CN107078502A - 配电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于经由插座(3)将电力从电源(2)分配到若干电气负载(4、5)的配电系统。插座从电气负载接收电力请求,并且将该电力请求传输到主设备(9),该主设备基于所接收的电力请求控制待由相应插座提供的电力。由于主设备从插座接收所有电力请求,并且因此具有总电力需要的概观,主设备在考虑此知识下可以确定待由相应插座提供的电力。这可以导致改进的待由相应插座提供的电力的确定,并且因此导致改进的总配电。
Description
技术领域
本发明涉及用于将来自电源的电力供应到若干电气负载的配电系统和方法。本发明另外涉及用于控制配电系统的计算机程序。
背景技术
US2007/0029879A1公开直流(DC)配电系统,其包含用于将交流(AC)电力转换为DC输入电压的AC/DC转换器,以及用于将DC输入电压转换为待被提供到相应DC供电电子设备的相应DC输出电压的若干DC电力转换器。该系统另外包含控制器,其用于控制DC电力转换器,并且因此控制待被提供到相应DC供电电子设备的相应DC输出电压。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的配电系统、方法和计算机程序,其用于将电力从电源供应到若干电气负载。
在本发明的第一方面,呈现一种用于将电力从电源分配到若干电气负载的配电系统,其中该配电系统包含:
- 电源,其用于向若干插座供应电力,
- 所述若干插座,其用于向该电气负载供应经转换的DC电力,其中每一个插座适配成从连接到相应插座的电气负载接收电力请求,并且其中每一个插座包含:
i)插座通信单元,其用于向主设备传输相应电力请求,
ii)DC电力转换器,其用于接收所供应的电力并且用于将所接收的电力转换为待被供应到相应电气负载的经转换的DC电力,
iii)插座控制器,其用于取决于从该主设备接收的控制信号,控制DC电力转换器,
- 所述主设备,其中所述主设备包含:
i)主通信单元,其用于从该插座接收电力请求并且用于向该插座传输该控制信号,
ii)电力容量提供单元,其用于提供电力容量信息,该电力容量信息指示该配电系统在该若干插座处可提供的总电力,
iii)插座电力确定单元,其用于基于所接收的电力请求和基于该电力容量信息确定待由相应插座提供的电力,并且用于取决于所确定的电力产生该控制信号。
由于主设备从插座接收所有电力请求,并且因此具有总电力需要的概观,插座电力确定单元可以考虑此知识下确定待由相应插座提供的电力。这可以导致改进的待由相应插座提供的电力的确定,并且因此导致改进的总配电。
电源优先为DC电源。对应地,DC电力转换器优先为DC/DC电力转换器。在实施例中,电源适配成供应优先大于100V的电压。例如,电源可以适配成供应大约400V的电压。使用这样的高电压具有减少的配电损失的优点。然而,电源还可以是AC电源,并且DC电力转换器可以是AC/DC电力转换器。
相应插座优先适配成以模拟或数字方式接收电力请求。例如,插座通信单元可以适配成也与相应电气负载通信(该相应电气负载连接到该相应插座),以便从该相应电气负载接收电力请求。插座通信单元可以是单个的单元,或者它可以包含若干通信子单元。例如,插座通信单元可以包含用于与主设备通信的第一通信子单元,和用于与连接到相应插座的相应电气负载通信的第二通信子单元。
优先地,电气负载不包含DC/DC电力转换器,并且包含负载通信单元,其用于与相应插座通信单元通信,以便向相应插座发送电力请求。电气负载例如为照明器、传感器、空调单元、计算机、电视机、音乐播放器、打印机、电动牙刷、剃须刀、搅拌机、榨汁机或其它电气设备,尤其是其它移动电气设备。
主设备包含电力容量提供单元,其用于提供电力容量信息,该电力容量信息指示配电系统在若干插座处可提供的总电力,其中插座电力确定单元适配成基于从插座接收的电力请求和基于电力容量信息,确定待由相应插座提供的电力。例如,如果相应的所请求的电力是不可提供的,控制信号会发送到相应插座,该控制信号指示相应插座应该提供减少的电力。
