CN112398141A - 用于提供电源接口的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于提供电源接口的设备和方法。本文描述的方面和实施方式针对电源接口装置，其包括被配置为耦合到电力公共设施的第一电源接口和被配置为耦合到包括一个或多个电源以及一个或多个负载的微电网的第二电源接口，一个或多个电源包括发电机。电源接口装置还包括耦合到第一电源接口和第二电源接口的电源转换电路和耦合到电源转换电路的控制器。控制器被配置为通过至少以下操作来允许在以第一频率与电压操作的电力公共设施和以第二频率与电压操作的微电网之间衔接：检测发电机的操作频率并且基于发电机的操作频率来控制在电力公共设施和微电网之间的功率流。

Description

用于提供电源接口的设备和方法
本申请是申请日为2013年8月21日，申请号为201380079725.8，发明名称为“用于提供电源接口的设备和方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明的至少一个实施方式总体上涉及电源接口装置的控制。
相关技术论述
微电网可以是小型本地电网，其可以包括一个或多个不同的电源。例如，微电网可以包括风力发电机，太阳能发电机，柴油发电机和其它电力发电机。微电网还可以包括负载。例如，微电网可以包括建筑物、数据中心、港口、工业场地、校园或甚至小镇。微电网还可以被连接到较大电网(例如，电力公共设施)。电力公共设施可以将电力提供到微电网(例如，以将附加的电力提供到负载和/或以提高可靠性)。
本公开概述
本公开提供了以下内容：
1.一种装置，包括：
第一电源接口，其被配置为耦合到电力公共设施；
第二电源接口，其被配置为耦合到包括一个或多个电源以及一个或多个负载的微电网，所述一个或多个电源包括发电机；
电源转换电路，其被耦合到所述第一电源接口和所述第二电源接口，以及
控制器，其耦合到所述电源转换电路，所述控制器被配置为通过至少以下操作来允许在以第一频率与电压操作的所述电力公共设施和以第二频率与电压操作的所述微电网之间衔接：
检测所述发电机的操作频率；以及
基于所述发电机的所述操作频率来控制在所述电力公共设施和所述微电网之间的功率流。
2.根据1所述的电源接口装置，其中所述控制器被配置为从所述电力公共设施向所述微电网提供电力。
3.根据2所述的电源接口装置，其中所述控制器被配置为响应于由所述一个或多个负载需要的功率的量超过由所述一个或多个电源产生的功率的量而从所述电力公共设施向所述微电网提供电力。
4.根据1所述的电源接口装置，其中所述控制器被配置为从所述微电网向所述电力公共设施提供电力。
5.根据4所述的电源接口装置，其中所述控制器被配置为响应于由所述一个或多个电源产生以及由所述一个或多个负载未使用的功率的量而从所述微电网向所述电力公共设施提供电力。
6.根据1所述的电源接口装置，其中所述控制器还被配置为确定无功电流参考以补偿由所述一个或多个负载产生的无功功率。
7.根据1所述的电源接口装置，其中所述控制器被配置为：独立于来自其他控制器的指令来控制在所述电力公共设施和所述微电网之间的所述功率流。
8.根据1所述的电源接口装置，其中所述电源接口装置是不间断电源。
9.根据8所述的电源接口装置，还包括电池，并且其中所述控制器还被配置为控制在所述电池和所述微电网之间的第二功率流。
10.一种使用电源接口装置进行配电的方法，所述电源接口装置包括被配置为耦合到电力公共设施的第一电源接口、被配置为耦合到微电网的第二电源接口和电源转换电路，所述方法包括：
检测发电机的操作频率；并且
基于所述发电机的所述操作频率来控制在所述电力公共设施和所述微电网之间的功率流。
11.根据10所述的方法，其中控制所述功率流包括从所述电力公共设施向所述微电网提供电力。
12.根据11所述的方法，其中控制所述功率流包括响应于由所述一个或多个负载需要的功率的量超过由所述一个或多个电源产生的功率的量而从所述电力公共设施向所述微电网提供电力。
13.根据10所述的方法，其中控制所述功率流包括从所述微电网向所述电力公共设施提供电力。
14.根据13所述的方法，其中控制所述功率流包括响应于由所述一个或多个电源产生以及由所述一个或多个负载未使用的功率的量而从所述微电网向所述电力公共设施提供电力。
