CN105794071A - 电力控制系统、电力控制装置以及控制电力控制系统的方法 - Google Patents

电力控制系统、电力控制装置以及控制电力控制系统的方法 Download PDF

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Abstract

为了构造能够管理多个分布式电源之间的有效操作控制而不降低分布式电源方面的通用性的系统,所公开的电力控制系统包括发电装置33、电力控制装置20和虚拟输出系统50,其中,发电装置33在电流传感器检测到正向电力流动时发电,电力控制装置20具有输出部,输出部能够在发电装置33和其它分布式电源从电网断开时输出来自其它分布式电源12的电力,虚拟输出系统50能够通过来自输出部和发电装置中的至少一个的输出供给虚拟电流,该虚拟电流能够由电流传感器作为在与正向电力流动方向相同的方向上的电流而检测到。电力控制系统还包括独立操作开关24和同步开关52,独立操作开关24布置在发电装置33与其它分布式电源12之间,在互连操作期间断开并且在分布式电源独立操作期间导通,同步开关52在独立操作开关24导通时使虚拟电流与独立操作开关24同步地流动。

Description

电力控制系统、电力控制装置以及控制电力控制系统的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年12月2日提交的第2013-249687号日本专利申请的优先权和权益,该日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及电力控制系统、电力控制装置以及用于控制电力控制系统的方法。
背景技术
在包括诸如太阳电池板等的发电设备的发电系统中,作为用于发电的功率调节器,已知的装置允许在与市电电网(下文视情况缩写成“电网”)互连时输出AC电力的电网互连操作以及在不与电网互连时输出AC电力的独立操作(例如参见专利文献1)。
而且,在包括诸如通过电网充电的蓄电池等的蓄电设备的存储系统中,作为用于蓄电的功率调节器,与上述用于发电的功率调节器的情况一样,已知的装置允许在与电网互连时输出AC电力的电网互连操作以及在不与电网互连时输出AC电力的独立操作(例如参见专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开2007-049770A号公报
专利文献2:日本专利公开2008-253033A号公报
发明内容
发明要解决的问题
电力控制系统需要整体地管理并运行诸如太阳能电池、蓄电池、燃料电池、气体动力发电机等的多个分布式电源。存在这样的具体需求,即构造能够管理多个分布式电源之间的有效操作控制而不降低分布式电源方面的通用性的系统。
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供能够管理多个分布式电源之间的有效操作控制而不降低分布式电源方面的通用性的电力控制系统、电力控制装置以及用于控制电力控制系统的方法。
解决问题所需手段
为解决上述问题,根据本公开的电力控制系统包括:
发电装置,在电流传感器检测到正向电力流动时发电;
电力控制装置,具有输出部,所述输出部能够在发电装置和其它分布式电源从电网断开时输出来自其它分布式电源的电力;以及
虚拟输出系统,所述输出部和所述发电装置中的至少一个的输出供给虚拟电流,所述虚拟电流能够由所述电流传感器作为在与正向电力流动方向相同的方向上的电流而检测到;
电力控制系统还包括:独立操作开关,布置在所述发电装置和所述其它分布式电源之间,所述独立操作开关在互连操作期间断开并且在所述分布式电源独立操作期间导通;以及
同步开关,当所述独立操作开关导通时使所述虚拟电流与所述独立操作开关同步地流动。
另外,优选地:
所述分布式电源包括蓄电池;
供给所述虚拟电流的所述虚拟输出系统配置成使得所述虚拟输出系统能够选择所述虚拟电流的至少两个值并且供给它们;并且
当所述蓄电池充满电时,选择所述虚拟电流的至少两个值之中的小电流值。
此外,优选地,在所述虚拟电流的所述至少两个值之中,大电流值i1[A]与由所述发电装置的特性规定的预定值X[W]之间满足i1>X/(Vg)(Vg是来自所述发电装置的输出电压[V])的关系,并且小电流值i2[A]与所述预定值X[W]之间满足i2<X/(Vg)的关系。
另外,优选地:
通过使用配线以预定圈数[次数]n缠绕所述电流传感器,所述虚拟电流经由所述配线而供给至所述电流传感器,其中,所述虚拟输出系统中的所述虚拟电流被供给至所述配线;
在所述虚拟电流的至少两个值之中,大电流值i1[A]与由所述发电装置的特性规定的预定值X[W]之间满足i1>X/(n·Vg)(Vg是来自所述发电装置的输出电压[V])的关系;并且小电流值i2[A]与所述预定值X[W]之间满足i2<X/(n·Vg)的关系。
此外,优选地,通过将串联连接的电阻和开关的两个或更多个组合并联来配置所述虚拟输出系统。
此外,优选地,所述虚拟电流的至少两个值具有所述虚拟电流的三个值;并且在所述虚拟电流的三个值之中,最大电流值i3[A]与由所述发电装置的发电开始电流值规定的预定值Y[W]之间满足i3>Y/(Vg)(Vg是来自所述发电装置的输出电压[V])的关系;第二大电流值i1[A]与预定值Y[W]和由所述发电装置的特性规定的预定值X[W]之间满足i1>X/(Vg)和i1<Y/(Vg)的关系;并且最小电流值i2[A]与预定值X[W]之间满足i2<X/(Vg)的关系。
此外,优选地:
所述虚拟电流通过使用配线以预定圈数[次数]n缠绕所述电流传感器而供给至所述电流传感器,其中,所述虚拟输出系统中的所述虚拟电流通过所述配线供给;
所述虚拟电流的至少两个值具有所述虚拟电流的三个值;并且
在所述虚拟电流的三个值之中,最大电流值i3[A]与由所述发电装置的所述发电开始电流值规定的预定值Y[W]之间满足i3>Y/(n·Vg)(Vg是来自所述发电装置的输出电压[V])的关系;第二大电流值i1[A]与预定值Y[W]和由所述发电装置的所述特性规定的预定值X[W]之间满足i1>X/(n·Vg)和i1<Y/(n·Vg)的关系;并且最小电流值i2[A]与预定值X[W]之间满足i2<X/(n·Vg)的关系。
另外,为解决以上问题,根据本公开的电力控制装置在电力控制系统中使用,所述电力控制系统具有在电流传感器检测到正向电力流动时发电的发电装置和其它分布式电源,所述电力控制装置包括:
输出部,能够在所述发电装置和所述其它分布式电源从电网断开时输出来自所述其它分布式电源的电力,其中,在与正向电力流动方向相同的方向上的虚拟电流能够通过来自所述输出部和所述发电装置中的至少一个的输出而供给至所述电流传感器;
独立操作开关,所述独立操作开关在互连操作期间断开并且在所述分布式电源独立操作期间导通,其中,所述独立操作开关布置在所述发电装置与所述其它分布式电源之间;以及
控制器,控制使得所述虚拟电流在所述独立操作开关导通时与所述独立操作开关同步地流动。
另外,为解决以上问题,根据本公开的电力控制系统的方法用于控制具有在电流传感器检测到正向电力流动发电的发电装置和其它分布式电源的电力控制系统,所述方法包括以下步骤:
