專利名稱：電力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，其中，復(fù)數(shù)個電力供需者(electric powersuppliers and demanders )通過電力供需控制裝置互相連接。
背景技術(shù)：
在例如圖9所示的已知電力系統(tǒng)中，"輻射式系統(tǒng)" 一一其中，大規(guī)模電廠91為頂端，需求者92為底端一一是基本的。在圖9中，為了確保復(fù)數(shù)個輸電系統(tǒng)，在某些部分引入"環(huán)路系統(tǒng)"。這種類型的電力系統(tǒng)以廣闊區(qū)域(例如幾萬千米2)和大恥漠(幾十GW)被配置為一個系統(tǒng)。
另一方面，近些年來，人們的關(guān)注集中在具有太陽能發(fā)電和燃料電池的系統(tǒng)協(xié)作型的分布式發(fā)電系統(tǒng)(例如參照專利文獻1)。系統(tǒng)協(xié)作型的
域構(gòu)建，并以與電力系統(tǒng)互連作為前提。專利文獻l:日本專利申請^Hf:No.6-327146。

發(fā)明內(nèi)容
在圖9所示已知的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，由于電力傳輸大量通過遠距離進行，存在大的損失；在來自例如太陽能和風(fēng)能的可再生能源的發(fā)電中，由于其可再生能量普遍存在，難以構(gòu)建使用這些能量的大M電廠。
本發(fā)明的目的在于提供一種電力系統(tǒng)，其中，復(fù)數(shù)個需要電力也供給電力的電力供需者通過由電力供需控制裝置互相連接而被配置，電力系統(tǒng)是可自支撐的(self-sustainable)，而不依賴于已知的電力系統(tǒng)。這并不意味著本發(fā)明的系統(tǒng)將與已知電力系統(tǒng)共存排除在外。
根據(jù)本發(fā)明的解決上述問題的第一配置，提供了一種電力系統(tǒng)，其中，復(fù)數(shù)個電力供需者(在圖中，其被描繪為供給和需求電力的單元)互相連接，電力供需者具有一個或復(fù)數(shù)個發(fā)電裝置、 一個或復(fù)數(shù)個蓄電裝置、一個或復(fù)數(shù)個電力消耗裝置、電力供需控制裝置。
在電力系統(tǒng)中，電力供需控制裝置各自判斷在具有電力供需控制裝置的各個電力供需者中是否發(fā)生電力短缺或者是否發(fā)生電力剩佘，在電力供需者中發(fā)生電力短缺的情況下，接收來自具有發(fā)電裝置和/或蓄電裝置的另一電力供需者的電力，在電力供需者中發(fā)生電力剩余的情況下，進行控制以便向另一電力供需者傳送電力，在電力的傳送與接收中，基于天氣預(yù)報、電力需求預(yù)測、熱需求預(yù)測、M需者的設(shè)置值等等自動或手動控制相應(yīng)的電力供需者中的復(fù)數(shù)個發(fā)電裝置。
另外，根據(jù)本發(fā)明的電力系統(tǒng)的第二配置，提供了一種電力系統(tǒng)，其中，復(fù)數(shù)個電力供需者互相連接，電力供需者具有選自一個或復(fù)數(shù)個發(fā)電裝置、 一個或復(fù)數(shù)個蓄電裝置、 一個或復(fù)數(shù)個電力消耗裝置中的至少一個裝置以及電力供需控制裝置。
在電力系統(tǒng)中，所述復(fù)數(shù)個電力供需者被劃分為復(fù)數(shù)個組，且
屬于各組的電力供需控制裝置判斷在組中是否發(fā)生電力短缺或者是否發(fā)生電力剩余，在組中發(fā)生電力短缺的情況下，接收來自具有發(fā)電裝置和/或蓄電裝置的電力供需者屬于的另一組的電力，在組中發(fā)生電力剩余的情況下，向其它組傳送電力，在電力的傳送與接收中，基于天氣預(yù)報、電力需求預(yù)測、熱需求預(yù)測等等自動或手動控制相應(yīng)組的相應(yīng)電力供需者中的復(fù)數(shù)個發(fā)電裝置。
本發(fā)明的電力系統(tǒng)的各個電力供需者參照來自其它電力供需者中的電力供需控制裝置的信息，并能基于由電力供需者推定的電力消耗量設(shè)置或改變電力供需者的電力供需控制裝置的運行條件。
另外，在本發(fā)明的電力系統(tǒng)中，電力供需者中的蓄電裝置能一起使用蓄電池和電氣雙層電容器。
