BR112016016479A2

BR112016016479A2 - Rede de potência digital; pelo menos um controlador de rede; e método para o encaminhamento de potência elétrica digital entre elementos de controle de potência

Info

Publication number: BR112016016479A2
Application number: BR112016016479-2A
Authority: BR
Inventors: Harry Daniel Lowe; Stephen Eaves
Original assignee: VoltServer, Inc.
Priority date: 2014-01-19
Filing date: 2015-01-16
Publication date: 2020-09-08
Also published as: EP3095035B1; US9893521B2; CA2936847C; MX2016009361A; JP2017508430A; CN106030545B; ES2754230T3; JP6550060B2; IL246803A0; MX359782B; IL246803B; US20150207318A1; WO2015109193A1; EP3095035A1; CA2936847A1; EP3095035A4; PT3095035T; CN106030545A

Abstract

REDE DE POTÊNCIA DIGITAL; PELO MENOS UM CONTROLADOR DE REDE; E MÉTODO PARA O ENCAMINHAMENTO DE POTÊNCIA ELÉTRICA DIGITAL ENTRE ELEMENTOS DE CONTROLE DE POTÊNCIA. Uma rede de potência digital compreende, pelo menos, um dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital que inclui (a) pelo menos um barramento de potência CC; (b) pelo menos dois elementos de controle de potência, cada um com, pelo menos, dois conjuntos de terminais de potência, em que pelo menos um acomoda potência elétrica no formato de transferência de energia em pacote, e em que cada elemento de controle de potência tem conexões elétricas que permitem a conexão de um conjunto de terminais de potência ao barramento de potência CC; e (c) pelo menos um controlador de rede operável para a execução de funções de controle dentro dos elementos de controle de potência para o encaminhamento de potência elétrica desde, pelo menos, um elemento de controle de potência para, pelo menos, um outro elemento de controle de potência dentro da rede de potência digital. A rede de potência digital inclui ainda, pelo menos, uma fonte de alimentação e, pelo menos, uma carga.

Description

REDE DE POTÊNCIA DIGITAL E MÉTODO PARA O ENCAMINHAMENTO DE POTÊNCIA ELÉTRICA DIGITAL ENTRE ELEMENTOS DE CONTROLE DE POTÊNCIA ANTECEDENTES

[001] Um sistema de distribuição de potência elétrica digital representativo usando protocolo PET é descrito na Patente U.S. 8,781,637 (Eaves 2012).

[002] O fator perspicaz primário em um sistema de transmissão de potência digital em comparação com sistemas de potência analógicos tradicionais é o fato de a energia elétrica ser separada em unidades distintas, e as unidades individuais de energia poderem ser associadas às informações analógicas e/ou digitais que podem ser usadas para os propósitos de otimização de segurança, eficiência, resiliência, controle ou encaminhamento.

[003] Como descrito por Eaves 2012, um controlador de fonte e um controlador de carga são conectados por condutores de distribuição de potência. O controlador de fonte de Eaves 2012 isola (desconecta) periodicamente os condutores de distribuição de potência da fonte de alimentação e analisa, em um mínimo, as características de voltagem presentes nos terminais de controlador de fonte diretamente antes e depois de os condutores serem isolados. A taxa de subida e descida da voltagem nos condutores revela se está presente uma condição de falha nos condutores do sistema de distribuição de potência. As falhas mensuráveis incluem, mas não se limitam a, curto-circuito, elevada resistência de linha ou a presença de um indivíduo que ficou indevidamente em contato com os condutores. Eaves 2012 descreve igualmente informações digitais que podem ser enviadas entre os controladores de fonte e de carga pelos condutores de distribuição de potência para melhorar mais a segurança ou fornecer características gerais da transferência de energia, como por exemplo energia total, ou a voltagem nos terminais de controlador de carga. Uma vez que a energia em um sistema PET é transferida como quantidades ou quanta distintas, a mesma pode ser referida como “potência digital”.

[004] Uma vez que Eaves 2012 se focou na transferência de potência desde uma única fonte para um dispositivo de carga, a descrição que se segue descreve como os elementos de rede de potência digital que incluem múltiplas cargas, fontes, dispositivos de armazenamento de energia e outras redes elétricas convencionais podem ser otimamente coordenados para formar uma rede de potência digital. A arquitetura de rede de potência digital revelada fornece uma plataforma para a transferência segura, resiliente e eficiente de potência e adiciona estruturas de prioridade que otimizam esses atributos.