插座电力确定单元可以适配成连续地确定待由该插座提供的电力,其中基于所接收的电力请求和所提供的电力容量信息,可以确定相应插座被允许提供相应的所请求的电力,只要插座提供的总电力不超过配电系统可提供的总电力。优先地,电力请求按照它们被主设备接收的顺序被考虑。如果新的电力请求将导致总电力大于配电系统可提供的总电力,更低的电力会针对相应插座被确定,即,例如,电力限制请求会从主设备发送到相应插座。
在实施例中,插座电力确定单元适配成确定待由该插座提供的电力,使得如果电力请求指示总电力大于配电系统可提供的总电力,电力在这些插座之间相等地分配,而不超过配电系统可提供的总电力。因此,电力预算可以在这些插座之间均匀地分配,其中在电气负载连接到插座的任何时候,电力预算会被重新计算。
另外,主设备可以另外包含优先级提供单元,其用于提供指示插座的优先级的优先级信息,其中插座电力确定单元可以适配成,基于从插座接收的电力请求、所提供的电力容量信息以及所提供的优先级信息,确定待由相应插座提供的电力。特别地,插座电力确定单元可以适配成确定待由插座提供的电力,使得如果电力请求指示总电力大于配电系统可提供的总电力,首先待在具有比另一插座的优先级低的优先级的插座处提供的电力相比于相应的所请求的电力而减少。
优先级提供单元可以只是从连接到相应插座的电气负载接收的优先级信息储存于其中的储存单元。例如,诸如计算机或应急灯的一些负载可以指示它们(以及因此它们连接到的插座)应该具有更高的优先级,然而如电池充电器的其它负载可以宣布它们(以及因此该电池充电器连接到的插座)具有更低的优先级。如果全局电力预算被超出,用于具有更低优先级的负载的电力优先地首先减少。
优选的是,相应插座包含旁路通道,其用于旁路DC电力转换器,使得供应到被连接到相应插座的电气负载的电力不被DC电力转换器转换。对于将未转换的电力分配到另外的插座(其可以是可移动的)或者分配到需要未转换的电力的电气负载而言,旁路通道可以是有用的。DC电力转换器于是可以被切断,从而消除转换损失。
相应插座可以可操作于使用旁路通道的旁路模式,以及不使用旁路通道的非旁路模式。优先地,相应插座控制器适配成控制相应旁路通道,即相应插座控制器可以适配成控制该相应插座是在旁路模式中操作还是在非旁路模式中操作。例如,插座控制器可以适配成基于所接收的电力请求控制旁路通道。如果该电力请求指示相应电气负载需要未转换电力,相应插座控制器可以控制相应插座以在旁路模式中操作。旁路通道可以包含通过需要未转换电力的相应电气负载的插头可致动的机械开关,使得如果该插头插入到该相应插座中,该相应插座在旁路模式中操作。另外,在实施例中,相应插座可以包含外部旁路连接器,相应电气负载可连接到该外部旁路连接器,其中该外部旁路连接器连接到该旁路通道,使得在该外部旁路连接器处供应的电力不被该DC电力转换器转换。
另外优选,相应DC电力转换器是能够提供更高DC电力的更高DC电力转换器,其中该相应插座另外包含用于将所供应的DC电力转换为更低DC电力(其可以是待机电力)的更低DC电力转换器,其中相应插座控制器适配成控制该更低DC电力转换器是否用于转换所供应的电力。特别地,相应插座控制器适配成基于所接收的电力请求控制该更低DC电力转换器是否应该用于转换所供应的电力。在实施例中,相应插座包含用于感测相应插座的输出电力的电力传感器,其中该相应插座控制器适配成控制该相应插座,使得如果所感测的输出电力低于预定义的阈值,更低DC电力转换器被使用。更低DC电力转换器可以被认为是用于将所供应的DC电力转换为待机DC电力的待机电力转换器。如果更高DC电力转换器将被用于将所供应的DC电力转换为更低DC电力,转换损失将是相对高的。相反,通过使用附加的用于提供更低DC电力的更低DC电力转换器,转换损失能够减少。
相应插座可以另外包含用于检测相应电气负载何时与相应插座断开(disconnect)的断开检测单元,其中该相应插座控制器适配成,在该断开检测单元已检测到断开之后关停所供应的电力。相应插座控制器优先适配成以毫秒水平关停所供应的电力。这可以减少电火花的可能性,在断开相应电气负载与相应插座时,该电火花可发生。该断开检测单元可以包含在拔掉期间首先打开(open)的引线针(lead pin)。此针还可以用于通信目的,即用于在相应插座和相应电气负载之间进行通信。