在所述发电装置和所述其它分布式电源从电网断开时输出来自所述其它分布式电源的电力;
通过来自所述发电装置和所述其它分布式电源中的至少一个的输出向所述电流传感器供给虚拟电流,所述虚拟电流在与所述正向电力流动方向相同的方向上流动;
在互连操作期间断开布置在所述发电装置与所述其它分布式电源之间的独立操作开关;
在所述独立操作期间使所述独立操作开关导通;以及
在所述独立操作开关导通时使同步开关导通,其中,所述同步开关用于使所述虚拟电流流动。
发明效果
根据所公开的电力控制系统、电力控制装置以及用于控制电力控制系统的方法,能够管理多个分布式电源之间的有效操作控制而不降低分布式电源方面的通用性。
附图说明
图1是根据本公开的第一实施方式的电力控制系统的框图。
图2是示出根据本公开的第一实施方式的虚拟输出系统的配线的视图。
图3是示出根据本公开的第一实施方式的电力控制系统中的电流传感器、电网和虚拟输出系统之间的配线的视图。
图4是示出根据本公开的第一实施方式的当互连操作期间在电力控制系统中的控制实施例的视图。
图5是示出根据本公开的第一实施方式的当独立操作期间在电力控制系统中的控制实施例的视图。
图6是示出根据本公开的第一实施方式的当独立操作期间在电力控制系统中的控制实施例的视图。
图7是示出根据本公开的第一实施方式的电力控制系统中在独立操作期间(蓄电池充电完成时)的控制实施例的视图。
图8是示出根据另一实施方式的电力控制系统的框图。
图9是示出根据另一实施方式的电力控制系统的虚拟输出系统的配线的视图。
图10是示出根据本公开的另一实施方式的当互连操作期间在电力控制系统中的控制实施例的视图。
图11是示出根据本公开的另一实施方式的当独立操作期间在电力控制系统中的控制实施例的视图。
图12是示出根据本公开的另一实施方式的当独立操作期间在电力控制系统中的控制实施例的视图。
图13是示出根据本公开的另一实施方式的当独立操作期间(蓄电池充电完成时)在电力控制系统中的控制实施例的视图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本公开的实施方式。
(第一实施方式)
首先,描述根据本公开的第一实施方式的功率控制系统。除由电网(市电电网)供给的电力之外,根据本实施方式的电力控制系统包括供给可出售电力的分布式电源和/或供给不可出售电力的分布式电源。供给可出售电力的分布式电源是例如通过光电发电等供给电力的系统。另一方面,供给不可出售电力的分布式电源是例如能够充电和放电的蓄电池系统、包括诸如SOFC(SolidOxideFuelCell,固体氧化物燃料电池)的燃料电池的燃料电池系统以及用气体燃料发电的气体动力发电机系统等。本实施方式示出包括作为供给可出售电力的分布式电源的太阳能电池、作为供给不可出售电力的分布式电源的蓄电池和发电装置的系统的示例,其中,发电装置是燃料电池或气体动力发电机。
图1是示出根据本公开的第一实施方式的电力控制系统的示意性配置的框图。根据本实施方式的电力控制系统包括太阳能电池11、蓄电池12、功率调节器20(电力控制装置)、配电板31、负载32、发电装置33、电流传感器40和虚拟输出系统50。这里,发电装置33配置有燃料电池或气体动力发电机。电力控制系统通常执行与电网的互连操作并且将由电网供给的电力和由各个分布式电源(太阳能电池11、蓄电池12和发电装置33)供给的电力供给至负载32。而且,当不存在来自电网的电力供给时,诸如在电力中断供给期间,电力控制系统执行独立操作,并且将来自各个分布式电源(太阳能电池11、蓄电池12和发电装置33)的电力供给至各个负载(负载32、第一虚拟电流负载51和第二虚拟电流负载54)。当电力控制系统执行独立操作时,各个分布式电源(太阳能电池11、蓄电池12和发电装置33)从电网断开,并且当电力控制系统执行互连操作时,各个分布式电源(太阳能电池11、蓄电池12和发电装置33)并联连接至电网。
在图1中,连接各个功能块的实线代表配线,电力流过配线,连接各个功能块的虚线代表控制信号或所通信的信息的流动。由虚线指示的通信可以是有线通信或无线电通信。对于控制信号和信息的通信,可采用包括层次式结构的多种方法。例如,可采用诸如ZigBee(注册商标)等的短距离通信方法。另外,可使用各种传输介质,诸如红外通信、输电线通信(PLC:PowerLineCommunication)等。那么,在包括适于各种通信的物理层的下层之上,可使用仅为诸如ZigBeeSEP2.0(SmartEnergyProfile2.0,智能能源规范2.0)、ECHONETLite(注册商标)等的逻辑层而规定的各种通信协议。
太阳能电池11将光电能量转换成DC电力。在太阳能电池11中,例如,具有光电转换电池的发电部分在矩阵中连接,并且输出预定的短路电流(例如10A)。太阳能电池11可以是能够光电变换的任一类型,诸如硅基多晶光电池、硅基单晶太阳能电池、CIGS或其它薄膜光伏电池等。
蓄电池12配置有诸如锂离子电池、镍-氢电池等的蓄电池。蓄电池12可通过释放蓄电池12中充入的电力来供给电力。如下所述,除由电网或太阳能电池11供给的电力外,蓄电池12还可使用由发电装置33供给的电力充电。
功率调节器20转换由太阳能电池11和蓄电池12供给的DC电力和由电网和发电装置33供给的AC电力,并且还执行对互连操作与独立操作之间的切换的控制。功率调节器20包括逆变器21、互连操作开关22和互连操作开关23、独立操作开关24和控制整个功率调节器20的控制器25。功率调节器20还包括向下述的虚拟输出系统50供给AC电力的输出部26(参见图2)。互连操作开关23可布置在功率调节器20外部。
逆变器21是将由太阳能电池11和蓄电池12供给的DC电力转换成AC电力以及将由电网和发电装置33供给的AC电力转换成DC电力的两路逆变器。转换器可设置在逆变器21的输入级处,以使来自太阳能电池11和蓄电池12的DC电力的电压上升至某一电压。
互连操作开关22和互连操作开关23以及独立操作开关24配置有继电器、晶体管等,并且被控制成导通或断开。如所示出的,独立操作开关24布置在发电装置33和蓄电池12之间。互连操作开关22和互连操作开关23以及独立操作开关24同步切换,使得两者不同时导通(或断开)。更详细地,当互连操作开关22和互连操作开关23导通时,独立操作开关24同步地断开,并且当互连操作开关22和互连操作开关23断开时,独立操作开关24同步地导通。通过使得用于向互连操作开关22和互连操作开关23的控制信号的配线分支至独立操作开关24以硬件方式实现互连操作开关22和互连操作开关23以及独立操作开关24的同步控制。当然,对于相同的控制信号,可为各个开关区别地设定导通和断开状态。互连操作开关22和互连操作开关23以及独立操作开关24的同步控制还可通过控制器25以软件方式实现。然而,作为上述控制的例外,当功率调节器处于导通状态时,只有互连操作开关23导通,并且互连操作开关22和独立操作开关24两者都断开,而且仅执行从电网到配电板的电力供给。
控制器25例如配置有微型计算机,并且基于诸如栅极电压的增大、电力中断的情况而控制逆变器21、互连操作开关22和互连操作开关23以及独立操作开关24等的操作。在互连操作期间,控制器25将互连操作开关22和互连操作开关23切换成导通并且将独立操作开关24切换成断开。而且,在独立操作期间,控制器25将互连操作开关22和互连操作开关23切换成断开并且将独立操作开关24切换成导通。
