用于電力公用網(wǎng)絡(luò)的本地需求側(cè)電力管理的制作方法
【專利摘要】公開(kāi)一種需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有對(duì)供電電網(wǎng)的至少一個(gè)耦合點(diǎn)的孤島電力系統(tǒng)。所述孤島電力系統(tǒng)向多個(gè)電力負(fù)載供電，所述負(fù)載中的每個(gè)與控制所述負(fù)載需求的最大電力的負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)。測(cè)量裝置，其與所述耦合點(diǎn)關(guān)聯(lián)，以測(cè)量所述電網(wǎng)電力和所述孤島系統(tǒng)之間的總電力傳輸；以及系統(tǒng)控制器，其監(jiān)測(cè)相對(duì)于設(shè)定點(diǎn)測(cè)量到的電力傳輸，并且向多個(gè)負(fù)載控制器提供控制信號(hào)。每個(gè)負(fù)載控制器接收大致相同控制信號(hào)，并且基于所述控制信號(hào)中包含的信息確定與所述負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)的所述負(fù)載或者每個(gè)負(fù)載被允許從所述孤島電力系統(tǒng)抽取的最大電力。
【專利說(shuō)明】用于電力公用網(wǎng)絡(luò)的本地需求側(cè)電力管理
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于電力公用網(wǎng)絡(luò)的需求側(cè)功率管理的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的應(yīng)用包括但是不限于可再生可再生發(fā)電資源的有效使用和電動(dòng)交通工具的充電。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在已知?jiǎng)討B(tài)需求控制(DDC)是需求側(cè)管理技術(shù),其允許響應(yīng)于所生成的功率相比于當(dāng)時(shí)所使用的功率的波動(dòng)，公用電力的頻率即電網(wǎng)頻率在小范圍變化。如果可用電力過(guò)高，則電網(wǎng)頻率被允許少量增加；如果可用電力過(guò)小，則電網(wǎng)頻率被允許少量減小。所述電網(wǎng)可以被視為巨大的旋壓負(fù)載，并且這些頻率變化對(duì)應(yīng)于負(fù)載的旋轉(zhuǎn)速度和大的能量波動(dòng)。如果頻率過(guò)高，則非必要的負(fù)載可以被接通以吸收那些能量中的一些；如果過(guò)低，則非必要的負(fù)載可以被關(guān)閉以釋放旋壓功率，用于更重要的應(yīng)用。除非上下文清楚地要求，否則本文所指的“DCC”指的是這種系統(tǒng)。
[0003]在實(shí)際情形下，均具有自身的控制器的大量的支持DDC的小型負(fù)載被分布在網(wǎng)絡(luò)上。隨著網(wǎng)絡(luò)頻率變化，每個(gè)控制器確定需要什么負(fù)載并且將該比例部分打開(kāi)。如圖1所示，如果頻率小于49Hz，則切換的負(fù)載是零(W);如果大于51Hz，則負(fù)載是滿額定負(fù)載，并且在這兩個(gè)極端之間，所述負(fù)載線性地變化。因而如果網(wǎng)絡(luò)上存在一百萬(wàn)個(gè)這些裝置在并且應(yīng)用的實(shí)際負(fù)載將是可從O到2GW變化的電阻型負(fù)載。應(yīng)注意的是，這僅僅是示例并且在現(xiàn)實(shí)中范圍49-51HZ可以小的多，并且不是全部負(fù)載都必須相同。主要要求是支持DDC的負(fù)載可在49Hz到51Hz的范圍內(nèi)以連續(xù)可變的方式切換，或者至少在該范圍內(nèi)被打開(kāi)和關(guān)閉。
[0004]對(duì)可以變得兼容于DDC的負(fù)載的類型存在限制。一般地，“能量”負(fù)載，諸如燒水器、電池充電器、冰柜、冰箱和空調(diào)是適用的，但是必須小心這些負(fù)載包括馬達(dá)、泵和風(fēng)扇，在將這些裝置迅速打開(kāi)或者關(guān)閉的`時(shí)候，會(huì)負(fù)面地影響它們的壽命。然而，DDC兼容能量負(fù)載占了任何電網(wǎng)系統(tǒng)的電力負(fù)載的很大比例，并且使得DDC成為要實(shí)施的有吸引力的技術(shù)。
[0005]通過(guò)允許主頻率響應(yīng)于負(fù)載而改變，以盡可能最簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)了 DDC。示意地整個(gè)電網(wǎng)可以用具有慣性J的發(fā)電機(jī)和以圖2所示的頻率變化的負(fù)載代替。不具有其他控制器的原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)表示電網(wǎng)的慣性J，而被連接到發(fā)電機(jī)的DDC兼容負(fù)載(未示出)經(jīng)由反饋路徑使驅(qū)動(dòng)慣性J的凈扭矩和緩。
[0006]如以上所概括的，DDC要求電網(wǎng)頻率被改變，使得所述兼容負(fù)載可以按照協(xié)調(diào)方式被打開(kāi)和關(guān)閉。實(shí)現(xiàn)DDC的困難是公用電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商一方不愿意允許電網(wǎng)頻率變化，這是因?yàn)殡娋W(wǎng)被設(shè)計(jì)在恒定頻率操作。此外，不愿意實(shí)現(xiàn)DDC，是因?yàn)樗鰧?shí)施必須在大規(guī)模進(jìn)行，這意味著來(lái)自多個(gè)方面的大量的投資。
[0007]【目的】
[0008]本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的需求側(cè)控制方法、系統(tǒng)或者處理，或者至少向公眾提供有用的選擇。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]因此在本發(fā)明的一個(gè)方面，其提供需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，所述需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)包括:孤島電力系統(tǒng)，所述孤島電力系統(tǒng)具有耦合到供電電網(wǎng)的耦合點(diǎn)，所述孤島電力系統(tǒng)向多個(gè)消費(fèi)者供電，每個(gè)消費(fèi)者使用一個(gè)或者更多電負(fù)載，所述負(fù)載中的每個(gè)與以響應(yīng)于控制信號(hào)控制由該負(fù)載要求的電力的負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)，測(cè)量裝置，其與所述耦合點(diǎn)關(guān)聯(lián)，以測(cè)量所述電網(wǎng)和所述孤島系統(tǒng)之間的總電力傳輸；以及系統(tǒng)控制器，所述系統(tǒng)控制器監(jiān)測(cè)相對(duì)于設(shè)定點(diǎn)測(cè)量到的傳輸?shù)焦聧u系統(tǒng)中的電力，并且向一個(gè)或者更多負(fù)載控制器提供控制信號(hào)，以防止傳輸?shù)焦聧u系統(tǒng)中的電力超過(guò)所述設(shè)定點(diǎn)。