在优选实施例中,相应插座包含用于将相应插座接通和切断的主要开关,其中该主要开关和相应电气负载可以适配成使得,如果相应电气负载连接到相应插座,相应插座由电气负载接通。因此,在没有连接的电气负载的情况下,相应插座会被切断,其中通过将电气负载连接到相应插座,该相应插座被接通。因此,如果不存在连接到相应插座的电气负载,插座不消耗电力,从而减少配电系统的总电力消耗。而且,由于没有电力被供应到插座(当电气负载未连接到插座时),触摸保护被提供。
主要开关和相应电气负载可以适配成使得在断开相应电气负载与相应插座期间,相应插座在该电气负载和该相应插座之间的电气接触得到断开之前被切断。另外,这可以减少电火花的可能性。
相应插座可以适配成可操作于操作模式和安全模式,其中相应插座可以包含用于检测失效条件的失效检测单元,并且其中相应插座控制器可以适配成,如果失效检测单元已检测到失效条件,控制所述插座使其处于安全模式。失效检测单元可以适配成检测由下述内容组成的列表中的至少一个失效条件:输出电流超过预定义阈值电流、输出电压变成零和/或下降低于预定义阈值电压、输出电力超过预定义电力阈值、输出电压不在预定义范围内以及电气负载在预定义时间内没有发送控制值到相应插座。输出电压变成零和/或下降低于预定义电压阈值会指示断线。另外,相应插座可以适配成使得在安全模式中,相应插座被切断或者处于低电力模式,尤其是待机模式,在该模式中相应插座只提供减少的DC电力。
在实施例中,配电系统另外包含配电设备,其用于将若干电气负载连接到同一个插座,其中该配电设备包括:a)若干连接站,其待与若干电气负载连接;b)DC电力转换器,其用于将来自插座的电力转换为待被供应到相应电气负载的经转换的电力;以及c)配电设备控制器,其用于控制该DC电力转换器并且用于与相应插座的插座控制器协商电力需要。另外,配电设备可以包含旁路通道,其用于旁路DC电力转换器,如果相应电气负载允许这样。
DC电力转换器可以适配成双向地操作,以便允许DC电力提供单元被连接到插座,使得由DC电力提供单元提供的DC电力在配电系统中可分配。DC电力提供单元例如为光伏单元。因此,插座可以适配成,不但向电气负载供应DC电力,而且从连接到插座的DC电力提供单元接收DC电力,以及将所提供的DC电力供应到DC配电系统中。
在本发明的另一方面中,呈现一种用于在权利要求1所定义的配电系统中使用的主设备,其中该主设备包含:
主通信单元,其用于从配电系统的插座接收电力请求以及用于向该插座传输控制信号,
电力容量提供单元,其用于提供电力容量信息,该电力容量信息指示配电系统在该若干插座处可提供的总电力,
插座电力确定单元,其用于基于所接收的电力请求以及基于电力容量信息,确定待由相应插座提供的电力,并且用于取决于所确定的电力产生控制信号。
在本发明的另外方面,呈现一种用于在权利要求1所定义的配电系统内将电力从电源分配到若干电气负载的配电方法,其中该配电方法包含:
由该电源向若干插座供应电力,
由该插座从连接到配电系统的插座的电气负载接收电力请求
由该插座向该配电系统的主设备传输所接收的电力请求,
由该主设备的电力容量提供单元提供电力容量信息,该电力容量信息指示该配电系统在该若干插座处可提供的总电力,
由所述主设备的插座电力确定单元,基于所接收的电力请求和基于该电力容量信息,确定待由相应插座提供的电力,以及取决于所确定的电力产生用于控制插座的控制信号,
由该主设备的主通信单元向该插座传输该控制信号,
由该相应插座控制器,取决于从该主设备接收的相应控制信号,控制该插座的DC电力转换器。
在本发明的另一方面,呈现一种用于控制权利要求1所定义的配电系统的计算机程序,其中该计算机程序包含程序代码构件,该程序代码构件用于,当该计算机程序在控制该配电系统的计算机上运行时,引起该配电系统执行权利要求13所定义的配电方法的步骤。
应该理解,权利要求1的配电系统、权利要求12的主设备、权利要求13的配电方法以及权利要求14的计算机程序具有相似和/或相同的优选实施例,特别地如在从属权利要求中定义的优选实施例。
应该理解,本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或上面的实施例与相应独立权利要求的任何组合。