15.根据10所述的方法，还包括确定无功电流参考以补偿由所述一个或多个负载产生的无功功率。
16.根据10所述的方法，包括独立于来自其他控制器的指令来控制在所述电力公共设施和所述微电网之间的所述功率流。
17.根据10所述的方法，其中所述电源接口装置是不间断电源。
18.根据17所述的方法，其中所述不间断电源还包括电池，并且其中所述方法还包括控制在所述电池和所述微电网之间的第二功率流。
19.一种电源接口装置，包括：
第一电源接口，其被配置为耦合到电力公共设施；
第二电源接口，其被配置为耦合到包括一个或多个电源以及一个或多个负载的微电网，所述一个或多个电源包括发电机；
电源转换电路，其耦合到所述第一电源接口和所述第二电源接口；以及
装置，所述装置用于检测所述发电机的操作频率；以及
基于所述发电机的所述操作频率来控制在所述电力公共设施和所述微电网之间的功率流。
本文描述的方面和实施方式针对电源接口装置，其包括被配置为耦合到电力公共设施的第一电源接口和被配置为耦合到包括一个或多个电源以及一个或多个负载的微电网的第二电源接口，一个或多个电源包括发电机。电源接口装置还包括耦合到第一电源接口和第二电源接口的电源转换电路和耦合到电源转换电路的控制器。控制器被配置为通过至少检测发电机的操作频率和基于发电机的操作频率来控制在电力公共设施和微电网之间的功率流来允许在以第一频率和电压操作的电力公共设施和以第二频率和电压操作的微电网之间的衔接。
在一些实施方式中，控制器被配置为从电力公共设施向微电网提供电力。在一些实施方式中，控制器被配置为响应于一个或多个负载需要的功率的量超过一个或多个电源产生的功率的量从电力公共设施向微电网提供电力。
在一些实施方式中，控制器被配置为从微电网向电力公共设施提供电力。在一些实施方式中，控制器被配置为响应于由一个或多个电源产生以及一个或多个负载未使用的功率的量从微电网向电力公共设施提供电力。
在一些实施方式中，控制器还被配置为确定无功电流参考以补偿由一个或多个负载产生的无功功率。
在一些实施方式中，控制器被配置为独立于来自其他控制器的指令来控制在电力公共设施和微电网之间的功率流。
在一些实施方式中，电源接口装置为不间断电源。在一些实施方式中，电源接口装置还包括电池，并且控制器还被配置为控制在电池和微电网之间的第二功率流。
方面还针对一种使用电源接口装置来配电的方法，电源接口装置包括被配置为耦合到电力公共设施的第一电源接口、被配置为耦合到微电网的第二电源接口和电源转换电路，方法包括检测发电机的操作频率和基于发电机的操作频率来控制在电力公共设施和微电网之间的功率流。
在一些实施方式中，控制所述功率流包括从所述电力公共设施向所述微电网提供电力。
在一些实施方式中，控制所述功率流包括响应于由所述一个或多个负载需要的功率的量超过由所述一个或多个电源产生的功率的量而从所述电力公共设施向所述微电网提供电力。
在一些实施方式中，控制所述功率流包括从所述微电网向所述电力公共设施提供电力。
在一些实施方式中，控制所述功率流包括响应于由所述一个或多个电源产生以及由所述一个或多个负载未使用的功率的量而从所述微电网向所述电力公共设施提供电力。
在一些实施方式中，所述方法还包括确定无功电流参考以补偿由所述一个或多个负载产生的无功功率。
在一些实施方式中，所述方法包括独立于来自其他控制器的指令来控制在所述电力公共设施和所述微电网之间的所述功率流。
在一些实施方式中，所述电源接口装置是不间断电源。
在一些实施方式中，所述不间断电源还包括电池，并且其中所述方法还包括控制在所述电池和所述微电网之间的第二功率流。
方面还针对电源接口装置，其包括被配置为耦合到电力公共设施的第一电源接口、被配置为耦合到包括包含发电机的一个或多个电源以及一个或多个负载的微电网的第二电源接口、耦合到第一电源接口和第二电源接口的电源转换电路以及用于检测发电机的操作频率并且基于发电机的操作频率控制在电力公共设施和微电网之间的功率流的装置。
下面详细讨论了这些和其他的方面以及实施方式。上述信息和下面的详细描述包括各个方面和实施方式的说明性例子，并且提供用于理解所要求保护的方面和实施方式的性质和特点的概述或框架。附图提供说明和各个方面以及实施方式的进一步的理解，并且被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图连同本说明书的剩余部分一起用于描述和解释所要求保护的方面和实施方式。
