[发明专利]通过在电力使用点利用自适应电压控制和峰值降低来节省电压从而最大限度地节省能源

说明书

在当前的传统发电和配电系统中，被传递到最终消费者的电力质量是由于数种破坏性技术和立法影响；尤其随着连接在跨低电压（LV）配电网络的任何点处的无数种私人拥有和操作的家用和商用分布式发电（DEG）装置逐渐增多而降级。本发明通过提供包括安装在客户电力使用点（POU）处的能量处理单元（EPU）的解决方案来解决这个越来越严峻的DEG问题。并且由于受到严格的电压控制EPU的调节输出，可以通过动态电压控制实现显着的节能效果，利用CVR效应，降低无功功率需求，并减少或消除峰值需求量的征费。

版权声明

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相关专利申请的交叉引用

本申请在巴黎公约下要求2016年10月17日提交的美国专利申请第15/295,967号的优先权，其公开内容通过整体引用并入本文。美国专利申请号15/295,967是2014年10月10日提交的美国专利申请第14/511,187号的部分继续（CIP）申请，其公开内容通过整体引用并入本文。本申请还涉及2015年9月29日授权的美国专利第9,148,058号，于2014年10月10日提交的美国专利申请第14/565,444号，以及于2015年1月12日提交的PCT国际申请第PCT/CN2015/070538号以及于2015年3月1日提交的PCT国际申请第PCT/CN2016/075144号，其公开内容通过整体引用并入本文。

技术领域

本发明涉及发电和配电。更具体地说，本发明涉及用于解决当前传统电气系统中由于技术演进和立法影响（诸如分布式发电（DEG））产生的日益增多的电力质量降级的方法和系统。

背景技术

当前传统电气系统和被传递到用户的电力质量是由于数种破坏性技术和立法影响（尤其随着连接在跨低电压LV配电网络的任何点处的无数种私人拥有和操作的家用和商用分布式发电（DEG）装置迅速日益增多）而降级。被传递到最终消费者的电力质量的这种日益增多的降级（尤其电压波动、电流和频率起伏）可负面地影响性能或甚至损坏电气设备、电气用具和连接到用户住宅中的电力系统的电子装置，且甚至可使更广领域的LV配电网络、变电站保护设备、高电压（HV）输电电网和甚至发电厂跳闸和断电。

参考图1，在1800年代末期启动的传统交流（AC）电力系统中，由于低电压组件和距离过短而限制了输电能力。因此无数种分离的独立发电厂（IPP）随着中央发电厂而不断涌现并向局部区域或局部电力岛供电。当时，每一个局部区域或局部电力岛存在一定范围的电压和各种频率。包括大量白炽灯电力照明的负载是简单的。

参考图2，随着电力技术的发展，运用HV绝缘体和开关，允许输电电压增加，因此实现较高电力在较长距离内的传递。电压等级从爱迪生的初始220 VDC局部电网迅速地增加到2.3 KVAC的第一AC电网（1893年），每隔几年上升到765 KVAC（1960年末期）。由于较长输电电网导致覆盖电力岛，商业领域、竞争技术标准中开始出现矛盾，且最终出现垄断。随着日益增多的使用电力、可靠性成疑和电力行业中的矛盾的增长，许多国家开始立法来对其电力行业进行监管控制。

在美国，基于向消费者传递高质量的可靠电力的目标，监管迅速增长的电力行业以创建国家标准变得至关重要，这也将允许多个电网互连以在全国创建稳定的电力网络。联邦政府在1992年国会通过了联邦级别的能源电力监管立法。因此FERC（联邦能源监管委员会）承担监管来自中央电力公用设施的电力质量的责任，所述中央电力公用设施拥有发电厂、端对端的输电和配电网络。然后在1996年，为了增加竞争和优化电力成本，FERC进一步解除对电力行业的监管并规定发电、输电和配电必须通过合法的独立实体来进行。这为输电电网上创建了竞争市场，使得发电厂可在输电网电网上作电力批发销售，而经销商可从输电公司作电力批发购买。