在互连操作期间,配电板31将由电网供给的电力划分成多个支路用于向负载32分配。而且,在独立操作期间,配电板31将由多个分布式电源(太阳能电池11、蓄电池12和发电装置33)供给的电力划分成多个支路用于向负载32分配。这里,负载32是消耗电力的电力负载。例如包括:家中使用的电器,诸如空调、微波炉或电视;以及工业和商业设施中使用的机器和灯,诸如空气调节设备、照明器具等。
发电装置33配置有燃料电池或气体动力发电机。燃料电池包括使用氢气通过与空气中的氧气的化学反应来生成DC电力的电池、将所生成的DC电力转换成100VAC或200VAC电力的逆变器以及辅助部件。这里,作为发电装置33的燃料电池是可在无功率调节器20的情况下向负载32供给AC电力的系统。相应地,燃料电池无需通过假定与功率调节器20的连接进行设计,并且可以是通用系统。气体动力发生器通过将预定气体等作为燃料使用的气体发动机发电。
发电装置33在对应的电流传感器40检测到正向电力流动(在购电方向上的电流)时发电,并且当发电时,执行跟踪负载32的电力消耗的负载跟踪操作或者以预定的额定功率值执行额定操作。在负载跟踪操作期间的负载跟踪范围是例如200W至700W,并且在额定操作期间的额定功率值是例如700W。发电装置33在互连操作期间可执行负载跟踪操作以跟踪负载32的电力消耗,并且在独立操作期间可在额定功率下执行负载跟踪操作或额定操作。
电流传感器40检测电网和发电装置33之间的电流流动。在日本,规定由发电装置33生成的电力不可售。因此,当电流传感器40检测出向电网侧的反向电力流动(在售电方向上的电流)时,发电装置33停止发电。当电流传感器40检测到正向电力流动时,如果发电装置33可将其自身的电力供给至负载32,则发电装置33通过负载跟踪操作或额定操作发电。如下所述,从电力消耗的视角看,优选地,电流传感器40设置在功率调节器20中的这样的位置处,由发电装置33生成的电流在独立操作期间不流过该位置。
这里,当发电装置33和蓄电池12从电网断开时,根据本实施方式的电力控制系统通过虚拟输出系统50使电流(虚拟电流)在与虚拟正向电力流动方向相同的方向上流动至电流传感器40,这允许发电装置33执行额定操作,并且允许蓄电池12存储由发电装置33生成的电力。下文将详细描述通过虚拟输出系统50的虚拟电流进行的电力存储。
虚拟输出系统50可在与正向电力流动方向相同的方向上将虚拟电流供给至电流传感器40。虚拟输出系统50是这样的系统,该系统接收由功率调节器20的输出部26或发电装置33供给的电力,并且包括第一虚拟电流负载51、第二虚拟电流负载54、同步开关52、第一虚拟电流控制开关53和第二虚拟电流控制开关55。图2示出虚拟输出系统50的配线。在图2中,电网是200V单相三线系统。在这种情况下,电压线中的一个和中性线在输出部26处连接至虚拟输出系统50。如所示出的,连接至虚拟输出系统50的配线布置成使得每个配线都经过布置在两个电压线中的每个处的电流传感器40。虚拟输出系统50可与功率调节器20整体地配置,或者可与功率调节器20独立地配置。
第一虚拟电流负载51和第二虚拟电流负载54适当地设置以调节虚拟输出系统50内部的电流,并且具有互不相同的电阻值。可将在虚拟输出系统50外部的负载用作第一虚拟电流负载51和第二虚拟电流负载54。同步开关52设置为用于将从功率调节器20或发电装置33供给至虚拟输出系统的电力的一部分作为在与正向电力流动方向相同的方向上的虚拟电流提供至电流传感器40。第一虚拟电流控制开关53和第二虚拟电流控制开关55设置为用于防止由虚拟电流而引起的不必要的发电。同步开关52、第一虚拟电流控制开关53和第二虚拟电流控制开关55分别配置有独立继电器、晶体管等,并且由功率调节器20的控制器25被独立地控制成导通或断开。
如图1和图2所图示,第一虚拟电流负载51和第一虚拟电流控制开关53串联连接,而且当同步开关52和第一虚拟电流控制开关53两者都导通时,虚拟电流流动至第一虚拟电流负载51。第二虚拟电流负载54和第二虚拟电流控制开关55也串联连接,而且当同步开关52和第二虚拟电流控制开关55两者都导通时,虚拟电流流动至第二虚拟电流负载54。如上所述,第一虚拟电流负载51和第二虚拟电流负载54具有互不相同的电阻值,而且虚拟电流的两个值可根据第一虚拟电流控制开关53和第二虚拟电流控制开关55中哪一个导通而被切换并设定。如下所述,虚拟电流的两个值根据发电装置的发电状态在两者之间切换。
同步开关52被控制成与功率调节器20的独立操作开关24同步地导通或断开。也就是说,与独立操作开关24的情况一样,同步开关52在互连操作期间断开,并且在独立操作期间导通。更详细地,同步开关52同步地在与电网的断开和与电网的并联连接之间切换。同步开关52在断开时使虚拟电流流动,并且在并联连接时不使虚拟电流流动。通过使得用于向独立操作开关24的控制信号的配线分支至同步开关52以硬件方式实现独立操作开关24和同步开关52的同步控制。独立操作开关24和同步开关52的同步控制还可通过控制器25以软件方式实现。
来自发电装置33的输出可在独立操作期间被充电到蓄电池12中。当充电未完成时,第一虚拟电流控制开关53导通并且第二虚拟电流控制开关55断开,这允许虚拟电流值被设定成较大值。另一方面,当蓄电池12充电完成时,第一虚拟电流控制开关53断开,并且第二虚拟电流控制开关55导通,这允许虚拟电流值被设定成较小值。这里,蓄电池12充电完成时意指预定值以上的电力被充电到蓄电池12中。控制器25可配置成使得其可通过与蓄电池12的通信确定充电是否完成。当蓄电池12的充电在独立操作期间完成时,则第一虚拟电流控制开关53断开并且第二虚拟电流控制开关55导通,在电流传感器40中流动的虚拟电流减小,从而允许发电装置33暂停不必要的发电。
以下描述虚拟电流的两个值。在本实施方式的电力控制系统中的发电装置33的额定功率值是700W,该额定功率值的5%为功率检测误差,即35W。因此,例如,正向电力流动电流35W被设定成发电装置33的控制目标电流值,并因此,发电装置33进行操作使得其维持正向电力流动,并且尽量降低由电网供给的电力,从而通过由发电装置自身的发电向负载提供电力。另外,当所检测到的、转换成输出功率的正向电力流动值是35W或小于35W时,由发电装置生成的发电量减少,并且最终暂停发电。
因此,在本实施方式中,虚拟电流的两个值设置成使得当选择大虚拟电流值时由电流传感器检测且转换成输出功率的虚拟电流大于控制目标值35W,并且使得当选择小虚拟电流值时,由电流传感器检测且转换成输出功率的虚拟电流小于控制目标值35W。因此,当选择大虚拟电流值时,发电装置33通过电流传感器检测到比控制目标值大的虚拟电流,并且开始发电。另一方面,当选择小虚拟电流值时,由于通过电流传感器检测到的虚拟电流一直在控制目标值之下,所以发电装置33暂停发电。然而,由于电流传感器持续检测到很少的正向电力流动,所以不出现电流传感器误连接的错误。