SUMÁRIO

[005] As redes de potência digital e os métodos para o encaminhamento de potência elétrica digital entre elementos de controle de potência são aqui descritos, em que várias modalidades do aparelho e dos métodos podem incluir alguns ou a totalidade dos elementos, das funcionalidades e das etapas descritos abaixo.

[006] Uma rede de potência digital compreende pelo menos um dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital para facilitar o encaminhamento da potência entre elementos de controle de potência. O dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital compreende (a)

pelo menos um barramento de potência CC; (b) pelo menos dois elementos de controle de potência, cada um com pelo menos dois conjuntos de terminais de potência, em que pelo menos um dos conjuntos de terminais de potência acomoda potência elétrica no formato de transferência de energia em pacote, e em que cada elemento de controle de potência tem conexões elétricas (p. ex., comutador de fios e/ou eletrônico que conecta seletivamente os terminais ao barramento de potência CC) configuradas para permitir a conexão de um conjunto dos respectivos terminais de potência ao barramento de potência CC; e (c) pelo menos um controlador de rede operável para a execução de funções de controle dentro dos elementos de controle de potência de rede para o encaminhamento de potência elétrica desde pelo menos um elemento de controle de potência para pelo menos um outro elemento de controle de potência dentro da rede de potência digital. A rede de potência digital inclui ainda pelo menos uma fonte de potência acoplada em pelo menos um dos elementos de controle de potência e pelo menos uma carga acoplada em pelo menos um dos elementos de controle de potência.

[007] Em modalidades particulares, a funcionalidade de controlador de rede reside em um dos elementos de controle de potência de rede. Nas modalidades adicionais, o roteador de potência digital inclui pelo menos um barramento de potência digital separado do barramento CC, onde o barramento de potência digital facilita o encaminhamento direto de potência no formato de transferência de energia em pacote desde um elemento de controle de potência para pelo menos outro elemento de controle de potência.

[008] Em modalidades particulares, o controlador executa um algoritmo que atribui um valor de ponderação a cada opção para o encaminhamento de potência desde um elemento de controle de potência para outro elemento de controle de potência permitindo que as decisões de encaminhamento sejam otimizadas com base nos atributos de segurança, resiliência e eficiência. Nas modalidades adicionais, o controlador de rede reside em um primeiro dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital que troca informações de encaminhamento com um controlador de rede residindo em um segundo dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital, permitindo que as decisões de encaminhamento entre elementos de controle de potência de rede conectados ao primeiro dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital sejam tomadas pelo controlador de rede que reside no segundo dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital.

[009] Em modalidades particulares, um primeiro elemento de controle de potência é conectado ao barramento de potência digital de um primeiro roteador de potência digital e fornece potência no formato de transferência de energia em pacote a um segundo elemento de controle de potência conectado ao mesmo barramento de potência digital no mesmo roteador de potência digital, e o segundo elemento de controle de potência direciona a potência digital para um terceiro elemento de controle de potência que é conectado a um segundo roteador de potência digital.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[010] A FIGURA ilustra esquematicamente uma rede de potência digital, como aqui descrito.

[011] Nos desenhos anexos, os caracteres de referência iguais se referem às mesmas partes ou similares em todas as vistas diferentes; e os apóstrofos são usados para diferenciar múltiplas instâncias dos mesmos itens ou similares partilhando o mesmo numeral de referência. Os desenhos não se encontram necessariamente em escala; em vez disso, é colocada ênfase na ilustração de princípios específicos nas exemplificações descritas abaixo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[012] As anteriores e outras funcionalidades e vantagens de vários aspectos do(s) invento(s) serão evidentes desde a seguinte descrição mais particular de vários conceitos e modalidades específicas dentro dos limites mais alargados do(s) invento(s). Vários aspectos da matéria de discussão apresentada acima e descrita em maior detalhe abaixo podem ser implementados de qualquer uma de numerosas formas, uma vez que a matéria de discussão não se limita a nenhuma maneira particular de implementação. Os exemplos de implementações e aplicações específicas são providenciados sobretudo para fins ilustrativos.