本发明的这些和其它方面将从下文描述的实施例显而易见,并且将参考下文描述的实施例予以解释说明。
附图说明
在下面的附图中:
图1示意性和示例性地示出用于将电力从电源分配到若干电气负载的配电系统的实施例,
图2示意性和示例性地示出该配电系统的插座的实施例,
图3示意性和示例性地示出该配电系统的主设备的实施例,
图4示意性和示例性地示出该配电系统的配电设备的实施例,
图5示意性和示例性地示出该配电系统的配电设备的另一实施例,以及
图6示出一流程图,其示例性地图示用于在配电系统内分配电力的配电方法的实施例。
具体实施方式
图1示意性和示例性地示出用于将电力从电源供应到若干电气负载的配电系统的实施例。配电系统1包含用于向电源2提供AC市电(mains)电力的市电电力源7。电源2是AC/DC电力转换器,其用于将AC市电电力转换为待被提供到若干插座3的DC电力。电源2因此还可以被认为是市电电力转换器。电源2经由供电轨30接收市电AC电力(尤其是对应的AC市电电压),将所接收的AC市电电力转换为DC电力,并且经由供电轨31向插座3提供经转换的DC电力。电源2优先为开关式电源。电源2可以包含已知整流级,其中该整流级可以包括已知功率因数校正电路,以便最小化供电轨30上的正弦电流的畸变。
在另一实施例中,DC电力可以被提供到电源2,使得电源2可以包含DC/DC转换器,如已知的降压转换器。在这种情况下,该降压转换器的开关晶体管的占空比可以改变,以便将输出电压控制到期望值。电源2还可以包含变压器,以便在供电轨30和插座3之间提供电流绝缘。例如,在电源将被提供的DC电力转换为具有另一值的DC电力的实施例中,电源可以包含逆向转换器,其中通过修改逆向转换器的开关晶体管的占空比,电源的输出电压可以被控制到期望值。电源当然还可以包含其它转换器,如已知的负载谐振转换器,其中在这种情况中,输出电压可以通过改变开关频率被控制。
配电系统1的若干插座3适配成向电气负载4、5供应经转换的DC电力,其中每一个插座3适配成接收来自电气负载4、5的电力请求,并且其中每一个插座(如在图2中示意性和示例性地图示的)包含插座通信单元,该插座通信单元包含:第一通信子单元8,其用于向主设备9传输相应电力请求;以及第二通信子单元33,其用于与相应电气负载4、5通信。相应插座3另外包含:DC电力转换器10,其用于接收由电源2供应的电力,并且用于将所接收的电力转换为待被供应到相应电气负载4、5的经转换的DC电力;以及插座控制器11,其用于取决于从主设备9接收的控制信号控制DC电力转换器10。
在图3中略微更详细地示意性和示例性地图示的主设备9包含:主通信单元12,其用于接收来自插座3的电力请求并且用于向插座3传输控制信号;以及插座电力确定单元13,其用于基于所接收的电力请求确定待由相应插座提供的电力并且用于取决于所确定的电力产生控制信号。
电气负载4、5不包含DC/DC电力转换器,但是它们包含通信单元32,其用于与配电系统1的相应插座3通信,以便发送电力请求。电气负载4、5例如为照明器、传感器、空调单元、计算机、打印机等等。电气负载4、5当然不仅包含相应通信单元32,而且包含另外的单元,如负载控制器、光源(如果相应电气负载是照明器)等等。
用于与相应负载4、5通信(尤其用于接收电力请求),并且可以被认为是通信接口的第二通信子单元33适配成将所传输的信号的物理结构转换为适合于插座控制器11的信号。第二通信子单元33可以包含模拟电路或数字电路。它可以包含缓冲器、放大器或阻抗匹配电路作为其输入部。它提供自往相应负载的数据连接,其中通信信号可以是模拟或数字信号。第一通信子单元8也可以包含模拟或数字电路,其中第一通信子单元8可以包含缓冲器、放大器或阻抗匹配电路作为其输入。它提供自往主设备9的数据连接,并且它可以可选地也提供自往其它插座3的数据连接。第一通信子单元8使用的通信信号也可以是模拟或数字信号。
