置的 第二 DC电源在DC至AC转换器接收第二 DC电能，并且将从第二 DC电源接收的第二 DC电 能转换为第四AC电能；从AC发电机接收第五AC电能；以及合并第四和第五AC电能以形成 第三AC电能。将第一和第二AC负载物理地分离，使得第二和第三AC电能被提供给物理分 离的负载。 —种通过电能传输系统调节电能传输的方法，所述方法包括提供AC负载的特 性；提供可选的电源、哪个可选的电源被允许对哪个AC负载供电、以及可选的电源的使用 优先级的指示，其中可选的电源连接至电能传输系统，其中可选的电源不同于电网；以及基 于AC负载的特性、可选的电源的使用优先级、以及哪个可选的电源被允许对哪个AC负载供 电，使用至少一个可选的电源而不使用电网对至少一个AC负载供电。 这样的方法的实施例可以包括一个或多个下面的特征。特性包括负载可延迟性。 可选的电源包括可再生的DC电源，所述方法进一步包括确定具有可用的可接受的AC电能 的电网是否连接至电能传输系统；以及如果确定了具有可用的具有可接受的电能的电网连 接至电能传输系统，则从可再生的DC电源向电网提供电能。对AC负载供电包括对AC负载 供电而不超过电能阈值。对AC负载供电包括如果由被供电的负载提取的电能超过了由可 选的电源向AC负载当前提供的可用电能，则停止对特定一个AC负载供电。所述停止步骤 包括基于至少一个负载特性选择所述特定一个AC负载。所述停止步骤包括基于可选的电 源的使用优先级选择所述特定一个AC负载。 这里讨论的各种实施例可以提供一个或多个以下的功能。太阳能可以用于与电网
连接的光电(PV)转换器，从而在电网电能处于规范之外的时候向用户(例如房屋)提供电
能。太阳能系统可以用作与电网连接的系统和不与电网连接的系统，即，在与电网连接的模 式和不与电网连接的模式下工作。可以将来自有限的电源的电能有效地分配给一个或多个
负载。可以防止在使用太阳能系统的房屋或其他实体的下游的电网上工作的人员触电而 死。连接电网的光电系统可以比原来的系统更加坚固。在与电网连接的光电系统中可以改 善能量效率。 在参考下面的附图具体实施方式
的权利要求书之后，将会更充分地理解这些其 他能力。


图1是具有连接的家庭以从电网和太阳能电池板接收电能的布置的图表； 图2是分相并网(split-phase grid-tied)光电转换器系统的框 图3是图2所示的系统的框图； 图4是使用图2-3所示的系统在图1所述的布置中提供电能的方框流程图； 图5是单相并网光电转换器的框图； 图6是具有备份能量存储装置的分相并网光电转换器系统的框图； 图7是图4所示的部分流程图的方框流程图； 图8是另一个并网光电转换器系统的框图； 图9A是交流负载开关的框图； 图9B是在电能传递系统中使用的电能开关、AC发生器、以及DC/AC转换器的框图； 图10是图4所示的部分流程图的方框流程图；以及 图11是图4所示的部分流程图的方框流程图。
具体实施例方式
在此提供的揭示描述了以方法/或设备体现的技术，用于将太阳能提供给并网建筑。例如，太阳能电池板可以通过DC断开连接至DC至AC转换器(即，逆变器)。该转换器通过开关可选地连接至建筑物的AC负载，并且可选地连接至电网。当电网处于规范中时，转换器从太阳能电池板向电网提供能量，并且当电网处于规范之外时，通过各个开关连接转换器以从太阳能电池板向负载提供能量。控制器监视电网电压的状态，并且控制开关将转换器连接至电网和负载，使得当电网处于规范之外时，将转换器与电网隔离并且连接至负载，以及当电网处于规范之内时，将转换器连接至电网。此外，如果可不能获得充足的电能以适当地对所有负载供电，控制器可以调整开关将转换器连接至负载以有效地使用来自太阳能电池板的电能。其他实施例包括在说明书和权利要求的范围内。
参考图l，受供电的家庭布置包括房屋12和电网14。电网14连接至房屋12内的负载以对负载(未显示)供电。在房屋上，存在一组太阳能电池板16，用于将太阳能转化为电能以对房屋12的负载供电。太阳能电池板16也可以将太阳能转换为电能以提供给电网14，从而减少房屋12的主人因从电网14得到供电而需要支付的电费账单。例如，通过房屋12中的恰当的电路从太阳能电池板16向电网14提供的电能可能使得附接于房屋12用于监视从电网14接收的电能的电表向后转，指示从房屋12向电网14提供的电能。
参考图2，能量分配系统20包括DC断开电路22、电能分配和转换模块24、以及主电路板26。系统20可以全部或部分处于房屋12内。如图所示，DC断开22通过电线28连接至太阳能电池板16。 DC断开22进一步连接至电能分配和转换模块24，该电能分配和转换模块24通过电线30连接至电路板26。电线30实际上可以包含多个电线，并且可以包含在单个机械导管内。主电路板26通过一个或多个电线32连接至房屋12内的恰当的AC负载，并且通过电线33连接至电网。 还参考图3， DC断开电路22包括开关34。开关34是多极开关，用于选择地将太阳能电池板16连接至模块24。开关34使用手柄35机械地可操作，以将板16连接至模块24，或者将板16与模块24隔离，例如为了模块24的服务。然而，在它通常的操作模式中，开关34是闭合的，由此将板16连接至模块24，并且假设该模式用于下面的进一步的讨论。
模块24包括DC至AC转换器36、电网开关40、负载开关42_45、组合的控制器以及电网电压传感器45、和保险丝48，并且电路板26包括连接至电网14的电线50、52、54，连接至AC负载的电线62-65、以及断路器72-77。控制器和传感器46在下文中被称为控制器46或传感器46。此外，当仅显示四个开关42-45以及对应的保险丝48和负载电线62-65时，可以使用其他的数量。每个开关42-45可以置于三个状态的任一个，将其对应的负载电线62-65连接至对应的电力线50、52，将其负载电线62-65连接至转换器36，或将其负载电线62-65连接至断开位置/端子92-95 (例如开路，没有连接到转换器36或任一电力线50、52)。控制器/传感器46可以包括一个或多个处理器(以及可以共享处理器)，该处理器可以读取和执行存储在存储器中的软件代码指令，以执行在此描述的功能。转换器36连接至DC断开开关34并且用于根据从电网传感器46接收的信号将从太阳能电池板16接收的DC能量转换为AC能量。转换器36用于根据电网传感器46是否提供CSI或VSI信号而分别在CSI模式操作为电流源逆变器(CSI)或者在VSI模式操作为电压源逆变器(VSI)。如果连接了具有可接受的电能的电网，传感器46将使得转换器36在CSI模式操作，并且如果没有连接了具有可接受的电能的电网，传感器46将使得转换器36在VSI模式操作。在缺少可接受的电网电能的短的或长的持续时间中，甚至在完全没有连接电网的情况下，可以使用VSI模式。转换器36具有中线，该中线连接至与电网14的中线连接的电路板26中的电线54。转换器36的第一 (例如0°电相)电线82连接至开关40的一个触点，以及连接至开关42、44，并且第二电线84(例如180°电相)连接至开关40的另一个触点，并且连接至开关43、45。开关42-45用于选择地将来自电网14 (通过断路器72-75)的电线50、52或者来自转换器36 (通过保险丝48)的电力线82、84连接至与房屋12内的AC负载相连的AC负载线62-65。开关40用于选择地将电力线82、84从转换器36连接至与电网14连接的电力线50、52 (通过断路器76、77)，或者将电力线82、84从转换器36断开。在CSI模式，转换器36提供了可以从太阳能电池板16接收的电能中得到的尽可能多的电流，并且以由电网电压指示的电压将该电流提供给电力线50、52以及可选地提供给电力线54。在VSI模式，转换器36用于从电线向中线提供例如120伏的预定电压，即从电线82或84向中线54提供，以及从电线向电线提供240伏电压，S卩，从电线82向电线84，从而模仿电网14或者体现为电网14的替代。为了恰当地模仿在VSI模式的电网，在中线54上的电压被调整为近似为DC-AC转换器36的输出电压82和84之间的中点。输入给转换器36的输入电压可以直接来自太阳能电池板16或通过DC-DC转换器来自板16， DC-DC转换器本身可以是转换器36的一部分。可以通过无源装置(例如大分裂电容器存储体)或通过有源装置来完成该调节。调节中线电压的电路可以是转换器36的部分或模块24中的独立的单元。
