电力路由器、电力网络系统、电力路由器操作控制方法、以及存储有电力路由器操作控制 ...的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电力路由器、电力网络系统、电力路由器操作控制方法、以及其上存储有电力路由器操作控制程序的非瞬态计算机可读介质。
【背景技术】
[0002]为了构造供电系统，不必说，重要的任务是更稳定地扩展电网，使系统能够在今后引入大量自然能量的系统也正变成是重要的任务。因此，提出了作为数字电网(注册商标)的电力网络系统作为新电网(专利文献I和2和非专利文献I)。数字电网(注册商标)是将电网细分成小规模单元并且将这些单元彼此异步连接的电力网络系统。如果电力单元小，则各电力单元是一个房屋、一栋建筑物或商业设施，并且如果电力单元大，各电力单元是一个县或市。各电力单元自然地包括内部负载或者在一些情况下也包括发电设施或储电设施。发电设施是例如利用诸如太阳能发电、风力发电或地热发电的自然能量的发电设施。
[0003]电力单元异步连接，以在各电力单元内自由地发电或者在电力单元之间平稳地交换电力。也就是说，即使当多个电力单元与其它电力单元连接时，各电力单元中使用的电压、相位和频率与其它电力单元不同步。图20是示出电力网络系统810的示例的视图。在图20中，核心系统811从大型电站812供应核心电力。另外，安装多个电力单元821至841。电力单元821至841中的每个包括诸如房子831和建筑物832的负载、发电设施(例如，太阳能面板833和风力发电机834)和储电设施(例如，电池835)。另外，在本说明书中，发电设施和储电设施将被统称为分布电源。
[0004]另外，电力单元821至824包括电力路由器841至844，电力路由器841至844是分别与其它电力单元和核心系统811连接的连接件(连接端口 )。电力路由器841至844包括多个支柱。(为了附图的方便，在图20中将不指示支柱的参考标号，与电力路由器841至844附接的白圈是各个支柱的连接端子)。就这点而言，支柱包括连接端子和电力转换单元，各支柱被分配有地址。另外，支柱中的电力转换是指将交流转换成直流或者将直流转换成交流，或者改变电力的电压、频率或相位。
[0005]所有的电力路由器841至844都通过通信网络851连接到管理服务器850，管理服务器850整体地控制所有电力路由器841至844的操作。例如，管理服务器850指令电力路由器841至844中的每个的各支柱供应电力或接收电力。因此，电力通过电力路由器841至844在电力单元之间交换。
[0006]电力在电力单元之间交换，使得例如一个发电设施(例如，太阳能面板833或风力发电机834)或一个储电设施(例如，电池835)可在多个电力单元之间共享。当电力单元相互交换额外电力时，可以稳定地维持电力需求和供应平衡，同时显著降低设施成本。
[0007]引用列表
[0008]专利文献
[0009]PTL 1:日本专利 N0.4783453
[0010]PTL 2:日本未审专利申请公开N0.2011-182641
【发明内容】
[0011]技术问题
[0012]通过电力路由在多个电力单元之间能够进行异步连接带来很多优点，因此，期望更早地将电力路由器投入实际运用。然而，将电力路由器实际上投入实际使用涉及传统电力传输和分配系统从来没有面临的独特的问题。当前，主流的电力传输和分配系统假设电力系统的电压、相位和频率完全彼此同步，因此，连接其电压、相位或频率不同的电力系统的电力路由器需要被当作一个新问题来考虑。
[0013]本发明是依据以上情形作出的。本发明的目的是更适当地管理电力路由器来构造其中电力单元彼此异步连接的电力网络系统。
[0014]问题的解决方案