在這種情況下，優(yōu)選為定量領(lǐng)會蓄電池的蓄電量的變化及其充電與放電暫態(tài)運行特性。這能準(zhǔn)確領(lǐng)會和分析蓄電池與電氣雙層電容器的充電與放電現(xiàn)象。
當(dāng)蓄電池的蓄電量被檢測出時，充電與放電量能得到控制，使得其檢測值不小于預(yù)定下限，相應(yīng)地，電容器的暫態(tài)響應(yīng)特性能得到使用，而不涉及蓄電池的不必要的消耗。
另外，在本發(fā)明中，盡管圖中未示出，任何電力供給者提供的可移動的發(fā)電裝置和/或可移動的蓄電裝置被移動到另一電力供給者，并能在那里進行必要的電力的傳送與接收。
本發(fā)明為一種電力系統(tǒng)，其中，不具有已知的電力系統(tǒng)，各個電力供需者基本上獨立。也就是說，當(dāng)發(fā)生電力短缺或電力剩余時，各個電力供需者執(zhí)行和其它電力供需者的電力發(fā)送與接收(與上面相同，下文中也稱為傳送與接收)。因此，可以在相應(yīng)的電力供需者通過電力網(wǎng)絡(luò)耦合的整個系統(tǒng)中實現(xiàn)獨立性。
在本發(fā)明中，復(fù)數(shù)個電力供需者可被連接到分支式電力供需線、串珠式電力供需線、輻射式電力供需線、網(wǎng)形電力供需線或由這些線結(jié)合而成的電力供需線(在下文中，上面提到的各個線也被稱為本發(fā)明中的電力供需網(wǎng)絡(luò))。
另外，在本發(fā)明中，前面提到的電力供需控制裝置能經(jīng)由通信網(wǎng)^行與其它電力供需者的電力供需控制裝置的電力供需信息的交換。
在本發(fā)明中，復(fù)數(shù)個電力供需者能彼此DC連接，以便充分利用DC輸配電的優(yōu)點。
另外，在本發(fā)明中，如果相應(yīng)的電力供給者之間的電力傳送與接收通過移動可移動設(shè)置的發(fā)電裝置和/或蓄電裝置來進行，相應(yīng)的電力供需者之間的連接能夠得到簡化。


圖i為一i兌明圖，其示出了本發(fā)明的電力系統(tǒng)的一實施例；圖2為一框圖，其示例性地示出了一個電力供需者及其電力供需控制裝置的配置；圖3為本發(fā)明的電力系統(tǒng)中電力供需者的電力供需控制裝置進行與另一電力供需者的AC電力供需時的說明圖4為本發(fā)明的電力系統(tǒng)中電力供需者的電力供需控制裝置進行與另一電力供需者的DC電力供需時的說明圖5為在本發(fā)明的電力系統(tǒng)中經(jīng)由電力供需者的房屋布線向負(fù)載供給DC電力的i兌明圖6為一說明圖，其示出了電力供需者在本發(fā)明的電力系統(tǒng)中按級別排列的(hierarchized )狀態(tài)；
圖7 (A)為電力供需者以分支形連接的情況下的說明圖；圖7 (B)為電力供需者以星形連接的情況下的說明圖；圖7 (C)為電力供需者以網(wǎng)形連接的情況下的說明圖8示出了經(jīng)由電力供需線連接的電力供需者的實例，其與復(fù)數(shù)個其它的電力供需者不同；
圖9為一說明圖，其示出了已知的電力系統(tǒng)。
具體實施例方式
圖l為一說明圖，其示出了本發(fā)明的電力系統(tǒng)的一實施例；圖2為一框圖，其示例性地示出了一個電力供需者及其電力供需控制裝置的配置；圖3為本發(fā)明的電力系統(tǒng)中電力供需者的電力供需控制裝置進行與另一電力供需者的AC電力供需時的說明圖；圖4為本發(fā)明的電力系統(tǒng)中電力供需者的電力供需控制裝置進行與另一電力供需者的DC電力供需時的說明圖；圖5為在本發(fā)明的電力系統(tǒng)中經(jīng)由電力供需者的房屋布線向負(fù)載供給DC電力的說明圖；圖6為一說明圖，其示出了電力供需者在本發(fā)明的電力系統(tǒng)中按級別排列的狀態(tài)；圖7 (A)為電力供需者以分支形連接的情況下的說明圖；圖7 (B)為電力供需者以星形連接的情況下的說明圖；圖7(C)為電力供需者以網(wǎng)形連接的情況下的說明圖；圖8示出了經(jīng)由電力供需線連接的電力供需者的實例，其與復(fù)數(shù)個其它的電力供需者不同；圖9為一說明圖，其示出了已知的電力系統(tǒng)。
7圖l所示的電力系統(tǒng)l僅僅示出了復(fù)數(shù)個電力供需者11-15中的電力供需者。相應(yīng)的電力供需者11-15經(jīng)由電力供需線W互相連接。
電力供需者11具有發(fā)電裝置101、蓄電裝置102、復(fù)數(shù)個負(fù)栽(電氣裝置)103以及電力供需控制裝置104。