[0010]在另一方面，本發(fā)明提供需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，所述需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)包括:孤島電力系統(tǒng)，所述孤島電力系統(tǒng)具有耦合到供電電網(wǎng)的耦合點(diǎn)，所述孤島電力系統(tǒng)向多個(gè)電負(fù)載供電，每個(gè)所述負(fù)載與控制由所述負(fù)載要求的最大電力的負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)；測(cè)量裝置，其與所述耦合點(diǎn)關(guān)聯(lián)，以測(cè)量所述電網(wǎng)和所述孤島系統(tǒng)之間的總電力傳輸；以及系統(tǒng)控制器，其監(jiān)測(cè)相對(duì)于設(shè)定點(diǎn)測(cè)量到的從所述供電電網(wǎng)傳輸?shù)剿龉聧u系統(tǒng)中的電力，并且向多個(gè)負(fù)載控制器提供控制信號(hào)，其中，每個(gè)負(fù)載控制器接收大致相同控制信號(hào)，并且基于所述控制信號(hào)中包含的信息確定與所述負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)的所述負(fù)載或者每個(gè)負(fù)載被允許從所述孤島電力系統(tǒng)抽取的最大電力。
[0011]負(fù)載控制器可以對(duì)其負(fù)載相對(duì)于另一個(gè)負(fù)載或者其他負(fù)載優(yōu)先化,因而針對(duì)給定控制信號(hào)，第一優(yōu)先級(jí)的負(fù)載被控制為優(yōu)先于第二優(yōu)先級(jí)的負(fù)載抽取功率。例如，響應(yīng)于指示需求需要減少的控制信號(hào)中的變化，第一優(yōu)先級(jí)的負(fù)載被控制為在第二優(yōu)先級(jí)的負(fù)載之后減少需求。指派到負(fù)載的優(yōu)先級(jí)可以被改變。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述負(fù)載執(zhí)行的功能，優(yōu)先級(jí)可以被改變。
[0012]到孤島系統(tǒng)中的功率流可以基本上維持在所述設(shè)定點(diǎn)。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)定點(diǎn)表示孤島系統(tǒng)的基礎(chǔ)電力要求。所述基礎(chǔ)功率要求可以由消費(fèi)者和/或由負(fù)載控制器或者電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商來(lái)建立。所述基礎(chǔ)電力要求以及由此而來(lái)的設(shè)定點(diǎn)可以被改變。其可以依賴于諸如孤島系統(tǒng)的電力要求、由電網(wǎng)供應(yīng)的電力的成本結(jié)構(gòu)、以及電網(wǎng)上的整體電力需求即從電網(wǎng)可用到孤島系統(tǒng)的電力的因素。
[0014]所述孤島系統(tǒng)可以包括一個(gè)或者更多發(fā)電機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，在所述孤島系統(tǒng)中發(fā)電導(dǎo)致從電網(wǎng)傳輸較少的電力，因而造成控制信號(hào)指示負(fù)載會(huì)需要更多功率。在一個(gè)實(shí)施例中，如果負(fù)載被完全供電，則孤島系統(tǒng)中的過(guò)量發(fā)電可以被專遞到電網(wǎng)。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)測(cè)量供應(yīng)到所述孤島系統(tǒng)的總能量與如果孤島系統(tǒng)已經(jīng)在設(shè)定點(diǎn)基準(zhǔn)連續(xù)操作則將供應(yīng)的能量相比較來(lái)導(dǎo)出控制信號(hào)。
[0016]在本發(fā)明的第二方面，其概括提供需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，所述需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)包括:孤島電力系統(tǒng)，所述孤島電力系統(tǒng)具有對(duì)供電電網(wǎng)的耦合點(diǎn)，所述孤島電力系統(tǒng)向多個(gè)消費(fèi)者供電，每個(gè)消費(fèi)者使用至少一個(gè)負(fù)載，每個(gè)負(fù)載與負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)，所述負(fù)載控制器響應(yīng)于由低延遲通信系統(tǒng)投送到所述負(fù)載控制器的控制信號(hào)來(lái)控制所述負(fù)載需求的電力，系統(tǒng)控制器，所述系統(tǒng)控制器監(jiān)測(cè)相對(duì)于針對(duì)傳輸?shù)剿龉聧u系統(tǒng)的電力的設(shè)定點(diǎn)從所述電網(wǎng)向所述孤島系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏?，從而建立差分電力傳輸，并且向所述一個(gè)或者更多個(gè)負(fù)載控制器提供控制信號(hào)，使得差分電力傳輸基本上平均為零。
[0017]所述負(fù)載控制器可以對(duì)其負(fù)載相對(duì)于另一個(gè)負(fù)載或者其他負(fù)載優(yōu)先化，因而針對(duì)給定控制信號(hào)，第一優(yōu)先級(jí)的負(fù)載被控制為優(yōu)先于第二優(yōu)先級(jí)的負(fù)載抽取功率。例如，響應(yīng)于指示需求需要減少的控制信號(hào)中的變化，第一優(yōu)先級(jí)的負(fù)載被控制為在第二優(yōu)先級(jí)的負(fù)載之后減少需求。指派到負(fù)載的優(yōu)先級(jí)可以被改變。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述負(fù)載執(zhí)行的功能，優(yōu)先級(jí)可以被改變。
[0018]到孤島系統(tǒng)中的功率流可以基本上維持在所述設(shè)定點(diǎn)。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)定點(diǎn)表示孤島系統(tǒng)的基礎(chǔ)電力要求。所述基礎(chǔ)電力要求可以由消費(fèi)者和/或由負(fù)載控制器或者電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商來(lái)建立。所述基礎(chǔ)電力要求以及由此而來(lái)的設(shè)定點(diǎn)可以被改變。其可以依賴于諸如孤島系統(tǒng)的電力要求、由電網(wǎng)供應(yīng)的電力的成本結(jié)構(gòu)、以及電網(wǎng)上的整體電力需求即從電網(wǎng)可用到孤島系統(tǒng)的電力的因素。
[0020]孤島系統(tǒng)可以包括一個(gè)或者更多發(fā)電機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，在孤島系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電導(dǎo)致從電網(wǎng)傳輸較少的功率，因而造成控制信號(hào)指示負(fù)載會(huì)需要更多電力。在一個(gè)實(shí)施例中，如果負(fù)載被完全供電，則孤島系統(tǒng)中的過(guò)量發(fā)電可以被傳輸?shù)诫娋W(wǎng)。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)測(cè)量供應(yīng)到孤島系統(tǒng)的總能量與如果孤島系統(tǒng)已經(jīng)在設(shè)定點(diǎn)基準(zhǔn)連續(xù)操作則將供應(yīng)的能量相比較來(lái)導(dǎo)出控制信號(hào)。
[0022]在本發(fā)明的第三方面，其提供需求側(cè)電力供應(yīng)管理的方法，所述方法包括以下步驟:
[0023]建立針對(duì)從供電電網(wǎng)向具有多個(gè)負(fù)載的孤島電力系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏Φ幕鶞?zhǔn)設(shè)定
占.[0024]監(jiān)測(cè)相對(duì)于所述基準(zhǔn)設(shè)定點(diǎn)從所述電網(wǎng)向所述孤島電力系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏?，從而建立差分電力傳輸?br>