附图说明
附图不旨在按照比例绘制。在附图中，在各个附图中说明的每个相同的或几乎相同的组件由相似的数字来表示。为了清楚起见，不是每个组件可以被标记在每个附图中。在附图中：
图1是描绘根据现有技术的示例微电网的原理框图；
图2是描绘根据现有技术的示例微电网的原理框图；
图3是描绘根据实施例的示例微电网和示例电源接口装置的原理框图；
图4是描绘根据实施方式的示例电源接口装置的原理框图；
图5是描绘根据实施方式的示例微电网和示例电源接口装置的简化框图；
图6是描绘根据实施方式的微电网的一部分的频率下垂的曲线图；
图7是描绘根据实施方式的示例控制算法的框图；
图8是描绘根据实施方式的微电网的一部分的发电机功率的曲线图；
图9是描绘根据实施方式的微电网的一部分的电压下垂的曲线图；以及
图10是描绘根据实施方式的示例控制算法的框图。
具体实施方式
微电网可以包括功率源(例如可再生能源)和其他电源。可再生能源可以包括功率源(例如太阳能发电机、风力涡轮机和其他可再生能源)。微电网还可以包括发电机(例如柴油发电机)。微电网可以耦合到较大电网(例如电力公共设施)。电源接口装置可以在微电网与较大电网之间提供接口。电源接口装置可以允许微电网以独立于电力公共设施的频率和电压操作。电源接口装置还可以调节电压和频率以提供来自电力公共设施的更高品质的功率。电源接口装置还可以补偿微电网的无功功率。在一些实施方式中，电源接口装置可以是被配置为在微电网和较大电网之间提供电源接口的不间断电源(UPS)。
本文描述的系统和方法不将其应用限于在描述中阐述或在附图中示出的组件的构造和布置的细节。本发明能够以其他的实施方式并且被以各种方式来实践或实施。此外，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的并且不应当被视为是限制性的。“包括(including)”、“包含(comprising)”、“具有(having)”“含有(containing)”、“涉及(involving)”和本文其变型的使用旨在包括其后列出的项、其等价物和附加的项以及由在其后专门列出的项组成的可选的实施例。
各个方面和实施方式针对不间断电源。在一个例子中，不间断电源(UPS)可以包括逆变器、控制器和旁路开关。控制器在在线操作期间操作逆变器以调节逆变器输出电压和在UPS输出端提供来自逆变器的输出电压。控制器还可以在旁路和其他操作模式期间操作逆变器以除了别的之外提供功率因数校正、谐波电流畸变控制以及有功功率以对备用电源进行充电。控制器可以测定逆变器中的开关的操作的时间以提供输出电压。
图1示出示例现有技术微电网100。微电网100包括多个电源。电源可以包括可再生能源，例如太阳能发电机102和风力涡轮机108。太阳能发电机102可以包括耦合到太阳能逆变器106的太阳能电池板104。电源还可以包括燃气发电机110。微电网100还可以包括一个或多个负载112。附加地或者可选地，微电网100可以包括电源并且一个或多个负载可以耦合到微电网100以从微电网100接收功率。微电网100被连接于较大电网(包括电力公共设施140)。微电网100可以经由互连150连接到设施140。互连150可以是断路器或其他开关。
微电网100可以接收来自设施140的功率(例如当来自一个或多个负载112的功率要求超过电源102、108、110提供的功率时)。例如，由可再生能源(例如太阳能发电机102和风力涡轮机108)提供的功率可能根据因素(例如环境)而波动。太阳能发电机102可以能够在晴天(相对于阴天或在夜间)提供更多的能量。风力涡轮机108可以依靠风的强度以提供电力。在这样的例子中，如当可再生能源提供较少功率时，功率可以被从设施140获取以满足负载112的要求。
此外，相比于较大电网，因为在微电网100上可以有较少的负载112，所以负载112所要求的功率的量可以更广泛地变化，因为具有更多负载的较大电网可以利用在较大数量的负载之间的平均效应。随着总负载的变化越宽，并行操作的多个电源102、108、110的调节可能变得复杂。