模拟信号可以是电压或电流值,其中该电压或电流值对应于所传输的信号值。另外,负载侧上的阻抗值可以用作信号构件。另外,频率信号可以用作信号,其中例如,该信号的频率会对应于该信号值。另外,可以使用脉冲形信号,其中脉冲宽度和/或占空比可以改变,并且其中脉冲宽度和/或占空比会对应于所传输的信号值。数字信号优先包含一系列二进制代码传输,其使用已知的编码技术,如曼彻斯特编码。如果使用数字信号,经通信的数据可以含有比通过使用模拟信号可提供的内容更复杂的内容。
插座3经由电源连接34和数据连接35连接到负载4、5,并且插座3经由供电轨31和数据连接36连接到电源2,其中在此实施例中,主设备9被集成到电源2中,使得插座3可以经由数据连接36与主设备9通信。在其它实施例中,主设备9还可以是单独的设备,即不集成到电源2中的设备,其中在此情况中,主设备可以直接连接到数据连接36。
因此,在图1所示的实施例中,到相应负载和到主设备的通信使用相应的单独的导线35、36。在另一实施例中,通过使用例如已知的电力线路通信技术或通过由相应负载执行的负载调制,数据信号可以叠加到所分配的电力上。数据连接还可以是使用例如射频识别(RFID)标准或蓝牙标准的无线电磁数据传输连接。相应插座3和相应负载4、5之间的通信的方向至少是从相应负载到相应插座,使得相应负载可以给出反馈,以便调整例如相应插座的(尤其是相应DC电力转换器10的)输出电压。然而,相应插座和相应负载之间的通信也可以是双向的。
主设备9包含用于提供电力容量信息的电力容量提供单元14,该电力容量信息指示配电系统1在若干插座3处可提供的总电力,其中插座电力确定单元13适配成基于从插座3接收的电力请求并且基于该电力容量信息确定待由相应插座3提供的电力。例如,如果所请求的总电力大于可提供的总电力,指示应该提供减少的电力的控制信号会被发送到插座3。
插座电力确定单元13可以适配成连续地确定待由插座3提供的电力,其中基于所接收的电力请求和所提供的电力容量信息确定,相应插座3被允许提供相应的所请求的电力,只要插座3提供的总电力不超过配电系统1可提供的总电力。例如,电力请求可以按照它们被主设备9接收的顺序考虑。如果新的电力请求将导致所请求的总电力大于可提供的总电力,更低的电力会针对相应插座3被确定,即例如电力限制请求可以从主设备9发送到相应插座3。在另外的示例中,插座电力确定单元13可以适配成确定待由插座3提供的电力,使得如果电力请求指示所请求的总电力大于可提供的总电力,电力在已请求电力的插座之间相等地分配,而不超过可提供的总电力。
主设备9还包含优先级提供单元15,其用于提供指示插座的优先级的优先级信息,其中插座电力确定单元13适配成允许基于从插座接收的电力请求、所提供的电力容量信息和所提供的优先级信息,确定待由相应插座提供的电力。插座电力确定单元13可以适配成确定待由已请求电力的插座提供的电力,使得如果电力请求指示所请求的总电力大于可提供的总电力,首先待在具有比另一插座的优先级低的优先级的插座处提供的电力被减少。
在此实施例中,优先级提供单元15是从连接到插座的电气负载接收的优先级信息储存于其中的储存单元。例如,诸如计算机或应急灯的一些负载可以指示它们(以及因此它们连接到的插座)应该具有更高的优先级,然而诸如电池充电器的其它负载可以宣布它们(以及因此它们连接到的插座)具有更低的优先级。如果超过全局电力预算,用于具有更低优先级的负载的电力首先优先减少。
因此,如果电气负载连接到插座,插座向主设备宣布电力需求。主设备具有关于总配电系统的电力容量的信息,包括关于线缆、插头和其它互连的信息,并且考虑到其它插座的电力需求,计算此电力需求是否可能。这是使配电系统部件不过载的聪明的方式。如果全电力传输不可得,主设备可以向插座通信以减少或限制电力消耗。主设备可以利用先到先得算法决定,即主设备可以一个接一个地允许所有连接的插座的所请求的电力预算,其中超过全局电力限制的第一设备从主设备得到限制请求。或者,可用电力预算可以在所连接的插座之间均匀地分配,其中新电气设备连接到插座的任何时候,电力预算会被重新计算。另外,所连接的电气负载可以宣布针对电源的优先级,尤其是在初始化阶段(其将在下面进一步描述)期间,其中如果全局电力预算被超出,具有更高优先级的电气负载(如计算机或应急灯)会被连续地供电,而具有更低优先级的电气负载(如电池充电器)会首先接收减少的电力。