順便說一句，復(fù)數(shù)個電氣裝置103用Al， A2，……，An示出。另夕卜，在圖1中，其它電力供需者12、 13、 14以及另外的電力供需者(圖中未示出)也具有發(fā)電裝置、蓄電裝置、復(fù)數(shù)個負(fù)載(電氣裝置)以及電力供需控制裝置，如同電力供需者ll一樣；并且，各個裝置被連接到分支形房屋布線。順便說一句，還存在這樣的情況所有的相應(yīng)的電力供需者或任意電力供需者在卡車或類似物的墊板上安裝發(fā)電裝置101和/或蓄電裝置102或以可安裝的方式提供它們，根據(jù)需要向其它電力供需者傳送發(fā)電裝置101和/或蓄電裝置102;并在那里進行電力的傳送與接收。
在本發(fā)明中，相應(yīng)的電力供需者在其間松^t耦合。也就是說，各個電力供需者基本上為獨立的類型，當(dāng)發(fā)生電力短缺時，能從另一電力供需者接收電力，當(dāng)發(fā)生電力剩余時，能向另一電力供需者供給電力。
例如，電力供需者ll為 一般房屋，集合住宅，小型、中型以及大型工廠，低層、中層以及高層建筑物等等。另外，包括這些一般房屋與集合住宅的群組也能作為本發(fā)明的電力供需者11。
典型地，發(fā)電裝置101為太陽能發(fā)電器以及例如燃料電池或類似物等DC電源。還存在這樣的情況風(fēng)力發(fā)電、生物物質(zhì)發(fā)電或共同發(fā)電系統(tǒng)(在本說明書中，下面也稱為co-gene)——例如氣體發(fā)動機系統(tǒng)、氣體渦輪機系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)等一一被用作發(fā)電裝置101。風(fēng)力發(fā)電裝置、生物物質(zhì)發(fā)電裝置以及co-gene通常作為AC電源，然而，其輸出受到AC/DC轉(zhuǎn)換并能被用作DC電源。另外，蓄電裝置102作為DC電源。
另夕卜，盡管圖中未示出，續(xù)流單元(flywheel unit)可用于發(fā)電裝置101。續(xù)流單元也可用于蓄電裝置102。另外，蓄電池和電氣雙層電容器結(jié)合構(gòu)成的蓄電裝置也包含在內(nèi)。存在這樣的情況發(fā)電裝置101和/或蓄電裝置102被安裝在卡車墊板或類似物上并被移動到另一電力供給者，且電
8力的傳送與接收在那里進行。負(fù)載103為例如DC裝置或AC裝置，如電燈、空調(diào)器、電水箱、電磁烹飪裝置、飯煲等等。
如圖2所示，例如，電力供需控制裝置104具有控制單元104b，其檢測電力供需者11中發(fā)生電力剩余的時刻，例如，在負(fù)載103的電力使用量減少且蓄電裝置102接近滿充電或滿充電且能從電力發(fā)送與接收單元104a向連接到電力供需線W的其它電力供需者或電力供需者15供給由發(fā)電裝置101產(chǎn)生的電力時。還存在這樣的情況這種電力供給通過發(fā)電裝置101的移動或蓄電裝置102的移動進行，而不使用電力供需線102。另外，電力供需控制裝置104具有控制單元104b，其檢測在電力供需者11中發(fā)生電力短缺的時刻，例如，負(fù)栽103的電力使用量急劇增大時。于是，電力供需控制裝置104具有經(jīng)由發(fā)生電力剩余的其它電力供需者12、 13、 14的電力供需控制裝置一一電力供需者被連接到電力供需線W——或經(jīng)由電力供需者15的電力供需控制裝置153 (將在下面介紹)接收電力的電力發(fā)送與接收單元104a，并能通過控制單元104b的控制來驅(qū)動負(fù)載103，或能存儲在蓄電裝置102中。
電力供需者15包含發(fā)電裝置151，蓄電裝置152以及電力供需控制裝置153。順便提一句，電力供需者可僅僅包含發(fā)電裝置或蓄電裝置。發(fā)電裝置151典型地為熱力、水力、風(fēng)力等的中等規(guī)4莫設(shè)備，包括co-gene和生物物質(zhì)發(fā)電設(shè)備；蓄電裝置152典型地為二次電池，然而，還存在由蓄電池(二次電池)和電氣雙層電容器結(jié)合而成的蓄電裝置。電力供需者15能經(jīng)由電力供需控制裝置153向電力供需者ll(或其它的電力供需者12-14等)供給電力，如上面所介紹。另外，相反，電力供需者15能接收來自電力供需者11 (或其它電力供給者12-14等)的電力供給。電力供需者15中電力的傳送與接收也經(jīng)由電力供需控制裝置進行，然而，如上所述，電力的傳送與接收可通過向供需者15引入其它電力供需者的可移動發(fā)電裝置及蓄電裝置進行。