控制器/电网传感器46用于确定电网14是否处于电能规范中，以控制开关40并且由此相应地将CSI/VSI信号提供给转换器36。控制器/传感器46通过断路器76、77连接至与电网14连接的电力线50、52。该传感器46用于感应由电网14提供的电能。控制器/传感器46还用于确定电网14提供的电能是否处于期望的规范中(例如在IEEE 1547或UL1741中提供的电压和频率的可接受的范围内)或者在规范之外，例如电压下降或大停电。控制器/传感器46还用于确定模块24是否无意地孤立，并且因而产生可能的安全危险(例如，见美国专利No. 7015597中用于确定无意孤立的技术)。控制器/传感器46还用于与开关40连接以控制开关40是否打开和闭合。配置控制器/传感器46，使得如果来自电网的电能处于规范之内，传感器46将控制开关40闭合，由此将转换器36连接至电力线50、52，并且将CSI/VSI信号发送给转换器36用于指示转换器36在CSI模式下操作。配置控制器/传感器46，使得如果来自电网14的电能处于规范之外，那么将打开开关40并且传感器46将发送CSI/VSI信号至转换器36以指示转换器36在VSI模式下操作。控制器/传感器46还连接至开关42-45并控制开关42-45，使得如果电网14处于规范之内，那么开关42-45将电线50、52连接至AC负载线62-65，并且如果电网14处于规范之外，那么开关42-45将转换器36连接至AC负载线62-65。 控制器46用于调节开关42-45以容纳不同的负载优先级。控制器46用于根据转换器36的模式(S卩，电网的状态，如电网传感器46所指示的，处于规范之内或之外)控制开关42-45的状态。控制器46还连接至AC负载线62-65，并且进一步用于根据从转换器36获得的来自太阳能电池板16的电能、连接至AC负载线62-65的AC负载所期望的电能量、以及与AC负载相关联的优先级来控制开关42-45的状态。控制器46已经在其中存储了与连接至电线62-65的负载相关联的优先级。控制器46例如可由用户编程以基于不同标准(例如在与电线62-65相关联的负载中是否存在闭环控制器)存储优先级。控制器46可以通过接收负载的指示而编程，响应于该指示，控制器46可以分配优先级。控制器46可以将较高的优先级分配给不具有闭环控制器的负载(例如车库门开启器)，并且将较低的优先级分配给具有闭环控制器的负载(例如冰箱或炉子)。控制器46可以监视通过电线62-65提供给负载的电能，并且比较提供有与电线62-65的相关联的优先级的电能和与这些电线62-65相关联的期望的电能，这些电能也可以存储在控制器46中。当在连接至较低优先级负载的电线上存在可用的电能时，控制器46可以确定是否期望向具有更高优先级的负载提供比当前提供的电能更多的电能。较高优先级的负载通常是不能被延时或不具有自己的控制器的负载(例如，灯、车库门开启器)，而较低优先级的负载通常是可延时的和/或具有自己的控制器的负载(例如，加热器、电冰箱)，并且由此可以补偿电能的临时断供。控制器46可以控制恰当的开关42-45，以打开转换器36和较低优先级的开关42-45之间的连接，从而保持较高优先级的负载的电能可用性。控制器46将使得较低优先级的开关42-45将负载线62-65连接至断开端子92-95。这将在转换器36和其对应的开关42-45处于断开位置的负载线62-65之间提供断路，并且在电网线50、52和对应的负载线62-65之间提供断路，从而转换器36或电网线50、52均不连接至对应的负载线62-65。在未决的美国专利申请序列号10/952565中描述了这样的配置的例子。优选地，如果负载正试图在电线62-65上获取比由转换器36和太阳能电池板16形成的当前可用的电能更多的电能，控制器46将仅使得开关42-45中的一个或多个断开。由此控制器46提供智能的负载管理以对AC负载供电。 在操作中，参考图4以及进一步参考图l-3，使用系统20选择地从太阳能电池板16向电网14或家庭负载提供能量的处理110包括如图所示的步骤。然而，处理110仅用于示例而不用于限制。例如可以通过增加步骤、移除步骤或重新布置步骤而改变处理110。
在步骤112，太阳能电池板16将太阳能转化为电能。通过DC断开20将电能传递给模块24，并且特别是传递给DC至AC转换器36。 在步骤114，确定电网14是否正在提供处于规范内的电能，并且模块24是否是无意地被孤立。电网传感器46监视通过断路器76、77来自电网14的电线50、52上的电能。传感器46确定对于电网14电能是否处于电压和频率的可接受的范围内。还确定表现为电
13网14的装置是否被连接至模块24。由此确定具有可接受的电能的电网是否连接至模块24。如果传感器46确定现在没有接收到处于规范之内的电能，那么处理110进行至步骤122，并且如果传感器46确定正在接收到处于规范之内的电能，那么处理110进行至步骤116。
在步骤116，电网14连接至AC负载线62-65。控制器/传感器46控制开关42_45以将电网线52-54连接至AC负载线62-65。 在步骤118，转换器36连接至电网14。控制器/传感器46控制开关40，使得开关40闭合以将转换器36连接至电网线50、52。转换器36由此可以通过电线82、84和开关40向电网线50、52提供电能。 在步骤120，控制器/传感器46发送CSI/VSI信号至转换器36，指示电网电压处于电压和频率的可接受的范围内。CSI/VSI信号指示转换器36在CSI模式操作。该信号由此可以被称为CSI信号。转换器36响应于CSI信号以在CSI模式操作，并且将来自太阳能电池板16的电能转化为AC电能，并且将该AC电能提供给电网14。 在步骤122，当电网传感器46确定电网14没有处于规范之内时，转换器36从电网14断开。控制器/传感器46控制开关40断开以将转换器36与电网线50、52隔离。
在步骤124，控制器46指示转换器36在VSI模式操作。控制器46将VSI信号发送给转换器36以使转换器36在VSI模式操作。该信号由此可以被称为VSI信号。
在步骤126，转换器36响应于VSI信号以在VSI模式操作，并且连接至AC负载。控制器46发送控制信号以使得开关42-45将转换器36的输出线82、84分别连接至AC负载线62-65。通过AC负载线62-65从转换器36向AC负载提供来自转换器36的处于预定电压(例如120V)的电能。如果当前的提取的电能在开关42-45的任一个处超过可接受的限制或者阈值电流(例如，由于负载的故障)，那么对应的保险丝48断开由此将转换器36从对应的AC负载线62-65断开。 在步骤128，控制器46确定是否具有充足的电能以对AC负载供电。控制器46监视可用于AC负载线62-65的电能，其中该可用的电能依赖于太阳能电池板16和转换器36，并且比较该电能的可用性以及存储在控制器46中的关于每个负载可接受的期望的电能值。如果控制器46确定足够的电能可以用于负载，那么处理IIO返回至步骤114。如果控制器46确定可用的电能比充分操作连接至负载线62-65的负载所期望的电能更少，那么处理进行至步骤130。 在步骤130，控制器46管理如何将可用的电能分配给负载。控制器46确定被提供给最高优先级的负载的电能是否是足够的。如果最高优先级的负载没有被充分供电，那么控制器46使得对应于最低优先级的负载的开关42-45断开，以将转换器36与最低优先级的负载断开。对于被断开的次低优先级的负载继续该分析直到足够的电能被提供给最高优先级的负载。然后控制器46确定是否次高优先级的负载被充分供电，并且如果该次高优先级的负载没有被充分供电，就将次低优先级负载从转换器36断开。继续该操作直到所有连接的负载被充分供电。处理110返回到步骤114以再次确定电网14是否正在提供处于电压和频率的可接受范围内的电压。如果来自电网14的电压和频率返回或变得处于可接受的范围之内，那么处理110继续至116，并且终止转换器36和AC负载线62-65的连接并且不执行开关42-45的调节。 其他实施例处于说明书和权利要求的范围内。例如，可以提供不同的电网布置。例如，当图3所示的系统20与分相电网一起使用时，参考图5，单相能量分配系统510可以与 单相AC电网一起使用。如同图3所示的转换器36，DC-AC转换器512用于根据电网传感器 546是否提供CSI或VSI信号而分别操作为CSI模式下的电流逆变器(CSI)或VSI模式下 的电压逆变器(VSI)。在系统510中，DC-AC转换器512具有它自己的中线，该中线连接至 与电网的中线连接的电线554。转换器512具有它自己的连接至开关540以及连接至开关 542-545的输出线514。开关542-545用于选择性地将来自电网的电力线550或转换器512 的输出线514连接至AC负载线521-524。开关540用于选择地将转换器512的输出线514 连接至与电网相连的电力线550，或者将转换器512的输出线514从电力线550断开。在 CSI模式，转换器512优选地提供了可从太阳能电池板16接收的电能中得到的尽可能多的 电流，并且以由电网电压指示的电压将该电流提供给电力线550 。在VSI模式，转换器512 从电线向中线提供例如230伏的预定电压，从而模仿电网或者体现为电网的替代。如同图 3的传感器/控制器46，控制器/电网传感器546用于确定电网是否处于规范内，以控制开 关540，并且由此相应地将CSI/VSI信号提供给转换器512。还类似于传感器/控制器46， 控制器546还根据电网的状态以及相对于AC负载521-524的优先级的来自太阳能电池板 的电能的可用性而连接并控制开关542-545。 此外，可以使用能量存储备份。参考图6，能量分配系统230包括双向DC-DC转换 器232，能量存储装置234(这里为电池)、以及控制器236。该双向转换器232用于将电能 转化为恰当的DC电压，以将能量从太阳能电池板传递到电池234，或者从电池234传递到转 换器238。该双向转换器232连接至控制器236，并且由控制器236控制，从而当电网处于 规范之外并且太阳能电池板提供的由DC-AC转换器238转换的电能比AC负载期望的电能 更少时，从电池234向DC-AC转换器238提供电能。转换器232进一步由控制器236控制， 从而当电网处于规范之外并且太阳能电池板提供的由DC-AC转换器238转换的电能比AC 负载期望的电能更多的时候，从太阳能电池板向电池234提供电能来对电池234充电。控 制器236还用于调节对AC负载的电能分配，以如上所述保持对负载供电的电能可用性。转 换器232可以具有独立于控制器236中的处理器的自己的处理器。 在操作中，参考图7，并进一步参考图l-4和6，处理710包括如图所示的步骤。处 理710中，使用系统20或系统230用于确定哪个负载连接以接收电能或断开哪个负载以不 接收电能，以及连接/断开恰当的负载，例如图4中的步骤126， 128， 130。然而，处理710仅 用于示例，而不用于限制。例如，通过增加步骤、删除步骤或重新布置步骤也可以改变处理 710。此外，尽管下面的描述指的是太阳能，处理710同样适用于与其他能量源一起使用，特 别是其他可再生的能量源(例如风、地热、水、生物燃料、厌氧消化等)。