通常，如果微电网100通过直接连接(例如互连150)连接到设施140，微电网100以与电力公共设施140相同的电压和频率操作。当连接到设施时，微电网100还可能容易受到设施中的干扰。互连150可以被打开以将微电网100与较大电网和设施140断开。例如，当设施140被关断或提供低质量电能时，微电网100可以与较大电网断开。
参考图2，示例现有技术微电网200包括太阳能发电机202、风力涡轮机208和发电机210。发电机210可以例如是柴油发电机。微电网200包括一个或多个负载212，并且经由互连250连接到包括设施240的较大电网。微电网200还包括耦合到电源202、208、210中的每个和将微电网200的元素相互连接的导线的电网控制器260。电网控制器260可以监控电源202、208、210、负载212和设施240以控制电源202、208、210并且确保负载212正接收足够的功率。电网控制器260还可以确定互连250何时应当被打开和闭合。
电网控制器260还可以被配置为减少由发电机210产生的功率，优选可再生能源(例如太阳能发电机202和风力涡轮机208)作为优选能源。电网控制器260还可以被配置以避免接收来自设施140的功率除非发电机210是在满负荷，因为负载212可以然后由微电网200的电源202、208、210供电。电网控制器260还可以被配置为打开互连250(如果在设施240处存在断电或如果来自设施240的电能质量低于阈值水平)。
通常，如果微电网200产生的功率超过负载212要求的功率，则微电网200还可以被配置以向较大电网提供电力。例如，当微电网200产生剩余功率时设施240可以向微电网200购买功率。在一些实施方式中，由设施240从微电网200接收到的功率限于由可再生能源产生的功率。电网控制器260可以被配置为避免将来自发电机210的电能提供给设施240。
电网控制器260可以被配置为通过测量负载212的电流和微电网200以及设施240的电压来控制微电网200。电网控制器260可以耦合于到每个负载212的导线以测量负载电流。电网控制器260还可以耦合到在设施240和互连250之间的设施240的输出线以及在互连250和微电网200之间的微电网200的输入线以分别测量设施240的电压和微电网200的电压。电网控制器260还可以耦合到互连250以向互连250提供用于打开和闭合的命令。电网控制器260还可以被耦合到电源202、208、210中的每个以接收测量结果和提供例如输出功率参考的命令。
在本公开的一些实施方式中，上述互连150和250可以由电源接口装置来代替。图3示出包括例如太阳能发电机302和风力涡轮机308的可再生能源的微电网300。微电网300还包括主发电机310。主发电机310可以例如是柴油发电机。微电网300还包括一个或多个负载312。微电网300经由电源接口装置350被连接于较大电网(包括设施340)。在一些实施方式中，电源接口装置350可以为不间断电源UPS(例如可逆UPS)。
在一些实施方式中，电源接口装置350允许微电网300以不同于设施340的频率和电压操作。电源接口装置350还可以调节电压和频率以改进由微电网300从设施340接收到的功率质量。电源接口装置350还可以补偿微电网300的负载312的无功功率。在一些实施方式中，电源接口装置350还可以包括电池和/或其他能量存储装置。电源接口装置350还可以在设施侧给功率因数校正提供低谐波电流和低无功功率。
电源接口装置350包括控制器352。在一些实施方式中，主发电机310以下垂模式操作输出频率和输出电压幅度。其他电源(例如可再生能源302、308)可以作为电流源操作。电源接口装置350可以测量微电网300的频率和电压并且计算将在较大电网和微电网300之间交换的有功功率。电源接口装置350还可以计算将被提供到微电网300的无功功率。
例如，图4显示连接到微电网300和包括设施340的较大电网的电源接口装置350。电源接口装置350包括控制器352、功率因数校正电路358、电流逆变器354、DC/DC转换器356和电池360。在一些实施方式中，电源接口装置350是双转换UPS。功率因数校正电路358耦合到电网终端，电网终端连接于较大电网。在一些实施方式中，功率因数校正电路358是AC/DC功率转换器。功率因数校正电路358被耦合到电流逆变器354，电流逆变器354被耦合到微电网终端，微电网终端连接到微电网300。在一些实施方式中，电流逆变器354遵循由通过控制器358实现的控制算法提供的参考输出带有有功分量和无功分量的正弦电流。