主设备9能够提供用户接口,其用于允许用户输入针对减少的电力消耗的请求。例如,电网运营商可以输入针对减少的电力消耗的需求,以便减少市电电网的负载。由于例如更高的实际能源价格,用户可以请求更低的电力消耗。另外,使用电气负载用于能源交易的运营商可以输入用于减少电气负载的电力消耗的需求。因此,配电系统1可以适配成允许需求侧控制。
相应插座3另外包含旁路通道16,其用于旁路DC电力转换器10,使得供应到与相应插座3连接的相应电气负载4、5的电力不被DC电力转换器10转换。旁路通道16可以对于将从供电轨31接收的电力直接分配到另外的插座有用,该另外的插座可以连接到与供电轨31直接连接的相应插座3。如果使用旁路通道16,至少DC电力转化器10可以被切断。
相应插座3可操作于使用旁路通道16的旁路模式,以及不使用旁路通道的非旁路模式。这些模式由插座控制器11基于相应的所接收的电力请求而控制,使得如果所接收的电力请求指示相应电气负载需要从供电轨31接收的DC电力,并且如果主设备9不指示相应插座3应该提供更少的DC电力,相应插座3在旁路模式中操作。在另一实施例中,相应插座还可以包含外部旁路连接器,相应电气负载可连接到该外部旁路连接器,其中该外部旁路连接器连接到旁路通道,使得在外部旁路连接器处供应的电力不被DC电力转换器10或另一DC电力转换器17转换,即,在旁路连接器处来自供电轨31的电力直接被提供。
因此,插座3包含相应旁路通道,以便直接向相应插座3的输出部传递供电轨31的电压。这能够用于可以利用此电力(尤其利用此电压)操作的电气负载。另外,这能够用于将电力进一步分配到另外的可移动插座或者将电力分配到若干负载。如果使用旁路通道,可以切断电力转换器,使得不会出现转换损失。
在图2中示意性和示例性地示出的实施例中,如果主要开关18闭合,旁路通道16通过闭合旁路开关40激活。为了不损坏DC电力转换器10的输出部并且还有另一DC电力转换器17的输出部,每个电力转换器输出部经由相应开关43、44连接到相应负载3的输出部。插座控制器11优先适配成,如果旁路通道16被激活,打开这些开关43、44并且可选地还打开另外的开关41、42。因此,插座控制器11可以适配成在旁路模式中注意主要开关18和旁路开关40闭合,开关43、44以及可选地还有开关41、42打开,并且DC电力转换器10、17切断。
旁路通道16的激活可以由相应电气负载通过使用在相应电气负载和相应插座之间的通信通道而被请求。然而,在另一实施例中,旁路通道还可以通过相应插座中的机械构件被机械地激活。该机械构件可以由相应电气负载的插入相应插座中的特殊形式的插头激活。因此,允许电力的旁路的电气设备可以具有此示例中的这种特殊形式或形状的插头。需要经控制的输出电力(尤其是经控制的输出电压)的其它设备不会具有拥有该特殊形式或形状的这种插头。此机械解决方案不会需要插座控制器的参与,因为该机械解决方案会配置成使得相应插座的电力转换器在电力旁路的情况下切断。为了提供此机械解决方案,相应插座可以包含切换(toggle)开关,其在该插座的转换器的输出部和该旁路通道之间切换插座输出。在另外的示例中,旁路通道被传递到附加的针,即传递到外部旁路连接器,其中在此情况中,不会需要用于激活和停用旁路通道的附加开关。想要利用相应插座的旁路特征的电气负载可简单地连接到此针。
DC电力转换器10是更高DC电力转换器,其能够提供更高的DC电力,并且另一DC电力转换器17是更低DC电力转换器,其用于将所供应的DC电力转换为更低的DC电力。相应插座控制器11适配成,通过致动相应开关40…44和/或通过将电力转换器10、17接通和切断,控制更低DC电力转换器17、更高DC电力转换器10还是旁路通道16被使用。特别地,如果相应电气负载被切断,其只会需要非常低的电力。在这种情况下,更高DC转换器10(其还可以被认为是主要电力转换器)将非常低效地操作,并且将产生比递送到相应电气负载的电力更多的电力损失。为了减少这些损失,相应插座3包含更低DC电力转换器17。如果相应电气负载被切断,更高DC电力转换器10会被切断,并且更低DC电力转换器17会被接通。在此情况中,更低DC电力转换器17还为插座控制器11和为通信子单元8、33提供供应电压。更低DC电力转换器17可以被由相应电气负载给出的信号或命令激活,于是插座控制器11可以切断更高DC电力转换器10并且接通更低DC电力转换器17。更低DC电力转换器17优先适配成提供待机电力作为更低DC电力,使得更低DC电力转换器17还可以被认为是待机电力转换器。