在步骤712，确定AC负载的一个或多个特性。特性优选地为除了每个AC负载的负 载(提取的电能)之外的特性。例如，控制器46确定每个AC负载的可延迟性。该确定可 以采取各种形式，例如用户编程控制器46。 在步骤714，确定可用的电源、它们的优先级以及源/负载许可。例如，控制器46 确定太阳能电池板16和能量存储装置234的存在。控制器46还确定源的使用的期望顺序 的优先级。此外，控制器46确定负载和源的允许的组合。这些确定可以以不同方式进行， 例如通过对控制器46编程。 一些负载可以仅允许使用从某些源获得的能量(例如可以允 许车库门开启器使用太阳能而不是电池电能，而电冰箱可以使用任何可用的能源)。此外，
15源/负载许可可以改变，例如作为时间的函数(例如可以允许在白天将微波炉连接至DC至 AC转换器，而不是在晚上)。作为另一个例子，可以仅允许特定的负载连接至电网、交流AC 电源(如果使用交流负载开关(见图9))、或特定类型的DC源，例如太阳能电池板而不是能 量存储装置(例如电池)。 在步骤716，基于负载的特性、可用的电能、源的优先级、以及允许的负载/源组 合，对一个或多个AC负载供电。控制器46尝试基于它们的特性对负载供电。例如，控制器 46在尝试对任一个可延迟负载供电之前尝试对全部不可延迟AC负载供电。负载可以在可 延迟和不可延迟的分类中被给出优先级。此外，这些分类仅仅是可以使用的特性的实例，而 不是穷举的。如果从允许对控制器授权接收电能的特定负载供电的这个或这些源可得到足 够的电能，那么控制器46使用最少数目的允许的源以优先级顺序对特定负载供电。此外， 如果当前连接的负载的提取的电能超过了可用的电能(例如可用的电能下降了和/或提取 的电能增加了 )，那么控制器基于负载的特征和源的优先级断开一个或多个负载直到可用 的负载满足和超过提取的负载。在将特定负载连接至特定电源之前，或者决定是否从特定 源断开特定负载之前，关于该连接是否是允许的进行查询，如果是允许的，进行连接或继续 连接，如果不是允许的，不进行连接或断开连接。 在步骤718，存储过剩的能量。如果源能够提供比当前由全部AC负载提取的电能 更多的电能，那么将过剩的电能提供给能量存储装置234，如果存在，来自例如太阳能电池 板16的可再生的能源的特定能量。 其他实施例处于附带的权利要求的范围和精神内。例如，由于软件的特性，可以使 用软件、硬件、固件、硬连线或它们的任意组合来实现上述功能。实现功能的特性可以物理 地位于各种位置，包括被分配使得部分功能在不同的物理位置实现。此外，可以通过断路器 来替换一个或多个保险丝48 。此外，尽管顺序地描述了监视电网电压是否处于规范之内的 步骤(例如在步骤120或130之后的步骤114)，也可以并行间歇、周期地或继续地(例如步 骤114与图4中的更大数目的步骤并行)进行。此外，尽管已经使用了术语"开关"，该术语 不是起限制作用的，而是可以包括各种形式的可控选择耦合器。 控制器可以基于除上述之外的其他因素和/或在电网处于规范之内的过程中调 节AC负载的电能可用性。例如，控制器可以接收信号(例如从提供电网的电力公司)以控 制负载开关的管理来在峰值时间关闭空调或其他项目。作为另一个例子，控制器可以控制 负载开关以管理依赖于每日的时间(例如峰值与非峰值)的电能可用性，从而例如基于当 前的电能比率来管理从电网提取的电能。 其他实施例处于说明书和权利要求的范围内。例如，参考图8，能量分配系统410 包括通信模块412、使用广播器414、测量节点416、418以及电网传感器和负载管理控制器 420。节点416、418用于连接至与负载连接的测量/监视器电线，使得负载是被监视的负载。 节点416、41S以及广播器414被优选地配置为无线通信(例如使用射频(RF)信号、ZigBee 信号等)，使得使用广播器414可以从节点416、418接收关于传递给被监视的负载的能量的 信息。可选地，节点416、418可以通过一个或多个有线连接与广播器414通信。节点416、 418可以具有各种形式，例如钳形(clamp-on)监视器、馈通监视器、"智能断路器"等。例如， 钳形监视器可以被用于从公共事业(utility)公司向用户主面板馈送。广播器414优选地 有线连接至传感器/控制器420和通信模块412，并且用于例如数字地将信息发送给控制器420和模块412。尽管可以使用有线通信连接，例如无线网卡的通信模块412优选地用于无 线地与远程装置通信，以提供关于系统410的信息。可以通过从模块412接收信息来远程 监视系统410，并且通过模块412向控制器420提供命令来远程管理系统410。例如，诸如 端用户/业主、安装者/保证提供者、第三方业主操作者、公共事业公司、将信息销售给公共 事业公司的第三方"收集者"等用户可以监视系统410。用户可以管理负载用于能量效率， 例如控制电热水器就好像热水器具有可编程的自动调温器。可以通过例如系统410经由通 信模块412例如在网页上向用户提供图像用户界面(GUI)，以显示能量使用、可更新的能量 产生等。通过例如系统410可以将远程终端(例如物理上类似于可编程的自动调温器)提 供给用户以显示能量使用，可再生能量产生等。可以以不同形式提供关于系统410的信息， 例如以最优操作的百分比、以科学单位(例如"系统今天产生了 13.4kWh")等。也可以将 系统410的环境好处通知给用户(例如"系统今天节省了 X克二氧化碳")。
其他实施例处于说明书的权利要求的范围内。例如，当如上所述描述基于可用的 电能和由负载使用的电能连接可延迟的负载时，可以在步骤316、334单独或组合使用其他 因素，以确定对哪个可以导致可用的电能的不同使用的可延迟的负载供电，例如，不最大化 使用的可用电能的数量。例如，可延迟的负载可以具有与它们相关联的优先级、最大断开时 间、和/或最大连接时间等。由此，使用不可延迟的10W的负载1、20W的负载2 (负载1具 有比负载2更高的优先级)、可延迟的30W的负载3、40W的负载4，具有72W可用的太阳能， 负载1、负载2和负载4是初始连接的，最大化可用电能的使用(使用了 72W可用瓦特中的 70W)。如果负载3具有45分钟的最大断开时间，以及10分钟的最小连接时间，那么在步骤 316、334这些时间可以不考虑(override)电能使用最大化。在负载1、负载2和负载4连接 了 45分钟之后( 一共70W)，控制器236将断开负载4并且连接负载3，以符合负载3的最 大断开时间，而不管累计负载仅为可用的72W中的60W。控制器236将保持负载3连接10 分钟的最小连接时间，然后通过断开负载3以及连接负载4来恢复到最大化整个负载(恢 复70W负载)。如果将优先级分配给可延迟的负载，也可以不考虑传递的电能的最大化。例 如，如果负载3具有比负载4更高的优先级，那么控制器46可以连接负载1、负载2、负载3 以得到60W累计，而不管更高的负载1、负载2和负载4的70W组合。 其他实施例处于说明书和权利要求的范围内。例如，辅助能量源可以采取除了能 量存储装置和DC-DC转换器之外的其他形式，例如DC输出发生器。此外，负载开关可以具有 其他配置。例如，如图9所示，在此公开的系统中使用的交流负载开关900具有四个可选择 的端子，其中第四端子902连接至除了电网之外的AC源904，例如AC发电机。优选地向每 个AC负载提供负载开关900。此外，电源开关的其他配置也是可能的。如图9B所示，电源 开关910可以将电网或AC发电机904连接至AC负载开关。来自AC发电机904的电能可 以与来自DC-AC转换器的AC电能组合并且提供给AC负载开关。传感器和控制器914连接 并用于感应来自电网和AC发电机904的电能，控制开关910的状态，并且控制DC-AC转换 器912的模式。如果传感器/控制器914确定具有可用的可接受的AC电能的电网连接至 开关910，那么控制器914激活开关910，使得DC-AC转换器912连接至电网，并且发送CSI 信号至DC-AC转换器912，以使得转换器912在CSI模式操作。如果传感器/控制器914 确定不存在连接至开关910的具有可用的可接受的AC电能的电网，并且AC发电机904正 在提供可接受的电能，那么控制器914激活开关910，使得AC发电机904连接至DC-AC转