[013] Salvo definição, uso ou caracterização aqui em contrário, os termos que são aqui usados (incluindo termos técnicos e científicos) devem ser interpretados como tendo um significado que é consistente com o seu significado aceito no contexto da técnica relevante e não devem ser interpretados em um sentido idealizado ou excessivamente formal, a menos que expressamente aqui definido desse modo. Por exemplo, se for referenciada uma composição específica, a composição pode ser substancialmente, embora não perfeitamente, pura, uma vez que podem se aplicar realidades práticas e imperfeitas; p. ex., a potencial presença de pelo menos impurezas de rastro (p. ex., menos de 1 ou 2%) pode ser compreendida como se encontrando dentro do escopo da descrição; igualmente, se for referenciado um formato específico, o formato tenciona incluir variações imperfeitas desde formatos ideais, p. ex., devido a tolerâncias de fabricação. As percentagens ou concentrações aqui expressadas podem representar em peso ou em volume. Os processos, procedimentos e fenômenos descritos abaixo podem ocorrer na pressão (p. ex., cerca de 50 a 120 kPa, por exemplo, cerca de 90 a 110 kPa) e temperatura (p. ex., -20 a 50 ºC, por exemplo, cerca de 10 a 35 ºC) ambientes, salvo especificação em contrário.

[014] Embora os termos primeiro, segundo e terceiro, etc., possam ser aqui usados para descrever vários elementos, esses elementos não devem ser limitados por esses termos. Esses termos são simplesmente usados para distinguir um elemento do outro. Desse modo, um primeiro elemento, descrito abaixo, pode ser denominado um segundo elemento sem sair dos ensinamentos das modalidades exemplares.

[015] Os termos espacialmente relativos, como por exemplo “acima”, “abaixo”, “esquerda”, “direita”, “na frente”, “atrás” e afins, podem ser aqui usados para facilitar a descrição da relação de um elemento com outro elemento, como ilustrado nas figuras. Será compreendido que os termos espacialmente relativos, bem como as configurações ilustradas, pretendem abranger diferentes orientações do aparelho em uso ou em operação, além das orientações aqui descritas e representadas nas figuras. Por exemplo, se o aparelho nas figuras se encontrar virado ao contrário, os elementos descritos como “abaixo” ou “debaixo” de outros elementos ou funcionalidades se encontrarão assim orientados “acima” dos outros elementos ou funcionalidades. Desse modo, o termo exemplar “acima” pode abranger tanto uma orientação de acima como abaixo. O aparelho pode então ser orientado (p. ex., rodado 90 graus ou em outras orientações) e os descritores espacialmente relativos aqui usados podem ser interpretados conformemente.

[016] Além disso, nessa revelação, quando um elemento é referido como se encontrando “ligado” “conectado a”, “acoplado em”, “em contato com”, etc. outro elemento, o mesmo pode se encontrar diretamente ligado, conectado a, acoplado em, ou em contato com o outro elemento, ou podem estar presentes elementos intermediários, salvo especificação em contrário.

[017] A terminologia aqui usada se destina ao propósito de descrever modalidades específicas e não tenciona ser limitativa das modalidades exemplares. Como aqui usado, as formas singulares, como por exemplo “um”, pretendem incluir igualmente as formas plurais, salvo indicação em contrário no contexto. Adicionalmente, os termos “inclui”, “incluindo”, “compreende” e “compreendendo” especificam a presença dos elementos ou etapas mencionados, mas não excluem a presença ou adição de um ou mais outros elementos ou etapas.

[018] Um componente primário da rede de potência digital revelada, ilustrada na FIGURA, corresponde a um roteador de potência digital (igualmente referido como um dispositivo de encaminhamento) 1. O roteador 1 serve uma quantidade de elementos de controle de potência 3a a 3f. Um elemento de controle de potência de fonte/carga exemplar 3d’’’’ é ilustrado na FIGURA servindo um dispositivo de armazenamento de energia, nesse caso uma bateria 2. Outros elementos de controle de potência 3a’’’/3b’’ podem servir um painel solar 8, que corresponde a uma fonte de energia, ou uma luz LED 9, que corresponde a uma carga. Os elementos de controle de potência podem ter diferentes níveis de importância dentro de uma rede de potência digital. Por exemplo, o elemento de controle de potência 3b’ servindo uma carga crítica 10, como por exemplo um dispositivo médico de respiração ou um rádio celular que inclui serviço de emergência (112), recebe uma prioridade mais elevada que outros elementos. O sistema não é limitado aos exemplos descritos de dispositivo de armazenamento de energia, carga e fonte, uma vez que os mesmos representam somente um pequeno subconjunto de uma miríade do que se encontra disponível para a interação com a rede de potência digital.