電力供需者15向電力供需者11等供給的電力為發(fā)電裝置151產(chǎn)生的電力或存儲在蓄電裝置152中的電力，電力供需者15從電力供需者11等接受供給的電力被存儲在蓄電裝置152中。在本發(fā)明的電力系統(tǒng)中，在電 力的接收與傳送中，經(jīng)由各電力供需者的電力供需控制裝置，相應(yīng)的電力 供需者中包括co-gene和生物物質(zhì)發(fā)電器的復(fù)數(shù)個發(fā)電裝置能基于天氣預(yù) 報、電力需求預(yù)測、基于熱需求預(yù)測的值、各個電力供需者所設(shè)置值等等 自動以及手動地受到控制(參照圖2所示104c)。另外，各個電力供需者 參照來自其它電力供需者中的電力供需控制裝置的多種信息，并能基于由 電力供需者推定的電力消耗量來設(shè)置或改變電力供需者的電力供需控制裝 置的運行條件(參照圖2)。
在上面的各個發(fā)電裝置101與105中，可對于各個發(fā)電裝置個別地進 行控制，例如太陽能發(fā)電器通過調(diào)節(jié)器受到控制，燃料電池和微波發(fā)電器 通過電力調(diào)節(jié)器受到控制。然而，在本發(fā)明的電力系統(tǒng)中，對于各個發(fā)電 裝置共用的控制元件通過電力供需控制裝置104與105整體地受到控制， 對于個體發(fā)電裝置專用的控制元件受到個別的控制，因此，整體看來，在 少量電力供需者11和15中的發(fā)電裝置101和151能受到最優(yōu)的控制。
順便說一句，例如已知的太陽能發(fā)電器和燃料電池等的各個發(fā)電裝置 僅僅通過各個電力調(diào)節(jié)器進行全輸出控制和系統(tǒng)連接的控制，然而，在本 發(fā)明中，通過使用續(xù)流單元等將被供需的電力在各個發(fā)電裝置的輸出之間 從零到滿輸出得到平衡化，因此，控制能夠通過電力供需控制裝置104和 153自由進行。
另一方面，上面的蓄電裝置102和152典型地使用獨立作為DC電源 的二次電池。然而，在本發(fā)明的電力系統(tǒng)中，蓄電池(二次電池)和電氣 雙層電容器能一起用于蓄電裝置102和152。
當(dāng)上面的蓄電池和電氣雙層電容器一起使用時，例如，通過電力供需 控制裝置104和152控制依賴于蓄電特性和放電特性的使用控制，因此， 可以在各個電力供需者中合理地響應(yīng)電力的供需模式的多樣化或^映需者 中的電力供給模式的多樣化。
在這種情況下，蓄電池和電氣雙層電容器^t布置，例如，電氣雙層 電容器安裝在電力供需控制裝置104與153上，蓄電池單獨布置或安裝在電氣裝置103上，因此，蓄電裝置102和152的剩余電池水平能被傳送以 便根據(jù)例如電力需求目的地的優(yōu)先順序而供電。
另外，先前，通過簡單地個別輸入和截止(ON與OFF)電力，用作 具有電力供需者11的負(fù)栽103的多種電氣裝置個體地運行。
然而，在本發(fā)明的電力系統(tǒng)中，例如冰箱、空調(diào)、電視機等個體電氣 裝置_一其構(gòu)成電力供需者11中的負(fù)栽103——的啟動優(yōu)先順序和啟動電 力的大小(降序或其反序)在電力供需控制裝置104中被設(shè)置，例如，進 行控制，以便處于開始順序(或截止順序)或電動力順序處于降序的順序， 因此，可以對電力消耗進行均衡化。另外，當(dāng)具有大的啟動電力的電氣裝 置被啟動時，電力供需控制裝置104可被致動，以便使具有大的啟動電力 的裝置啟動時電力從具有電氣雙層電容器的蓄電池和續(xù)流單元被供給。
當(dāng)電力消耗能通過控制啟動時的優(yōu)先順序被如上所述地均衡化時，能 進行在啟動相應(yīng)的電氣裝置103時易于流向電力供需控制裝置104和相應(yīng) 的電氣裝置103的過電流的M控制；因此，控制裝置104自身、相應(yīng)的 電氣裝置或例如用于其間連接的布線等的布線部件存在延長的壽命。
另外，可通過電力供需控制裝置104進行控制，從而不導(dǎo)致電流變得 最大或最小的大脈動，因此，對保證電力供需控制裝置104和個體電氣裝 置103的更為穩(wěn)定的運行是有用的。
另外，例如，電^U待機狀態(tài)和其它裝置待機運行的消除能通過改變 電力供需控制裝置104以及到DC的施加電力來實現(xiàn)，因此，能抑制不必 要的電力消耗。