17换器912，并且发送CSI信号至转换器912。如果传感器/控制器914确定不存在连接至开 关910的具有可用的可接受的AC电能的电网，并且AC发电机904没有提供可接受的电能， 那么控制器914激活开关910，使得DC-AC转换器912从电网和发电机904隔离，并且发送 VSI信号至转换器912。此外，可以从除了太阳能电池板之外的源接收DC输入电能，例如从 提供源于风、地热、水(例如水坝、潮汐、波浪)、厌氧消化和/或生物燃料的电能的源接收。
在操作中，参考图10，并进一步参考图1-4和6，处理300包括如图所示的步骤。处 理300是图7所示的部分处理710的示例性实施例。在处理300中，不允许从能量存储装 置向可延迟的负载供电。处理300根据负载数量、可用电能以及能量存储容量以提供对进 行或断开什么负载的连接的控制。步骤302、304、306、308、310、312、314、316致力于尝试对 更多负载供电，步骤318、320、322致力于处理过剩电能，以及步骤318、324、326、328、330、 332、334、336致力于当负载超过可用电能时管理连接。然而，处理300仅用于示例而不用于 限制。通过增加步骤、删除步骤以及重新排列步骤可以改变处理300。例如，对于例如不具 有能量存储装置的系统20的系统优选地省略步骤306、308、320、322、328、332，但是对于例 如包括能量存储装置的系统230的系统优选地包括这些步骤。 在步骤302，就连接了哪一些不可延迟的负载进行询问。控制器46、236确定是否 全部不可延迟的负载都连接至DC-AC转换器36、238，以从太阳能电池板16接收电能。如果 全部不可延迟的负载都是这样连接的，那么处理300继续至下述步骤312，否则处理继续至 步骤304。 在步骤304，当不是所有的不可延迟负载连接至转换器36，就来自太阳能电池板 16的可用的能量数量进行查询。控制器46、236确定是否有足够的太阳能可用于最高优先 级、当前断开的、允许被连接的以接收太阳能的不可延迟的负载。对于被允许的负载如果可 以从太阳能电池板16获得足够的能量，那么处理300继续至下述步骤310，否则处理继续至 步骤306。 在步骤306，对于最高优先级、当前断开的、允许接收太阳能的不可延迟的负载，或 者对于最高优先级、当前断开的、不被允许接收太阳能的不可延迟的负载具有来自太阳能 电池板16的不充足的电能，就对于最高优先级、当前断开的、允许从存储的能量接收电能 的不可延迟的负载是否存在可用的足够的存储的能量进行询问。当与可用的太阳能组合使 用时，控制器46、236确定是否存在能量存储装置以及是否具有充足的能量存储，用于对当 前断开的、不能延时的、允许连接以从能量存储装置接收电能的最高优先级的负载供电。如 果足够的存储的能量是不可用的，和/或如果不存在这样的允许的负载，那么处理300继续 至下述步骤318，否则继续至步骤308。 在步骤308，存储的能量被用于帮助对允许从能量存储装置接收电能的最高优先 级的不可延迟的负载供电。控制器236使得开关242-245的恰当的开关连接最高优先级的 不可延迟的负载，该负载是原来断开的并且允许从能量存储装置接收电能。控制器236还 使得来自存储装置234的能量通过DC-DC转换器232与来自太阳能电池板16的能量并行 地输入，以对新连接的负载供电。处理300继续至下述步骤318。 在步骤310，最高优先级、当前断开的、允许太阳能供电的不可延迟的负载被连接 以从太阳能电池板16接收能量。当已经确定了可以从太阳能电池板16获得足够的能量 以对该负载供电，并且已经确定了对于该负载被允许这样的连接，控制器46、236使得开关
1842-45、242-245的恰当的开关连接当前断开的、最高优先级的、具有恰当的许可的不可延迟
的负载，以从太阳能电池板16接收电能。处理300继续至下述步骤318。 在步骤312，当控制器46已经确定已经连接了所有不可延迟的负载，就可延迟的
负载的连接性进行询问。控制器46、236确定是否所有可延迟的负载是当前连接的以接收
电能。如果是连接的，处理300继续至下述步骤318，否则处理继续至步骤314。 在步骤314，当不是所有可延迟的负载连接至转换器36， 238，就对于允许接收太
阳能的当前断开的可延迟负载是否有足够的太阳能可使用进行查询。控制器46、236确定
是否有足够的额外太阳能可用于当前断开的被允许接收太阳能的可延迟的负载。如果对于
允许的负载不能从太阳能电池板16获得这样的电能，那么处理300继续至下述步骤318，否
则处理继续至步骤316。 在步骤316，将当前断开并允许接收太阳能的一个或多个可延迟的负载连接以接 收这样的太阳能。控制器46、236优选地(恰当地)连接和断开这个或多个可延迟的负载， 使得在DC-AC转换器36、238和太阳能电池板16上的总负载被最大化而不超过阈值电能点 (TPP，例如最大电能点MPP)。可选地，可以使用除了最大化TPP之内的总负载之外的标准来 确定连接哪个(哪些)负载。控制器46、236优选地确定可以连接哪个具有太阳能接收许 可的断开的可延迟负载以接收这样的能量，使得由当时连接的可延迟的负载提取的组合能 量将是比负载合计(假定已经连接的可延迟和不可延迟负载)中的TPP更小的最高可用负 载。 在步骤318，就由连接的负载提取的总能量与TPP相比进行查询。控制器46、236 将由电线62-65、262-265上不同负载提取的电能累加以确定由当前负载提取的总电能。控 制器46、236可以以许多方式确定TPP或其等效物，例如通过监视从太阳能电池板到转换器 36、238的电压。控制器46、236确定当前的总负载是否大于TPP。如果当前的总负载大于 TPP，那么处理300继续至下述步骤324，否则(如果总负载小于或等于TPP)，那么处理300 继续至步骤320。 在步骤320，因为总负载小于或等于TPP，就是否可以获得能量存储进行查询。控 制器236通过确定是否存在能量存储装置234来确定是否可以获得能量存储。并且如果存 在能量存储，确定能量存储装置是否是满的。如果不能获得能量存储，例如因为不存在存储 装置234或能量存储装置234是满的，那么处理300继续至步骤302，否则处理继续至步骤 322。 在步骤322，因为已经确定了可以获得能量存储，将过剩的能量存储在能量存储装 置234中。控制器236发送控制信号至DC-DC转换器232，以调整从太阳能电池板16提取 的进入DC-DC转换器232的电能量。例如，控制器236可以使得在DC-DC转换器232中的 脉冲宽度调制器调整其占空比以提取更多电能，使得更多电能被发送至能量存储装置234。 处理300返回至步骤302。 在步骤324，当由负载提取的大于TPP的合计电能，就单个负载是否大于TPP以及 是否存可以获得存储的能量进行查询。控制器46、236确定是否存在提取的电能大于TPP的 单个负载以及不能获得存储的能量。如果是这种情况，那么处理300继续至下述步骤336， 否则处理300继续至步骤326。 在步骤326，当不超过TPP的单个的负载和/或可以获得存储的能量，就可延迟的负载的连接性进行查询。控制器46、236确定是否任意可延迟的负载当前连接至转换器36、 238。在关于是否可以得到存储的能量查询(参见下述步骤328)之前优选地进行本查询， 从而在使用存储的能量之前卸载(shed)可延迟的负载。如果存在当前连接的可延迟的负 载，那么处理300继续至下述步骤334，否则处理300继续至步骤328。
