本申請要求于2014年2月14日提交的美國臨時申請61/940,205的優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)容通過引用合并到本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容總體上涉及電功率，更具體地，涉及對公用電網(wǎng)供應(yīng)和吸收無功功率。更具體地，本公開內(nèi)容涉及相對于電網(wǎng)從客戶現(xiàn)場供應(yīng)(sourcing)和吸收(sinking)無功功率。

背景技術(shù)：

電力公司傳送并且分配供終端用戶或客戶使用的電功率。電功率包括有功功率和無功功率。有功功率供應(yīng)負(fù)載執(zhí)行實(shí)際工作(例如使電動機(jī)運(yùn)行)所需要的電能。無功功率向配電系統(tǒng)提供電壓調(diào)整。當(dāng)電流和電壓不同相時，在交流電力系統(tǒng)中存在無功功率。無功功率用無功伏安(“VAR”)單位表示。

在電力分配期間，輸電線路和其他裝置將阻抗例如電容和電感引入到配電系統(tǒng)中。這些無功阻抗部件使電流相對于對應(yīng)電壓改變相位。例如，電容使電流在相位上超前電壓，而電感使電流在相位上滯后電壓。

無功功率被引入到配電系統(tǒng)中以維持期望的電壓電平。例如，可以將無功功率引入到具有低滯后的功率因數(shù)的配電系統(tǒng)中以減小“電壓凹陷”。如果配電系統(tǒng)中的無功功率較高，則流過配電系統(tǒng)的輸電線路和負(fù)載的電流增大，這導(dǎo)致熱損耗增加和系統(tǒng)效率降低。

附圖說明

現(xiàn)在將參照附圖僅通過示例的方式描述本技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式，其中：

圖1例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個示例的公用電網(wǎng)環(huán)境；

圖2例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例的公用電網(wǎng)環(huán)境；

圖3例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的又一示例的公用電網(wǎng)環(huán)境；

圖4例示了在根據(jù)本公開內(nèi)容的一個示例的操作環(huán)境內(nèi)的單相控制裝置；

圖5例示了在根據(jù)本公開內(nèi)容的一個示例的操作環(huán)境內(nèi)的分相控制裝置；

圖6例示了在根據(jù)本公開內(nèi)容的一個示例的操作環(huán)境內(nèi)的三相控制裝置；

圖7A例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個示例的當(dāng)從控制裝置的公用電網(wǎng)側(cè)考慮時的功率因數(shù)；

圖7B例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個示例的當(dāng)從控制裝置的負(fù)載側(cè)考慮時的功率因數(shù)；

圖8例示了對應(yīng)于圖7A的波形圖；

圖9例示了對應(yīng)于圖7B的波形圖；

圖10A例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例的當(dāng)從控制裝置的公用電網(wǎng)側(cè)考慮時的功率因數(shù)；

圖10B例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例的當(dāng)從控制裝置的負(fù)載側(cè)考慮時的功率因數(shù)；

圖11例示了對應(yīng)于圖10A的波形圖；

圖12例示了對應(yīng)于圖10B的波形圖；

圖13A例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的又一示例的當(dāng)從控制裝置的公用電網(wǎng)側(cè)考慮時的功率因數(shù)；

圖13B例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的又一示例的當(dāng)從控制裝置的負(fù)載側(cè)考慮時的功率因數(shù)；

圖14例示了對應(yīng)于圖13A的波形圖；

圖15例示了對應(yīng)于圖13B的波形圖；

圖16A例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例的當(dāng)從控制裝置的公用電網(wǎng)側(cè)考慮時的功率因數(shù)；

圖16B例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例的當(dāng)從控制裝置的負(fù)載側(cè)考慮時的功率因數(shù)；

圖17例示了對應(yīng)于圖16A的波形圖；

圖18例示了對應(yīng)于圖16B的波形圖；

圖19A例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例的當(dāng)從控制裝置的公用電網(wǎng)側(cè)考慮時的功率因數(shù)；

圖19B例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例的當(dāng)從控制裝置的負(fù)載側(cè)考慮時的功率因數(shù)；

圖20例示了對應(yīng)于圖19A的波形圖；

圖21例示了對應(yīng)于圖19B的波形圖；

圖22A例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例的當(dāng)從控制裝置的公用電網(wǎng)側(cè)考慮時的功率因數(shù)；

圖22B例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一示例的當(dāng)從控制裝置的負(fù)載側(cè)考慮時的功率因數(shù)；

圖23例示了對應(yīng)于圖22A的波形圖；

圖24例示了對應(yīng)于圖22B的波形圖；

圖25例示了根據(jù)本公開內(nèi)容的一個示例的示例性方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

將要理解的是，為了說明的簡單和清楚，在適當(dāng)情況下，在不同附圖之間重復(fù)的附圖標(biāo)記指示對應(yīng)的或相似的元素。此外，為了提供對本文所描述的實(shí)施例的透徹的理解，對許多具體細(xì)節(jié)進(jìn)行了闡述。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將要理解的是，本文所描述的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其他實(shí)例中，為了不模糊正被描述的有關(guān)的相應(yīng)特征，沒有詳細(xì)描述方法、過程和部件。此外，具體實(shí)施方式不被認(rèn)為限制了本文所描述的實(shí)施例的范圍。附圖不一定是按比例繪制的，并且為了更好地說明本公開內(nèi)容的細(xì)節(jié)和特征已經(jīng)夸大了某些部分的比例。可以訪問本文所提供的教義的本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到本發(fā)明范圍內(nèi)的另外的修改、應(yīng)用和實(shí)施例以及本發(fā)明將在其中具有顯著效用的另外的領(lǐng)域。

除非另有規(guī)定，本文所使用的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本公開內(nèi)容所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。如本文所使用的術(shù)語“第一”、“第二”等不表示任何順序、數(shù)量或重要性，而是用于將一個元素與另一個元素區(qū)分開。此外，術(shù)語“一(a)”和“一(an)”不表示對數(shù)量的限制，而表示存在至少一個所引用的項目。術(shù)語“或”的意思是包括性的并且表示所列舉項目的任一項目、任何項目、若干項目或所有項目。

術(shù)語“連接”和“耦接”不限制于物理的或機(jī)械的連接或耦接，并且可以包括電連接或耦接，而不管是直接還是間接連接或耦接。連接可以是物體被永久地連接或可釋放地連接。術(shù)語“以可通信的方式耦接”被定義為通過中間部件直接或間接地連接，并且連接不一定限于物理連接，而是包含在所描述的部件之間的數(shù)據(jù)、流體或其他物質(zhì)的傳遞的連接。術(shù)語“基本上”被定義為本質(zhì)上符合“基本上”改變的事物，以便該事物不需要是精確的。例如，基本上實(shí)時意味著事件可以在沒有明顯延遲的情況下發(fā)生，但是可以包括微小的延遲。