在一些实施方式中，控制算法基于各种规则来计算有功功率参考和无功功率参考。例如，规则可以包括主发电机(例如，图3的微电网300的主发电机310)产生的没有超过额定输出功率的输出功率。规则还可以包括主发电机产生非负的输出功率。规则还可以包括从可再生能源产生实质上最大输出功率。规则还可以包括产生接近于1的主发电机输出功率因数。其他这样的规则可以被控制算法考虑。
例如，再次参考图3，由电源302、308、310提供和由负载312获取的功率可以根据等式1相关联
P主+∑P再生+P接口-∑P负载＝0 (1)
系统还可以被表示(考虑一个等效负载和一个等效可再生能源)，如在图5中所示，系统包括包含主发电机510的微电网500、等效可再生能源502、经由包括控制器352的电源接口装置350连接到包括设施340的较大电网的等效负载512。此外，仅考虑有功功率，等式可以被简化为
Pa主＝Pa负载-Pa再生-Pa接口 (2)
在一些实施方式中，可再生能源被操作以提供最大容量。根据环境因素，最大容量可以是可变的。如果最大容量超过来自负载的要求，则剩余可以被提供给较大电网。如果最大容量不满足来自负载的要求，则主发电机和设施可以根据需要补充由可再生能源提供的功率。负载的功率要求也可以改变。因此，[Pa负载-Pa再生]可以随着每个或两个分量改变而改变。
如果[Pa负载-Pa再生]大于主发电机510的最大额定输出功率，则主发电机将以过载操作。电源接口装置350可以被配置为自动从设施340提供功率差，使得主发电机510可以在最大容量或接近最大容量操作而没有超过最大额定容量。在一些实施方式中，电源接口装置350可以被配置以维持主发电机510的其他阈值(例如，最大容量的50％或者允许最大额定容量被超出)。
如果[Pa负载-Pa再生]小于零，则可再生能源502正产生多于负载512要求的功率。电源接口装置350可以被配置为提供剩余功率到较大电网或者到电池或者其他能量存储装置以防止主发电机510在反向功率下操作或者由于反向功率故障而停止。
在一些实施方式中，电源接口装置350可以监控微电网300的频率并且使用该频率以监控主发电机510的负载。当主发电机510以下垂模式运行时，输出频率可以提供关于主发电机510的输出有功功率的信息。例如，图6示出以下垂模式运行的主发电机510的输出频率604和输出有功功率606之间的示例关联602的曲线图600。当输出有功功率606从0到值Pn变动时，监控到的输出频率604可以范围在值F0和F1之间。输出有功功率606可以对应于负载的要求和可再生能源的供给。例如，输出有功功率606可以是[Pa负载-Pa再生]的函数。主发电机510的最大额定功率可以对应于频率F最小。当[Pa负载-Pa再生]太高时，频率可以下降到低于F最小，并且控制算法可以确定电源接口装置350应当递送正有功功率直到频率超越F最小。频率F最大可以对应于阈值，[Pa负载-Pa再生]低于该阈值是太低(例如零)。例如，当主发电机510的负载是零或更少时，因为可再生能源供应的功率满足或超过要求的功率，所以控制算法可以递送负有功功率直到频率下降到F最大以下。
图7是可以例如被图5的电源接口装置350的控制器352实现的示例控制算法700的框图。控制算法700可以由两个控制环750、760和选择器722组成。第一控制环750可以接收微电网F负载702的频率。第一控制环750还可以接收F最大704并从F负载702减去F最大704。如果F负载702大于F最大704，则从F负载702减去F最大704将得到正数。结果可以被提供至否定所接收的值的否定块706。来自否定块706的结果可以被提供至比例积分控制器708，然后是饱和块710。饱和块710可以输出0或电源接口装置的负最大允许的有功电流值-Ia_最大或之间的任何值。因此，如果选择器722被切换到第一控制环750，则第一控制环750可以输出负参考电流724作为由电源接口装置输出的有功电流参考730。一旦主发电机的负载返回至主发电机的额定操作范围之内的值，则饱和块710可以允许输出负参考电流724被设置为0。