在步骤328，当已经确定了不存在连接的可延迟的负载，就可用的存储的能量进行 查询。控制器236确定是否可以在装置234中获得可用的足够的存储能量，与来自太阳能 电池板16的能量一起，以对允许从存储的能量接收电能的不可延迟的负载供电，即，至少 弥补当前的负载和从太阳能电池板16获得的电能之间的差值。如果这样，那么处理300继 续至下述步骤332，否则处理继续至步骤330。 在步骤330，当不存在能量存储装置或者当控制器236已经确定了不能获得充足 的存储能量以和来自太阳能电池板16的能量组合，从而对允许从存储的能量接收电能的 全部当前连接的不可延迟的负载供电，控制器46、236启动开关42-45、242-245中的恰当的 开关以断开当前连接的、最低优先级的、没有被允许的不可延迟的负载，或者如果没有这样 的负载，断开最低优先级的、当前连接的、被允许的不可延迟的负载。处理300返回至步骤 302。 在步骤332，存储的能量用于帮助对当前连接的负载供电。控制器236使得来自能 量存储装置234的能量与来自太阳能电池板16的能量并行输入，以弥补总负载和来自太阳 能电池板16的TPP之间的差值。例如，控制器236可以调节DC-DC转换器232中的脉冲宽 度调制器，以从能量存储装置234中提取差分电能。 在步骤334，当控制器46、236已经确定了存在连接的可延迟的负载以接收电能， 一个或多个可延迟的负载被断开。控制器46、236启动开关42-45、242-245中一个或多个 恰当的开关以(恰当地)断开和连接一个或多个可延迟的负载，使得，如果可能，剩余组合 的连接负载从DC-AC转换器36、238尽可能多地提取电能(假定当前连接的可延迟负载的 电能提取)，而不超过TPP。处理300返回至步骤302。 在步骤336，当控制器46、236已经确定了单个负载超过了 TPP，并且当与太阳能结 合时，用于对单个负载供电的存储的能量不充足，从转换器36、238断开超过TPP的负载。控 制器46、236启动开关42-45、242-245中的恰当的开关以断开其提取的电能超过TPP的单 个负载，不管该负载的可延迟性或优先级。处理300返回至302。 重复处理300以连续地调整负载连接，从而基于可用的电能调整哪个负载是连接 的。控制器46、236优选地使得当可以获得足够的能量时候对全部不可延迟的负载供电。优 选地，对不可延迟的负载给出优先级，并且如果对于全部不可延迟的负载不能获得充足的 能量，包括来自能量存储装置的能量，则根据负载的优先级供电。如果可获得能量存储装置 是，控制器46、236进一步优选地使得过剩的能量被存储，并且当不能从太阳能电池板16的 获得充足的能量的时候，使用可用的存储能量来支持不可延迟的负载。此外，例如，如果不 能获得充足的能量对全部可延迟的负载供电，控制器46、236优选地将在可用电能的范围 内的可延迟负载的电能提取最大化。 也可以使用其他处理的实施例以确定连接哪些负载来接收电能以及连接这些负 载以接收电能。例如，在处理300中，在步骤328之前执行步骤326以在使用存储的能量之 前卸载可延迟的负载。然而，可以在步骤326查询之前进行步骤328查询，例如，如果优选地在卸载可延迟的负载之前使用存储的能量。此外，在不能获得能量存储装置的实施例中， 可以省略可用的存储能量的确定、可用的能量存储的确定或存在能量存储装置的确定。
例子1 对于该例子，对于系统20的示例性实施例描述了部分处理300。在该例子中，存在 四个负载(具有10W的负载的负载1、具有20W的负载的负载2、具有30W的负载的负载3、 具有40W的负载的负载4)，两个是不可延迟的(负载1的优先级高于负载2的优先级)，两 个是可延迟的，并且没有能量存储装置。此外，在日出或接近日出时开始该例子，使得已经 有一段时间没有太阳能，但是太阳能电池板16正在开始接收太阳能。还假设电网不可用并 且每个开关42-45都处于断开位置，既不将负载62-65连接至电力线50、52也不连接DC-AC 转换器36。 因为太阳能变得可以获得，控制器46监视与用于最高优先级不可延迟的负载的 能量相关的太阳能，直到存在足够的太阳能以对该负载供电。在步骤302，控制器46确定不 是全部不可延迟的负载都被连接，并且由此处理300继续至步骤304。在步骤304，控制器 46确定用于对负载1供电而存在的太阳能不充足，例如，8W，导致至步骤306，在步骤306，控 制器46确定不存在足够的存储能量(这里为OW)用于对负载1供电。由此处理300继续 至步骤318。这里，不存在负载并且存在一些少量的可用能量，例如2W，所以负载小于TPP。 处理300继续至步骤320，在步骤320，控制器46确定不能获得能量存储，所以处理300返 回至步骤302。继续该流程直到存在足够的太阳能以对最高优先级不可延迟的负载供电。
假设可用的太阳能达到10多瓦，例如11W，连接负载1以接收太阳能。 一旦存在该 情况，控制器46在步骤310使得恰当的开关(例如开关42)将负载1连接到转换器36以 从太阳能电池板16接收能量。在步骤318，负载小于TPP，但是不存在能量存储，所以处理 300通过步骤320返回至步骤302。 重复贯穿处理300的原来的流程，即步骤302、304、306、318、320、302，直到具有足
够的能量可用于对次高优先级的不可延迟的负载(这里为负载2)供电。假设电池板16最 终提供了足够的能量，例如32W，那么处理300将进行至步骤302、304、310以将负载2连接 至转换器36。如果进一步存在不可延迟的负载，那么将重复上述流程以连接这些负载，假设 电池板16提供足够的能量。 —旦连接了全部不可延迟的负载，控制器46确定是否存在足够的电能以连接可 延迟的负载，并且如果存在足够电能，就连接可延迟的负载。当全部不可延迟的负载连接至 转换器36，而没有可延迟的负载连接至转换器36时，处理300从步骤302进行至步骤312， 以及然后进行步骤314。如果从转换器36不能获得超过60W的太阳能(用于负载1+负载 2+负载3的电能(最低电能使用可延迟的负载))，那么处理300继续至步骤318、320、302、 312并且返回值步骤314，直到至少可获得60W(例如64W)，在这个点处理300继续至步骤 316。在步骤316，控制器46确定负载3可以连接至转换器36而不过载转换器36以最大化 可用能量的使用。如果可获得75W，那么控制器46将负载4连接至转换器36，并且如果当 前连接了负载3，则断开负载3。控制器46使得恰当的负载连接至转换器36，这里恰当的 负载为具有64W总可用电能的负载3。只要不是连接全部可延迟负载并且负载不超过TPP， 处理300继续至步骤318、320、302、312、314。当总可用电能超过100W时，处理300继续连 接负载4。假设全部可延迟的负载也连接至转换器36并且总负载没有超过TPP，那么处理300将循环步骤302、312、318、320、302.。 如果在任意点总负载超过TPP，那么处理300工作以减少负载。作为可用太阳能 的量减少(例如由于云层覆盖、太阳落山等)和/或期望的负载增加(例如开启负载和/ 或增加负载需求，例如用户打开微波炉，电冰箱控制器增加电能使用等)的结果，总负载可 以超过TPP。例如，如果TPP从64W下降至52W，那么在步骤318，控制器46确定负载超过 TPP，并且处理300继续至步骤324。在步骤324，控制器46确定是否存在单个负载超过可 用电能，即TPP和任意存储的电能(在环境下的"不可能"的负载)。如果是，那么控制器 46在步骤336通过将对应的开关42-45推进至它们的断开位置，将负载从转换器36断开。 这里，总负载超过TPP，但是单个负载不超过可用的电能，并且由此控制器46在步骤326确 定存在连接至转换器36的可延迟负载(负载3)，并且使得负载3在步骤334断开。如果可 用负载已经从104W(连接了全部四个负载)下降到93W，那么控制器46将在步骤334断开 负载3并且使得负载4继续连接以最大化使用的可用电能。如果可用的电能进一步减少， 例如从52W到26W，那么控制器46将确定负载超过TPP (步骤318)，确定单个负载不是电能 缺乏的原因(步骤324)，确定没有连接可延迟的负载(步骤326)，确定不能获得存储的能 量(步骤328)，并且由此使得通过将对应的开关(这里为开关43)移动到其断开位置而在 步骤330使得最低优先级的当前连接的不可延迟的负载(这里为负载2)要被断开。如果 可用的电能降到10W以下，那么控制器46将在步骤330断开负载1。如果电能再次增加，例 如，云层覆盖清除，那么通过步骤316、320可以恰当地连接更多的负载。
例子2 对于该例子，对于系统230的示例性实施例描述了部分处理300。在该例子中，存 在四个负载(具有10W的负载的负载1、具有20W的负载的负载2、具有30W的负载的负载 3、具有40W的负载的负载4)，两个是不可延迟的(负载1的优先级高于负载2的优先级)， 两个是可延迟的，存在能量存储装置234，这里为电池234。此外，在电网不能用或几乎不能 用的时候开始该例子，电池234完全充电并且能够提供25W电能，并且电池板16接收从电 池板16可获得的具有200W的能量的太阳能。由此，每个开关242-245将它们各自的负载 262-265连接至各自的电力线250、252，而不是转换器238。参考图4，控制器236在步骤 114确定电网处于规范之外。由此，在步骤122，控制器通过断开开关240将转换器238从 电网断开，并且在步骤124发送CSI/VSI信号至转换器238以进入VSI模式。在步骤126、 128、 130，如由图10的处理300更充分地示出和说明，控制器236确定连接/断开哪些负载 以接收/断开电能，以及连接/断开恰当的负载。 参考图6和10，控制器236用于根据负载的电能抽取以及可以从板16和电池234 的获得的电能，将负载连接至转换器238。控制器236在步骤302确定不是全部负载(现在 为0)连接至转换器238，在步骤304确定足够的太阳能可用于对负载1供电，并且在步骤 310使得开关262将负载1连接至转换器238。控制器236在步骤318确定10W的总负载 小于200W的TPP，并且在步骤320确定因为电池234是满的所以不能获得能量存储。处理 300返回至步骤302，并且控制器236在步骤304确定对于负载2存在足够的太阳能，并且在 步骤310将负载2连接至转换器238。处理300再次经过步骤318和320并返回步骤302。 在步骤302，控制器236确定负载1和负载2连接至转换器238并且由此在步骤312确定不 是全部可延迟负载_负载3、负载4的负载(这里为0)连接至转换器238。控制器236在