图3是示出电流传感器40以及电网和虚拟输出系统50之间的连接的视图。对于环形电流传感器40,来自电网的输电线60经过其中心,并且来自虚拟输出系统50的虚拟输出线61以预定数量的圈数将其卷绕。虚拟输出线61绕电流传感器40卷绕的圈数越大,用微小的虚拟电流检测到的在正向电力方向上的电流流动越大。
接下来,描述虚拟电流的两个值的确定方法。在本实施方式中,当选择大虚拟电流值时,旨在生成与比控制目标值35W(预定值X)大的输出功率100W等效的虚拟电流I1,并且当选择较小的虚拟电流值时,旨在生成与比控制目标值35W(预定值X)小的输出功率20W等效的虚拟电流I2。发电装置的输出电压(Vg)是AC200V,并且假定虚拟输出线61绕电流传感器卷绕的圈数(n)是10,待由虚拟输出系统50生成的虚拟电流I1和I2可通过下列公式分别求得。
I1=100/200/10=0.05[A]公式(1)
I2=20/200/10=0.01[A]公式(2)
接下来,描述用于生成上述I1和I2的第一虚拟电流负载51的电阻值R1和第二虚拟电流负载54的电阻值R2的确定方法。如图2所示,电压线中的一个和中性线连接至虚拟输出系统50,并且提供AC100V。因此,用于产生上述I1和I2的电阻值R1和R2通过下列公式分别被求得。
R1=100/0.05=2.0×103[Ω]公式(3)
R2=100/0.01=1.0×104[Ω]公式(4)
通过以上公式求得虚拟电流值I1和I2以及电阻值R1和R2仅是一个实施方式,并且如从公式(1)至公式(4)中显而易见的,各种参数可根据虚拟输出线61的圈数、待供给至电流传感器的虚拟电流值(相当于输出功率值)等选择。例如,虚拟输出线61不总是必须绕电流传感器40卷绕超过一次,并且与流经虚拟输出系统50的虚拟电流等效的电流可通过电流传感器40检测。在这种情况下,在每个公式中,可假定虚拟输出线61的圈数(n)是1来进行计算。
以下将参照附图详细描述在根据本实施方式的电力控制系统中的控制实施例。
图4是示出电力控制系统在互连操作期间的控制实施例的视图。在这种情况下,控制功率调节器20的开关,使得互连操作开关22和互连操作开关23导通且独立操作开关24断开。另外,控制虚拟输出系统50的开关,使得同步开关52断开,并且使得第一虚拟电流控制开关53和第二虚拟电流控制开关55根据蓄电池12的充电量而导通或断开。
在互连操作期间,如由图4中加粗箭头所指示的,AC100V(或AC200V)由电网供给并供给至负载32。当蓄电池12充电未完成时,功率调节器20将来自电网的AC电力转换成DC电力,并且给蓄电池12充电。另外,功率调节器20可将由太阳能电池11生成的电力转换成AC电力,并且通过反向电力流动将AC电力发送至电网,而且还可以出售剩余电力。虽然功率调节器20还可将来自电网的电力和来自分布式电源的电力(太阳能电池11和蓄电池12)输出至虚拟电力系统50,但是同步开关52在互连操作期间断开,因此虚拟电流不被供给至电流传感器40。正向电力流动(在购电方向上的电流)从电网流动到电流传感器40中,从而,发电装置33生成电力并由配电板31将电力供给至负载32。
接下来,将参照图5和图6描述在独立操作期间电力控制系统中的控制实施例。在图5和图6中,蓄电池充电还未完成。在这种情况下,控制功率调节器20的开关,使得互连操作开关22和互连操作开关23断开并且独立操作开关24导通。另外,控制虚拟输出系统50的开关,使得同步开关52导通,第一虚拟电流控制开关53导通并且第二虚拟电流控制开关55断开。
图5是示出在独立操作期间由分布式电源进行电力供给的视图。在独立操作期间,分布式电源(太阳能电池11和蓄电池12)的电力通过功率调节器20经由独立操作开关24输出至负载32和虚拟输出系统50。
图6是示出通过在独立操作期间的虚拟电流进行的发电装置33的发电的视图。如图6所示,当在独立操作期间通过发电装置33执行发电时,电力由发电装置33供给至虚拟输出系统50。然后,供给至虚拟输出系统50的电力的一部分作为虚拟电流供给至电流传感器40。此时,由于电流传感器40检测到正向电力流动(在购电方向上的电流),发电装置33通过负载跟踪操作或额定操作发电。配电板31将由发电装置33生成的电力供给至负载32,并且将超过由负载32消耗的电力的剩余电力供给至功率调节器20。剩余电力在功率调节器20中经由独立操作开关24由逆变器21转换成DC电力,然后供给至蓄电池12。
根据本实施方式,因此,功率调节器20具有能够在发电装置33和其它分布式电源(太阳能电池11和蓄电池12)从电网断开并且独立操作开关导通时供给来自发电装置33或其它分布式电源的电力的虚拟输出系统50,并且在与正向电力流动方向相同的方向上的虚拟电流可通过来自虚拟输出系统50的输出供给至电流传感器40。因此,能够管理多个分布式电源之间的有效操作控制而不降低分布式电源方面的通用性。更详细地,在独立操作期间,能够通过使虚拟电流流过电流传感器40而使发电装置33发电。另外,由于向电流传感器40的虚拟电流用于控制发电装置33的发电,所以提供这样的优点,即在无需对发电装置33本身做出任何具体改变的情况下继续使用通用的燃料电池系统和气体发电系统。
根据本实施方式,同步开关52同步地在从电网断开和与电网并联连接之间切换,而且在断开期间使虚拟电流流动,且在并联连接期间不使虚拟电流流动。因此,虚拟电流在从电网断开时的独立操作期间流过电流传感器40,而且另一方面,虚拟电流在与电网并联连接的互连操作期间不流过电流传感器40,从而防止发电装置33错误地生成反向电力流动。
另外,根据本实施方式,独立操作开关24在互连操作期间断开且在通过分布式电源进行的独立操作期间导通,而且布置在发电装置33和其它分布式电源(太阳能电池11和蓄电池12)之间,从而,在独立操作期间,由发电装置33生成的电力可经由独立操作开关24供给至其它分布式电源。
另外,蓄电池12可在独立操作开关24导通时通过来自发电装置33的电力充电。因此,在独立操作期间,由发电装置33生成的电力,即例如超过由负载32消耗的电力的剩余电力可存储在蓄电池12中。
图7是示出电力控制系统在蓄电池12充电完成时的独立操作期间的控制实施例的视图。在这种情况下,控制功率调节器20中的开关,使得互连操作开关22和互连操作开关23断开并且独立操作开关24导通。另外,控制虚拟输出系统50中的开关,使得同步开关52导通,第一虚拟电流控制开关53断开并且第二虚拟电流控制开关55导通。
当蓄电池12充电完成时,第一虚拟电流控制开关53断开且第二虚拟电流控制开关55导通,因此,在独立操作期间,通过从功率调节器20或发电装置33供给至虚拟输出系统50的电力而生成的虚拟电流较小,该虚拟电流用输出功率换算为20W。因此,由于电流传感器40中仅检测到控制目标值(35W)或更小的正向电力流动,所以发电装置33使发电量逐渐减小,并且最终暂停发电。因此,不向蓄电池12输出过量的电流。然而,由于电流传感器40检测到很少的正向电力流动,所以不确定为电流传感器40的误连接,从而可不发生错误。
通过这种方式,根据本实施方式,一旦蓄电池12充电完成,控制第一虚拟电流控制开关53和第二虚拟电流控制开关55来仅生成小于可由发电装置33生成的电流阈值的虚拟电流,因此,可防止发电装置33生成多于所需的电力。
另外,根据本实施方式,即使蓄电池12充电完成后,也使很少的虚拟电流流动,因此,不确定为电流传感器40的误连接,从而可不发生错误。