[0025]生成一個(gè)或者更多控制信號(hào)，以控制所述孤島系統(tǒng)中存在的負(fù)載，使得所述差分電力傳輸基本上平均為零，以及；
[0026]在低延遲通信系統(tǒng)上提供所述一個(gè)或者更多控制信號(hào)。
[0027]所述方法可以包括:對(duì)其負(fù)載相對(duì)于另一個(gè)負(fù)載或者其他負(fù)載優(yōu)先化，因而針對(duì)給定控制信號(hào)，第一優(yōu)先級(jí)的負(fù)載被控制為優(yōu)先于第二優(yōu)先級(jí)的負(fù)載抽取電力。例如，響應(yīng)于指示需求需要減少的控制信號(hào)中的變化，第一優(yōu)先級(jí)的負(fù)載被控制為在第二優(yōu)先級(jí)的負(fù)載之后減少需求。指派到負(fù)載的優(yōu)先級(jí)可以被改變。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述負(fù)載執(zhí)行的功能，優(yōu)先級(jí)可以被改變。
[0028]所述方法可以包括:將到孤島系統(tǒng)中的功率流基本上維持在設(shè)定點(diǎn)。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，所述定點(diǎn)表示孤島系統(tǒng)的基礎(chǔ)電力要求。所述基礎(chǔ)電力要求可以由消費(fèi)者和/或由負(fù)載控制器或者電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商來(lái)建立。所述基礎(chǔ)電力要求以及由此而來(lái)的設(shè)定點(diǎn)可以被改變。其可以依賴于諸如孤島系統(tǒng)的電力要求、由電網(wǎng)供應(yīng)的電力的成本結(jié)構(gòu)、以及電網(wǎng)上的整體電力需求即從電網(wǎng)可用到孤島系統(tǒng)的電力的因素。
[0030]所述孤島系統(tǒng)可以包括一個(gè)或者更多發(fā)電機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，在孤島系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電導(dǎo)致從電網(wǎng)傳輸較少的電力，因而造成控制信號(hào)指示負(fù)載會(huì)需要更多電力。在一個(gè)實(shí)施例中，如果負(fù)載被完全供電，則孤島系統(tǒng)中的過(guò)量發(fā)電可以被傳輸?shù)诫娋W(wǎng)。
[0031]在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)測(cè)量供應(yīng)到孤島系統(tǒng)的總能量與如果孤島系統(tǒng)已經(jīng)在設(shè)定點(diǎn)基準(zhǔn)連續(xù)操作則將供應(yīng)的能量相比較來(lái)導(dǎo)出控制信號(hào)。
[0032]在第四方面，本發(fā)明提供需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)控制器，所述需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)控制器包括:
[0033]用于監(jiān)測(cè)從供電電網(wǎng)向具有多個(gè)負(fù)載的孤島電力系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏Φ难b置；
[0034]用于比較從所述電網(wǎng)向所述孤島電力系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏εc相對(duì)于針對(duì)從所述電網(wǎng)傳輸?shù)剿龉聧u系統(tǒng)的電力基準(zhǔn)的設(shè)定點(diǎn)的裝置，從而建立到所述孤島系統(tǒng)中的差分電力傳輸電力流；以及
[0035]產(chǎn)生用于在低延遲通信系統(tǒng)上傳輸?shù)目刂菩盘?hào)，以控制孤島系統(tǒng)上存在的負(fù)載使得差分電力傳輸基本上平均為零的裝置。
[0036]負(fù)載控制器可以對(duì)其負(fù)載相對(duì)于另一個(gè)負(fù)載或者其他負(fù)載優(yōu)先化,因而針對(duì)給定控制信號(hào)，第一優(yōu)先級(jí)的負(fù)載被控制為優(yōu)先于第二優(yōu)先級(jí)的負(fù)載抽取電力。例如，響應(yīng)于指示需求需要減少的控制信號(hào)中的變化，第一優(yōu)先級(jí)的負(fù)載被控制為在第二優(yōu)先級(jí)的負(fù)載之后減少需求。指派到負(fù)載的優(yōu)先級(jí)可以被改變。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)所述負(fù)載執(zhí)行的功能，優(yōu)先級(jí)可以被改變。
[0037]到孤島系統(tǒng)中的功率流可以基本上維持在設(shè)定點(diǎn)。
[0038]在一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)定點(diǎn)表示孤島系統(tǒng)的基礎(chǔ)電力要求。所述基礎(chǔ)電力要求可以由消費(fèi)者和/或由負(fù)載控制器或者電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商來(lái)建立。所述基礎(chǔ)電力要求以及由此而來(lái)的設(shè)定點(diǎn)可以被改變。其可以依賴于諸如孤島系統(tǒng)的電力要求、由電網(wǎng)供應(yīng)的電力的成本結(jié)構(gòu)、以及電網(wǎng)上的整體電力需求即從電網(wǎng)可用到孤島系統(tǒng)的電力的因素。
[0039]所述孤島系統(tǒng)可以包括一個(gè)或者更多發(fā)電機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，在孤島系統(tǒng)中發(fā)電導(dǎo)致從電網(wǎng)傳輸較少的電力，因而造成控制信號(hào)指示負(fù)載會(huì)需要更多電力。在一個(gè)實(shí)施例中，如果負(fù)載被完全供電，則孤島系統(tǒng)中的過(guò)量發(fā)電可以被專遞到電網(wǎng)。
[0040]在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)測(cè)量供應(yīng)到孤島系統(tǒng)的總能量與如果孤島系統(tǒng)已經(jīng)在設(shè)定點(diǎn)基準(zhǔn)連續(xù)操作則將供應(yīng)的能量相比較來(lái)導(dǎo)出控制信號(hào)。
[0041]在第五方面，本發(fā)明提供需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)的方法，所述方法包括以下步驟:
[0042]向電力系統(tǒng)中的多個(gè)負(fù)載中的每個(gè)負(fù)載指派優(yōu)先級(jí)；
[0043]接收指示可用于所述電力系統(tǒng)的電力的控制信號(hào)；以及
[0044]根據(jù)所述控制信號(hào)和向每個(gè)負(fù)載指派的優(yōu)先級(jí)控制所述負(fù)載，因而針對(duì)來(lái)自所述控制信號(hào)的給定電力可用性指示，第一優(yōu)先級(jí)的負(fù)載被控制為優(yōu)先于第二優(yōu)先級(jí)的負(fù)載抽取功率。
[0045]在一個(gè)實(shí)施例中，所述電力系統(tǒng)包括孤島電力系統(tǒng)。
[0046]所述控制信號(hào)可以使用低延遲通信系統(tǒng)提供。所述控制信號(hào)可以包括電力系統(tǒng)操作的頻率。
[0047]所述孤島電力系統(tǒng)可以從供電電網(wǎng)接收電力。
[0048]在第六方面，本發(fā)明提供用于需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)的負(fù)載控制器，所述控制器包括:
[0049]存儲(chǔ)用于一個(gè)或者更多負(fù)載的優(yōu)先級(jí)標(biāo)識(shí)的裝置；
[0050]用于接收控制信號(hào)的裝置，所述控制信號(hào)指示向所述一個(gè)或者更多負(fù)載供電的電力系統(tǒng)可用的電力；以及
[0051]根據(jù)所述控制信號(hào)和被分配到所述負(fù)載的指定優(yōu)先級(jí)，用于控制所述一個(gè)或者更多負(fù)載的裝置。
[0052]在一個(gè)實(shí)施例中，所述負(fù)載控制器存儲(chǔ)用于多個(gè)負(fù)載中的每個(gè)負(fù)載的優(yōu)先級(jí)標(biāo)識(shí)，并且根據(jù)所述控制信號(hào)和所指定的優(yōu)先級(jí)來(lái)控制所述負(fù)載，因而針對(duì)來(lái)自控制信號(hào)的給定電力可用性指示，第一優(yōu)先級(jí)的負(fù)載被控制為優(yōu)先于第二優(yōu)先級(jí)的負(fù)載抽取電力。
[0053]在一個(gè)實(shí)施例中，所述電力系統(tǒng)包括孤島電力系統(tǒng)。
[0054]所述控制信號(hào)可以使用低延遲通信系統(tǒng)提供。所述控制信號(hào)可以包括電力系統(tǒng)的操作的頻率。
[0055]所述孤島電力系統(tǒng)可以從供電電網(wǎng)接收電力。
[0056]在第七方面，本發(fā)明概括提供用于需求側(cè)電力供電管理系統(tǒng)的電器，所述電器包括:
[0057]-用于存儲(chǔ)優(yōu)先級(jí)標(biāo)識(shí)的裝置；
[0058]-用于接收控制信號(hào)的裝置，所述控制信號(hào)指示向所述電器供電的電力系統(tǒng)可用的電力；以及
[0059]-根據(jù)所述控制信號(hào)和指定的優(yōu)先級(jí)，用于控制所述電器的電力需求的裝置。
[0060]在第八方面，本發(fā)明概括提供需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，所述需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)包括:具有對(duì)供電電網(wǎng)的至少一個(gè)耦合點(diǎn)的孤島電力系統(tǒng)，以及被連接到孤島系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的可變電源，所述孤島電力系統(tǒng)向多個(gè)消費(fèi)者供電，每個(gè)消費(fèi)者使用至少一個(gè)負(fù)載，每個(gè)負(fù)載與負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)，所述負(fù)載控制器響應(yīng)于由低延遲通信系統(tǒng)傳送到所述負(fù)載控制器的控制信號(hào)來(lái)控制所述負(fù)載需求的電力，系統(tǒng)控制器，其向一個(gè)或者更多負(fù)載控制器提供控制信號(hào)，使得來(lái)自發(fā)電機(jī)的電力被優(yōu)先提供給能量負(fù)載。
[0061]在第八方面，本發(fā)明概括提供電動(dòng)交通工具電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，所述電動(dòng)交通工具電力供應(yīng)管理系統(tǒng)包括:能夠向多個(gè)電動(dòng)交通工具負(fù)載提供電力并且具有耦合到供電電網(wǎng)的耦合點(diǎn)的孤島電力系統(tǒng)，每個(gè)負(fù)載與負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)，所述負(fù)載控制器響應(yīng)于由低延遲通信系統(tǒng)傳送到所述負(fù)載控制器的控制信號(hào)來(lái)控制所述負(fù)載需求的電力，系統(tǒng)控制器，所述系統(tǒng)控制器監(jiān)測(cè)相對(duì)于針對(duì)到所述孤島系統(tǒng)的電力傳輸?shù)脑O(shè)定點(diǎn)從所述電網(wǎng)向所述孤島系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏?，從而建立差分電力傳輸，并且向所述一個(gè)或者更多負(fù)載控制器提供控制信號(hào)，使得差分電力傳輸基本上平均為零。
[0062]在一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)交通工具被感應(yīng)稱合到所述孤島電力系統(tǒng)。
[0063]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電動(dòng)交通工具在諸如車庫(kù)地板、停車場(chǎng)或者道路這樣的交通工具承載表面上時(shí)，所述孤島系統(tǒng)被安排向電動(dòng)交通工具負(fù)載感應(yīng)地提供電力。
[0064]在第十方面，本發(fā)明提供需求側(cè)電力供應(yīng)管理的方法，所述方法包括以下步驟:
[0065]向電力系統(tǒng)中的多個(gè)負(fù)載中的每個(gè)負(fù)載指派優(yōu)先級(jí)；
[0066]接收指示可用于所述電力系統(tǒng)的電力的控制信號(hào)；
[0067]監(jiān)測(cè)所述負(fù)載中的至少一個(gè)負(fù)載的特性；以及
[0068]根據(jù)所述控制信號(hào)和監(jiān)測(cè)到的特性，重新指派用于所述負(fù)載中的一個(gè)或者更多的優(yōu)先級(jí)。
[0069]所述監(jiān)測(cè)到的特性可以包括以下中的一個(gè)或者更多:所述負(fù)載目前需求的電力；負(fù)載的充電狀態(tài)；負(fù)載是否被用戶打開(kāi)或者關(guān)閉。
[0070]在一個(gè)實(shí)施例中，所述電力系統(tǒng)包括孤島電力系統(tǒng)。[0071]所述控制信號(hào)可以使用低延遲通信系統(tǒng)提供。所述控制信號(hào)可以包括電力系統(tǒng)的操作的頻率。
[0072]所述孤島電力系統(tǒng)可以從供電電網(wǎng)接收電力。
[0073]在第十一方面，本發(fā)明提供需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，所述需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)包括:孤島電力系統(tǒng)，其具有對(duì)供電電網(wǎng)的至少一個(gè)耦合點(diǎn)，所述孤島電力系統(tǒng)向多個(gè)電力負(fù)載供電，每個(gè)所述負(fù)載與控制所述負(fù)載需求的最大電力的負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)，所述系統(tǒng)還包括:測(cè)量裝置，其與所述耦合點(diǎn)或者每個(gè)耦合點(diǎn)關(guān)聯(lián)，以測(cè)量所述電網(wǎng)和所述孤島系統(tǒng)之間的總電力傳輸，其中每個(gè)負(fù)載控制器基于測(cè)量到的傳輸?shù)较到y(tǒng)中的電力與設(shè)定點(diǎn)的比較來(lái)確定與所述負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)的所述負(fù)載或者每個(gè)負(fù)載被允許從所述孤島電力系統(tǒng)抽取的最大電力。
[0074]通過(guò)下列描述，本發(fā)明的被認(rèn)為是新穎的所有進(jìn)一步方面將變得顯而易見(jiàn)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0075]下面將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的一個(gè)或者更多實(shí)施例，其中:
[0076]圖1:是用于已知的IkW DDC控制器的功率-頻率的曲線圖；
[0077]圖2:是已知DDC控制器的框圖和傳遞函數(shù)；