在另一实施例中,相应插座可以包含用于测量输出电压的传感器,其中插座控制器可以适配成,在输出电力下降低于预定义的阈值水平时,激活低DC电力功能,尤其是提供待机电力。用于测量输出电力的传感器可以是已知的电流和电压传感器。插座还可以包含用于感测输入电力,即从供电轨31接收的电力的传感器。另外,用于测量输入电力的传感器可以是已知的电流和电压传感器。例如,插座可以适配成只在所感测的输入电压处于预定义电压范围内时操作。特别地,插座控制器11可以适配成控制主要开关18,使得其只在所感测的输入电压处于预定义输入电压范围内时闭合(即导通)。因此,如果输入电压由于例如过载条件而低于最小输入电压,相应插座会被切断,以便提供节电保护。输入电力监控也可以确保相应插座的输入电力绝不超过最大允许电力。
相应插座3的主要开关18优先适配成使得,如果主要开关18打开(即未导通),电力转换器10、17不被供应来自供电轨31的电力,并且因此不消耗任何电力。另外优选的是,如果主要开关18打开,相应插座3不消耗任何电力,即通信单元8、33与插座控制器11也不消耗任何电力。主要开关18可以是机械开关,其通过相应电气负载的插头机械地操作。如果插头被插入相应插座3,机械构件会闭合主要开关18。这样,未使用的插座3,即未连接到任何设备的插座,不消耗电力。在另外的实施例中,相应插座可以包含附加针,其中供电轨电压会以高欧姆电阻连接到此针。而且,相应电气负载的插头在其被插入相应插座中时可以提供与地电位的连接。因此,如果插头被插入相应插座中,电流流动(其可以用于切换继电器开关,或用于操作半导体开关,作为该相应插座的主要开关)以便接通该相应插座。在另外的实施例中,此信号,即电流流动,可以被传递到电气负载,其中电气负载可以适配成使用此电流流动用于远程控制该相应插座。因此,在实施例中,相应电气负载中的开关可以用于将相应插座接通或切断。例如,相应电气负载可以包含手动开关,其可以切换电流流动(该电流流动用于切换继电器开关或用于操作相应插座的半导体开关)以便远程控制该相应插座。
在另外的实施例中,电气负载包含诸如电容器的小能量储存器,其在负载时为例如远程控制接收器供电。如果能量储存器中的电荷降下降低于预定义的低水平,电气负载可以向相应插座发送电力请求,以便接收用于对电气负载再充电的电力的能量储存器。在能量储存器已被充电至高于预定义的高水平后,电气负载可以向相应插座发送请求,该请求指示可以停止电力供应。如果能量储存器因为其高于预定义的低水平而不需要充电,相应插座可以完全切断。因此,例如,用于电气负载的待机功能的足够的电力可以由该能量储存器提供,而不需要相应插座供应任何电力,即当能量储存器中的电荷低于预定义的低水平时,相应插座只需要供应用于再充电能量储存器的电力。例如,相应插座可以在24小时内只活跃一分钟,以便保持电气负载的待机功能。
开关40…44优先为半导体开关,如MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)开关。另外,主要开关可以是半导体开关。然而,主要开关18还可以是如上面描述的机械开关。另外,其它开关可以至少部分为机械开关。DC电力转换器10、17的输出部处的两个开关43、44也可以通过二极管实现。在这种情况中,它们不需要由插座控制器11控制。在一些类型的已知DC转换器中,这样的二极管已经存在于DC转换器的输出级,使得不会需要附加的二极管或开关43、44。在DC电力转换器10、17的初级侧,开关41、42可以被省略,尤其是如果DC转换器10、17的操作可以以不同方式关停,例如通过使用DC电力转换器10、17内的开关,以便将它们完全切断。