術(shù)語“電路(circuit)”、“電路(circuitry)”和“控制器”可以包括單個部件或多個部件，部件是有源部件和/或無源部件并且可以任意地連接或者另外地耦接在一起以提供所描述的功能。在各種實(shí)施例的任何實(shí)施例中描述的“處理器”包括能夠基于輸入作出決定的電子電路，并且“處理器”可以與術(shù)語“控制器”互換。處理器可以包括通用計算機(jī)、專用計算機(jī)、ASIC或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的微處理器、微控制器和中心處理單元等。雖然可以使用單一處理器，但是本公開內(nèi)容可以通過多個處理器來實(shí)現(xiàn)。

在各種實(shí)施例的任何實(shí)施例中描述的“服務(wù)器”包括提供處理、數(shù)據(jù)庫和通信設(shè)備的硬件和/或軟件。作為示例而非限制，“服務(wù)器”可以指具有相關(guān)聯(lián)的通信和數(shù)據(jù)存儲器和數(shù)據(jù)庫設(shè)備的單個物理處理器，或者“服務(wù)器”可以指聯(lián)網(wǎng)的或集群的處理器聯(lián)合體以及相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)和存儲裝置，以及支持由服務(wù)器提供的服務(wù)的操作軟件、一個或更多個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。

短語“電力公司”被定義為提供或管理向一個或更多個電能客戶的電功率或電能的供應(yīng)的實(shí)體。本公開內(nèi)容中使用的該短語包括但不限于區(qū)域公共事業(yè)公司、區(qū)域傳輸機(jī)構(gòu)和任何其他負(fù)荷服務(wù)實(shí)體或管理地理區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)的實(shí)體。電力公司采用恒頻發(fā)電機(jī)在如60Hz、50Hz、400Hz等的恒定的固定頻率處生成功率。電能客戶可以是出于任何目的使用電功率的任何實(shí)體。例如，電能客戶可以包括但不限于個體業(yè)主、商業(yè)辦公樓租戶、生產(chǎn)操作人員等。雖然本文所描述的特定示例涉及具有交流電流的公用電力環(huán)境例如電網(wǎng)，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，本文所描述的技術(shù)適用于具有交流電流的任何配電系統(tǒng)，例如與飛機(jī)、輪船、潛水艇等聯(lián)合使用的配電系統(tǒng)。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，本文所描述的技術(shù)應(yīng)用于具有交流電流并且在例如60Hz、50Hz、400Hz等的任何固定頻率處操作的配電系統(tǒng)。

需要用于相對于配電系統(tǒng)的電網(wǎng)添加或移除無功功率的系統(tǒng)和方法。此外，為了在配電系統(tǒng)中獲得期望的無功功率值，需要用于相對于電網(wǎng)在客戶現(xiàn)場處添加或移除無功功率的系統(tǒng)和方法。根據(jù)一個示例，與在配電系統(tǒng)的其他部分處例如在發(fā)電設(shè)備與客戶現(xiàn)場之間添加或移除無功功率相比，在終端配電系統(tǒng)處例如在客戶現(xiàn)場處添加或移除無功功率是最佳的。

出于本公開內(nèi)容的目的，計算機(jī)可讀介質(zhì)以機(jī)器可讀的形式存儲計算機(jī)數(shù)據(jù)。作為示例而非限制，計算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括計算機(jī)存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)。計算機(jī)存儲介質(zhì)包括以任何方法或技術(shù)實(shí)現(xiàn)的用于存儲信息(例如計算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù))的易失性和非易失性、可移除和不可移除介質(zhì)。計算機(jī)存儲介質(zhì)包括但不限于RAM、ROM、EPROM、EEPROM、閃存或其他固態(tài)存儲技術(shù)、CD-ROM、DVD、或其他光學(xué)存儲器、磁帶盒、磁帶、磁盤存儲器或其他磁存儲裝置、或可以用于存儲期望的信息并且可以由計算機(jī)訪問的任何其他介質(zhì)。

在本公開內(nèi)容中的術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”可以互換使用。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”表示包括但不一定限于所描述的事物。

下面的描述參考方法和裝置的方框圖以及操作說明，所述方法和裝置控制向電網(wǎng)中供應(yīng)無功功率和從電網(wǎng)吸收無功功率。應(yīng)當(dāng)理解，可以利用模擬或數(shù)字硬件和計算機(jī)程序指令來實(shí)現(xiàn)方框圖或操作說明的每個塊以及方框圖或操作說明中的塊的組合。可以將計算機(jī)程序指令提供給執(zhí)行計算機(jī)程序指令的處理器以實(shí)現(xiàn)在方框圖或一個或多個操作塊中規(guī)定的功能/動作。在一些替選的實(shí)施方式中，在塊中記錄的功能/動作可以不按照操作說明中記錄的順利發(fā)生。例如，取決于所涉及的功能/動作，事實(shí)上可以基本上同時執(zhí)行連續(xù)示出的兩個塊或者有時可以以相反的順序執(zhí)行塊。

電力公司調(diào)節(jié)配電系統(tǒng)內(nèi)的無功功率以控制電壓電平和修改公用電網(wǎng)的功率因數(shù)。當(dāng)前，在客戶現(xiàn)場之前的位置處(例如從發(fā)電設(shè)備到客戶現(xiàn)場之前的地點(diǎn))調(diào)節(jié)公用電網(wǎng)的無功功率。本公開內(nèi)容描述控制客戶現(xiàn)場處的無功功率以調(diào)節(jié)配電系統(tǒng)內(nèi)的無功功率值的系統(tǒng)和方法。根據(jù)一個示例，在客戶現(xiàn)場處設(shè)置具有被配置成逆變器的有源整流器的功率轉(zhuǎn)換器以在配電系統(tǒng)內(nèi)供應(yīng)和吸收無功功率。根據(jù)一個示例，基于客戶現(xiàn)場處功率消耗期間的可用功率的量來確定可以被供應(yīng)至公用電網(wǎng)的無功功率的量。例如，如果控制單元額定在30安培、120伏特處，則控制單元可以提供高達(dá)3,600kVA的有功功率或無功功率。該有功功率或無功功率可以作為有功功率、無功功率或二者的組合被遞送至客戶現(xiàn)場或公用電力公司。關(guān)于將無功功率供應(yīng)回公用電網(wǎng)，如果客戶現(xiàn)場正在消耗2000kVA，則控制單元可以將剩余的高達(dá)1600kVA供應(yīng)回電網(wǎng)。