在圖l所示的電力系統(tǒng)中，在電力供需控制裝置104進行與其它電力 供需者12-15的電力供需時，電力供需控制裝置104與其它電力供需者的 電力供需控制裝置交換信息，并確定供需條件等等。
在圖l所示的電力系統(tǒng)中，電力供需者之間的電力供需能以AC進行 或以DC進行；然而，在任一情況下，構(gòu)造可作為局部電力系統(tǒng)制造，或 者，構(gòu)造可作為這些電力系統(tǒng)結(jié)合而成的大電力系統(tǒng)制造。
在圖l所示的電力系統(tǒng)中，盡管沒有在圖中示出，還存在這樣的情況僅僅由負(fù)載構(gòu)成的電力供需者被連接到電力供需線W。另外，在圖l所示
的電力系統(tǒng)中，供需電力的均衡化通過手動連接許多和多種的電力供需者 來進行。
在電力供需者11的蓄電裝置102為大容量的情況下，且當(dāng)其為高成本 時，通過使用作為蓄電裝置102的小容量(或者，不具有蓄電裝置102)， 可以通過從另一電力供需者供給的電力來供給負(fù)載。在這種情況下，優(yōu)選 為，在時間間隙電力消目式上不同的電力供需者(例如住宅和商用設(shè)施) 一起在電力系統(tǒng)l中存在。另外，優(yōu)選為，作為電力供需者在發(fā)電模式上 不同(例如太陽能發(fā)電裝置、風(fēng)力發(fā)電裝置和生物物質(zhì)發(fā)電裝置)的那些 一起存在。
圖3為一說明圖，其示出了電力系統(tǒng)，其中，電力供需者的電力供需 控制裝置進行與另一電力供需者的AC電力供需。
圖3所示電力供需者lla、 12a、 13a、 14a、 15a對應(yīng)于圖l所示的電 力供需者ll、 12、 13、 14、 15。圖3所示電力供需者lla的電力供需控制 裝置51包含控制裝置511和雙向AC/DC轉(zhuǎn)換器512。
各電力供需者的控制裝置被配置為能夠通過通信線CL進行數(shù)據(jù)通 信，并能在電力供需的情況下交換供需信息。
另外，電力供需者15a的電力供需控制裝置61包含控制裝置611、雙 向AC/AC或DC/AC轉(zhuǎn)換器612。當(dāng)AC電力供需在電力供需者之間進行 時，電壓、電流、頻率相位必須在兩個電力供需者之間匹配。這種匹配通 過電力供需控制裝置51和61進行。順便說一句，在圖3中，盡管圖中未 示出，電力供需控制裝置51和61還可包含斷路器、限流器、瓦特小時計 等。另外，在具有瓦特小時計和電容器的電力供需者中，控制裝置51和 61控制放電，在具有光電池的電力供需者中，具有從非線性電動勢中取出 最大電力并對額定特性的電力進行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)器。
圖4為一說明圖，其示出了電力供需者的電力供需控制裝置進行與另 一電力供需者的DC電力供需的電力系統(tǒng)。
圖4所示電力供需者llb、 12b、 13b、 14b、 15b對應(yīng)于圖l所示的電力供需者ll、 12、 13、 14、 15。圖4所示電力供需者15b的電力供需控制 裝置71包含控制裝置711和雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器712。
各個電力供需者的控制裝置被布置為能夠通過通信線CL進行數(shù)據(jù)通 信，并能在電力供需的情況下交換供需信息。
另外，電力供需者15b的電力供需控制裝置81包含控制裝置811、雙 向DC/DC或DC/AC轉(zhuǎn)換器812。當(dāng)DC電力供需在電力供需者之間進行 時，進行電壓和電流的調(diào)節(jié)。順便提一句，在圖4中，盡管圖中未示出， 電力供需控制裝置71和81還可包含限流器、瓦特小時計等。另外，在具 有瓦特小時計和電容器的電力供需者中，其控制裝置71和81控制充電/ 放電；在具有光電池的電力供需者中，提供調(diào)節(jié)器，其由非線性電動勢取 出最大電力，并調(diào)節(jié)額定特性的電力。
圖5為在經(jīng)由電力供需者的房屋布線向負(fù)載分配DC電力的情況下的 說明圖。
在圖5所示的電力供需者llc中，特別示出了圖l所示電力供需者ll 中的發(fā)電裝置、蓄電裝置以及復(fù)數(shù)個負(fù)栽。順l更說一句，圖5所示的電力 供需控制裝置71與圖4所示的電力供需控制裝置71相同。