[0078]圖3:是根據(jù)本發(fā)明的LDC系統(tǒng)的一般化示意圖；
[0079]圖4:是已知DDC控制器的框圖和傳遞函數(shù)；
[0080]圖5:是感應(yīng)供電的電動(dòng)交通工具的示意圖；
[0081]圖6:是用于感應(yīng)供電的交通工具的道路的例示圖；
[0082]圖7:是示出測(cè)量到的發(fā)電機(jī)頻率和具有DDC控制的IPT電池充電系統(tǒng)和隨機(jī)扭矩輸入的充電系統(tǒng)輸出功率的一系列曲線圖；
[0083]圖8:是示出具有LDC控制器的風(fēng)力電源、供電電網(wǎng)以及在一小時(shí)時(shí)段的總消耗的示例曲線圖；
[0084]圖9:示出兩個(gè)概率分布，一個(gè)針對(duì)從電網(wǎng)消耗的功率，另一個(gè)針對(duì)從風(fēng)力消耗的功率;
[0085]圖10:是示出在一小時(shí)時(shí)段內(nèi)，單個(gè)家庭需求的曲線圖；
[0086]圖11:是示出對(duì)風(fēng)力電力的20kW臺(tái)階的系統(tǒng)響應(yīng)的曲線圖；
[0087]圖12:是例不生成和使用可變頻率控制/[目號(hào)的孤島電力系統(tǒng)的不意圖；
[0088]圖13:是用于在圖12所示的系統(tǒng)中生成控制信號(hào)的頻率-電壓的曲線圖；
[0089]圖14:是示出負(fù)載控制裝置操作的示意圖；
[0090]圖15:是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的LDC島中的信息流的示意圖；
[0091]圖16:是例示集成了 DDC和LDC的混合系統(tǒng)的示例的圖；
[0092]圖17:示出風(fēng)力電力和負(fù)載功率隨著時(shí)間變化的曲線；以及
[0093]圖18:示出針對(duì)圖17的模擬，標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)傳輸延遲和采樣時(shí)間隨著時(shí)間變化的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0094]現(xiàn)將描述動(dòng)態(tài)需求側(cè)控制的新方案。在一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)新方案允許主頻率恒定并且還允許本地的分布式發(fā)電(DG)，其如圖3所示。這個(gè)方案可以被認(rèn)為是分布式發(fā)電需求控制的形式，但是為了方便起見(jiàn)，這個(gè)方案在本說(shuō)明書(shū)中被稱為本地需求控制(LDC)。實(shí)質(zhì)上，在具有對(duì)電網(wǎng)的連接點(diǎn)的孤島系統(tǒng)中的負(fù)載被控制以防止從電網(wǎng)向孤島系統(tǒng)供應(yīng)的電力超過(guò)設(shè)定點(diǎn)。在本文件中使用的術(shù)語(yǔ)“孤島系統(tǒng)”表示可以包括或者可以不包括發(fā)電，并且具有對(duì)公用供電電網(wǎng)的至少一個(gè)耦合點(diǎn)的電力系統(tǒng)或者子系統(tǒng)。孤島系統(tǒng)可以向多個(gè)消費(fèi)者供應(yīng)電力，其中所述消費(fèi)者使用被連接到系統(tǒng)的負(fù)載(例如，家用電器)或者可能共享負(fù)載。在一個(gè)示例中，孤島系統(tǒng)可以包括單個(gè)家庭，以及在另一個(gè)示例中，可以包括城市。在另一個(gè)示例中，孤島系統(tǒng)可以由不必位于同一緊鄰地理區(qū)域，但為了實(shí)施本發(fā)明的目的，而集體同意形成孤島系統(tǒng)的的數(shù)個(gè)家庭定義。
[0095]以下將要闡述的一個(gè)實(shí)施示例是包括諸如農(nóng)場(chǎng)或者小村莊這樣的小型社區(qū)的孤島系統(tǒng)。然而，如以上提到，所述系統(tǒng)還可應(yīng)用于甚至更小的規(guī)模，諸如個(gè)體住宅。同樣，本發(fā)明可以在諸如城市這樣的大規(guī)模孤島系統(tǒng)上實(shí)施。
[0096]在例如農(nóng)場(chǎng)的情況下，可從電網(wǎng)I得到電力，但是它可能在也驅(qū)動(dòng)其他孤立的農(nóng)場(chǎng)的長(zhǎng)供電線的端部，使得電力是弱的并且非?？勺儭＿@個(gè)單相或有時(shí)三相的供電線在不中斷對(duì)鄰居的電力供應(yīng)的情況下不能夠驅(qū)動(dòng)大負(fù)載，使得對(duì)在也許7kW的一個(gè)或者更多電動(dòng)交通工具充電的構(gòu)思不實(shí)際。在這里的示例中，孤島系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)，因此除了來(lái)自本地發(fā)電功率以外，公用供電電網(wǎng)的電力可用。在本地，風(fēng)力渦輪機(jī)2驅(qū)動(dòng)單相感應(yīng)發(fā)電機(jī)3來(lái)生成單相電力。三相電力也可以生成。那么，在農(nóng)場(chǎng)可用的電力來(lái)自公用供電線的電力，t匕如說(shuō)15kW ；以及來(lái)自風(fēng)力渦輪機(jī)的電力功率，在小型應(yīng)用中，其可能僅僅是20kW并且隨著風(fēng)強(qiáng)度改變而寬范圍變化。
[0097]公用供電線可用的功率可以被用于建立基準(zhǔn)設(shè)定點(diǎn)。因而設(shè)定點(diǎn)表示孤島系統(tǒng)的基礎(chǔ)電力要求。如以下更詳細(xì)討論的，所述基礎(chǔ)電力要求可以由消費(fèi)者和/或由負(fù)載控制器或者電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商來(lái)建立，。所述基礎(chǔ)電力要求以及隨著而來(lái)的設(shè)定點(diǎn)可以被改變。其可以依賴于諸如孤島系統(tǒng)的電力要求、由電網(wǎng)供應(yīng)的電力的成本結(jié)構(gòu)、以及電網(wǎng)上的整體電力需求，即電網(wǎng)可用到孤島系統(tǒng)的電力的因素。在一個(gè)示例中，電網(wǎng)上的系統(tǒng)需求可以被監(jiān)測(cè)，并且當(dāng)下一個(gè)公用記賬周期開(kāi)始時(shí)，所述設(shè)定點(diǎn)可以基于需求趨勢(shì)來(lái)調(diào)整。因而如果公用以半小時(shí)周期記賬，則所述設(shè)定點(diǎn)可以被調(diào)整，以便與下一個(gè)半小時(shí)周期的開(kāi)始重合。在改變前，所述系統(tǒng)可以向電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商用信號(hào)通知設(shè)定點(diǎn)的希望變化。
[0098]可用電力是來(lái)自電網(wǎng)的設(shè)定點(diǎn)電力和在任意時(shí)刻孤島系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電的總和。作為可用功率的指示的控制信號(hào)可以被從系統(tǒng)控制器5共同添加到本地系統(tǒng)的全部相位電壓。傳輸?shù)焦聧u系統(tǒng)的電力可以被監(jiān)測(cè)，并與設(shè)定點(diǎn)相比，以便建立差分電力傳輸，并且這個(gè)差分電力傳輸可以通過(guò)適當(dāng)?shù)呢?fù)載控制來(lái)控制，以便其平均為零。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)確定在如果系統(tǒng)連續(xù)在設(shè)定點(diǎn)操作則將被消耗的能量以上和上方的、從電網(wǎng)傳輸?shù)焦聧u系統(tǒng)的能量來(lái)確定控制信號(hào)。這個(gè)差異可以由電壓表示，并且用于生成如以下進(jìn)一步討論的控制信號(hào)。