[019] Os elementos de controle de potência 3a a 3f efetuam uma ou mais das seguintes funções: - verificação da transferência segura de energia segundo o protocolo de transferência de energia em pacote (PET - Packet Energy Transfer); - conversão da potência analógica em potência digital segundo o protocolo PET, ou vice- versa; - conversão e/ou controle de voltagem e/ou corrente; e - mudança da potência de um canal para outro canal dentro da rede.

[020] Cada um dos elementos de controle de potência inclui terminais de potência. Pelo menos um conjunto dos terminais de potência pode acomodar potência elétrica no formato de transferência de energia em pacote por via da eletrônica interna em relação ao elemento de controle de potência que converte a potência do formato de transferência de energia em pacote novamente em potência CC convencional. A exceção é um elemento de controle de potência projetado como um comutador de potência digital, que direciona potência no formato de transferência de energia em pacote existente para outro elemento de controle de potência sem converter a potência de novo para a potência CC convencional.

[021] Sempre que as funções envolvem transferência de potência digital, o protocolo PET é continuamente executado e verificado para garantir a segurança. Na FIGURA, ilustrados na legenda do desenho e dentro dos blocos funcionais do elemento representado, os elementos de controle de potência 3a a 3f são identificados de acordo com sua funcionalidade como S para fonte (source) 3a, L para carga (load) 3b, X para comutador 3c. Os elementos de controle de potência com funções combinadas incluem elementos de fonte/carga combinados 3d, um elemento de carga/comutador combinado 3e e um elemento de fonte/carga/comutador combinado 3f.

[022] Um elemento de controlador de rede 6, identificado como C, fornece comandos, executa algoritmos de supervisão e recebe dados de outros dispositivos de processamento que possam residir dentro dos elementos de controle de potência 3a a f ou dentro dos elementos de controlador de rede em outros roteadores externos. Em uma modalidade, o controlador de rede compreende um microprocessador que comunica com os elementos de controle de potência dentro do roteador de potência digital pelo barramento de comunicação 7 residente no roteador de potência digital.

[023] Relativamente à FIGURA, os elementos de fonte 3a estão efetuando funções relacionadas com a fonte (S). Mais especificamente para esse exemplo, o elemento de fonte 3a’’’ está convertendo potência CC analógica de um painel solar 8 em uma voltagem analógica CC mais alta e depois convertendo essa voltagem analógica em potência digital no formato PET. Qualquer uma de várias arquiteturas de conversor de potência, bem conhecidas dos peritos na técnica, pode ser usada para a conversão da voltagem mais baixa do painel solar 8 em voltagem mais alta. As voltagens representativas, mas não para limitar o escopo desse invento, podem ser de 36 a 48 Vdc para a voltagem de funcionamento de um painel solar e de 300 a 400 Vdc para a amplitude da potência digital PET. O método que o elemento de controle de potência emprega para a conversão no formato PET é descrito em Eaves 2012.

[024] Os elementos de controle de potência 3b estão atuando como elementos de carga, L, convertendo a potência digital PET, usando os métodos de Eaves 2012, novamente para o nível de voltagem CC analógica usado dentro do roteador de potência digital 1. A voltagem CC interna do roteador de potência digital tem tipicamente, mas não para limitar o escopo desse invento, um nível de 300 a 400 Vdc.

[025] O elemento de controle de potência 3e inclui uma funcionalidade de comutação (X) bem como de carga (L) que é útil no fornecimento de uma fonte de energia (nesse exemplo, um painel solar 8). Usando a função de comutação, o elemento de controle de potência 3e pode evitar a conversão da potência digital em potência analógica e, em alternativa, encaminhar a potência digital diretamente para outro elemento que tenha igualmente a funcionalidade de comutação em vez de converter a potência digital em CC analógica interna em relação ao roteador 1 no barramento CC analógico 11. Por exemplo, o elemento de controle de potência 3e pode comutar a potência para que o barramento de encaminhamento 4 seja mais encaminhado para o elemento de controle de potência 3f que tem a funcionalidade de fonte/carga/comutação. O elemento de controle de potência 3f depois transfere a potência digital para um elemento de fonte/carga 3d’’’’. O elemento de controle de potência de fonte/carga 3d’’’’ depois converte a potência digital no nível de potência analógica apropriado necessário para carregar a bateria 2. Se os elementos de controle de potência 3e e 3f efetuarem funções de comutação em vez de conversão, existem menos perdas e por consequência mais eficiência na transferência.