在電力供需者llc中，發(fā)電裝置例如為太陽能發(fā)電器701,蓄電裝置 為電池702，復(fù)數(shù)個負(fù)栽為DC負(fù)載7031和AC負(fù)栽7032。
在這種情況下，雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器712進行與電池702、太陽能發(fā)電 器701、 DC負(fù)栽7031的電力供需，并經(jīng)由DC/AC轉(zhuǎn)換器706進行與AC 負(fù)載7032的電力供需。
太陽能發(fā)電器701所產(chǎn)生的電力經(jīng)由例如雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器712被 供到電池702和DC負(fù)載7031，或經(jīng)由DC/AC轉(zhuǎn)換器706供到AC負(fù)載 7032。
電力供需控制裝置71包含控制電池702的充電的功能以及補償?shù)椒课?布線L 一側(cè)的穩(wěn)定輸出的功能。
來自電力供需控制裝置71的電力經(jīng)由房屋布線L和DC插座7051被 供到DC負(fù)栽7031。來自電力供需控制裝置71的電力經(jīng)由房屋布線L、DC/AC轉(zhuǎn)換器706A以及AC插座7052被供到AC負(fù)載7032。順便提一 句，在圖4中，DC插座與AC插座分別由一個插座示出，然而，DC插座 和AC插座分別具有復(fù)數(shù)個插座，DC負(fù)載和AC負(fù)載可凈皮連接到這些插座。
在上面介紹的本發(fā)明的電力系統(tǒng)的相應(yīng)的電力供需者11、 15中，相應(yīng) 的電力供需者ll、 15等包含的電力供需控制裝置104、 153等作為節(jié)點， 相應(yīng)的電力供需者ll、 15之間的電氣饋送線W等作為鏈路，因此，構(gòu)成 電力網(wǎng)絡(luò)。因此，相應(yīng)的電力供需控制裝置104、 153等具有控制相應(yīng)的電 力供需者ll、 15等之間的電力交換的功能。
電力供需控制裝置104、 153的基本功能是確定作為進行電力交換的其 它方的電力供需者ll、 15等；確定電力與其它方的交換AJ^送還是取入； 控制電力率(electric power rate)和電能等等。該功能以高水平控制通過 電力網(wǎng)絡(luò)之間的通信電路建立連接；例如必需電力與可用于供給相互電力 供需者的電力、電能及其電力率以及這些相關(guān)的未來推定等數(shù)據(jù)得到交換 和處理；使得相應(yīng)的電力供需者之間的電力彼此適應(yīng)。
通過基于具有多種控制功能的例如電壓轉(zhuǎn)換器、電流控制器、開關(guān)進 行配置；通過控制轉(zhuǎn)換器等等，通過單獨切換必要的電力的通信通道；通 過基于傳輸電流的大小和瞬態(tài)現(xiàn)象的特性分析，上面的電力供需控制裝置 104和153的功能作為斷路器和限流器。這允許電力供需控制裝置104和 153進行控制，使得當(dāng)某個電力供需者中發(fā)生電力故障時，供需者的各電 氣裝置(負(fù)載103)、蓄電裝置102、發(fā)電裝置101不完全截止，而是僅僅 截止必要的線路，其它線路可被使用而不截止。
順便提一下，在圖l所示的電力系統(tǒng)中，適當(dāng)?shù)募蠑?shù)量的電力供需 者組可做為一個電力供需者對待。如圖6所示，電力供需者組Gll、 G12、......示出了此時的組(例如，大約幾十個到幾萬所房屋)。
在圖6中，電力供需者組Gll、 G12……經(jīng)由電力供需控制裝置S1互 相連接。另夕卜，較高等級的電力供需者組Gll、 G12……用G21、 G22…… 表示，更高級別的用G21、 G32、 G33……表示。在這種情況下，盡管圖中 未示出，構(gòu)成比G31、 G32、 G33.......更高的級別。例如，電力供需者組Gll、 G12......被設(shè)置為"鎮(zhèn)，，單元，G21、 G22……
被設(shè)置為"市"單元，G31、 G32、 G33……被設(shè)置為"區(qū)"單元。
在圖6中，電力供需者組Gll、 G12……通過電力供需控制裝置Sl與 其它電力供需者互相連接；然而，相應(yīng)的更高級別和更低級別經(jīng)由電力供 需控制裝置S2、 S3、 S4……互相分級別連接。