[0099]進(jìn)一步細(xì)節(jié)在圖12到圖14中示出。該系統(tǒng)控制器5可以產(chǎn)生電壓，通過(guò)使用電壓到頻率轉(zhuǎn)換器21，可從該電壓生成控制信號(hào)。在這個(gè)示例中，控制信號(hào)是純音的，例如從200Hz到IkHz變化的I伏特，如圖13所示，對(duì)應(yīng)于“保證的”功率下限到也許20kW。所述系統(tǒng)實(shí)施的每個(gè)電器或者家庭9與負(fù)載控制器諸如控制器30關(guān)聯(lián)，所述負(fù)載控制器接收以上描述的公共控制信號(hào)并且相應(yīng)地控制所述電器或電器37。參照?qǐng)D14，其示出負(fù)載控制器實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)示例，其中負(fù)載控制器30具有對(duì)應(yīng)于不同的負(fù)載切換或者操作優(yōu)先級(jí)的濾波器31到34 (并且可能更多)。設(shè)置連接在受控負(fù)載，例如電器37與電源(在圖14中由電源輸出插座35表示)之間的適配器36。適配器36包括使得能夠進(jìn)行開(kāi)/關(guān)或者不同控制的開(kāi)關(guān)，并且響應(yīng)于來(lái)自負(fù)載控制器30的指令來(lái)增加或者減小所連接的電器37或者其他負(fù)載的需求。在一個(gè)實(shí)施例中，適配器37和負(fù)載控制器之間的通信可以經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生。作為另選，所述控制器的功能可以被替換包括在適配器36中，使得單獨(dú)的控制器硬件是不必要的。所述控制器或者適配器36可以被設(shè)置作為電器的一部分，使得單獨(dú)的硬件是不必要的。
[0100]因而，任何相關(guān)的電器或者電力裝置將接著被開(kāi)啟/關(guān)閉(或者如果可能或者針對(duì)給定負(fù)載類型或者負(fù)載執(zhí)行的功能適當(dāng)，則可變地控制其需求)?？刂菩盘?hào)還可以是通過(guò)導(dǎo)線或者在農(nóng)場(chǎng)或者社區(qū)上無(wú)線傳播的數(shù)字信號(hào)。全部LDC兼容裝置在大致同一時(shí)間得到該控制信號(hào)并且適當(dāng)?shù)亻_(kāi)啟/關(guān)閉。因此，必須由低延遲系統(tǒng)發(fā)送控制信號(hào)。在圖3中控制信號(hào)被示出為在本地變壓器生成。這對(duì)于這種控制器是方便的實(shí)際位置，因?yàn)樵谠擖c(diǎn)可以測(cè)量從電網(wǎng)供應(yīng)的電力。然而應(yīng)理解的是負(fù)載控制器可以位于其他物理位置，或者可以甚至遠(yuǎn)離孤島系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^(guò)不同于以上描述的方式提供控制信號(hào)。例如，可以使用無(wú)線通信系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)。因而可以通過(guò)改變系統(tǒng)頻率、通過(guò)無(wú)線電信號(hào)、通過(guò)WiFi或者Zigbee或者例如通過(guò)因特網(wǎng)來(lái)進(jìn)行控制信號(hào)的傳輸。
[0101]如上所述，每個(gè)負(fù)載可以被指定優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)的順序是社區(qū)或者該社區(qū)中的個(gè)體消費(fèi)者希望的任何順序。優(yōu)先級(jí)的設(shè)定應(yīng)被仔細(xì)考慮，因?yàn)樵诟吖β识说难b置有可能被相對(duì)經(jīng)常地開(kāi)啟和關(guān)閉，并且一些裝置，例如冰箱，不被標(biāo)稱為用于迅速切換。
[0102]消耗相對(duì)低量的功率的裝置可以被設(shè)置在優(yōu)先級(jí)列表的低功率端。那些不期望頻繁開(kāi)/關(guān)切換的可以包括操作調(diào)度，其防止切換動(dòng)作達(dá)特定時(shí)間段。例如，針對(duì)特定負(fù)載(例如冰箱)的調(diào)度可以包括要求每當(dāng)該負(fù)載被開(kāi)啟/關(guān)閉時(shí)必須保持開(kāi)/關(guān)達(dá)至少10分鐘或者直至自己關(guān)閉為止的調(diào)度。針對(duì)每個(gè)電器的優(yōu)先級(jí)可以按照可由用戶改變或者依賴于諸如負(fù)載執(zhí)行的功能這樣的參數(shù)由負(fù)載控制器智能改變的方式、被存儲(chǔ)在每個(gè)負(fù)載控制器中。在孤島功率系統(tǒng)中的消費(fèi)者和/或“社區(qū)”可對(duì)關(guān)于負(fù)載優(yōu)先化進(jìn)行決定。例如，在圖3中，示出每個(gè)家庭具有熱水器負(fù)載6和電力交通工具(EV)充電負(fù)載7。如果消費(fèi)者已經(jīng)選擇EV負(fù)載7通常具有比熱水器負(fù)載6低的優(yōu)先級(jí)，則隨著控制信號(hào)指示可用電力供應(yīng)在消失，負(fù)載7通常將優(yōu)先于負(fù)載6被關(guān)閉。然而，如果確定(或者接收指示的反饋)例如EV充電量非常低，或者水溫充足(即使不是優(yōu)選的)，或者依賴于一天中的時(shí)間(例如，在半夜優(yōu)先于交通工具充電切斷對(duì)水加熱，并且在適當(dāng)時(shí)間重開(kāi)始對(duì)水加熱)，負(fù)載控制器可以改變優(yōu)先級(jí)。負(fù)載6和7兩者是可被控制為連續(xù)可變的類型，并且負(fù)載控制器可以執(zhí)行該功能。將可見(jiàn)的是在此描述的優(yōu)先化的系統(tǒng)總體上可應(yīng)用于DDC，并且不必須限制于用于孤島電力系統(tǒng)中使用，因?yàn)樗褂玫目刂菩盘?hào)可以是電力系統(tǒng)的頻率。將可見(jiàn)的是容許功率供應(yīng)變化性的“能量”負(fù)載(諸如加熱水和EV充電)可以被優(yōu)先化，使得發(fā)電機(jī)3的可變的發(fā)電被有效地用于對(duì)這些負(fù)載供電。因而，本發(fā)明可以充分使用諸如來(lái)自可再生的可變發(fā)電，例如包括風(fēng)力、太陽(yáng)能和潮汐發(fā)電來(lái)源。
[0103]按照以上利用風(fēng)力渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)感應(yīng)發(fā)電機(jī)描述的形式，電壓和頻率由電網(wǎng)設(shè)定。取自電網(wǎng)的電力可減少到零，并且如果電力實(shí)際不被使用，即，如果全部負(fù)載被按照要求供電，則電力可以被輸出返回到電網(wǎng)。實(shí)際上在更大的應(yīng)用中，如果可能的話，用于孤島系統(tǒng)的系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(so)可以要求電網(wǎng)電力減少，或者會(huì)招致更高的“一天中的時(shí)間”價(jià)格調(diào)度。如果存在OS不希望的盈余，則可以用于對(duì)水加熱或者被倒掉。在一個(gè)實(shí)施例中，可以針對(duì)從電網(wǎng)(在以上描述的農(nóng)場(chǎng)示例中的供電線)傳送到孤島系統(tǒng)的電力建立基準(zhǔn)設(shè)定點(diǎn)，并且控制器可以向可控負(fù)載提供控制信號(hào)，使得傳送到孤島系統(tǒng)的電力不超過(guò)或者至少不大致超過(guò)所述設(shè)定點(diǎn)。此外，根據(jù)由孤島系統(tǒng)供電的負(fù)載的性質(zhì)和孤島系統(tǒng)中的發(fā)電能力，孤島系統(tǒng)可以被管理，使得從電網(wǎng)傳送的電力大致維持在所述設(shè)定點(diǎn)，至少達(dá)特定時(shí)間段。這樣，對(duì)電網(wǎng)的需求更可預(yù)測(cè)，需求中具有更少的不期待的變化，因此電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商可減少或者至少更經(jīng)濟(jì)地管理旋壓儲(chǔ)備。