如图1和图4至图7所示,优选地,在功率调节器20中,电流传感器40布置在由发电装置33生成的电流在独立操作期间不流动的位置上。这是因为,当电流传感器40布置在由发电装置33生成的电流流动的位置上时,对于引起发电装置33发电的虚拟电流,需要以超过由该发电生成的电流的电力输出,而且与虚拟电流有关的电力消耗可能增大。也就是说,在功率调节器20中,电流传感器40布置在由发电装置33生成的电流在独立操作期间不流动的位置上,从而,与虚拟电流有关的电力消耗可减少。
在本实施方式中,虽然单独地控制两个虚拟电流控制开关,使得它们中的只有任一个导通,但是本公开不限于本实施方式。可通过同时导通两个虚拟电流控制开关设定第三虚拟电流。
(第二实施方式)
在本公开的第二实施方式中,假定发电装置33仅在例如比上述控制目标值(35W:预定值X)大的200W(预定值Y)处开始发电。也就是说,假定发电装置33是燃料电池,因为燃料电池的发电效率在输出低时较低,所以用于开始发电的阈值升高至约200W。在这种情况下,在图1、图2和图3至图7中,增加了另一组串联连接的虚拟电流负载和虚拟电流控制开关,并且提供了第三虚拟电流值。
也就是说,当发电开始时,虚拟电流控制开关53和55两者都断开,并且第三虚拟电流控制开关导通,从而供给200W(预定值Y)或更大的虚拟电流,例如300W。300W所需的第三虚拟电流值I3为I3=300/200/10=0.15[A],并且第三虚拟电流负载值R3可为约R3=100/0.15=6.67×102[Ω]。在发电开始后,第三虚拟电流控制开关断开且第二虚拟电流控制开关55导通,由此,操作进行到与第一实施方式类似的操作。充满电后的操作与第一实施方式的操作相同。
(其它实施方式)
图8是示出根据另一实施方式的电力控制系统的示意性配置的框图。根据另一实施方式的电力控制系统包括太阳能电池11、蓄电池12、功率调节器120、配电板31、负载32、发电装置33、电流传感器40和虚拟输出系统150。与图1所示的实施方式相比,在本实施方式中,电流传感器40布置在互连操作开关23和配电板31之间,并且不使用第二虚拟电流负载54和第二虚拟电流控制开关55,而且在以下描述中,省略与图1中的描述相同的描述。
这里,在根据其它实施方式的电力控制系统中,当期望发电装置33开始发电时,在与虚拟正向电力流动方向相同的方向上流动的电流(虚拟电流)经由虚拟输出系统150供给至电流传感器40,因此,发电装置33可执行额定操作,而且由发电装置33生成的电力可存储在蓄电池12中。
虚拟输出系统150可将虚拟电流供给至电流传感器40,其中,虚拟电流是在与正向电力流动方向相同的方向上的电流。虚拟输出系统150通过功率调节器120的输出部26或发电装置33供给,且包括虚拟电流负载51、同步开关52和虚拟电流控制开关53。图9是示出虚拟输出系统150的配线的视图。在图9中,来自分布式电源的电力线是200V单相三线系统。在这种情况下,电压线中的一个和中性线连接至虚拟输出系统150。如所示出的,将向虚拟输出系统150的连接线配线成使得它们经过分别设置在两个电压线处的电流传感器40。虚拟输出系统150可以与功率调节器120整体地配置或者可以与功率调节器120独立地配置。
虚拟电流负载51是被适当地设置以调节虚拟输出系统150中的电流的负载。可将虚拟输出系统150外部的负载用作虚拟电流负载51。同步开关52用于将从功率调节器120或发电装置33供给至虚拟输出系统150的电力的一部分作为在与正向电力流动方向相同的方向上的虚拟电流供给至电流传感器40。虚拟电流控制开关53用于防止由虚拟电流引起的不必要的发电。同步开关52和虚拟电流控制开关53分别由独立继电器、晶体管等构成,并且由功率调节器120的控制器25独立地导通/断开。
如图8和图9所示,虚拟电流负载51和虚拟电流控制开关53串联连接,并且当同步开关52和虚拟电流控制开关53两者导通时,虚拟电流流过虚拟电流负载51。
同步开关52被控制成与功率调节器120的独立操作开关24同步导通/断开。也就是说,与独立操作开关24的情况一样,同步开关52在互连操作期间断开且在独立操作期间导通。更详细地,同步开关52在从电网断开/与电网并联连接之间同步切换,而且,虚拟电流在断开期间流动且在并联连接期间不流动。通过使得用于向独立操作开关24的控制信号的配线分支至同步开关52以硬件方式实现独立操作开关24与同步开关52之间的同步控制。独立操作开关24与同步开关52之间的同步控制可通过控制器25以软件方式实现。
来自发电装置33的输出可在独立操作期间被充电到蓄电池12中。当充电未完成时,虚拟电流控制开关53导通,使得预定虚拟电流可流动。另一方面,当蓄电池12充电完成时,虚拟电流控制开关53断开,使得虚拟电流不能流动。控制器25可配置为基于与蓄电池12的通信来确定充电是否完成。
这里,以下描述根据本实施方式的虚拟电流值的设定。在本实施方式的电力控制系统中的发电装置33的额定功率值是700W。然而,在图8和图9中,当发电装置33输出700W的功率时,电流传感器40检测到与700W的输出功率对应的反向电力流动。
因此,在本实施方式中,系统配置成使得电力从功率调节器120或发电装置33供给至虚拟输出系统150,并且使用于抵消由电流传感器40检测到的反向电力流动的虚拟电流流动。也就是说,系统配置为使得生成与735W或更大的输出功率等效的虚拟电流,从而,电流传感器40检测到以输出功率换算为35W或更大的正向电力流动。
在本实施方式中,假定生成与大于735W的800W的输出电流等效的虚拟电流。假设分布式电源的输出电压是AC200V且虚拟输出线61绕电流传感器卷绕的圈数是80,由虚拟输出系统产生的虚拟电流I3通过以下公式计算。
I3=800/200/80=0.05[A]公式(5)
接下来,描述用于生成以上I3的电阻值R3的确定方法。如图9中所示,电压线中的一个和中性线连接至虚拟输出系统150,且提供AC100V的电压。因此,用于生成上述I3的电阻值R3通过以下列公式计算。
R3=100/0.05=2.0×103[Ω]公式(6)
通过以上公式计算的虚拟电流值I3和电阻值R3仅是一个实施方式,而且各种参数可根据虚拟输出线61的圈数和待供给至电流传感器的虚拟电流值(等效于输出电流值)等选择。以下参照附图详细描述在根据本实施方式的电力控制系统中的控制实施例。
图10是示出电力控制系统在互连操作期间的控制实施例的视图。在这种情况下,控制功率调节器120中的开关,使得互连操作开关22和互连操作开关23导通且独立操作开关24断开。另外,控制虚拟输出系统150中的开关,使得同步开关52断开,并且虚拟电流控制开关53根据蓄电池12中的充电量而导通或断开。
在互连操作期间,如由加粗箭头所指示的,AC100V(或AC200V)由电网供给并且供给至负载32。当蓄电池12充电未完成时,功率调节器120将来自电网的AC电力转换成DC电力,并且向蓄电池12充电。另外,功率调节器120可将由太阳能电池11生成的电力转换成AC电力,并且通过反向电力流动将AC电力发送至电网,而且还可以出售剩余电力。功率调节器120配置为将来自电网的电力和来自分布式电源(太阳能电池11和蓄电池12)的电力输出至虚拟输出系统150。然而,由于在互连操作期间同步开关52断开,所以虚拟电流不供给至电流传感器40。由于来自电网的正向电力流动(在购电方向上的电流)流至电流传感器40,所以发电装置33生成电力,并且将电力经由配电板31供给至负载32。