在上面的實施例中，介紹了相應(yīng)的電力供需者以分支形連接的情況， 如圖7 (A)所示。相應(yīng)的電力供需者可以以星形連接，如圖7 (B)所示， 或者可以以網(wǎng)形連接，如圖7(C)所示。另外，相應(yīng)的電力供需者可以用 這些形狀結(jié)合而成的模式連接。
圖8示出了經(jīng)由電力供需線連接的電力供需者的實例，其不同于復(fù)數(shù) 個其它的電力供需者。在圖8中，雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器712在電力供需線 Wl、 W2、 W3之間傳輸電力，并能在其它的電力供需者之間中繼電力供 需，例如在圖7 (C)所示電力供需者的連接模式中。電力在電力供需線 Wl-W3之間的傳輸包含這樣的模式通過移動可移動發(fā)電裝置和/或可移 動蓄電裝置來供需電力。
工業(yè)應(yīng)用性
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電力系統(tǒng)，其中，復(fù)數(shù)個電力供需者通過經(jīng) 由電力供需控制裝置互相連接而配置，其不依賴于已知的電力系統(tǒng)。
參考標(biāo)號說明 1:電力系統(tǒng)
11， 12， 13, 14， lla， 12a， 13a， 14a， llb， 12b， 13b， 14b， llc， lld， 12c， 13c, 14c， 15， 15a， 15b:電力供需者(供給和需求電力的單 元)
51， 61， 71， 81, 104， 153:電力供需控制裝置 101， 151:發(fā)電裝置 102， 152:蓄電裝置 103:負(fù)載511， 611, 711， 811:控制裝置
512:雙向AC/DC轉(zhuǎn)換器
612:雙向AC/AC或DC/AC轉(zhuǎn)換器
706: DC/AC轉(zhuǎn)換器
712:雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器
812:雙向DC/DC或DC/AC轉(zhuǎn)換器
CC:通信線
CL:通信線
L:房屋布線
W， Wl， W2， W3:電力供需線
權(quán)利要求
1.一種電力系統(tǒng)，其中，復(fù)數(shù)個電力供需者互相連接，電力供需者具有一個或復(fù)數(shù)個發(fā)電裝置、一個或復(fù)數(shù)個蓄電裝置、一個或復(fù)數(shù)個電力消耗裝置、電力供需控制裝置，其中，電力供需控制裝置各自判斷在具有所述電力供需控制裝置的各個電力供需者中是否發(fā)生電力短缺或者是否發(fā)生電力剩余，在電力供需者中發(fā)生電力短缺的情況下，接收來自具有發(fā)電裝置和/或蓄電裝置的其它電力供需者的電力，在電力供需者中發(fā)生電力剩余的情況下，進行控制以便向其它電力供需者傳送電力，在電力的傳送與接收中，基于天氣預(yù)報、電力需求預(yù)測、熱需求預(yù)測、各供需者的設(shè)置值等等，自動或手動控制相應(yīng)的電力供需者中包括共同發(fā)電裝置在內(nèi)的復(fù)數(shù)個發(fā)電裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的電力系統(tǒng)，其中，各個電力供需者參照來自其它 電力供需者中的電力供需控制裝置的信息，基于由電力供需者推定的電力 消耗量，設(shè)置或改變電力供需者的電力供需控制裝置的運行條件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的電力系統(tǒng)，其中，各個電力供需者的發(fā)電裝 置使得對于各個發(fā)電裝置共用的控制元件受到整體控制，對于個體發(fā)電裝 置專用的控制元件受到個別的控制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的電力系統(tǒng)，其中，電力的傳送和接收通過將可移 動發(fā)電裝置和/或可移動蓄電裝置移動到其它電力供需者來進行。