[0104]在一些系統(tǒng)中，例如，那些具有相對(duì)低的功率使用和高的發(fā)電能力的系統(tǒng)，孤島系統(tǒng)可以操作以將大致恒定量的電力饋入到電網(wǎng)中。
[0105]顯著特征是造成所生成的電力變化的風(fēng)速中的波動(dòng)基本上被LDC控制器去除，使得如果電力被計(jì)劃為被發(fā)送回到電網(wǎng)中，則其將是高質(zhì)量恒定電壓電網(wǎng)頻率單相或者3相，其具有高價(jià)值。然而，如果因?yàn)榇嬖诓怀渥愕呢?fù)載來(lái)吸收全部可用電力，所以功率被發(fā)送回電網(wǎng)，則其為較低質(zhì)量并且因此較低價(jià)值。假如停電，那么這個(gè)系統(tǒng)不能夠發(fā)電，因?yàn)楦袘?yīng)發(fā)電機(jī)將具有不充足的VAR勵(lì)磁；這是至今最低成本的實(shí)現(xiàn)方式并且也是最安全的，因?yàn)楸镜匕l(fā)電不能夠啟動(dòng)無(wú)論為了什么原因而被電力公司關(guān)閉的線路。在功率連續(xù)性重要的情況下，例如，對(duì)于透析機(jī)，可以使用UPS。
[0106]用于這種LDC系統(tǒng)的控制器在圖4中示意性地示出。其類似于圖2所示的控制器，
除了反饋路徑現(xiàn)在完全在感應(yīng)發(fā)電機(jī)中。在這些情形下，輸出△ ω現(xiàn)在是造成g?；的扭矩
反饋的機(jī)器的轉(zhuǎn)差頻率的變化，其中，《S0是感應(yīng)機(jī)器的額定轉(zhuǎn)差頻率，以及TO是額定扭矩。這給出傳遞函數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，所述需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)包括:孤島電力系統(tǒng)，其具有耦合到供電電網(wǎng)的耦合點(diǎn)，所述孤島電力系統(tǒng)對(duì)多個(gè)電負(fù)載供電，每個(gè)所述負(fù)載與控制由該負(fù)載要求的最大電力的負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)；測(cè)量裝置，其與所述耦合點(diǎn)關(guān)聯(lián)以測(cè)量所述電網(wǎng)和所述孤島系統(tǒng)之間的總電力傳輸；以及系統(tǒng)控制器，其監(jiān)測(cè)相對(duì)于設(shè)定點(diǎn)測(cè)量到的從所述供電電網(wǎng)到所述孤島系統(tǒng)中的電力傳輸，并且向多個(gè)負(fù)載控制器提供控制信號(hào)，其中，每個(gè)負(fù)載控制器接收大致相同控制信號(hào)，并且基于所述控制信號(hào)中包含的信息確定與所述負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)的所述負(fù)載或者每個(gè)負(fù)載被允許從所述孤島電力系統(tǒng)抽取的最大電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，每個(gè)負(fù)載與優(yōu)先級(jí)排名關(guān)聯(lián)，并且與所述負(fù)載關(guān)聯(lián)的相應(yīng)負(fù)載控制器基于所述優(yōu)先級(jí)排名確定所述負(fù)載被允許從所述孤島電力系統(tǒng)抽取的最大電力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，分配到至少一些所述負(fù)載中的所述優(yōu)先級(jí)排名可以被改變。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)負(fù)載控制器從關(guān)聯(lián)的負(fù)載接收反饋，并且能夠響應(yīng)于所述反饋改變所述負(fù)載的優(yōu)先級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述控制信號(hào)具有與測(cè)量到的電力傳輸和所述設(shè)定點(diǎn)之間的差成比例變化的特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述特性是頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述特性是振幅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng),其中,所述孤島電力系統(tǒng)包括配電網(wǎng)絡(luò)，所述配電網(wǎng)絡(luò)包括中性線，并且所述控制信號(hào)通過(guò)所述中性線發(fā)送?！?br>
9.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述控制信號(hào)被疊加在所述孤島電力系統(tǒng)的相電壓上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述控制信號(hào)通過(guò)低延遲無(wú)線通信裝置發(fā)送。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，針對(duì)至少一個(gè)負(fù)載，在向負(fù)載被允許抽取的最大電力的變化之間存在預(yù)定最小時(shí)間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一項(xiàng)所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述設(shè)定點(diǎn)隨著時(shí)間變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述設(shè)定點(diǎn)響應(yīng)于從所述供電電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)商接收的信息和/或響應(yīng)于由所述供電電網(wǎng)提供的電力的特性而變化。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述信息是定價(jià)信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述信息涉及由所述供電電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商保持的發(fā)電儲(chǔ)備。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng),其中,所述總電力傳輸不超過(guò)所述設(shè)定點(diǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1到15中任一項(xiàng)所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述總電力傳輸被保持在預(yù)定范圍內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1到15中任一項(xiàng)所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，總電力傳輸和設(shè)定點(diǎn)之間的時(shí)間加權(quán)平均差是零。
19.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述孤島電力系統(tǒng)被連接到除了所述供電電網(wǎng)之外的附加電源。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述附加電源是間歇地可用的電源。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述間歇地可用的電源包括一個(gè)或者更多風(fēng)力渦輪機(jī)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，當(dāng)從屬于權(quán)利要求3或4時(shí)，其中，相對(duì)于當(dāng)間歇性可用的電源不在發(fā)電時(shí)指派到所述負(fù)載的優(yōu)先級(jí)，當(dāng)間歇性可用的電源在發(fā)電時(shí)，與電源變化容許負(fù)載關(guān)聯(lián)的負(fù)載控制器向容許電源變化的負(fù)載指派更高的優(yōu)先級(jí)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，當(dāng)所述電源變化容許負(fù)載包括熱水器或者電動(dòng)交通工具充電器。