第二控制环760可以与第一控制环750类似，当F负载702小于F最小714时提供正参考电流726。第二控制环760还可以接收F负载702和F最小714，从F负载702减去F最小714。结果可以被提供至否定块716，之后是比例积分控制器708，之后是饱和块720。饱和块720可输出0或者电源接口装置的正最大允许的有功电流Ia_最大或之间的任何值。因此，如果选择器722被切换到第二控制环760，则第二控制环760可以输出正参考电流726作为电源接口装置的有功电流参考730。选择器722可以基于算法(例如在F负载702、F最大704和F最小714之间的比较)来确定位置。例如，当F负载702接近F最大704时，选择器722可以被切换到第一控制环750。例如如果F负载702大于F最大704-10％或者某些其他缓冲量，则选择器722可以切换至第一控制环750。相似地，当F负载702接近F最小714时，例如如果它小于F最小714+10％，则选择器722可以被切换至第二控制环750。如果没有条件是真的，则选择器722可以被设置为空参考设置。
图8是基于例如通过[Pa负载-Pa再生]810测量的主发电机510的负载示出来自电源接口装置350的输出功率P接口820和主发电机510的相应输出功率P发电机802的示例函数的曲线图800。当[Pa负载-Pa再生]810由0变为P最小812时，P接口820提供负有功功率使得P发电机802不下降到阈值P最小806以下。当[Pa负载-Pa再生]810在P最小812和P最大814之间(其可以对应于与主发电机510的最大额定输出相关的[Pa负载-Pa再生]值)时，主发电机510的负载可以在额定操作范围之内。主发电机510可以然后提供支持负载512需要的电能(除了接收自可再生能源502的电能之外)。P接口820在这个范围中可以是0。当[Pa负载-Pa再生]810大于P最大814时，P接口820可以提供正有功功率使得P发电机802不超过阈值P最大804。P最大804可以被设置使得主发电机510保持低于最大额定输出且不过载操作。
在一些实施方式中，电源接口装置350还可以补偿微电网和/或主发电机的无功功率。图9示出主发电机510的输出电压902和主发电机510的无功功率904的示例相关性的曲线图900。当主发电机510以下垂模式操作时，输出电压902可以随着无功功率904而改变。在规定电压V0 905，主发电机510在没有无功功率的情况下操作。当无功功率904增加时，主发电机510的输出电压902也增加直到它达到对应于最大滞后Q最大910的最大电压V最大906。当无功功率904降低时，输出电压902也降低直到它达到对应于最大超前–Q最大912的最小电压V最小908。控制算法可以工作以充分地将输出电压902维持在V0 905。
例如，图10示出以计算电源接口装置350的无功电流参考的示例算法1000的框图。控制器352可以在电源接口装置350的输出终端上接收微电网的电压，该电压对应于主发电机510的输出电压V输出902并且减去对应于没有无功功率的主发电机510的操作的规定电压V0 905。结果可以被提供至比例积分控制器1006，之后是饱和块1008。饱和块1008可以将输出限制在正或负参考电流(例如+/-Ir_最大)之间，+/-Ir_最大可以是在电源接口输出端上的最大允许的无功电流。来自饱和块1008的输出参考电流可以被提供作为输出无功电流参考1010以将微电网的电压维持在V0 905和维持主发电机510在没有无功功率的情况下操作。在这种方式下，电源接口装置350可以补偿在微电网500上的负载512的无功功率。
在一些实施方式中，上述算法允许电源接口装置350在没有与微电网500的控制器进行通信的情况下操作。
在一些实施方式中，电源接口装置350可以包括负载电流传感器和/或耦合到负载电流传感器。负载电流传感器可以检测由在微电网500上的组件产生的谐波。电源接口装置350可以包括对检测到的谐波进行滤波和补偿以减少检测到的谐波的算法。