接下来,参照图11和图12描述电力控制系统在独立操作期间的控制实施例。在图11和图12中,假设蓄电池12充电未完成,控制功率调节器120中的开关,使得互连操作开关22和互连操作开关23断开,并且独立操作开关24导通。另外,控制虚拟输出系统150中的开关,使得同步开关52导通并且使得虚拟电流控制开关53导通。
图11是示出在独立操作期间通过分布式电源的电力供给的视图。在独立操作期间,功率调节器120将分布式电源(太阳能电池11和蓄电池12)的电力经由独立操作开关24输出至负载32和虚拟输出系统150。
图12是示出通过独立操作期间的虚拟电流进行的发电装置33的发电的视图。如图12所示,当发电装置33在独立操作期间生成电力时,电力由发电装置33供给至虚拟输出系统150。然后,供给至虚拟输出系统150的电力的一部分作为虚拟电流供给至电流传感器40。此时,由于电流传感器40通过虚拟电流检测到抵消来自发电装置33的反向电力流动的正向电力流动(在购电方向上的电流),所以发电装置33通过负载跟踪操作或额定操作发电。配电板31将由发电装置33生成的电力供给至负载32,并且将超过由负载32消耗的电力的剩余电力供给至功率调节器120。在功率调节器120中,剩余的电力经过独立操作开关24,由逆变器21转换成DC电力,然后供给至蓄电池12。
根据本实施方式,因此,功率调节器120包括能够在发电装置33和其它分布式电源(太阳能电池11和蓄电池12)从电网断开且独立操作开关导通时供给来自发电装置33或其它分布式电源的电力的虚拟输出系统150,并且可从虚拟输出系统150供给抵消来自发电装置33的反向电力流动的、由电流传感器40检测的虚拟电流。因此,能够管理多个分布式电源之间的有效操作控制而不降低分布式电源方面的通用性。更详细地,在独立操作期间,虚拟电流流过电流传感器40,从而,发电装置33可发电。另外,由于通过使用向电流传感器40的虚拟电流控制发电装置33的发电,所以提供这样的优点,即在无需对发电装置33本身做出任何具体改变的情况下继续使用通用的燃料电池系统和气体发电系统。
另外,根据本实施方式,同步开关52在从电网断开和与电网并联连接之间同步地切换,在从电网断开时使虚拟电流流动,且在连接至电网时使虚拟电流不流动。因此,虚拟电流在系统从电网断开的独立操作期间流动至电流传感器40,而虚拟电流在系统与电网并联连接的互连操作期间不流动至电流传感器40,使得不错误地出现来自发电装置33的反向电力流动。
根据本实施方式,独立操作开关24在互连操作期间断开且在由分布式电源进行的独立操作期间导通,而且布置在发电装置33与其它分布式电源(太阳能电池11和蓄电池12)之间。因此,在独立操作期间,由发电装置33生成的电力可经由独立操作开关24供给至其它分布式电源侧。
另外,当独立操作开关24导通时蓄电池12可通过来自发电装置33的电力充电。因此,在独立操作期间,由发电装置33生成且超过由负载32消耗的电力的剩余电力例如可存储在蓄电池12中。
图13是示出蓄电池12充电完成时的独立操作期间电力控制系统中的控制实施例的视图。在这种情况下,控制功率调节器120中的开关,使得互连操作开关22和互连操作开关23断开并且独立操作开关24导通。另外,控制虚拟输出系统中的开关,使得同步开关52导通且虚拟电流控制开关53断开。
当蓄电池12的充电完成时,虚拟电流控制开关53断开。因此,在独立操作期间,与从功率调节器120供给至虚拟输出系统150的电力的一部分被作为虚拟电流供给至电流传感器40的情况不同。因为在电流传感器40中不再检测来自电网的正向电力流动和虚拟电流,所以发电装置33暂停发电。因此,不向蓄电池12输出比所需电流多的电流。
根据本实施方式,因此,一旦蓄电池12充电完成,虚拟电流控制开关53就暂停虚拟电流,从而,可防止由发电装置33生成比所需电力多的电力。
虽然参照附图和实施方式描述了本公开,但是应注意的是,基于本公开各种改变和修改将对本领域技术人员显而易见。因此,这种改变和修改应被理解为包括在本公开的范围内。例如,部件、装置、步骤等中包括的功能可以以任何逻辑上一致的方式重新配置。另外,装置、步骤等可结合成一个或再划分。
本公开内容的各种方面表示为由可执行程序指令的计算机系统或由其它硬件执行的一系列操作。计算机系统和其它硬件的示例包括通用计算机、PC(个人计算机)、专用计算机、工作站、PCS(PersonalCommunicationSysterm,个人通信系统)、RFID接收器、电子记事本、便携式计算机、GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系统)接收机或其它可编程的数据处理装置。在各实施方式中,各种操作可通过由程序指令(软件)实现的专用电路(例如,用于执行具体功能相互连接的单个逻辑门)执行或由一个或多个处理器执行的逻辑块、程序模块等执行。执行逻辑块、程序模块等的一个或多个处理器例如是一个或多个微处理器、CPU(中央计算处理单元)、ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit,专用集成电路)、DSP(DigitalSignalProcessor,数字信号处理器)、PLD(ProgrammableLogicDevice,可编程逻辑装置)、FPGA(FieldProgrammableGateArray,现场可编程门阵列)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子装置、设计为可执行本文中公开的功能的其它装置和/或上述装置的任意组合。本文中公开的实施方式例如通过硬件、软件、固件、中间件、微代码或它们的任意组合实现。指令可以是用于执行所需任务的程序代码或代码段。指令可以存储在机器可读的永久存储介质或其它介质中。代码段也可以表示过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类、指令、数据结构或程序声明中的任意组合。代码段向另一代码段或硬件电路发送和/或从另一代码段或硬件电路接收信息、数据参数、变量或存储内容,以便代码段与其它代码段或硬件电路连接。
除非另外指出,否则本文中所使用的网络包括因特网、AdHoc网络、LAN(LocalAreaNetwork,局域网)、细胞网络、WPAN(WirelessPersonalAreaNetwork,无线个域网)或其它网络或它们的任意组合。无线网络的构成要素包括例如访问点(例如,Wi-Fi访问点)或毫微微蜂窝等。另外,无线通信装置可以与Wi-Fi、Bluetooth(注册商标)、蜂窝通信技术(例如,CDMA(CodeDivisionMultipleAccess,码分多址)、TDMA(TimeDivisionMultipleAccess,时分多址)、FDMA(FrequencyDivisionMultipleAccess,频分多址)、OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess,正交频分多址)、SC-FDMA(Single-CarrierFrequencyDivisionMultipleAccess,单载波频分多址))或者采用其它无线技术和/或技术标准的无线网络连接。