[026] As decisões sobre a comutação e o encaminhamento são administradas pelo controlador de rede 6. Todavia, deve ser notado que outra instância de controlador de rede 6 fora do roteador 1 pode igualmente tomar decisões, particularmente uma vez que o encaminhamento de potência pode envolver o envio de potência digital a uma unidade de encaminhamento de potência digital inteiramente diferente como é ilustrado pela conexão ao elemento de comutação 3c’ que pode encaminhar potência digital para um segundo roteador de potência. O barramento de encaminhamento interno adicional 5 é ilustrado para permitir a criação de múltiplas conexões e trajetórias de encaminhamento em simultâneo. De acordo com as necessidades da aplicação, podem existir mais de dois barramentos de encaminhamento internos instalados. Tomada de Decisão:

[027] O sistema permite que as decisões sobre a conversão e o encaminhamento de potência sejam tomadas com base na otimização da segurança, resiliência e eficiência da transferência de potência. Existem considerações adicionais a serem tomadas com base na prioridade atribuída aos elementos de controle de potência (p. ex., fontes e cargas); de modo a fornecer mais prioridade a um dispositivo médico de suporte de vida 10 versus iluminação geral 9.

[028] As informações sobre os elementos de controle de potência disponíveis no sistema, os respectivos estados e as instruções para o encaminhamento são gerenciados por uma tabela de encaminhamento; uma ferramenta que é bem conhecida dos peritos na técnica na indústria dos roteadores de dados atuais (como por exemplo um roteador Ethernet usado em uma habitação ou um centro de dados).

[029] A tabela de encaminhamento inclui a capacidade de atribuição de um “custo” a várias decisões de encaminhamento. No exemplo anterior, a potência no formato PET digital de um painel solar 8 foi encaminhada diretamente para uma bateria 2 em vez de ser novamente convertida na potência analógica dentro do roteador de potência digital 1 primeiro, evitando assim perdas de conversão e melhorando a eficiência. Essa decisão é tomada atribuindo uma variável de custo à ação de comutação que penaliza a decisão de conversão mais do que a decisão alternativa de comutação e encaminhamento. Todavia, se a bateria 2 tiver sido totalmente carregada e já não for capaz de aceitar energia, então a variável de custo será atualizada e a decisão mudada para encaminhar a potência do painel solar 8 para outra localização ou converter a potência na potência CC analógica interna usada pelo roteador de potência digital 1. A tabela de encaminhamento pode igualmente incluir custos de encaminhamento para o envio de potência por um segundo roteador de potência digital que tenha comunicado as respectivas variáveis de custo ao primeiro roteador 1 utilizando a ligação de comunicação externa 11 ilustrada ligada ao controlador 6. Igualmente, o primeiro roteador de potência digital 1 comunica a respectiva variável de custo a outros roteadores de potência digital conectados e pode receber e enviar potência aos/desde os roteadores.

[030] Como descrito no exemplo de custo de encaminhamento acima, os elementos de controle de potência externos, como por exemplo o que serve a bateria, podem necessitar de comunicar o respectivo estado ao roteador de potência digital 1. No exemplo da bateria 2, foi necessário ter uma variável de estado indicativa do estado de carga da bateria 2. A comunicação entre um elemento de controle de potência dentro do roteador de potência digital 1 e um elemento de controle de potência fora do roteador de potência digital 1 pode ser efetuada com os mesmos condutores como são usados para a transmissão de potência usando técnicas de modulação em linha descritas em Eaves 2012, ou por via de comunicação externa com fios ou sem fios entre o elemento de controle de potência e o controlador de roteador de potência digital 6. As comunicações são igualmente úteis para permitir a configuração “plug-and-play” da rede de potência digital onde o elemento de controle de potência pode comunicar dados que podem incluir um código de identificação, estado, características e capacidades. Todavia, mesmo sem configuração automática, a tabela de encaminhamento de potência digital permitirá a configuração manual de elementos de controle de potência usando um operador ou uma interface de configuração de fábrica.

[031] A capacidade de comunicação entre o controlador de roteador de potência digital 6 e os elementos de controle de potência permite igualmente atualizações dinâmicas de uma mudança no estado ou tipo de elemento de rede e permite uma mudança na funcionalidade de elemento de rede, como por exemplo a mudança da realização de uma função de fonte versus uma função de carga ou comutação.