圖1例示了公用電網(wǎng)環(huán)境100的一個示例?？蛻粼O(shè)施101例如居住建筑、商業(yè)建筑等設(shè)置有電能消耗裝置或負(fù)載。例如，電能消耗裝置可以包括計算機(jī)、冰箱、電視機(jī)、氣候控制系統(tǒng)例如供暖系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)、電動機(jī)、泵、商業(yè)裝置或制造裝置等。根據(jù)一個示例，在客戶現(xiàn)場101處可以設(shè)置多個控制裝置102以控制相對于電網(wǎng)的無功功率的供應(yīng)和吸收。多個控制裝置102可以以可通信的方式耦接至遠(yuǎn)程服務(wù)器或者對應(yīng)的客戶設(shè)施101內(nèi)的計算裝置。

控制裝置102可以以可通信的方式耦接至設(shè)置在客戶設(shè)施101處的功率表103。通過形成電網(wǎng)的一部分的輸電線路115將功率傳送至客戶設(shè)施101。根據(jù)一個示例，控制裝置102可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)104例如因特網(wǎng)、蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)、專用廣域網(wǎng)(“WAN”)、電力線通信(“PLC”)網(wǎng)絡(luò)或任何其他合適的通信技術(shù)來以可通信的方式耦接至公用電網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)104可以經(jīng)由常規(guī)的路由器和/或防火墻連接至因特網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)104還可以連接至公共載波無線網(wǎng)絡(luò)例如CDMA網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)104還可以連接至廣域網(wǎng)，該廣域網(wǎng)連接至PLC網(wǎng)絡(luò)。

控制裝置102可以包括具有處理器120的機(jī)載計算機(jī)并且控制裝置102可以以可通信的方式耦接至計算機(jī)可讀介質(zhì)122?？刂蒲b置102可以包括具有使客戶能夠控制控制裝置102的圖形用戶界面的顯示裝置124?？商孢x地，控制裝置102可以由客戶計算機(jī)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)104來遠(yuǎn)程地控制。更進(jìn)一步，控制裝置102可以由電力公司或其他第三方經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)104來遠(yuǎn)程地控制。在控制裝置102處設(shè)置軟件應(yīng)用以用于與下面描述的功率表103、電能消耗裝置和應(yīng)用服務(wù)器106等其他部件接口連接。軟件應(yīng)用可以包括由處理器120執(zhí)行的指令。

在客戶現(xiàn)場101處設(shè)置功率表103以測量由其中的電能消耗裝置消耗的功率。根據(jù)一個示例，功率表103可以由服務(wù)于對應(yīng)的客戶設(shè)施101的電力公司來提供?？商孢x地，功率表103可以由與電力公司不同的實(shí)體來提供。在這種情況下，功率表103可以代替由電力公司提供的任何功率表?？商孢x地，功率表103可以以可通信的方式耦接(例如以串行方式可通信地耦接)至由電力公司提供的功率表。功率可以經(jīng)由功率表103和控制裝置102進(jìn)入客戶設(shè)施101。

根據(jù)一個示例，可以對功率表103進(jìn)行編程以基本上實(shí)時地測量功率消耗。因此，功率表103可以基本上實(shí)時地測量客戶設(shè)施101處消耗的功率并且可以以預(yù)選的間隔將功率消耗數(shù)據(jù)傳送至控制裝置102。計算機(jī)可讀介質(zhì)122可以存儲數(shù)據(jù)例如功率消耗數(shù)據(jù)，或者可以為在控制裝置102處接收到的數(shù)據(jù)提供備份或存檔。預(yù)選的間隔可以包括時間間隔例如實(shí)時的或者連續(xù)的、基于秒的、基于分的、基于時的、基于天的、基于月的等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，其他預(yù)選的間隔可以包括由電能消耗的百分比變化、消耗的電能的總量、一天中的時間、一月中的天等引起的間隔。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還將容易理解，可以以組合單元的方式來設(shè)置控制裝置102和功率表103或者可以將控制裝置102和功率表103設(shè)置為分開的單元。

參照圖1，可以設(shè)置與多個控制裝置102進(jìn)行通信的應(yīng)用服務(wù)器106。應(yīng)用服務(wù)器106可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)104例如因特網(wǎng)、蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)、專用WAN、PLC網(wǎng)絡(luò)或任何其他合適的通信技術(shù)來與多個控制裝置102進(jìn)行通信。根據(jù)一個示例，網(wǎng)絡(luò)104可以與預(yù)選的區(qū)域相關(guān)聯(lián)。例如，網(wǎng)絡(luò)104可以與地理區(qū)域例如街道、附近地區(qū)、郵政區(qū)號、縣、州、地區(qū)等相關(guān)聯(lián)?？梢詫Χ鄠€控制裝置102分配互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)地址以追蹤對應(yīng)的位置信息。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，可以使用其他技術(shù)來獲得位置信息。

應(yīng)用服務(wù)器106可以包括具有以可通信的方式耦接至計算機(jī)可讀介質(zhì)118的處理器116的機(jī)載計算機(jī)，計算機(jī)可讀介質(zhì)118將數(shù)據(jù)存儲在例如數(shù)據(jù)庫中。應(yīng)用服務(wù)器106可以包括具有使電力公司能夠控制應(yīng)用服務(wù)器106的圖形用戶界面的顯示裝置?？商孢x地，應(yīng)用服務(wù)器106可以由電力公司或其他第三方經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)104來遠(yuǎn)程地控制。在應(yīng)用服務(wù)器106處設(shè)置軟件應(yīng)用以用于與控制裝置102、功率表103和電能消耗裝置等其他部件進(jìn)行連接。軟件應(yīng)用可以包括由處理器116執(zhí)行的指令。

根據(jù)一個示例，控制裝置102可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)104與功率表103和應(yīng)用服務(wù)器106進(jìn)行通信。例如，網(wǎng)絡(luò)104可以支持傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)連接，并且可以通過蜂窩通信信道、Wi-Fi、有線連接等訪問網(wǎng)絡(luò)104。建立連接后，應(yīng)用可以通信并且指示控制裝置102來相對于電網(wǎng)實(shí)時地供應(yīng)和/或吸收無功功率。對應(yīng)于無功功率供應(yīng)和/或吸收的數(shù)據(jù)可以從所有其他的控制裝置102接收，并且可以匯總以形成瞬時的總無功功率供應(yīng)和/或吸收概況。

根據(jù)一個示例，控制裝置102可以與對應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器106進(jìn)行通信以為對應(yīng)的客戶現(xiàn)場101提供無功功率供應(yīng)和/或吸收數(shù)據(jù)。計算機(jī)可讀介質(zhì)118可以存儲例如供應(yīng)和/或吸收的無功功率的量等數(shù)據(jù)或者可以為在應(yīng)用服務(wù)器106處接收到的數(shù)據(jù)提供備份或存檔。多個控制裝置102可以以預(yù)選的間隔將對應(yīng)于供應(yīng)和/或吸收的無功功率的數(shù)據(jù)傳送至對應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器106。例如，預(yù)選的間隔可以包括時間間隔例如實(shí)時的或者連續(xù)的、基于秒的、基于分的、基于時的、基于天的、基于月的等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，其他預(yù)選的間隔可以包括由供應(yīng)和/或吸收的無功功率的百分比變化、供應(yīng)和/或吸收的無功功率的總量、一天中的時間、一月中的天等引起的間隔。