[0015]根据本发明的一个方面的一种电力路由器，所述电力路由器包括:直流母线，其将电压维持在预定的额定电压；多个电力转换支柱，其均包括与所述直流母线连接的第一连接端子，包括作为外部连接端子与外部连接方连接的第二连接端子并且包括在第一连接端子和第二连接端子之间双向转换电力的功能；以及控制装置，其用于控制所述多个电力转换支柱中的每个的操作，所述控制装置包括用于保持第一数据库的第一存储装置，所述第一数据库包括所述多个电力转换支柱中的每个的识别信息，并且所述控制装置参照所述第一数据库的识别信息执行所述电力转换支柱中的每个的操作。
[0016]根据本发明的一个方面的一种电力网络系统包括:一个或多个电力路由器；电力系统，其与一个或多个电力路由器直接或间接连接，所述一个或多个电力路由器均包括:直流母线，其将电压维持在预定的额定电压；多个电力转换支柱，其均包括与所述直流母线连接的第一连接端子，包括作为外部连接端子与外部连接方连接的第二连接端子并且包括在所述第一连接端子和所述第二连接端子之间双向转换电力的功能；以及控制装置，其用于控制所述多个电力转换支柱中的每个的操作，所述控制装置包括用于保持第一数据库的第一存储装置，所述第一数据库包括所述多个电力转换支柱中的每个的识别信息，并且所述控制装置参照所述第一数据库的识别信息执行所述电力转换支柱中的每个的操作。
[0017]根据本发明的一个方面的一种电力路由器操作控制方法，在电力路由器中，参照第一数据库的识别信息向所述多个电力转换支柱中的每个输出操作指令，所述第一数据库包括所述多个电力转换支柱中的每个的识别信息，并且控制所述多个电力转换支柱中的每个的操作，所述电力路由器包括直流母线，其将电压维持在预定的额定电压；多个电力转换支柱，其均包括与所述直流母线连接的第一连接端子，包括作为外部连接端子与外部连接方连接的第二连接端子并且包括在所述第一连接端子和所述第二连接端子之间双向转换电力的功能。
[0018]根据本发明的一个方面的一种其上存储有电力路由器操作控制程序的非瞬态计算机可读介质，所述程序致使计算机在电力路由器中，参照所述第一数据库的识别信息向所述多个电力转换支柱中的每个执行输出操作指令的处理，并且控制所述多个电力转换支柱中的每个的操作，所述电力路由器包括:直流母线，其将电压维持在预定的额定电压；多个电力转换支柱，其均包括与所述直流母线连接的第一连接端子，包括作为外部连接端子与外部连接方连接的第二连接端子并且包括在所述第一连接端子和所述第二连接端子之间双向转换电力的功能；所述计算机配置用于控制所述多个电力转换支柱中的每个的操作的控制装置，其中，所述计算机包括第一存储装置，所述第一存储装置用于预先保持包括所述多个电力转换支柱中的每个的识别信息的第一数据库。
[0019]本发明的有益效果
[0020]根据本发明，可以更适当地管理或控制电力路由器来构造其中电力单元彼此异步连接的电力网络系统。
【附图说明】
[0021]图1是示出电力路由器100的示意性构造的框图。
[0022]图2是示出支柱内部构造的电力路由器100的框图。
[0023]图3是更具体示出支柱内部构造的电力路由器100的框图。
[0024]图4是示出包括AC通过支柱60的电力路由器170的构造示例的框图。
[0025]图5是示出电力路由器200的构造的框图。
[0026]图6是示意性示出存储单元251的构造的框图。
[0027]图7是示出电力路由器200的即插即用操作的流程图。
[0028]图8是示出电力路由器300的构造的框图。
[0029]图9是示意性示出存储单元311的构造的框图。
[0030]图10是示出监视电力路由器300的各支柱的操作的流程图。
[0031]图11是示出电力路由器400的构造的框图。
[0032]图12是示出监视电力路由器400的各支柱的操作的流程图。
[0033]图13是示出电力路由器500的构造的框图。
[0034]图14是示意性示出存储单元251的构造的框图。