22步骤314确定对于负载3和负载4额外的太阳能是可用的(20W-10W-20W > 30W+40W)，并且 将负载3和负载4连接至转换器238。因为连接了所有负载，处理300循环经过步骤302、 312、318、320直到发生状态的改变。 如果可用的太阳能减少和/或负载增加使得总负载超过TPP，那么控制器236评估 是否断开任何一个或一些负载，如果需要断开，断开哪个或哪些负载。例如，如果从可电池 板获得的太阳能减小到100W以下，例如78W，那么控制器236在步骤318确定负载超过TPP， 在步骤324确定单个负载不超过TPP，在步骤326确定连接了可延迟的负载_负载3、负载 4，并且通过将开关244移动到其断开位置来将负载3从转换器238断开。如果可用的太阳 能降到小于总的不可延迟负载加上总的当前连接的可延迟的负载的电能之下的任意电能， 那么控制器236重新确定哪个可延迟负载(如果存在的话)连接至转换器238。如果电能 降至例如63W，那么控制器236通过将开关245移动到其断开位置而将负载4从转换器238 断开，并且通过移动开关244以将负载线264连接至转换器238而将负载3连接至转换器 238。如果太阳能降到总的不可延迟负载之下，那么控制器236将试图使用电池234向不可 延迟的负载供电。例如，如果太阳能降到27W，那么控制器236将在步骤318确定负载超过 TPP，在步骤324确定单个负载不超过TPP，在步骤326确定没有连接可延迟的负载，在步骤 328确定可获得充足的存储能量用于补充太阳能以对当前的总负载(27W+25W>30W)供电， 并且在步骤332与电池板16并行地连接电池234。控制器236控制PWM 233的占空比以将 期望数量的电能发送至转换器238 (例如3W正的，即，源于转换器232)。如果组合的太阳 能和存储的能量降到总不可延迟的负载之下，例如一共28W，那么控制器在步骤330断开最 低优先级当前连接的不可延迟负载，这里为负载2。如果总太阳能和存储的能量降到最后 连接的不可延迟负载之下，例如降到6W(6W太阳能和0W电池)，那么控制器236在步骤318 确定负载超过TPP (10W > 4W)，在步骤324确定单个负载超过TPP并且不能获得足够的存储 能量以与太阳能组合对负载供电(2W < 6W(即，10W-4W))，并且在步骤336断开单个负载。
如果电池234至少已经部分耗尽，那么如果可以从太阳能电池板16的获得能量， 控制器236可以对电池234进行充电。如果可以获得太阳能，例如72W，超过了连接的负载 使用的电能，这里为70W(两个不可延迟负载-负载1和负载2加上可延迟负载-负载4)， 那么控制器236可以在步骤320确定可以在电池234进行能量存储并且存储电池234中的 TPP和连接的负载的总负载之间的差值，这里为负的2W(即拉入转换器232)。控制器236 可以通过控制在双向DC-DC转换器232中的P丽233的占空比而管理存储的能量，从而从太 阳能电池板16中提取恰当数量的能量同时留下足够的能量以对连接的负载供电。控制器 236可以存储略少于TPP和负载之间的差值电能，以帮助确保对连接的负载的恰当供电。
例子3 对于该例子，对于系统230的示例性实施例描述了部分处理300。在该例子中，存 在四个负载(具有10W的负载的负载1、具有20W的负载的负载2、具有30W的负载的负载3、 具有40W的负载的负载4)，两个是不可延迟的(负载1的优先级高于负载2的优先级)，两 个是可延迟的，存在能量存储装置234，这里为电池234。此外，在电网不能用或几乎不能用 的时候开始该例子，电池完全充电并且能够提供25W电能，并且电池板16不接收太阳能，并 且由此可以从电池板获得OW的能量。由此，每个开关242-245将它们各自的负载262-265 连接至各自的电力线250、252，而不是转换器238。参考图4，控制器236在步骤114确定电网处于规范之外。由此，在步骤122，控制器通过断开开关240将转换器238从电网断开，并 且在步骤124发送CSI/VSI信号至转换器238以进入VSI模式。在步骤126、 128、 130，如由 图10的处理300更充分地示出和说明，控制器236确定连接/断开哪些负载以接收/断开 电能，以及连接/断开恰当的负载。 参考图6和IO，控制器236可以使用电池234尝试对不可延迟的负载供电。控制 器236在步骤302确定没有不可延迟的负载_负载1、负载2被连接至转换器238，在步骤 304确定不能获取用于负载1的太阳能，并且在步骤306确定在电池234中充足的存储能量 可用于对负载1供电，并且从电池234提供电能以通过控制P丽233从电池234提取10W 电能以从电池234提供电能。类似地，如果电池具有至少30W的可用电能，控制器236可以 对负载2供电。然而，这里控制器236在步骤306确定电池234不具有充足的电能以对最 高优先级的、当前断开的、不可延迟的负载，即负载2供电(25W< 10W+20W)。
在操作中，参考图11，并进一步参考图l-4、6、7和9，处理800包括所示的步骤。处 理800是图7所示的处理710的部分的示例性实施例，并且与图10所述的处理300共享许 多特性。在处理800中，类似于图10中的图中具有相同的附图标记，在这里的讨论中，对它 们的描述被加以补充、改变或省略以适用于处理800。处理800控制来自可选的能源的对负 载的电能提供，这里可选的能源为太阳能，例如太阳能电池板16(尽管处理800不局限于太 阳能)、例如发电机904的AC发电机、以及例如装置234的电能存储装置。处理800仅用 于示例而不用于限制。例如，可以通过增加、移除或重新排列步骤而改变处理800。例如， 可以使下面讨论的步骤326和327的顺序互换(与对应的步骤333、334 —起)。处理800 首先优选地表示根据太阳能的优先级使用电能，然后是发电机电能，然后是存储的能量。处 理800也表示存在这样的优先选择，即，在连接可延迟的负载之前连接不可延迟的负载，并 且如果电能消耗要被减少，在卸载不可延迟的负载之前卸载可延迟的负载，并且在使用或 增加存储的能量的使用之前卸载不允许使用存储的能量的负载。 在步骤302和312，分别就是否连接了全部允许的不可延迟或可延迟的负载进行 查询。只要允许没有连接的不可延迟的负载从一个可选能源接收电能时，处理800将从步 骤302进行至步骤304。类似地，只要允许没有连接的可延迟的负载从一个可选的能源接收 电能时，处理800从步骤312进行至步骤314。 步骤304、305、306、308、309、310表示控制器分析是否可以优先级的顺序从可选 的源获得电能，以对当前断开的、最高优先级的、不可延迟的负载供电。如果可以获取适当 的电能，并且源/负载组合是允许的(授权的)，那么将负载连接至恰当的DC至AC转换器 (例如对于源16、234)，和/或连接至发电机。在步骤308、309和310之后，处理分别返回 至步骤306、305和304，从而分别由于充足的可用存储能量、发电机电能或太阳能而确定是 否可以连接另一个负载。 步骤313、314、315、316、317、319表示控制器分析是否可以优先级的顺序从可选
的源获得电能，以对当前断开的可延迟的负载供电。在步骤315，恰当的负载连接至发电机，
使得优选地最大化发电机上的总负载而不超过发电机的电能限制。在步骤319，来自能量存
储装置的电能与太阳能(如果有太阳能)并行地输入，以提供给对应的负载。确定步骤326、327和329和它们相关联的操作步骤表示如果从DC至AC转换器提