[032] Na descrição de modalidades do invento, é usada terminologia específica por motivos de clareza. Para efeitos de descrição, os termos específicos pretendem pelo menos incluir equivalentes técnicos e funcionais que operam de uma maneira similar de modo a alcançar um resultado similar. Adicionalmente, em algumas instâncias onde uma modalidade particular do invento inclui uma pluralidade de elementos do sistema ou etapas do método, esses elementos ou essas etapas podem ser substituídos por um único elemento ou uma única etapa; igualmente, um único elemento ou uma única etapa pode ser substituído por uma pluralidade de elementos ou etapas que sirvam o mesmo propósito. Ademais, onde os parâmetros para várias propriedades ou outros valores são especificados aqui para modalidades do invento, esses parâmetros ou valores podem ser ajustados para cima ou para baixo em 1/100º, 1/50º, 1/20º, 1/10º, 1/5º, 1/3º, 1/2, 2/3º, 3/4º, 4/5º, 9/10º, 19/20º, 49/50º, 99/100º, etc. (ou para cima em um fator de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 20, 50, 100, etc.), ou em aproximações arredondadas dos mesmos, salvo especificação em contrário.

Além do mais, enquanto esse invento foi ilustrado e descrito com referências a modalidades particulares do mesmo, os peritos na técnica compreenderão que podem ser efetuadas várias substituições e alterações na forma e nos detalhes sem sair do escopo do invento.

Além disso, outros aspectos, funções e vantagens se encontram igualmente no escopo do invento; e todas as modalidades do invento não necessitam necessariamente de alcançar todas as vantagens ou ter todas as características descritas acima.

Adicionalmente, as etapas, os elementos e as funcionalidades aqui descritas em conexão com uma modalidade podem igualmente ser usados junto com outras modalidades.

Os conteúdos das referências, incluindo textos de referência, artigos de jornal, patentes, pedidos de patente, etc., citados em todo o texto são aqui incorporados na sua totalidade a título de referência; e os componentes, as etapas e as caracterizações apropriados dessas referências podem ou podem não ser incluídos nas modalidades desse invento.

Além disso, os componentes e as etapas identificados na seção Antecedentes são integrantes dessa revelação e podem ser usados junto com ou substituídos por componentes e etapas descritos em outro lugar na revelação dentro do escopo do invento.

Nas reivindicações do método, onde os estágios são indicados em uma ordem específica, com ou sem caracteres de prefácio sequenciados adicionados para facilitar a referência, os estágios não devem ser interpretados como sendo temporalmente limitados à ordem na qual os mesmos são indicados, salvo especificação ou sugestão em contrário pelos termos e pela formulação.

[003] Como descrito por Eaves 2012, um controlador de fonte e um controlador de carga são conectados por condutores de distribuição de potência. O controlador de fonte de Eaves 2012 isola (desconecta) periodicamente os condutores de distribuição de potência da fonte de alimentação e analisa, em um mínimo, as características de voltagem presentes nos terminais de controlador de fonte diretamente antes e depois de os condutores serem isolados. A taxa de subida e descida da voltagem nos condutores revela se está presente uma condição de falha nos condutores do sistema de distribuição de potência. As falhas mensuráveis incluem, mas não se limitam a, curto-circuito, elevada resistência de linha ou a presença de um indivíduo que ficou indevidamente em contato com os condutores. Eaves 2012 descreve igualmente informaç ões digitais que podem ser e n v i a d a s e n t r e o s

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. REDE DE POTÊNCIA DIGITAL, caracterizada por compreender: pelo menos um dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital configurado para facilitar o encaminhamento de potência entre elementos de controle de potência, em que o dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital compreende: a) pelo menos um barramento de potência CC; b) pelo menos dois elementos de controle de potência, cada um com pelo menos dois conjuntos de terminais de potência, em que pelo menos um dos conjuntos de terminais de potência acomoda potência elétrica no formato de transferência de energia em pacote, e em que cada elemento de controle de potência tem conexões elétricas configuradas para permitir a conexão de um conjunto dos respectivos terminais de potência ao barramento de potência CC; c) pelo menos um barramento de potência digital separado do barramento de potência CC, em que o barramento de potência digital é configurado para facilitar o encaminhamento direto de potência digital no formato de transferência de energia de pacote de pelo menos um elemento de controle de potência para pelo menos um outro elemento de controle de potência na rede de potência digital; e d) pelo menos um controlador de rede configurado para a execução de funções de controle dentro dos elementos de controle de potência para determinar o encaminhamento de potência digital e para o encaminhamento da potência digital do pelo menos um elemento de controle de potência para o pelo menos um outro elemento de controle de potência dentro da rede de potência digital através do pelo menos um barramento de potência digital; pelo menos uma fonte de alimentação acoplada em pelo menos um dos elementos de controle de potência; e pelo menos uma carga acoplada em pelo menos um dos elementos de controle de potência.

