[发明专利]双向电力系统、操作方法和操作控制器

说明书

技术领域

一般来说，本公开涉及电力系统，其包括有选择地电耦合到配电网的电力生成和/或储存装置。更具体来说，本公开涉及具有能量储存装置的双向电力系统的操作，其中包括响应孤岛状况或事件。

背景技术

在一些已知电力系统、特别是采用可再生资源的电力生成系统中，电力生成单元和/或能量储存装置能够提供电能，并且将能量传送给电力网、负载和/或另一个目的地。例如，太阳能电力系统可包括多个光伏电池板(又称作太阳能电池板)，其在逻辑或物理上编组为将太阳能转换为电能的太阳能电池板的一个或多个阵列。另外，这种电力系统可采用一个或多个风力涡轮机、水力发电布置和/或其他电力生成装置、能量储存装置和/或布置。在包括能量储存装置的系统的情况下，要采用的一种常见类型的能量储存装置是电池组，其能够在电力系统中储存和供应能量。

这类电力生成和/或储存系统通常产生和/或提供直流(DC)电力，但是典型目的地要求交流(AC)。因此，电源转换器通常插入电力生成装置与电能的目的地之间，以将所产生的DC电能转换成适合于供(一个或多个)目的地接收的AC电能。但是，如果电力系统与其附连的配电网在其上携带的电力的电压和/或频率方面遭遇不合需要的波动，则损坏会对电力系统的一个或多个组件和/或与电力系统连接的负载发生。另外，如果配电网停止向电力系统输送电力，则到负载的电力可被切断，这是不合需要的。这些和附加状况的任一个能够是孤岛状况，对其进行响应，电力系统能够从配电网断开。

发明内容

本文所公开的本发明的实施例可采取双向电力系统的形式，其中包括配置成提供第一DC电压的直流(DC)电力的至少一个电源，并且包括至少一个能量储存装置。(一个或多个)能量储存装置还能够配置成有选择地提供和接收第一DC电压的DC电力。转换器能够耦合到(一个或多个)电源，以在第一DC电压的(一个或多个)电源与第二DC电压(其大于第一DC电压)的母线之间转换和传递电力。逆变器能够耦合到母线，并且配置成在第二DC电压的母线与第一交流(AC)电压的配电网或负载中的至少一个之间转换和传递电力。耦合到(一个或多个)电源、转换器和逆变器的控制系统能够配置成向负载提供电力，并且沿从(一个或多个)电源到配电网的第一方向有选择地传递电力。另外，控制系统能够配置成沿从配电网到至少一个能量储存装置的第二方向有选择地传递电力，以在至少一个能量储存装置中保持所确定量的所储存电力。

本发明的实施例可采取方法的形式，该方法包括响应从电源可用的电力量超过对电力系统的需求而沿从电源到配电网的第一方向提供电力。另外，能够沿从配电网到电源的至少一个能量储存装置的第二方向提供电力，以在一个或多个能量储存装置中保持所确定量的所储存电力。此外，能够对配电网络和/或电力系统监测其中的孤岛状况。

另一个实施例能够包括控制器，其配置用于响应从(一个或多个)电源可用的电力量至少等于对电力系统的需求而沿从(一个或多个)电源到配电网络的第一方向提供电力。还能够沿第二方向从配电网向(一个或多个)电源有选择地提供电力，以在(一个或多个)电源的至少一个能量储存装置中保持至少所确定量的所储存电力。另外，控制系统能够采用孤岛检测器来监测电力系统或者配电网中的至少一个，以检测电力系统或者配电网的至少一个中的孤岛状况。

本发明的其他方面提供使用和生成它们每个的方法，其包括和/或实现本文所述动作的部分或全部。本发明的说明性方面设计成解决本文所述问题的一个或多个和/或未论述的一个或多个其他问题。

附图说明

通过以下结合附图对本发明的各个方面的详细描述，将会更易于理解本公开的这些及其他特征，附图示出本发明的各个方面。

图1示出可包括本文所公开的本发明的实施例的双向电力系统的示例的示意图。

图2示出按照本文所公开的本发明的实施例的双向电力系统的另一个示例的示意图。

图3示出按照本文所公开的本发明的实施例的双向电力系统操作方法的示例的示意流程图。

图4示出按照本文所公开的本发明的实施例、用于实现双向电力系统操作方法和/或计算机程序产品的计算环境的示意框图。

注意，附图可能不按规定比例。附图预计用于仅示出本发明的典型方面，并且因此不应当被认为是限制本发明的范围。附图中，相似标号在附图之间表示相似元件。

详细描述参照附图、作为举例来说明本发明的实施例以及优点和特征。

具体实施方式