根據(jù)一個示例，軟件應(yīng)用108(下文中“應(yīng)用108”)可以與應(yīng)用服務(wù)器106接口連接以訪問對應(yīng)于來自對應(yīng)的客戶現(xiàn)場101的所供應(yīng)和/或吸收的無功功率的數(shù)據(jù)。例如，應(yīng)用108可以包括在服務(wù)器上執(zhí)行的、以匯總分析對應(yīng)于供應(yīng)和/或吸收的無功功率的數(shù)據(jù)的指令。根據(jù)一個示例，應(yīng)用108可以分析從多個控制裝置102獲得的、匯總的無功功率供應(yīng)和/或吸收數(shù)據(jù)，以確定供應(yīng)和/或吸收的無功功率的總量?？梢栽谌魏螘r間周期內(nèi)例如瞬時地、每小時的周期、每天的周期、每周的周期、每月的周期等來確定供應(yīng)和/或吸收的無功功率的總量。此外，應(yīng)用108可以在對應(yīng)的時間周期期間分析另外的數(shù)據(jù)。另外的數(shù)據(jù)可以包括環(huán)境數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)等。根據(jù)一個示例，應(yīng)用108可以分析供應(yīng)和/或吸收的無功功率的總量和/或另外的數(shù)據(jù)，以預(yù)測將來在預(yù)選的時間周期內(nèi)的無功功率的供應(yīng)和/或吸收。

根據(jù)一個示例，應(yīng)用108可以存在于應(yīng)用服務(wù)器106的計算機(jī)可讀介質(zhì)118中?？商孢x地，應(yīng)用108可以存在于以可通信的方式耦接至應(yīng)用服務(wù)器106的遠(yuǎn)程客戶端裝置110處。遠(yuǎn)程客戶端裝置110可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)112與應(yīng)用服務(wù)器106進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)112可以例如經(jīng)由因特網(wǎng)、蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)、專用WAN、PLC網(wǎng)絡(luò)或任何其他合適的通信技術(shù)來支持TCP/IP連接。網(wǎng)絡(luò)112可以經(jīng)由常規(guī)的路由器和/或防火墻連接至因特網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)112還可以連接至公共載波無線網(wǎng)絡(luò)例如CDMA網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)112還可以連接至廣域網(wǎng)，該廣域網(wǎng)連接至PLC網(wǎng)絡(luò)。

參照圖2，可以定義多個區(qū)域201a至201n，其中每個區(qū)域201a至201n包括圖1中所示的部件?？梢愿鶕?jù)地理區(qū)域例如街道、附近地區(qū)、郵政區(qū)號、縣、州、地區(qū)等來定義多個區(qū)域201a至201n?？商孢x地，可以根據(jù)客戶類型例如住宅客戶、商業(yè)客戶、工業(yè)客戶、醫(yī)院、警察局、急救響應(yīng)單元等來定義多個區(qū)域201a至201n。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，多個區(qū)域201a至201n可以具有任何期望的特征。

根據(jù)一個示例，多個區(qū)域201a至201n可以限定選擇的地理縣內(nèi)的客戶。如上所述的設(shè)置有控制裝置102和功率表103的多個客戶現(xiàn)場101可以與對應(yīng)的多個區(qū)域201a至201n相關(guān)聯(lián)。此外，應(yīng)用服務(wù)器106a至106n可以與對應(yīng)的多個區(qū)域201a至201n相關(guān)聯(lián)，并且可以如上所述與多個控制裝置102進(jìn)行通信。可替選地，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，應(yīng)用服務(wù)器206可以與多個區(qū)域201a至201n中的兩個或更多個區(qū)域相關(guān)聯(lián)。

應(yīng)用服務(wù)器206可以包括具有以可通信的方式耦接至計算機(jī)可讀介質(zhì)218的處理器216的機(jī)載計算機(jī)，計算機(jī)可讀介質(zhì)218將數(shù)據(jù)存儲在例如數(shù)據(jù)庫中。應(yīng)用服務(wù)器206可以包括具有使電力公司能夠控制應(yīng)用服務(wù)器206的圖形用戶界面的顯示裝置?？商孢x地，應(yīng)用服務(wù)器206可以由電力公司經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)204來遠(yuǎn)程地控制。在應(yīng)用服務(wù)器206處設(shè)置軟件應(yīng)用以用于與控制裝置102、功率表103、應(yīng)用服務(wù)器106a至106n和電能消耗裝置進(jìn)行接口連接。軟件應(yīng)用可以包括由處理器216執(zhí)行的指令。

可以設(shè)置網(wǎng)絡(luò)204以將多個區(qū)域201a至201n和應(yīng)用服務(wù)器206以可通信的方式耦接。網(wǎng)絡(luò)204可以例如經(jīng)由因特網(wǎng)、蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)、專用WAN、PLC網(wǎng)絡(luò)或任何其他合適的通信技術(shù)來支持TCP/IP連接。網(wǎng)絡(luò)204可以經(jīng)由常規(guī)的路由器和/或防火墻連接至因特網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)204還可以連接至公共載波無線網(wǎng)絡(luò)，例如CDMA網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)204還可以連接至廣域網(wǎng)，該廣域網(wǎng)連接至PLC網(wǎng)絡(luò)。軟件應(yīng)用208(下文中“應(yīng)用208”)可以與應(yīng)用服務(wù)器206接口連接，以訪問從多個區(qū)域201a至201n獲得的無功功率供應(yīng)和/或吸收數(shù)據(jù)。

圖3例示了根據(jù)一個示例的分布式控制系統(tǒng)300。分布式控制系統(tǒng)300包括如上參照圖2所描述的多個區(qū)域201a至201n和應(yīng)用服務(wù)器206，并且可以包括以上參照圖1所描述的部件。設(shè)置配電系統(tǒng)115，以將功率從一個或更多個發(fā)電設(shè)備302a至302n(下文中“發(fā)電設(shè)備302”)傳輸至設(shè)置在多個區(qū)域201a至201n處的客戶現(xiàn)場101?？刂蒲b置102安裝在遍及多個區(qū)域201a至201n分布的客戶現(xiàn)場101處以獲得對應(yīng)于所供應(yīng)和/或吸收的無功功率的數(shù)據(jù)。根據(jù)一個示例，控制裝置102被配置成將對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳送至應(yīng)用服務(wù)器206、應(yīng)用服務(wù)器306和/或應(yīng)用服務(wù)器106a至106n。