2. REDE DE POTÊNCIA DIGITAL de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela funcionalidade de controlador de rede residir em um dos elementos de controle de potência.

3. REDE DE POTÊNCIA DIGITAL de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital compreender um primeiro dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital e um segundo dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital, e em que um primeiro elemento de controle de potência conectado ao barramento de potência digital do primeiro dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital fornece potência no formato de transferência de energia em pacote a um segundo elemento de controle de potência conectado ao mesmo barramento de potência digital no mesmo dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital, e em que o segundo elemento de controle de potência direciona a potência para um terceiro elemento de controle de potência que é conectado a um segundo dispositivo de encaminhamento de potência digital.

4. REDE DE POTÊNCIA DIGITAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo controlador de rede executar um algoritmo que atribui um valor de ponderação a cada opção para o encaminhamento de potência desde um elemento de controle de potência para outro elemento de controle de potência permitindo que as decisões de encaminhamento sejam otimizadas com base nos atributos de segurança, resiliência e eficiência.

5. REDE DE POTÊNCIA DIGITAL de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo controlador de rede incluído em um primeiro dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital trocar informações de encaminhamento com um segundo controlador de rede residente em um segundo dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital, permitindo que as decisões de encaminhamento entre elementos de controle de potência conectados ao primeiro dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital sejam tomadas pelo segundo controlador de rede que reside no segundo dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital.

6. MÉTODO PARA O ENCAMINHAMENTO DE POTÊNCIA ELÉTRICA DIGITAL ENTRE ELEMENTOS DE CONTROLE DE POTÊNCIA, o método caracterizado por compreender: o encaminhamento de potência elétrica digital com pelo menos um dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital entre uma pluralidade de elementos de controle de potência, cada elemento de controle de potência tendo pelo menos dois conjuntos de terminais de potência e, o dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital incluindo (a) pelo menos um barramento de potência CC; (b) pelo menos dois elementos de controle de potência, em que, pelo menos um terminal de potência de cada elemento de controle de potência é conectado ao barramento de potência CC; (c) pelo menos um controlador de rede; e (d) pelo menos um barramento de potência digital separado do barramento de potência CC, em que o barramento de potência digital encaminha diretamente potência digital no formato de transferência de energia em pacote de pelo menos um elemento de controle de potência para pelo menos um outro elemento de controle de potência; a execução de funções de controle dentro dos elementos de controle de potência através de pelo menos um controlador de rede para determinar o encaminhamento da potência digital; e em resposta às funções de controle executadas, transmissão da potência digital no formato de transferência de energia em pacote através do pelo menos um barramento de potência digital de pelo menos um elemento de controle de potência para o pelo menos um outro elemento de controle de potência.

7. MÉTODO de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pela funcionalidade de controlador de rede residir em um dos elementos de controle de potência.

8. MÉTODO de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital compreender um primeiro dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital e um segundo dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital, e em que um primeiro elemento de controle de potência conectado ao barramento de potência digital do primeiro dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital fornece potência no formato de transferência de energia em pacote a um segundo elemento de controle de potência conectado ao mesmo barramento de potência digital no mesmo dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital, e em que o segundo elemento de controle de potência direciona a potência para um terceiro elemento de controle de potência que é conectado a um segundo dispositivo de encaminhamento de potência digital.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo controlador de rede executar um algoritmo que atribui um valor de ponderação a cada opção para o encaminhamento de potência desde um elemento de controle de potência para outro elemento de controle de potência, otimizando as decisões de encaminhamento com base nos atributos de segurança, resiliência e eficiência.

10. MÉTODO de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo controlador de rede residente em um primeiro dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital trocar informações de encaminhamento com um segundo controlador de rede residente em um segundo dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital, permitindo que as decisões de encaminhamento entre elementos de controle de potência conectados ao primeiro dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital sejam tomadas pelo segundo controlador de rede que reside no segundo dispositivo de encaminhamento de potência elétrica digital.