另外,这里使用的机器可读的永久存储介质还可配置成在固态存储器、磁盘以及光盘的范畴中配置的、计算机可读的有形载体(介质),并且诸如使处理器执行本文中公开的技术的程序块的计算机指令和数据结构存储在介质中。计算机可读的介质包括具有一个或多个配线的电连接部、磁盘存储介质、盒式磁带、磁带、其它磁性和光学存储装置(例如,CD(CompactDisk)、光盘(注册商标)、DVD(注册商标)(DigitalVersatileDisc)、软盘(注册商标)以及蓝光光碟(注册商标)、移动式计算机盘、诸如RAM(RandomAccessMemory,随机存取存储器)、ROM(Read-OnlyMemory,只读存储器)、EPROM、EEPROM或闪速存储器等可改写且可编程的ROM或可存储信息的其它有形的存储介质或上述的任意组合。存储器可以设置在处理器/处理单元的内部和/或外部。如本文中所使用的术语“存储器”指代长期存储器、短期存储器、易失性存储器、非易失性存储器以及其它存储器的所有种类,而且存储器的种类、数量以及其中存储存储器的介质的类型不受限制。
这里,公开了具有执行指定功能的各种模块和/或单元的系统,而且应该注意,这些模块和单元是为了以简单的方式说明它们的功能性而示意性表示的,并非必须表示指定的硬件和/或软件。其意为,这些模块、单元以及其它部件可以是实现为实质上执行本文中描述的指定功能的任何硬件和/或软件。不同部件的各种功能可通过将硬件和/或软件中的任何进行组合或分离来配置。另外,输入/输出或I/O装置或用户接口包括但不限于键盘、显示器、触摸屏、定点装置等,可以直接或经由I/O控制器与系统连接。因此,本公开内容的各种方面可以以多种不同方式实施,而且这些方式全部包含在本公开内容的范围内。
符号说明
11太阳能电池
12蓄电池
20、120功率调节器
21逆变器
22、33互连操作开关
24独立操作开关
25控制器
26输出部
31配电板
32负载
33发电装置
40电流传感器
50、150虚拟输出系统
51(第一)虚拟电流负载
52同步开关
53(第一)虚拟电流控制开关
54第二虚拟电流负载
55第二虚拟电流控制开关
60电网电线
61虚拟输出配线

Claims (9)

1.一种电力控制系统,具有发电装置,所述发电装置在电流传感器检测到正向电力流动时发电,所述电力控制系统包括:
电力控制装置,具有输出部,所述输出部能够在所述发电装置和其它分布式电源从电网断开时输出来自所述其它分布式电源的电力;以及
虚拟输出系统,能够通过来自所述输出部和所述发电装置中的至少一个的输出供给虚拟电流,所述虚拟电流能够由所述电流传感器作为在与正向电力流动方向相同的方向上的电流而检测到,
所述电力控制系统还包括:
独立操作开关,布置在所述发电装置和所述其它分布式电源之间,所述独立操作开关在互连操作期间断开并且在所述分布式电源独立操作期间导通;以及
同步开关,当所述独立操作开关导通时使所述虚拟电流与所述独立操作开关同步地流动。
2.根据权利要求1所述的电力控制系统,其中,
所述分布式电源包括蓄电池;
所述虚拟输出系统配置为选择并供给所述虚拟电流的至少两个值;并且
当所述蓄电池充满电时,选择所述虚拟电流的至少两个值之中的小电流值。
3.根据权利要求2所述的电力控制系统,其中,在所述虚拟电流的所述至少两个值之中,大电流值i1[A]与由所述发电装置的特性规定的预定值X[W]之间满足i1>X/(Vg)的关系,其中Vg是来自所述发电装置的输出电压[V],并且小电流值i2[A]与所述预定值X[W]之间满足i2<X/(Vg)的关系。
4.根据权利要求2所述的电力控制系统,其中,
通过使用配线以预定圈数[次数]n缠绕所述电流传感器,所述虚拟电流经由所述配线而供给至所述电流传感器,其中,所述虚拟输出系统中的所述虚拟电流被供给至所述配线;
在所述虚拟电流的至少两个值之中,大电流值i1[A]与由所述发电装置的特性规定的预定值X[W]之间满足i1>X/(n·Vg)的关系,其中Vg是来自所述发电装置的输出电压[V];并且
小电流值i2[A]与所述预定值X[W]之间满足i2<X/(n·Vg)的关系。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的电力控制系统,其中,通过将串联连接的电阻和开关的两个或更多个组合并联来配置所述虚拟输出系统。
6.根据权利要求2所述的电力控制系统,其中,
所述虚拟电流的至少两个值具有所述虚拟电流的三个值;并且
在所述虚拟电流的三个值之中,
最大电流值i3[A]与由所述发电装置的发电开始电流值规定的预定值Y[W]之间满足i3>Y/(Vg)的关系,其中Vg是来自所述发电装置的输出电压[V];
第二大电流值i1[A]与预定值Y[W]和由所述发电装置的特性规定的预定值X[W]之间满足i1>X/(Vg)和i1<Y/(Vg)的关系;并且
最小电流值i2[A]与预定值X[W]之间满足i2<X/(Vg)的关系。
7.根据权利要求6所述的电力控制系统,其中,
所述虚拟电流通过使用配线以预定圈数[次数]n缠绕所述电流传感器而供给至所述电流传感器,其中,所述虚拟输出系统中的所述虚拟电流通过所述配线供给;
所述虚拟电流的至少两个值具有所述虚拟电流的三个值;并且
在所述虚拟电流的三个值之中,
最大电流值i3[A]与由所述发电装置的所述发电开始电流值规定的预定值Y[W]之间满足i3>Y/(n·Vg)的关系,其中Vg是来自所述发电装置的输出电压[V];
第二大电流值i1[A]与预定值Y[W]和由所述发电装置的所述特性规定的预定值X[W]之间满足i1>X/(n·Vg)和i1<Y/(n·Vg)的关系;并且
最小电流值i2[A]与预定值X[W]之间满足i2<X/(n·Vg)的关系。
8.一种电力控制装置,在电力控制系统中使用,所述电力控制系统具有在电流传感器检测到正向电力流动时发电的发电装置和其它分布式电源,所述电力控制装置包括:
输出部,能够在所述发电装置和所述其它分布式电源从电网断开时输出来自所述其它分布式电源的电力,其中,在与正向电力流动方向相同的方向上的虚拟电流能够通过来自所述输出部和所述发电装置中的至少一个的输出而供给至所述电流传感器;
独立操作开关,所述独立操作开关在互连操作期间断开并且在所述分布式电源独立操作期间导通,其中,所述独立操作开关布置在所述发电装置与所述其它分布式电源之间;以及
控制器,控制使得所述虚拟电流在所述独立操作开关导通时与所述独立操作开关同步地流动。
9.一种用于控制电力控制系统的方法,所述电力控制系统具有在电流传感器检测到正向电力流动时发电的发电装置和其它分布式电源,所述方法包括以下步骤:
在所述发电装置和所述其它分布式电源从电网断开时输出来自所述其它分布式电源的电力;
通过来自所述发电装置和所述其它分布式电源中的至少一个的输出向所述电流传感器供给虚拟电流,所述虚拟电流在与所述正向电力流动方向相同的方向上流动;
在互连操作期间断开布置在所述发电装置与所述其它分布式电源之间的独立操作开关;