取的电能超过可用的电能，在使用存储的能量来对负载供电之前断开可延迟的负载。在步骤334，因为在步骤326已经确定连接了至少一个可延迟负载，选择并断开一个或多个连接 的可延迟负载以试图最大化DC至AC转换器上的负载而不超过TPP。在步骤327，因为没有 连接的可延迟的负载，控制器查询是否任何连接的负载不被允许使用存储的能量。如果存 在这样的负载，那么处理800继续至步骤333，在步骤333，断开不被允许使用存储的能量的 一个或多个不可延迟的负载以试图最大化DC至AC转换器上的负载而不超过TPP。在步骤 329，因为仅连接了允许使用存储的能量的不可延迟的负载以提取电能，控制器确定可以获 得充足的存储电能以对连接的负载供电。如果存在充足的电能，那么处理800继续至步骤 332，否则处理800继续至步骤331。在步骤331，控制器使得最低优先级的不可延迟的负载 断开，由此停止提取电能。 在步骤341，控制器确定在发电机上的总负载是否大于发电机电能限制。如果不大 于，处理800返回至步骤302，否则处理800继续至步骤343。 在步骤343，控制器确定是否连接了任何可延迟的负载。如果当前没有连接可延迟 的负载，那么处理800继续至步骤347，在步骤347，控制器使得最低优先级不可延迟的负载 断开，由此终止提取电能。如果控制器在步骤343确定存在连接的可延迟的负载，那么处理 800继续至步骤345。 在步骤345，因为控制器已经确定了存在连接的可延迟的负载用于接收电能，断开 一个或多个可延迟的负载。控制器启动一个或多个恰当的负载开关以(恰当地)断开和连 接一个或多个可延迟的负载，使得如果可能，剩余的连接的负载的组合从发电机提取尽可 能多的电能(假定当前连接的可延迟的负载的电能提取)，而不超过发电机的电能限制。处 理返回步骤302。 图11是示例性的，并且许多变型是可能的。例如，从步骤333和334的流程可以 继续至步骤318而不是341，其可以增加连接的负载达到稳态的速度。此外，负载可以被分 配最大断开时间和/或最小连接时间，和/或负载可以使得其许可改变，和/或负载可以使 得它们的特性(例如可延迟/不可延迟状态)改变。优选地，如果改变了状态或许可，该改 变是基于临时的基础。改变的周期可以是常数，或者可以根据期望的标准(例如一天的时 间)而变化。由此，例如，可以向可延迟的负载分配最大的断开时间，如果超过该最大断开 时间，使得控制器将负载的状态临时地从可延迟状态重新分配到不可延迟状态。作为另一 个例子，不被允许使用存储的能量的负载可以使得它的许可被临时改变以允许它使用存储 的能量，例如如果超过了它的分配的最大断开时间。此外，这些备选方案应用至除了图11 所示的实施例的实施例，例如，包括图10的实施例的图7的其他实施例。
还有其他实施例处于说明书和权利要求的范围内。例如，DC-AC转换器和可控开 关可以物理地布置在普通的容器或盒中。此外，控制和/或传感器功能可以被包含在DC-AC 转换器中。此外，图6所示的转换器238具有单对输入或端口用于从多个DC源接收DC电 能，但是实际上图6所示的单对输入可以实现为多对物理分离的输入。多对输入可以连接 至转换器238的不同点，例如来自太阳能电池板16的电线连接至电压激升(boost)级，并 且来自能量存储装置234的电线连接在激升级和DC至AC转换级之间。单对输入或者多对 输入可以被称为输入。类似地，电能传输系统和电网之间的多个物理分离的连接可以被称 为输入。此外，从多个源提供的DC电能可以在转换为AC电能之前合并，或者等效地，可以 转换为AC电能然后合并，部分AC电能源于它们各自的DC源。提供给一个或多个AC负载的AC电能可以仅来自一个源或者来自多个源(DC和/或AC)。此外，使用已知的技术，例如 在将单向源连接至DC-AC转换器的电线中的二极管，优选地保护例如太阳能电池板的单向 源不会反馈电能(与双向DC/DC 232相反)。 还有其他实施例处于本公开和权利要求的范围内。例如，在与电网相连的的转换 器系统中(该系统包括可选能源(例如太阳能电池板、风能源等)和连接至电网和多个AC 负载的电路板)，如果电网正在提供可接受质量的电能，电能转换器可以被用作电流源逆变 器以向电网提供AC电流，并且如果电网正在提供不可接受质量的电能，电能转换器可以被 用作电压源逆变器以向AC负载提供AC电压。作为进一步的例子，电能转换器系统可以包 括DC至AC电能转换器；用于连接至电网的第一输出；用于连接至电网的第一输入；每个均 连接至AC负载的第二输出；连接至转换器以及第一输出的电网开关；连接至转换器、第二 输出和第一输入的负载开关；连接至负载开关以及第一输出并且用于确定来自电网的电能 是否满足至少一个标准的控制器，如果满足至少一个标准，控制器进一步用于控制电网开 关和负载开关以将转换器连接至第一输出以及将第一输入连接至第二输出，否则控制器控 制电网开关和负载开关以将转换器与第一输出隔离并且选择地将转换器连接至第二输出； 连接至控制器和DC至AC电能转换器的DC源；用于监视提供给AC负载的能量以及提供关 于监视的能量的第一信息的测量节点；用于与测量节点和控制器通信以从测量节点接收第 一信息并且向控制器提供与第一信息相关的第二信息的使用广播器；以及连接至控制器和 使用广播器的通信模块，该通信模块用于向装置发送与第二信息相关的第三信息并且从该 装置接收第四信息，并且发送与第四信息相关的命令至控制器。 还有其他的实施例处于本公开和权利要求的范围内。例如，可以使用没有连接至
电网并且可能不具有与电网的连接的电能传输系统的实施例。无论系统是否可以从电网接
收电能或向电网提供电能，可以同样应用DC至AC转换器的VSI模式。当电网没有连接至
电能传输系统时，关于上述系统的一些简化是可能的。例如，负载开关优选地可以没有连接
至电网的连接点(例如，图3中的开关92-95可以仅具有连接至负载端子的两个端子)，传
感器/控制器可以被简化为不包括连接和感应电网的传感器，以及不需要电网开关(例如
可以取消图3中的开关40)。 此外，这里可以描述多于一个发明。
权利要求
一种电能转换器系统，包括DC至AC电能转换器；第一输出，用于连接至电网；第一输入，用于连接至所述电网；多个第二输出，每个第二输出用于连接至对应的AC负载；电网开关，连接至转换器和第一输出；多个负载开关，连接至转换器、第二输出以及第一输入；以及控制器，连接至负载开关和第一输出，并且用于确定来自所述电网的能量是否满足至少一个标准，如果满足所述至少一个标准，则所述控制器还用于控制电网开关和负载开关以将转换器连接至第一输出并且将第一输入连接至第二输出，如果不满足所述至少一个标准，则所述控制器控制电网开关和负载开关将转换器与第一输出分离并且将转换器连接至至少一个第二输出。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中，控制器用于根据是否满足所述至少一个标准来 向转换器提供模式指示信号。
3. 根据权利要求2所述的系统，其中，转换器用于根据从控制器接收的模式指示信号 在CSI模式或VSI模式操作。
4. 根据权利要求3所述的系统，其中，在CSI模式中，转换器用于根据从转换器获得的 电能数量以第一输出的电压提供能量，所述第一输出的电压具有对应的电流，并且其中，在 VSI模式中，转换器用于以预定电压提供能量，所述预定电压具有由连接至第二输出的AC 负载确定的电流。
5. 根据权利要求4所述的系统，其中，预定电压是与当电网是可操作的时候由电网提 供的电压近似相同的电压。
6. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个标准包括可接受范围的电压和可 接受范围的频率的至少一个。
7. 根据权利要求1所述的系统，其中，控制器进一步用于确定系统并不是无意地被孤 立的。
8. 根据权利要求1所述的系统，其中，控制器连接至所述第二输出并且用于控制AC负 载开关，从而如果提供给第二输出的电能大于转换器可以得到的电能数量，则改变至第二 输出的部分的电能分配，所述电能由转换器提供的。
9. 根据权利要求8所述的系统，其中，如果提供给第二输出的电能大于转换器可以得 到的电能数量，则控制器用于使得与最低优先级、当前连接的、不可延迟的AC负载相关联 的AC负载开关将转换器与对应的第二输出分离。
10. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述负载开关被置于将第二输出连接至转换器 的第一状态、将第二输出连接至第一输入的第二状态、以及将第二输出既不连接至转换器 也不连接至第一输入的第三状态。
11. 根据权利要求1所述的系统，进一步包括第二输入，用于连接至与所述电网分离 的AC电源，其中所述负载开关进一步连接至第二输入。
12. 根据权利要求11所述的系统，其中，所述负载开关被置于将第二输出连接至转换 器的第一状态、将第二输出连接至第一输入的第二状态、将第二输出连接至第二输入的第三状态、以及将所述第二输出既不连接至转换器也不连接至第一输入或第二输入的第四状 态。
13. —种电能转换器系统，包括第一输入，用于从第一 DC电源接收DC电压； 第二输入，用于连接至电网； 第一输出，用于连接至所述电网； 多个第二输出，每个第二输出连接至对应的AC负载； 电能路由模块，连接至第一输出和第二输出；以及DC至AC转换器，连接至第一输入和电能路由模块，控制器用于选择性地在第一模式或 第二模式操作，在第一模式中，转换器用作电流源以转换从第一输入接收的DC电压并且将 AC电流提供给电能路由模块，并且在第二模式，转换器用作电压源以转换从第一输入接收 的DC电压并且提供预定电平的AC电压。
14. 根据权利要求13所述的系统，其中，转换器用于响应于第一指示来使第一和第二 模式有效，所述第一指示是电网被连接至第一输出以及分别在可接受的状态和不可接受的 状态。
15. 根据权利要求14所述的系统，进一步包括控制器，连接至第一输出和转换器，并 且用于确定来自电网的电压是否是可接受的、来自电网的能量的频率是否是可接受的、以 及系统是否是无意地被孤立中的至少一个，并且将第一指示提供给转换器。