發(fā)電設(shè)備302可以包括以可通信的方式耦接至應(yīng)用服務(wù)器206和/或應(yīng)用服務(wù)器106a至106n的對應(yīng)的接口裝置310a至310n?？商孢x地或另外地，發(fā)電設(shè)備302可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)304以可通信的方式耦接至應(yīng)用服務(wù)器306。網(wǎng)絡(luò)304可以經(jīng)由常規(guī)的路由器和/或防火墻連接至因特網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)304還可以連接至公共載波無線網(wǎng)絡(luò)例如CDMA網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)304還可以連接至廣域網(wǎng)，該廣域網(wǎng)連接至PLC網(wǎng)絡(luò)。

應(yīng)用服務(wù)器306可以包括具有以可通信的方式耦接至計算機(jī)可讀介質(zhì)318的處理器316的機(jī)載計算機(jī)，計算機(jī)可讀介質(zhì)318將數(shù)據(jù)存儲在例如數(shù)據(jù)庫或存儲器中。應(yīng)用服務(wù)器306可以包括具有使電力公司能夠控制應(yīng)用服務(wù)器306的圖形用戶界面的顯示裝置?？商孢x地，應(yīng)用服務(wù)器306可以由電力公司或其他第三方經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)304來遠(yuǎn)程地控制。在應(yīng)用服務(wù)器306處設(shè)置軟件應(yīng)用以與控制裝置102、功率表103、應(yīng)用服務(wù)器106a至106n、應(yīng)用服務(wù)器206和電能消耗裝置等其他部件進(jìn)行接口連接。軟件應(yīng)用可以包括由處理器316執(zhí)行的指令。軟件應(yīng)用308(下文中“應(yīng)用308”)可以存在于應(yīng)用服務(wù)器306中。應(yīng)用服務(wù)器306可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)304和/或網(wǎng)絡(luò)204以可通信的方式耦接至應(yīng)用服務(wù)器206和/或應(yīng)用服務(wù)器106a至106n。

根據(jù)一個示例，可以將發(fā)電設(shè)備302分配給一個或更多個對應(yīng)的區(qū)域201a至201n。接口裝置310a至310n可以與應(yīng)用服務(wù)器206和/或?qū)?yīng)的應(yīng)用服務(wù)器106a至106n進(jìn)行通信以獲得和/或確定例如在客戶現(xiàn)場101處的無功功率供應(yīng)和/或吸收數(shù)據(jù)概況。此外，接口裝置310a至310n可以分析對應(yīng)區(qū)域201a至201n處所需要的、所供應(yīng)和/或吸收的無功功率的量。例如，接口裝置310a至310n可以從應(yīng)用服務(wù)器106a至106n、206訪問并且分析對應(yīng)于所供應(yīng)和/或吸收的無功功率的數(shù)據(jù)?？梢曰旧蠈?shí)時地執(zhí)行該分析并且對應(yīng)的發(fā)電設(shè)備302可以根據(jù)該分析來確定對應(yīng)區(qū)域201a至201n內(nèi)的客戶現(xiàn)場101需要供應(yīng)和/或吸收多少無功功率。以這種方式，發(fā)電設(shè)備302可以試圖準(zhǔn)確地獲得對應(yīng)區(qū)域201a至201n的配電系統(tǒng)內(nèi)的期望的無功功率值。

通常，發(fā)電設(shè)備302可以試圖通過定位遍及對應(yīng)區(qū)域201a至201n的配電系統(tǒng)的可調(diào)負(fù)載來保持期望的線路功率因數(shù)?？烧{(diào)負(fù)載可以包括無功阻抗，例如被引入至對應(yīng)區(qū)域201a至201n的配電系統(tǒng)中以調(diào)節(jié)無功功率值的電容器組和電感器。常規(guī)的可調(diào)負(fù)載從配電系統(tǒng)提取功率并且對負(fù)荷條件的實(shí)時變化具有延遲的響應(yīng)。此外，在配電系統(tǒng)的最后階段，可調(diào)負(fù)載在控制功率因數(shù)上具有有限的效果。此外，如果將可調(diào)負(fù)載放置得太接近配電系統(tǒng)的最后階段，則可調(diào)負(fù)載可能在客戶現(xiàn)場101處引入電力中斷。

本文所描述的技術(shù)提供在客戶現(xiàn)場101處向公用電網(wǎng)供應(yīng)和/或吸收無功功率的系統(tǒng)和方法，其可以對客戶現(xiàn)場101進(jìn)行整體控制以在配電系統(tǒng)內(nèi)獲得期望的線路功率因數(shù)?？刂蒲b置102可以包括具有有源整流器的功率轉(zhuǎn)換器，該有源整流器將基本上所有的電網(wǎng)交流電流轉(zhuǎn)換成直流電流。可以在DC總線處設(shè)置電能存儲裝置例如電容器、電池等以存儲由直流電流供應(yīng)的電能。在需要時，有源整流器可以將無功功率分量和所存儲的能量供應(yīng)至公用電網(wǎng)以調(diào)節(jié)在客戶現(xiàn)場101處的無功功率值。根據(jù)一個示例，電能存儲裝置的可用電荷量可以基于在有源整流器處接收到的功率與提供給負(fù)載的功率之間的差值。例如，如果在有源整流器處接收10kW并且將5kW提供給負(fù)載，則5kW可用于對電能存儲裝置進(jìn)行充電?？梢钥刂乒β兽D(zhuǎn)換器以防止客戶現(xiàn)場101處的電力中斷。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本文所描述的技術(shù)顯著節(jié)省了發(fā)電設(shè)備302的成本。例如，在客戶現(xiàn)場101處可以利用最小的提取功率來供應(yīng)和/或吸收無功功率。此外，可以基于在客戶現(xiàn)場101處的實(shí)際負(fù)荷條件基本上實(shí)時地控制對公共電網(wǎng)供應(yīng)和/或吸收無功功率的量。因此，在客戶現(xiàn)場101處可能不會引入電力中斷。

如上所述，多個控制裝置102可以包括使用戶或客戶能夠選擇偏好的圖形用戶界面。例如，控制裝置102可以使用戶能夠在引起停電或燈火管制狀況的不穩(wěn)定周期期間選擇在客戶現(xiàn)場101處要被供應(yīng)和/或吸收的無功功率的量。以這種方式，控制裝置102可以使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)電能賒購，作為交換則允許客戶現(xiàn)場101處的電力中斷。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，客戶可以選擇其他的偏好。此外，例如多個控制裝置102可以包括在停電或燈火管制狀況之后實(shí)現(xiàn)交錯啟動以避免從發(fā)電設(shè)備302提取太多的功率的電路。

