[发明专利]电功率分配器以及用于分配电功率的方法

说明书

本发明涉及一种用于电网的电功率分配器，该电功率分配器包括具有至少三个端子的电分配器电路，其中电能的源和阱可被连接至这些端子，其中这三个端子以电流可以从这些端子中的每一者流向其他端子中的每一者的方式来电连接在一起。

本发明还涉及用于在电网中分配电功率的方法。

不仅在电网中使用再生能源时而且在对移动消费者(例如，具有电驱动器的机动车)的供电时的中心元件是缓冲存储装置。它们用于能够补偿通过源来馈送电功率时的易失性以及由阱对电功率的消耗。在没有缓冲存储装置的情况下，在任何时刻仅给定时间生成的电功率量可被传输和/或提供给消费者或阱。由于源以及阱两者的易失性，因此不可能确保供电可靠性。

缓冲存储装置必须能够补偿特别是在源和阱的部分上的短暂的和短期的波动。一个示例是“换低挡(kick-down)”，即电驱动机动车的加速控制设备的短期实现。然而，具有较大比例可再生能源的供电网中的由于短时天气变化而引起的电网波动以及短期的负载波动构成补偿机制的必要性的合适示例。缓冲存储装置因此必须能够以动态和可变的方式来递送和接收功率两者。

在此方面，在对于缓冲存储装置的各种类型的需求情况之间可以加以区分：

1.桥接长期时段直至季节性存储，

2.用于补偿电网中的不足和过剩的平衡性存储，

3.补偿例如由于电网中的电网波动而发生的短期且时间有限的不足和过剩以便稳定该电网，

4.用于在涉及基于分组的传输的路由供电网中的数字端点的缓冲存储装置，以及这种涉及至传统欧姆电网的基于分组的传输的路由供电网的网关或接口，

5.出于电网的新概念而产生的需求，例如基于分组的电流传输，以及

6.如发生在例如电驱动的交通工具(例如汽车、船舶和飞机)的电源中的需求场景。

在此方面，原则上可能出现彼此区分的两种情形，即在一方面，一个或多个阱在一个时刻所需求的电功率超过在该时刻由源提供的功率，以及在另一方面，由源在一个时刻提供的功率大于由阱在相同时间所需求的功率。

因此，本发明的目标是提供电功率分配器以及在电网中分配电功率的方法，其使得有可能以电能的一个或多个阱在任何时间接收所需求的功率的方式来协调多个源。

为此目的，有必要在一方面将由源提供的功率分配给阱，以使得也提供由阱需求的功率，并且通过考虑其他源和/或阱，优选通过考虑选择性地充当源或阱的能量存储装置，来覆盖出现的功率过剩或功率不足。

为了实现该目的，提供了一种用于电网的电功率分配器，其包括：具有至少三个端子的电分配器电路，其中电能的源和阱可以连接至这些端子，其中这三个端子以电流可以从这些端子中的每一者流向其他端子中的每一者的方式来电连接在一起，并且其中这些端子中的每一者具有相应的功率控制器，该功率控制器适配成在该功率分配器的操作中，经由相应的端子流动的电功率P(t)可以根据时间t来调节；可连接至数据网络的通信设备，其适配成在该功率分配器的操作中从源和阱接收数据；以及用于在端子处根据时间t来控制电功率P(t)的流动的分配的控制装置，其中该控制装置以从通信设备接收到的数据可以由控制装置处理的方式来连接至通信设备，其中该控制装置连接至每个功率控制器，其中该控制装置适配成在该功率分配器的操作中根据从源或阱接收到的数据来计算经由每个端子流动的电功率P(t)，并且其中控制装置适配成在该功率分配器的操作中根据时间t来控制经由相应的端子流动的电功率P(t)。

该电功率分配器的基本理念是：以如下方式生成取决于时间的具有不同特性(即，在功率分配器的分配器电路的端子处具有功率P(t)的不同时间曲线)的功率流(这些功率流也被称为功率曲线)：电功率分配器控制从连接至其的源至连接至其的阱的功率流，以使得能够提供由阱需求的功率。在此方面，控制机制基于功率分配器或其控制装置经由可连接至数据网络的通信设备从源或阱接收到的数据。

根据本发明的术语“电能的源”用于表示所有的电设备，当这些电设备被连接至功率分配器时，它们提供电能或功率。那可以是非常具体地，例如所有类型的发电站，或也可以是可再充电的被放电的能量存储装置。另外，整个子电网可以看起来像连接至分配器电路的一个端子的源。

相应地，根据本发明的术语“电能的阱”用于表示所有类型或种类的电消费者(例如，家庭连接)，但是也表示从功率分配器汲取功率的整个子电网。根据本发明的阱因此是电功率从功率分配器流入的电网的任何单元。