在所述独立操作期间使所述独立操作开关导通;以及
在所述独立操作开关导通时使同步开关导通,其中,所述同步开关用于使所述虚拟电流流动。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106233558A (zh) * 2014-04-24 2016-12-14 京瓷株式会社 电力控制设备、电力控制方法以及电力控制系统
CN107017649A (zh) * 2017-03-30 2017-08-04 先控捷联电气股份有限公司 供电系统和供电处理方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017073076A1 (ja) * 2015-10-28 2017-05-04 京セラ株式会社 電力制御システム及び電力制御システムの制御方法
US11114855B2 (en) * 2016-05-24 2021-09-07 Solaredge Technologies Ltd. Load management in hybrid electrical systems
US11032895B1 (en) * 2018-12-03 2021-06-08 Katerra Inc. Wireless light switch with energy management control
JP7406436B2 (ja) 2020-03-31 2023-12-27 大和ハウス工業株式会社 電力融通システム

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01243826A (ja) * 1988-03-19 1989-09-28 Sanyo Electric Co Ltd 系統連系太陽光発電システムの起動方法
JPH0951638A (ja) * 1995-08-03 1997-02-18 Japan Storage Battery Co Ltd 分散形電源装置
JPH11299109A (ja) * 1998-02-10 1999-10-29 Souwa Giken Service Kk 自家用発電設備の逆潮流防止装置
JP2004357390A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Ebara Densan Ltd 系統連系インバータを含む電源装置
EP2451042A1 (en) * 2009-06-30 2012-05-09 Panasonic Corporation Power distribution system
CN102498631A (zh) * 2009-09-15 2012-06-13 松下电器产业株式会社 对设备的电力控制系统
JP2014212656A (ja) * 2013-04-19 2014-11-13 京セラ株式会社 電力制御システム、電力制御装置、電力制御システムの制御方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001016783A (ja) * 1999-06-28 2001-01-19 Sowa Giken Service Kk 自家用発電設備の逆潮流防止装置
JPWO2004100337A1 (ja) * 2003-05-07 2006-07-13 株式会社荏原電産 系統連系インバータを含む電源装置
JP2007049770A (ja) 2005-08-05 2007-02-22 Toshiba Kyaria Kk 電源装置
JPWO2008041311A1 (ja) * 2006-10-02 2010-02-04 大多喜ガス株式会社 ハイブリッド型発電システム
JP4979435B2 (ja) 2007-03-30 2012-07-18 新電元工業株式会社 電力貯蔵装置
JP5268973B2 (ja) * 2010-03-08 2013-08-21 株式会社正興電機製作所 電力供給システム、電力供給方法及び制御装置
WO2013015374A1 (ja) * 2011-07-26 2013-01-31 京セラ株式会社 電力供給システム、分電装置、及び電力制御方法
JP5914821B2 (ja) * 2011-12-15 2016-05-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 電力供給システム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01243826A (ja) * 1988-03-19 1989-09-28 Sanyo Electric Co Ltd 系統連系太陽光発電システムの起動方法
JPH0951638A (ja) * 1995-08-03 1997-02-18 Japan Storage Battery Co Ltd 分散形電源装置
JPH11299109A (ja) * 1998-02-10 1999-10-29 Souwa Giken Service Kk 自家用発電設備の逆潮流防止装置
JP2004357390A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Ebara Densan Ltd 系統連系インバータを含む電源装置
EP2451042A1 (en) * 2009-06-30 2012-05-09 Panasonic Corporation Power distribution system
CN102498631A (zh) * 2009-09-15 2012-06-13 松下电器产业株式会社 对设备的电力控制系统
JP2014212656A (ja) * 2013-04-19 2014-11-13 京セラ株式会社 電力制御システム、電力制御装置、電力制御システムの制御方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106233558A (zh) * 2014-04-24 2016-12-14 京瓷株式会社 电力控制设备、电力控制方法以及电力控制系统
CN106233558B (zh) * 2014-04-24 2019-03-01 京瓷株式会社 电力控制设备、电力控制方法以及电力控制系统
US10389131B2 (en) 2014-04-24 2019-08-20 Kyocera Corporation Power control apparatus, power control method, and power control system
CN107017649A (zh) * 2017-03-30 2017-08-04 先控捷联电气股份有限公司 供电系统和供电处理方法
CN107017649B (zh) * 2017-03-30 2020-09-22 先控捷联电气股份有限公司 供电系统和供电处理方法

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