從發(fā)電設(shè)備302的透視圖可以看出，分布式控制系統(tǒng)300提供用于對在客戶現(xiàn)場101處要被供應(yīng)和/或吸收的無功功率的量的實(shí)際瞬時需求進(jìn)行預(yù)測的準(zhǔn)確工具。因此，發(fā)電設(shè)備302可以更有效地將線路功率因數(shù)保持在理想狀況的范圍內(nèi)。以這種方式，在節(jié)省大量成本的同時，可以極大地減小對遍及配電系統(tǒng)來分配可調(diào)負(fù)載的需要。

此外，應(yīng)用服務(wù)器106a至106n、206可以基于從客戶現(xiàn)場101處獲得準(zhǔn)確的無功功率供應(yīng)和/或吸收數(shù)據(jù)概況來增大與將線路功率因數(shù)保持在理想狀況下相關(guān)聯(lián)的總效率。例如，準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)可以導(dǎo)致遍及配電系統(tǒng)的分布式可調(diào)負(fù)載的延遲激活。在這種情況下，在依賴消耗電能的分布式可調(diào)負(fù)載之前，發(fā)電設(shè)備302可以通過從客戶現(xiàn)場101吸收和/或供應(yīng)額外的無功功率來啟動使公用電網(wǎng)穩(wěn)定的過程。

根據(jù)一個示例，發(fā)電設(shè)備302可以將從客戶現(xiàn)場101獲得的任何吸收和/或供應(yīng)的額外的無功功率立即分配遍及多個區(qū)域201a至201n中。以這種方式，分布式控制系統(tǒng)300可以允許發(fā)電設(shè)備302通過基于因特網(wǎng)的無功功率交換網(wǎng)站從其他的發(fā)電設(shè)備302購買額外的無功功率。無功功率交換網(wǎng)站可以被配置成經(jīng)由有線連接或無線連接與控制裝置102進(jìn)行通信?？梢詫⒖刂蒲b置102安裝在客戶現(xiàn)場101處以確定在一個周期內(nèi)瞬時的或總的可用無功功率?？梢酝ㄟ^應(yīng)用服務(wù)器106a至106n、206來收集無功功率數(shù)據(jù)。

此外，分布式控制系統(tǒng)300可以采用需求側(cè)的監(jiān)測工具來降低總電能成本。例如，分布式控制系統(tǒng)300可以提供創(chuàng)建客戶現(xiàn)場101的電能消耗概況的界面。分布式控制系統(tǒng)300可以分析來自客戶現(xiàn)場101的電能消耗概況并且可以選擇在一個時間周期內(nèi)供應(yīng)相當(dāng)大的無功功率量。例如，在客戶不在家的工作時間或排定的假期期間，可以大量地供應(yīng)無功功率。例如，基于客戶的電能消耗概況，分布式控制系統(tǒng)300可以在客戶現(xiàn)場101具有最小中斷的情況下，自動供應(yīng)無功功率以降低電能成本。

根據(jù)一個示例，除了控制相對于電網(wǎng)供應(yīng)和/或吸收的無功功率以外，控制裝置102可以調(diào)節(jié)至客戶現(xiàn)場101處的負(fù)載的電壓和電流，以在配電系統(tǒng)的選擇部分內(nèi)獲得期望的效率。例如，可以使用柔性交流輸電系統(tǒng)來調(diào)節(jié)電壓和電流。根據(jù)一個示例，控制裝置102可以包括具有設(shè)置有中間直流(“DC”)總線的逆變器406和整流器404的功率轉(zhuǎn)換器。根據(jù)另一示例，控制裝置102可以被包含在布置于客戶現(xiàn)場101處的電表插座中的功率表103中?？商孢x地，控制裝置102可以被定位成接近客戶現(xiàn)場101處的電表插座。

根據(jù)一個示例，控制裝置102可以被定位在客戶現(xiàn)場101如家庭或企業(yè)的進(jìn)戶線處，并且可以由電力公司直接或遠(yuǎn)程地訪問。根據(jù)一個示例，為了通過提高線路功率因數(shù)來使輸電成本最小化，應(yīng)用服務(wù)器106a至106n、206可以訪問一個或更多個控制裝置102以調(diào)節(jié)相對于公用電網(wǎng)的無功功率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，與訪問單個客戶現(xiàn)場101處的單個控制裝置102相比，訪問區(qū)域201內(nèi)的不同客戶現(xiàn)場101處的多個控制裝置102將提供改善的性能。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解，可以在居住、商業(yè)和工業(yè)建筑的配電系統(tǒng)等其他配電系統(tǒng)內(nèi)使用控制裝置102。在商業(yè)或工業(yè)環(huán)境中，可以對建筑管理者授予對控制裝置102進(jìn)行編程的權(quán)限，以局部地調(diào)節(jié)無功功率從而提高配電系統(tǒng)的功率因數(shù)。

根據(jù)一個示例，控制裝置102可以被配置成通過與居住和/或商業(yè)結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的配電系統(tǒng)來調(diào)節(jié)傳送至客戶現(xiàn)場101處的負(fù)載的電壓和電流。此外，控制裝置102可以例如通過對公用電網(wǎng)和/或建筑網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)和/或吸收無功功率來調(diào)節(jié)配電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無功功率。可以通過防止電壓電平升高超過期望的闕值來執(zhí)行電壓調(diào)整以節(jié)省電能。將電壓電平保持在期望的電壓電平以上可能導(dǎo)致浪費(fèi)功率。根據(jù)一個示例，可以采用電橋設(shè)計來調(diào)節(jié)無功功率同時也調(diào)節(jié)電壓。

圖4例示了具有向負(fù)載403供應(yīng)電能的電壓調(diào)節(jié)器的單相控制裝置102’的一個示例。單相控制裝置102’被配置成相對于公用電網(wǎng)410吸收和供應(yīng)無功功率。在單相控制裝置102’的電網(wǎng)側(cè)上設(shè)置有源整流器404。有源整流器404包括AC分量和DC分量。在單相控制裝置102’的負(fù)載側(cè)上設(shè)置逆變器器406。逆變器器406包括DC分量和AC分量。有源整流器404和逆變器406的DC分量彼此獨(dú)立并且包括電容器和電感器。例如，有源整流器404和逆變器406的DC分量可以包括存儲電能以便隨后放電的電容器。

圖5例示了具有向負(fù)載503供應(yīng)電能的電壓調(diào)節(jié)器的分相控制裝置102”的一個示例。分相控制裝置102”被配置成對電網(wǎng)510吸收或供應(yīng)無功功率。在分相控制裝置102”的電網(wǎng)側(cè)上設(shè)置有源整流器504。有源整流器504包括AC分量和DC分量。在分相控制裝置102”的負(fù)載側(cè)上設(shè)置逆變器506。逆變器506包括DC分量和AC分量。有源整流器504和逆變器506的DC分量彼此獨(dú)立并且包括電容器和電感器。例如，有源整流器504和逆變器506的DC分量可以包括存儲電能以便隨后放電的電容器。