在一些实施方式中，电源接口装置350可以关闭、停止电源接口装置350的组件或将其置于待机模式。例如，如果有功电流参考是0并且电源接口装置350不需要提供有功功率，则电源接口装置350可以停止电源接口装置350的逆变器354和功率因数校正电路358。电源接口装置350还可以停止补偿无功功率。
现已描述了一些说明性实施方式，明显的是，前述是说明性的而不是限制性的，其已经被通过示例的方式来呈现。特别地，尽管本文呈现的很多示例涉及方法行为或系统元素的具体组合，但将理解的是，那些行为和那些元素可以被以其他方式组合以完成相同目的。仅关于一个实施方式讨论的行为、元素和特征不旨在被排除在其它实施方式中的类似的作用。
注意图1至图10，枚举项被显示为单独的元素。然而，在本文描述的系统和方法的实际实现中，它们可以是其他电子设备(例如数字计算机)的不可分割的组件。因此，上述行为可以至少部分被在软件中实现，软件可以被体现在包括程序存储介质的制品中。程序存储介质包括体现在载波、计算机磁盘(磁，或光学(例如，CD或DVD，或者两者))、非易失性存储器、磁带、系统内存和计算机硬盘驱动器中的一个或多个中的非暂时性和其他数据信号。
对正面和背面、左和右、顶部和底部、或上部和下部等的任何提及旨在用于描述方便，而不是用于将本系统和方法或者它们的组件限于任何一个位置或空间取向。
对本文以单数引用的系统和方法的实施方式或元素或行为的任何引用还可以包含包括这些元素中的多个元素的实施方式，并且本文以复数对任何实施方式或元素或行为的任何引用还可以包含仅包括单个元素的实施方式。以单数或复数形式的引用不旨在将当前公开的系统或方法、它们的组件、行为或元素限于单数或复数配置。对基于任何信息、行为或元素的任何行为或元素的引用可以包括其中行为或元素至少部分基于任何信息、行为或元素的实施方式。
本文公开的任何实施方式可以与任何其他实施方式结合，并且对“实施方式，”、“一些实施方式，”、“可选实施方式”、“各种实施方式”、“一个实施方式”等的引用不一定是相互排斥的，并且旨在表明关于该实施方式描述的特定的特征、结构或者特性可以被包括在至少一个实施方式中。如本文使用的这样的术语不一定全部指的是相同的实施方式。任何实施方式可以与任何其他实施方式以与本文公开的方面和实施方式一致的任何方式进行组合。
对“或(or)”的引用可以被解释为包括使得任何使用“或”描述的任何术语可以表明单个、多于一个和所有描述的术语中的任何一个。介入的实施方式、行为或元素不是必需的，除非如此列举。问题的任何解决方案或本文在可选方案中呈现的任何元素或行为(例如使用词语“或”)不是模棱两可的也不是间接的，因为它可以被在可选方案中呈现。任何这样的可选实施方式、解决方案、元素或行为是直接可推导的和不含糊的，因为至少一个实施方式独立于任何其它可选解决方案、元素或行为。
在附图、详细描述或任何权利要求中的技术特征跟随有参考符号的地方，参考符号已经被包括用于增加附图、详细描述和权利要求的可理解性的唯一目的。因此，既非参考符号也非它们的不存在对任何权利要求元素的范围具有任何限制性效果。
本领域技术人员将认识到，本文描述的系统和方法可以被以其它特定的形式体现而不偏离其特性。例如，不间断电源可以是单相或三相不间断电源。此外，在不间断电源组件之间的耦合包括直接耦合和其中介入的元件可以存在的间接耦合。控制器可以包括硬件、软件和固件以及专用集成电路、可编程逻辑设备和处理器的组合。输入电源可以由AC电源、或任何第二或备用电源以及其组合来提供。用来自这些电源中的任何一个的输入电源描述的实施方式可以包括其中电源被至少部分提供来自这些电源中的另一个的其变型。逆变器可以具有不同的拓扑结构，并且可以包括二级或三级逆变器和其它拓扑结构或包括四级拓扑结构的多级拓扑结构。前述实施方式是说明性的，而不是对描述的系统和方法的限制。本文描述的系统和方法的范围因此通过所附权利要求而不是通过前述描述来表示，并且在权利要求的等价的意义和范围之内的变化被包括在其中。

Claims (19)

1.一种电源接口装置，包括：
第一电源接口，其被配置为耦合到电力公共设施；
第二电源接口，其被配置为耦合到包括一个或多个电源以及一个或多个负载的微电网，所述一个或多个电源包括发电机；
电源转换电路，其被耦合到所述第一电源接口和所述第二电源接口；以及
控制器，其耦合到所述电源转换电路，所述控制器被配置为通过至少以下操作来允许在以第一频率与电压操作的所述电力公共设施和以第二频率与电压操作的所述微电网之间衔接：