[0035]图15是示出电力路由器500的即插即用操作和兼容性确定操作的流程图。
[0036]图16是示出电力路由器700的构造的框图。
[0037]图17是示意性示出作为电力网络系统示例的电力网络系统1001的构造的框图。
[0038]图18是示意性示出作为电力网络系统示例的电力网络系统1002的构造的框图。
[0039]图19是示意性示出作为电力网络系统示例的电力网络系统1003的构造的框图。
[0040]图20是示出电力网络系统810的示例的视图。
【具体实施方式】
[0041]以下，将参照附图描述本发明的实施例。在下面的实施例中，将描述上述电力路由器的具体构造。就这点而言，各实施例决不将本发明仅仅限于电力路由器，可理解，本发明包括诸如其中嵌入电力路由器的设备的其它组件。在各图中相同元件将被分派相同参考标号，必要时将不再进行描述。
[0042]第一实施例
[0043]首先，将描述根据第一实施例的电力路由器100。电力路由器100是以上电力路由器841至844的具体示例(图20)。图1是示出电力路由器100的示意性构造的框图。电力路由器100大体上包括直流(DC)母线101、第一支柱11、第二支柱12、第三支柱13、第四支柱14和控制单元19。另外，在图1中，为了方便附图，第一支柱至第四支柱被分别标示为支柱I至支柱4。
[0044]DC母线101与第一支柱11至第四支柱14并联连接。DC母线101供应DC电力。控制单元19通过用通信总线102控制第一支柱11至第四支柱14的操作状态(向外部供应电力的操作、从外部接收电力的操作等)将DC母线101的电压Vltll维持在预定固定值。也就是说，电力路由器100通过第一支柱11至第四支柱14连接到外部，并且将与外部交换的所有电力一次性转换成DC电力并且使DC电力在DC母线101上流动。通过将电力一次性转换成DC电力，即使在频率、电压或相位不同时，也可以异步连接电力单元。
[0045]另外，在本实施例中，将描述其中电力路由器100包括四个支柱的示例。然而，本实施例只是示例性的。电力路由器可设置有等于或多余两个支柱的任意数量的支柱。在本实施例中，第一支柱11至第四支柱14采用相同构造。然而，电力路由器中包括的两个或更多个支柱可采用相同构造或不同构造。另外，以下，支柱还将被称为电力转换支柱。
[0046]接下来，将描述第一支柱11至第四支柱14。图2是示出支柱内部结构示例的电力路由器100的框图。第一支柱11至第四支柱14采用相同构造。然而，为了简化附图，图2示出第一支柱11和第二支柱12的内部结构，没有示出第三支柱13和第四支柱14的内部结构。图3是更具体示出支柱内部结构的电力路由器100的框图。第一支柱11至第四支柱14采用相同构造。然而，为了简化附图，图3示出第一支柱11的内部结构，没有示出第二支柱12、第三支柱13、第四支柱14和通信总线102的内部结构。
[0047]第一支柱11至第四支柱14被设置成与DC母线101并联。如上所述，第一支柱11至第四支柱14采用相同构造。下文中，将典型地描述第一支柱11的构造。如图2中所示，第一支柱11包括电力转换单元111、电流传感器112、开关113和电压传感器114。第一支柱11通过连接端子115连接到例如核心系统811。电力转换单元111将交流(AC)电力转换成DC电力或者将DC电力转换成AC电力。DC电力在DC母线101中流动，S卩，电力转换单元111将DC母线101的DC电力转换成固定频率和电压的AC电力并且使AC电力从连接端子115流向外部。可供选择地，电力转换单元111将从连接端子115流入的AC电流转换成DC电力，使DC电力流向DC母线101。
[0048]电力转换单元111采用逆变器电路的构造。更具体地，如图3中所示，电力转换单元111采用以下构造，其中均包括晶闸管IllT和反馈二极管IllD的反并联电路IllP通过三相桥连接。也就是说，一个逆