圖6例示了具有向負(fù)載603供應(yīng)電能的電壓調(diào)節(jié)器的三相控制裝置102”’的一個示例。三相控制裝置102”’被配置成對電網(wǎng)610吸收或供應(yīng)無功功率。在三相控制裝置102”’的電網(wǎng)側(cè)上設(shè)置有源整流器604。有源整流器604包括AC分量和DC分量。在三相控制裝置102”’的負(fù)載側(cè)上設(shè)置逆變器606。逆變器606包括DC分量和AC分量。有源整流器604和逆變器606的DC分量彼此獨(dú)立并且包括電容器和電感器。例如，有源整流器604和逆變器606的DC分量可以包括存儲電能以便隨后放電的電容器。

根據(jù)替選的示例，三相控制裝置102”’可以放置在三相干線處如變壓器位置處，以向多個客戶設(shè)施101提供功率?？刂蒲b置102”’的該替選放置增強(qiáng)了針對例如電動機(jī)啟動或短路等事件的峰值電流的處理能力。與30A RMS連續(xù)額定電流相比，在電動機(jī)啟動期間，峰值電流可以高達(dá)150A。根據(jù)一個示例，RAM連續(xù)額定電流為90A的三相控制裝置102”’可以在每一相上服務(wù)多個客戶設(shè)施101，這提供了設(shè)計靈活性并且降低了功率轉(zhuǎn)換的總成本。例如，三相控制裝置102”’的每一相可以包括平衡負(fù)載配置例如每一相服務(wù)三個客戶設(shè)施101。可替選地，可以使用不平衡的負(fù)載配置。

與將控制裝置102”’放置在每個客戶設(shè)施101處相比，將控制裝置102”’放置在三相干線位置處提供了設(shè)計優(yōu)點(diǎn)。在將控制裝置102”’定位在三相干線處以服務(wù)九個客戶設(shè)施101的示例中，在每個輸入終端和每個輸出終端處均設(shè)置有電感器，總共為六個電感器。相反，如果將控制裝置102”’定位在客戶現(xiàn)場101處，則總共需要十八個電感器，其中在每個輸入終端和每個輸出終端處均設(shè)置有電感器。根據(jù)一個示例，將控制裝置102”’定位在三相干線處的另外的設(shè)計優(yōu)點(diǎn)是，與設(shè)置在定位于客戶現(xiàn)場101處的每個控制裝置102”’處的電能存儲裝置的尺寸相比，可以使用相同尺寸的電能存儲裝置來控制九個客戶現(xiàn)場101。

此外，將控制裝置102”’放置在三相干線處可以改善以下設(shè)計參數(shù)以保護(hù)控制裝置102”’而不造成誤動作：針對電感器的飽和電流、硅的峰值電流和區(qū)分短路與電動機(jī)啟動的能力。例如，將控制裝置102”’定位在三相電源處使得從每個客戶設(shè)施101引至控制裝置102”’的每個功率線路能夠向負(fù)載側(cè)貢獻(xiàn)電感。相比之下，將控制裝置102”’定位在客戶現(xiàn)場101處不允許在負(fù)載側(cè)的來自功率線路的額外電容。

根據(jù)一個示例，圖7A至圖7B例示了針對在具有無功功率的電網(wǎng)上具有無源或阻性負(fù)載的情況下進(jìn)行操作的控制裝置102的在x軸上的有功功率(P)和在y軸上的無功功率(Q)的極坐標(biāo)圖。參照圖4，極坐標(biāo)圖的y軸以左的部分對應(yīng)于來自整流器404的功率輸出，并且極坐標(biāo)圖的y軸以右的部分對應(yīng)于來自逆變器406的功率輸出。此外，極坐標(biāo)圖的x軸以上的部分對應(yīng)于功率的供應(yīng)，而極坐標(biāo)圖的x軸以下的部分對應(yīng)于功率的吸收。圖7A例示了當(dāng)從控制裝置102’的電網(wǎng)側(cè)考慮時的功率因數(shù)。圖7B例示了當(dāng)從控制裝置102’的負(fù)載側(cè)考慮時的功率因數(shù)。圖7A例示了象限II中電網(wǎng)側(cè)上的正無功功率，這表示控制裝置102’正在向電網(wǎng)供應(yīng)無功功率。

圖8對應(yīng)于圖7A并且例示了當(dāng)從控制裝置102’的電網(wǎng)側(cè)考慮時，被移相而落后于電流波形804的電壓波形802。在圖8中，控制裝置102’在如圖7A所示的象限II中在具有無功功率的電網(wǎng)上具有無源或阻性負(fù)載的情況下進(jìn)行操作。圖9對應(yīng)于圖7B并且例示了當(dāng)從控制裝置102’的負(fù)載側(cè)考慮時與電流波形904同相的電壓波形902。

根據(jù)另一示例，圖10A至圖10B例示了針對在具有無功功率的電網(wǎng)上具有無源或阻性負(fù)載的情況下進(jìn)行操作的控制裝置102的在x軸上的有功功率(P)和在y軸上的無功功率(Q)的極坐標(biāo)圖。圖10A例示了當(dāng)從控制裝置102’的電網(wǎng)側(cè)考慮時的功率因數(shù)。圖10B例示了當(dāng)從控制裝置102’的負(fù)載側(cè)考慮時的功率因數(shù)。圖10A例示了象限III中電網(wǎng)側(cè)上的負(fù)無功功率，這表示控制裝置102’正在從電網(wǎng)吸收無功功率。

圖11對應(yīng)于圖10A并且例示了當(dāng)從控制裝置102’的電網(wǎng)側(cè)考慮時，被移相而超前電流波形1104的電壓波形1102。在圖11中，控制裝置102’在如圖10A所示的象限III中在具有無功功率的電網(wǎng)上具有無源或阻性負(fù)載的情況下進(jìn)行操作。圖12對應(yīng)于圖10B并且例示了當(dāng)從控制裝置102’的負(fù)載側(cè)考慮時與電流波形1204同相的電壓波形1202。

根據(jù)又一示例，圖13A至圖13B例示了針對在具有無功功率的電網(wǎng)上具有非同式功率負(fù)載(non-unity power load)(例如電動機(jī)負(fù)載)的情況下進(jìn)行操作的控制裝置102的在x軸上的有功功率(P)和在y軸上的無功功率(Q)的極坐標(biāo)圖。圖13A例示了當(dāng)從控制裝置102’的電網(wǎng)側(cè)考慮時的功率因數(shù)。圖13B例示了當(dāng)從控制裝置102’的負(fù)載側(cè)考慮時的功率因數(shù)。圖13A例示了象限II中電網(wǎng)側(cè)上的正無功功率，這表示控制裝置102’正在向電網(wǎng)供應(yīng)無功功率。圖13B例示了象限I中負(fù)載側(cè)上的正無功功率，這表示控制裝置102’正在向負(fù)載供應(yīng)無功功率。