24.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一所述的需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載控制器在多個(gè)消費(fèi)者中分布。
25.—種需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)的方法，所述方法包括以下步驟: 1、建立針對(duì)從供電電網(wǎng)向具有多個(gè)負(fù)載的孤島電力系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏Φ幕鶞?zhǔn)設(shè)定點(diǎn)； i1、監(jiān)測(cè)相對(duì)于所述基準(zhǔn)設(shè)定點(diǎn)從所述電網(wǎng)向所述孤島電力系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏?，從而建立差分電力傳輸? ii1、產(chǎn)生控制所述孤島系統(tǒng)中存在的負(fù)載的一個(gè)或者更多控制信號(hào)，使得所述差分電力傳輸基本上平均為零，并且；` iv、在低延遲通信系統(tǒng)上提供所述一個(gè)或者更多控制信號(hào)。
26.—種需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)的方法，所述方法包括以下步驟: 1、向電力系統(tǒng)中的多個(gè)負(fù)載中的每個(gè)負(fù)載指派優(yōu)先級(jí)； i1、接收指示所述電力系統(tǒng)可用電力的控制信號(hào)；以及 ii1、根據(jù)所述控制信號(hào)和向每個(gè)負(fù)載指派的優(yōu)先級(jí)，控制所述負(fù)載，因而針對(duì)來(lái)自所述控制信號(hào)的給定電力可用性指示，第一優(yōu)先級(jí)的負(fù)載被控制為優(yōu)先于第二優(yōu)先級(jí)的負(fù)載抽取電力。
27.—種需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)控制器，所述需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)控制器包括: -用于監(jiān)測(cè)從供電電網(wǎng)向具有多個(gè)負(fù)載的孤島電力系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏Φ难b置； -用于相對(duì)于針對(duì)從所述電網(wǎng)到所述孤島系統(tǒng)的電力傳輸?shù)幕鶞?zhǔn)設(shè)定點(diǎn)，比較從所述電網(wǎng)向所述孤島電力系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏?，從而建立到所述孤島系統(tǒng)中的差分電力傳輸功率流的裝置；以及 -用于生成在低延遲通信系統(tǒng)上傳送的控制信號(hào)的裝置，以控制所述孤島系統(tǒng)中存在的負(fù)載使得所述差分電力傳輸基本上平均為零。
28.—種用于需求側(cè)電力供電管理系統(tǒng)的電器,所述電器包括: -用于存儲(chǔ)優(yōu)先級(jí)標(biāo)識(shí)的裝置； -用于接收控制信號(hào)的裝置，所述控制信號(hào)指示對(duì)所述電器供電的電力系統(tǒng)可用的電力；以及 -根據(jù)所述控制信號(hào)和指定的優(yōu)先級(jí)，控制所述電器的電力需求的裝置。
29.一種用于需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)的負(fù)載控制器，所述控制器包括: -用于存儲(chǔ)針對(duì)一個(gè)或者更多負(fù)載的優(yōu)先級(jí)標(biāo)識(shí)的裝置； -用于接收控制信號(hào)的裝置，所述控制信號(hào)指示對(duì)所述一個(gè)或者更多負(fù)載供電的電力系統(tǒng)可用的電力；以及 -根據(jù)所述控制信號(hào)和被分配到所述負(fù)載的所指定的優(yōu)先級(jí)，控制所述一個(gè)或者更多負(fù)載的裝置。
30.一種電動(dòng)交通工具電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，所述電動(dòng)交通工具電力供應(yīng)管理系統(tǒng)包括:能夠向多個(gè)電動(dòng)交通工具負(fù)載提供電力，并且具有耦合到供電電網(wǎng)的耦合點(diǎn)的孤島電力系統(tǒng)，每個(gè)負(fù)載與負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)，所述負(fù)載控制器響應(yīng)于由低延遲通信系統(tǒng)投送到所述負(fù)載控制器的控制信號(hào)來(lái)控制所述負(fù)載需求的電力，系統(tǒng)控制器，所述系統(tǒng)控制器監(jiān)測(cè)相對(duì)于針對(duì)到所述孤島系統(tǒng)的電力傳輸?shù)脑O(shè)定點(diǎn)從所述電網(wǎng)向所述孤島系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏?，從而建立差分電力傳輸，并且向所述一個(gè)或者更多負(fù)載控制器提供控制信號(hào)，使得時(shí)間加權(quán)平均差分電力傳輸基本上是零。
31.一種需求側(cè)電力供應(yīng)管理的方法，所述方法包括以下步驟: 1、向電力系統(tǒng)的多個(gè)負(fù)載中的每個(gè)負(fù)載指派優(yōu)先級(jí)； i1、接收指示所述電力系統(tǒng)可用電力的控制信號(hào)； ii1、監(jiān)測(cè)所述負(fù)載中的至少一個(gè)負(fù)載的特性；以及 iv、根據(jù)所述控制信號(hào)和監(jiān)測(cè)到的特性，重新指派針對(duì)所述負(fù)載的一個(gè)或者更多的優(yōu)先級(jí)。
32.一種需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)，所述需求側(cè)電力供應(yīng)管理系統(tǒng)包括:孤島電力系統(tǒng)，其具有對(duì)供電電網(wǎng)的至少一個(gè)耦合點(diǎn)，所述孤島電力系統(tǒng)對(duì)多個(gè)電力負(fù)載供電，每個(gè)所述負(fù)載與以控制所述負(fù)載需求的最大電力的負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)，所述系統(tǒng)還包括:測(cè)量裝置，其與所述耦合點(diǎn)或者每個(gè)耦合點(diǎn)關(guān)聯(lián)，以測(cè)量所述電網(wǎng)和所述孤島系統(tǒng)之間的總電力傳輸，其中每個(gè)負(fù)載控制器基于測(cè)量到的傳輸?shù)较到y(tǒng)中的電力與設(shè)定點(diǎn)的比較來(lái)確定與所述負(fù)載控制器關(guān)聯(lián)的所述負(fù)載或者每個(gè)負(fù)載被允許從所述孤島電力系統(tǒng)抽取的最大電力。
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK103828167SQ201280027918
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月8日
【發(fā)明者】格蘭特·安東尼·科維奇, 約翰·塔爾博特·博伊斯 申請(qǐng)人:奧克蘭聯(lián)合服務(wù)有限公司