16. 根据权利要求15所述的系统，其中，控制器连接至电能路由模块，并且用于提供由 系统从电网接收的能量的可接受性的第二指示，并且如果接收的电网能量是可接受的，则 电能路由模块用于将来自转换器的能量路由至第一输出，如果接收的电网能量是不可接受 的，则电能路由模块选择性地将来自转换器的能量路由至第二输出。
17. 根据权利要求16所述的系统，其中连接电能路由模块并且如果接收的电网能量是 可接受的，则电能路由模块用于选择性地将来自第二输入的能量路由至第二输出。
18. 根据权利要求13所述的系统，进一步包括DC断开模块，所述DC断开模块连接至第 一输入并且用于被手动操作以选择性地将DC电压源连接至转换器或将DC电压源从转换器 断开。
19. 根据权利要求13所述的系统，进一步包括第三输入，用于连接与电网分离的AC电源。
20. 根据权利要求13所述的系统，进一步包括第二 DC电源，所述第二 DC电源包括能量存储装置；以及 双向DC至DC转换器，连接至能量存储装置和DC-AC转换器。
21. —种电能转换器系统，包括DC至AC电能转换器，用于从至少一个DC电源接收DC电能； 电网开关，连接至转换器并且用于连接至电网；多个选择连接，连接至转换器，选择连接包括用于连接至AC负载的负载线，选择连接 用于选择性地将转换器连接至负载线；以及控制器，连接至选择连接，并且用于连接至电网，控制器用于确定来自电网的能量是否 满足至少一个标准，如果没有满足所述至少一个标准，则控制器控制电网开关将转换器从电网分离并且控制选择连接将转换器连接至至少一个负载线，如果提供给负载线的电能大 于转换器可以得到的电能数量，则控制器进一步用于控制选择连接以改变至负载线的电能 分配，所述电能由转换器提供。
22. 根据权利要求21所述的系统，其中，根据除了在负载线上提取的电能之外的至少 一个标准，控制器用于使得选择连接改变至负载线的电能分配，所述电能由转换器提供。
23. 根据权利要求22所述的系统，其中，如果提供给负载线的电能大于转换器可以得 到的电能数量，则控制器用于使得与当前连接的、最低优先级、不可延迟的AC负载相关联 的选择连接将转换器与各个负载线分离。
24. 根据权利要求21所述的系统，进一步包括能量存储模块，所述能量存储模块连接 至转换器和控制器，其中如果从转换器获得的来自至少一个太阳能电池板的电能不足以对 当前连接的负载供电，则控制器用于在试图使用来自能量存储装置的能量向当前连接的负 载供电之前从转换器断开当前连接的可延迟的负载。
25. 根据权利要求21所述的系统，其中，每个选择连接被置于将各个负载线连接至转 换器的第一状态、将各个负载线连接至电网的第二状态、和将各个负载线既不连接至转换 器也不连接至电网的第三状态。
26. 根据权利要求21所述的系统，其中，选择连接进一步用于连接至与电网分离的AC 电源。
27. 根据权利要求26所述的系统，其中，每个选择连接被置于将各个负载线连接至转 换器的第一状态、将各个负载线连接至电网的第二状态、将各个负载线连接至AC电源的第 三状态、和将各个负载线既不连接至转换器也不连接至电网或AC电源的第四状态。
28. 根据权利要求21所述的系统，其中，DC至AC电能转换器用于通过单向连接从第一 DC电源接收DC电能，所述系统进一步包括第二DC电源，包括能量存储装置；以及双向DC至DC转换器，连接至能量存储装置和DC至AC电能转换器。
29. 根据权利要求21所述的系统，其中，控制器用于基于各个负载的允许的电源将负 载连接至转换器以及从转换器断开负载。
30. —种电能转换器系统，包括 DC至AC电能转换器；多个输出，每个输出用于连接至AC负载；多个负载开关，所述多个负载开关连接至转换器和所述输出；以及 控制器，连接至负载开关和输出，并且用于根据除了在输出上提取的电能之外的与输出相关联的至少一个特性来控制负载开关以选择性地将转换器连接至输出，从而选择性地将AC电能从DC至AC电能转换器提供给输出。
31. 根据权利要求30所述的系统，进一步包括第一 DC源，所述第一 DC源被单向地连接 至DC至AC电能转换器以提供DC电能至DC至AC电能转换器，所述系统进一步包括第二 DC源，包括能量存储装置；以及双向DC至DC转换器，连接至能量存储装置和DC至AC电能转换器。
32. 根据权利要求30所述的系统，进一步包括双向DC至DC转换器，所述双向DC至DC 转换器连接至DC至AC转换器并且用于连接至能量存储装置。
33. 根据权利要求30所述的系统，其中，第一DC源包括至少一个DC输出发电机以及至少一个太阳能电池板。
34. 根据权利要求30所述的系统，其中，所述至少一个特性是特定输出是否被允许从特定源接收电能、特定输出是否与可延迟的AC负载相关联中的至少一个。
35. 根据权利要求30所述的系统，进一步包括连接至所述负载开关的AC发电机。
36. —种通过电能传输系统调节电能传输的方法，所述方法包括确定具有可用的可接受的第一AC电能的电网是否连接至电能传输系统；从除了能量存储装置之外的第一 DC电源在DC至AC转换器接收第一 DC电能，并且将从第一 DC电源接收的第一 DC电能转换为第二 AC电能；如果确定了具有可用的可接受的电能的电网连接至电能传输系统，则将第二AC电能提供给电网；以及如果确定了没有具有可用的可接受的电能的电网连接至电能传输系统，则将第二AC电能提供给连接至电能传输系统的多个AC负载的第一 AC负载；其中除了根据AC负载的电能提取以外还根据第一AC负载的至少一个特性将第二AC电能提供给第一AC负载。
37. 根据权利要求36所述的方法，其中，所述至少一个特性包括各个负载的可延迟性。
38. 根据权利要求36所述的方法，其中，所述至少一个特性包括允许各个负载接收从第一DC源接收的电能。
39. 根据权利要求36所述的方法，其中，将第二AC电能提供给第一AC负载包括提供数量上最多仅为阈值数量的第二AC电能。
40. 根据权利要求36所述的方法，进一步包括根据是否允许第二AC负载接收从第三AC电能的源得到的电能来将第三AC电能提供给AC负载的第二AC负载。
41. 根据权利要求40所述的方法，进一步包括从包括能量存储装置的第二DC电源在DC至AC转换器接收第二 DC电能，并且将从第二 DC电源接收的第二 DC电能转换为第三AC电能。
42. 根据权利要求40所述的方法，进一步包括从AC发电机接收第三AC电能。
43. 根据权利要求42所述的方法，进一步包括从包括能量存储装置的第二 DC电源在DC至AC转换器接收第二 DC电能，并且将从第二 DC电源接收的第二 DC电能转换为第四AC电能；从AC发电机接收第五AC电能；以及合并第四和第五AC电能以形成第三AC电能。
44. 根据权利要求40所述的方法，其中，将第一和第二 AC负载物理地分离，使得第二和第三AC电能被提供给物理分离的负载。
45. —种通过电能传输系统调节电能传输的方法，所述方法包括提供AC负载的特性；提供可选的电源、哪个可选的电源被允许对哪个AC负载供电、以及可选的电源的使用优先级的指示，其中可选的电源连接至电能传输系统，其中可选的电源不同于电网；以及基于AC负载的特性、可选的电源的使用优先级、以及哪个可选的电源被允许对哪个AC负载供电，使用至少 个可选的电源而不使用电网对至少一个AC负载供电。
46. 根据权利要求45所述的方法，其中，特性包括负载可延迟性。
47. 根据权利要求45所述的方法，其中，可选的电源包括可再生的DC电源，所述方法进一步包括确定具有可用的可接受的AC电能的电网是否连接至电能传输系统；以及如果确定了具有可用的具有可接受的电能的电网连接至电能传输系统，则从可再生的DC电源向电网提供电能。
48. 根据权利要求45所述的方法，其中，对AC负载供电包括对AC负载供电而不超过电能阈值。
49. 根据权利要求45所述的方法，其中，对AC负载供电包括如果由被供电的负载提取的电能超过了由可选的电源向AC负载当前提供的可用电能，则停止对特定一个AC负载供电。
50. 根据权利要求49所述的方法，其中，所述停止步骤包括基于至少一个负载特性选择所述特定一个AC负载。
51. 根据权利要求49所述的方法，其中，所述停止步骤包括基于可选的电源的使用优先级选择所述特定一个AC负载。
全文摘要
一种电能转换器系统，包括DC至AC电能转换器；第一输出，用于连接至电网；第一输入，用于连接至电网；第二输出，每个第二输出用于连接至对应的AC负载；电网开关，连接至转换器和第一输出；负载开关，连接至转换器、第二输出以及第一输入；以及控制器，连接至负载开关和第一输出，并且用于确定来自电网的能量是否满足至少一个标准，如果满足所述至少一个标准，则所述控制器还用于控制电网开关和负载开关以将转换器连接至第一输出并且将第一输入连接至第二输出，如果不满足所述至少一个标准，则所述控制器控制电网开关和负载开关将转换器与第一输出分离并且将转换器连接至至少一个第二输出。
文档编号H02J3/14GK101765959SQ200880021400
公开日2010年6月30日 申请日期2008年5月8日 优先权日2007年5月8日
发明者兰斯·P.·海因斯, 维什沃斯·M.·德奥卡尔 申请人:美国电力转换有限公司