5. —種電力系統(tǒng)，其中，復(fù)數(shù)個電力供需者互相連接，電力供需者具 有選自一個或復(fù)數(shù)個發(fā)電裝置、 一個或復(fù)數(shù)個蓄電裝置、 一個或復(fù)數(shù)個電 力消耗裝置中的至少 一個裝置以及電力供需控制裝置，其中，所述復(fù)數(shù)個電力供需者被劃分為復(fù)數(shù)個組，且 屬于各組的電力供需控制裝置判斷在組中是否發(fā)生電力短缺或者是否 發(fā)生電力剩余，在組中發(fā)生電力短缺的情況下，接收來自具有發(fā)電裝置和/ 或蓄電裝置的電力供需者所屬于的其它組的電力，在組中發(fā)生電力剩余的 情況下，向其它組傳送電力，在電力的傳送與接收中，依賴于天氣預(yù)報、電力需求預(yù)測、熱需求預(yù)測等等，自動或手動控制相應(yīng)組中相應(yīng)電力供需 者中的復(fù)數(shù)個發(fā)電裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的電力系統(tǒng)，其中，各個電力供需者參照來自其它 電力供需者中的電力供需控制裝置的信息，基于由電力供需者推定的電力 消耗量，設(shè)置或改變電力供需者的電力供需控制裝置的運行條件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6的電力系統(tǒng)，其中，各個電力供需者的發(fā)電裝 置使得對于各個發(fā)電裝置共用的控制元件受到整體控制，對于個體發(fā)電裝 置專用的控制元件受到個別的控制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l-7中任意一項的電力系統(tǒng)，其中，各電力供需者的 發(fā)電裝置至少包含共同發(fā)電系統(tǒng)和生物物質(zhì)發(fā)電器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l-8中任意一項的電力系統(tǒng)，其中，電力供需者的蓄 電裝置一起使用蓄電池和電氣雙層電容器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l-9中任意一項的電力系統(tǒng)，其中，復(fù)數(shù)個電力供需 者被連接到分支形電力供需線、串珠形電力供需線、輻射形電力供需線、 網(wǎng)形電力供需線或由這些線結(jié)合而成的電力供需線。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任意一項的電力系統(tǒng)，其中，電力供需控制 裝置經(jīng)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進行與其它電力供需者的電力供需控制裝置的電力 供需信息交換。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l-ll中任意一項的電力系統(tǒng)，其中，復(fù)數(shù)個電力供 需者以DC彼此連接。
全文摘要
目的在于提供復(fù)數(shù)個電力供需者通過經(jīng)由電力供需控制裝置彼此連接配置而成的電力系統(tǒng)。該電力系統(tǒng)不僅是自支撐的而不依賴于已知的電力系統(tǒng)，并且，還能與已知的電力系統(tǒng)共存。該電力系統(tǒng)被配置為復(fù)數(shù)個電力供需者(11-15)經(jīng)由電力供需線(W)互相連接，電力供需者具有發(fā)電裝置(101，151)、蓄電裝置(102，152)、復(fù)數(shù)個負(fù)載(103)、電力供需控制裝置(104，153)。電力供需控制裝置(104)判斷在具有電力供需控制裝置(104)的電力供需者(11)中是否發(fā)生電力短缺或者是否發(fā)生電力剩余，在電力供需者(11)中發(fā)生電力短缺的情況下，接收來自具有發(fā)電裝置和/或蓄電裝置的其它電力供需者(12-15)的電力，在電力供需者(11)中發(fā)生電力剩余的情況下，進行控制以便向其它電力供需者(12-15)傳送電力，在電力的傳送與接收中，基于天氣預(yù)報、電力需求預(yù)測、熱需求預(yù)測、各供需者的設(shè)置值等等，自動或手動控制相應(yīng)的電力供需者(11-15)中包括共同發(fā)電裝置在內(nèi)的復(fù)數(shù)個發(fā)電裝置。
文檔編號H02J1/00GK101529687SQ20068005612
公開日2009年9月9日 申請日期2006年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月16日
發(fā)明者永田敏 申請人:Vpec株式會社