检测所述发电机的操作频率；以及
基于所述发电机的所述操作频率来控制在所述电力公共设施和所述微电网之间的功率流，
其中，所述电源接口装置监控所述微电网的频率并且使用所述频率以监控所述发电机的负载，并且，
其中，当所述发电机以下垂模式运行时，输出频率提供关于所述发电机的输出有功功率的信息。
2.根据权利要求1所述的电源接口装置，其中所述控制器被配置为从所述电力公共设施向所述微电网提供电力。
3.根据权利要求2所述的电源接口装置，其中所述控制器被配置为响应于由所述一个或多个负载需要的功率的量超过由所述一个或多个电源产生的功率的量而从所述电力公共设施向所述微电网提供电力。
4.根据权利要求1所述的电源接口装置，其中所述控制器被配置为从所述微电网向所述电力公共设施提供电力。
5.根据权利要求4所述的电源接口装置，其中所述控制器被配置为响应于由所述一个或多个电源产生以及由所述一个或多个负载未使用的功率的量而从所述微电网向所述电力公共设施提供电力。
6.根据权利要求1所述的电源接口装置，其中所述控制器还被配置为确定无功电流参考以补偿由所述一个或多个负载产生的无功功率。
7.根据权利要求1所述的电源接口装置，其中所述控制器被配置为：独立于来自其他控制器的指令来控制在所述电力公共设施和所述微电网之间的所述功率流。
8.根据权利要求1所述的电源接口装置，其中所述电源接口装置是不间断电源。
9.根据权利要求8所述的电源接口装置，还包括电池，并且其中所述控制器还被配置为控制在所述电池和所述微电网之间的第二功率流。
10.一种使用电源接口装置进行配电的方法，所述电源接口装置包括被配置为耦合到电力公共设施的第一电源接口、被配置为耦合到包括一个或多个电源和一个或多个负载的微电网的第二电源接口和电源转换电路，所述方法包括：
检测发电机的操作频率；并且
基于所述发电机的所述操作频率来控制在所述电力公共设施和所述微电网之间的功率流，
其中，所述电源接口装置监控所述微电网的频率并且使用所述频率以监控所述发电机的负载，并且，
其中，当所述发电机以下垂模式运行时，输出频率提供关于所述发电机的输出有功功率的信息。
11.根据权利要求10所述的方法，其中控制所述功率流包括从所述电力公共设施向所述微电网提供电力。
12.根据权利要求11所述的方法，其中控制所述功率流包括响应于由所述一个或多个负载需要的功率的量超过由所述一个或多个电源产生的功率的量而从所述电力公共设施向所述微电网提供电力。
13.根据权利要求10所述的方法，其中控制所述功率流包括从所述微电网向所述电力公共设施提供电力。
14.根据权利要求13所述的方法，其中控制所述功率流包括响应于由所述一个或多个电源产生以及由所述一个或多个负载未使用的功率的量而从所述微电网向所述电力公共设施提供电力。
15.根据权利要求10所述的方法，还包括确定无功电流参考以补偿由所述一个或多个负载产生的无功功率。
16.根据权利要求10所述的方法，包括独立于来自其他控制器的指令来控制在所述电力公共设施和所述微电网之间的所述功率流。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述电源接口装置是不间断电源。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述不间断电源还包括电池，并且其中所述方法还包括控制在所述电池和所述微电网之间的第二功率流。
19.一种电源接口装置，包括：
第一电源接口，其被配置为耦合到电力公共设施；
第二电源接口，其被配置为耦合到包括一个或多个电源以及一个或多个负载的微电网，所述一个或多个电源包括发电机；
电源转换电路，其耦合到所述第一电源接口和所述第二电源接口；以及
用于检测所述发电机的操作频率的装置；以及
基于所述发电机的所述操作频率来控制在所述电力公共设施和所述微电网之间的功率流，
其中，所述电源接口装置监控所述微电网的频率并且使用所述频率以监控所述发电机的负载，并且，
其中，当所述发电机以下垂模式运行时，输出频率提供关于所述发电机的输出有功功率的信息。
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