圖14對應(yīng)于圖13A并且例示了當(dāng)從控制裝置102’的電網(wǎng)側(cè)考慮時，被移相而落后電流波形1404的電壓波形1402。在圖8中，控制裝置102’在象限II中在具有無功功率的電網(wǎng)上具有非同式功率負(fù)載(例如電動機(jī)負(fù)載)的情況下進(jìn)行操作。圖15對應(yīng)于圖13B并且例示了當(dāng)從控制裝置102’的負(fù)載側(cè)考慮時被移相而落后電流波形1504的電壓波形1502。電流波形1504的振幅證實(shí)了非同式功率負(fù)載。

根據(jù)又一示例，圖16A至圖16B例示了針對在具有無功功率的電網(wǎng)上具有非同式功率負(fù)載(例如電動機(jī)負(fù)載)的情況下進(jìn)行操作的控制裝置102的在x軸上的有功功率(P)和在y軸上的無功功率(Q)的極坐標(biāo)圖。圖16A例示了當(dāng)從控制裝置102’的電網(wǎng)側(cè)考慮時的功率因數(shù)。圖16B例示了當(dāng)從控制裝置102’的負(fù)載側(cè)考慮時的功率因數(shù)。圖16A例示了象限III中電網(wǎng)側(cè)上的負(fù)無功功率，這表示控制裝置102’正在從電網(wǎng)吸收無功功率。圖16B例示了象限IV中負(fù)載側(cè)上的負(fù)無功功率，這表示控制裝置102’正在從負(fù)載吸收無功功率。

圖17對應(yīng)于圖16A并且例示了當(dāng)從控制裝置102’的電網(wǎng)側(cè)考慮時，被移相而超前電流波形1704的電壓波形1702。在圖17中，控制裝置102’在如圖16A中所示的象限III中在具有無功功率的電網(wǎng)上具有非同是功率負(fù)載(例如電動機(jī)負(fù)載)的情況下進(jìn)行操作。圖18對應(yīng)于圖16B并且例示了當(dāng)從控制裝置102’的負(fù)載側(cè)考慮時被移相而超前電流波形1804的電壓波形1802。電流波形1804的振幅證實(shí)了非同式功率負(fù)載。

根據(jù)又一示例，圖19A至圖19B例示了針對在具有無功功率的電網(wǎng)上具有例如在夜間的輕負(fù)載或無負(fù)載的情況下進(jìn)行操作的控制裝置102的在x軸上的有功功率(P)和在y軸上的無功功率(Q)的極坐標(biāo)圖。圖19A例示了當(dāng)從控制裝置102’的電網(wǎng)側(cè)考慮時的功率因數(shù)。圖19B例示了當(dāng)從控制裝置102’的負(fù)載側(cè)考慮時的功率因數(shù)。圖19A例示了象限II中電網(wǎng)側(cè)上的正無功功率，這表示控制裝置102’正在向電網(wǎng)供應(yīng)無功功率。

圖20對應(yīng)于圖19A并且例示了當(dāng)從控制裝置102’的電網(wǎng)側(cè)考慮時被移相而超前電流波形2004的電壓波形2002。在圖20中，控制裝置102’在如圖19A中所示的象限II中在具有無功功率的電網(wǎng)上具有例如在夜間的輕負(fù)載或無負(fù)載的情況下進(jìn)行操作。圖21對應(yīng)于圖19B并且例示了當(dāng)從控制裝置102’的負(fù)載側(cè)考慮時與電流波形2104同相的電壓波形2102。電流波形2104的振幅證實(shí)了例如在夜間時段的輕負(fù)載或無負(fù)載。

根據(jù)又一示例，圖22A至圖22B例示了針對在具有無功功率的電網(wǎng)上具有例如在夜間的輕負(fù)載或無負(fù)載的情況下進(jìn)行操作的控制裝置102的在x軸上的有功功率(P)和在y軸上的無功功率(Q)的極坐標(biāo)圖。圖22A例示了當(dāng)從控制裝置102’的電網(wǎng)側(cè)考慮時的功率因數(shù)。圖22B例示了當(dāng)從控制裝置102’的負(fù)載側(cè)考慮時的功率因數(shù)。圖22A例示了象限III中電網(wǎng)側(cè)上的負(fù)無功功率，這表示控制裝置102’正在從電網(wǎng)吸收無功功率。

圖23對應(yīng)于圖22A并且例示了當(dāng)從控制裝置102’的電網(wǎng)側(cè)考慮時被移相而超前電流波形2304的電壓波形2302。在圖23中，控制裝置102’在如圖22A中所示的象限III中在具有無功功率的電網(wǎng)上具有例如在夜間時段的輕負(fù)載或無負(fù)載的情況下進(jìn)行操作。圖24對應(yīng)于圖22B并且例示了當(dāng)從控制裝置102’的負(fù)載側(cè)考慮時與電流波形2404同相的電壓波形2402。電流波形2404的振幅證實(shí)了例如在夜間時段的輕負(fù)載或無負(fù)載。

圖25是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性方法2500的流程圖?？梢允褂蒙厦嫠枋龅南到y(tǒng)來實(shí)現(xiàn)方法2500。例如，可以使用在客戶現(xiàn)場處設(shè)置的分布式控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)方法2500以相對于電網(wǎng)供應(yīng)和吸收無功功率。

方法2500可以包括：在操作2502中接收具有有功功率分量和無功功率分量的電網(wǎng)交流電流，電網(wǎng)交流電流來源于公用電網(wǎng)；在操作2504中，將基本上所有的電網(wǎng)交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流；在操作2506中，存儲由直流電流供應(yīng)的電能；以及在操作2508中，將無功功率分量和所存儲的電能供應(yīng)至公用電網(wǎng)。

上面借助于例示指定功能及其關(guān)系的實(shí)現(xiàn)方式的功能構(gòu)建塊來描述了示例。為了便于描述，本文中已經(jīng)任意限定了這些功能構(gòu)建塊的邊界。只要適當(dāng)?shù)貓?zhí)行指定功能及其關(guān)系，就可以限定替選的邊界。要理解的是，意在使用具體實(shí)施方式部分而不是總結(jié)和摘要部分來解釋權(quán)利要求?？偨Y(jié)和摘要部分可以解釋一個或更多個示例，但是不能解釋發(fā)明人所設(shè)想的所有示例，因此總結(jié)和摘要部分不意在以任何方式限制本公開內(nèi)容和所附的權(quán)利要求。