插座控制器11可以是模拟或数字电路。它优先适配成,取决于由通信接口提供的设置,即取决于经由通信子单元8、33接收的信息,设置DC电力转换器10的输出电压的值。插座控制器11可以包含一种算法,该算法用于将来自相应电气负载的通信的信号转换成相应DC电力转换器的需要的输入信号,该输入信号与相应插座的输出电压有关。作为模拟电路,插座控制器11可以提供与DC电力转换器10的所请求的输出电压成比例的电压。之后,相应DC电力转换器10取决于电力转换器的类型,将此控制电压转换成例如合适的占空比或频率。作为数字电路,插座控制器11还可以使用数模转换器提供模拟电压。然而,插座控制器11还可以直接递送开关信号到DC电力转换器10的一个或若干个开关。
DC电力转换器10适配成双向地操作,以便允许DC电力提供单元6连接到相应插座3,使得由DC电力提供单元6提供的DC电力在配电系统1内可分配。DC电力提供单元6例如为光伏单元。为了允许双向性,DC电力转换器例如为提供电绝缘的双向逆向转换器或降压/升压转换器。
相应电气负载4、5和相应插座3之间的通信优先包含两个阶段:初始化阶段和操作阶段。初始化阶段的主要目的是确定相应电气负载4、5需要的初始输出电压。另外,可选地,在初始化阶段期间,可以在相应插座3和相应电气负载4、5之间交换另外的信息,诸如相应电气负载的授权、相应电气负载的电力需求(即例如最大电力水平、最小电力水平或典型电力水平)以及相应电气负载的电压范围。
在实施例中,如果相应电气负载连接到相应插座,该插座首先提供低待机电压,其可以由更低DC电力转换器17提供。此待机电压足够用于相应电气负载4、5在初始化阶段期间进行通信。在此阶段期间,一个或多个值从电气负载4、5传输到插座3。该值的含义可以取决于该值被传输的顺序由相应插座3区分,或者插座3可以发送针对某值的要求,其中插座3之后知晓所接收的值就是所请求的那个。
相应电气负载4、5可以发送一个值,该值对应于所需要的电压,例如,该值与所需要的电压成比例。在接收此值之后,相应插座3可以接通更高DC电力转换器10并且如果不被主设备9拒绝,将输出电压控制为所需要的电压。这意味着,对应于所需要的电压的电力请求被传输到主设备9,其中插座电力确定单元13确定所需要的电压是否可提供。如果情况不是这样,主设备9发送控制信号到插座3,该控制信号指示插座3应该提供更小的电压或者根本不提供电压。如果该电压是可提供的,对应的控制信号可以从主设备9发送到插座3,或者插座3可以等待某时间并且推断该电压是可提供的,如果来自主设备9的控制信号在该某时间已经流逝之后还未被接收。
对于模拟信号传输,通过发送一值(该值例如与所需要的电压成比例)将所需要的输出电压通知相应插座3是尤其有利的。然而,此技术也可以与数字信号传输一起使用。
相应电气负载另外可以传输一系列值,其对应于用于识别相应电气负载的标识码。相应插座可以适配成,通过例如将该标识码与标识码列表(该标识码列表可以储存在相应插座中)进行比较或者通过其它已知解密方法,识别由所述一系列值代表的标识码是否有效。相应插座可以适配成使得所需要的输出电压只在标识码对应于有效电气负载时应用。有效电气负载可以通过授权预先批准。此过程具有无效设备可以排除在操作之外,以便保持配电系统安全的优点。
相应电气负载可以适配成另外传输其它值到相应插座,其中这些其它值可以对应于例如它的电力需求,即相应电气负载应该请求的最大电力。
如果相应电气负载获得比指示的电力更多的电力,失效会被检测到,并且相应插座或整个配电系统会进入安全模式,其还可以被认为是安全的操作模式。此失效检测可以由相应插座控制器执行,使得相应插座控制器会被认为是用于检测失效条件的失效检测单元。相应电气负载也可以适配成传输其它值到相应插座,该其它值对应于电气负载的电压范围,其中相应插座可以适配成在电压离开经通信的电压范围时进行检测,以便检测失效。另外,此失效检测过程可以由该控制器执行。如果这样的失效被检测到,相应插座或整个配电系统会进入安全模式。相应插座还可以适配成在某范围内改变输出电压,并且因此对电力传输产生影响。这可以用于相应插座的供应侧上的主动电力控制。
在操作阶段期间,电力传递到相应电气负载,并且输出电压被调控,其中输出电压由主设备9和相应插座3确定。输出电压在操作期间可以不是恒定值。它可以根据相应电气负载的需要改变。例如,如果相应电气负载是电池充电器,输出电压可以取决于充电特性而被控制。由于输出电压由主设备9和相应插座3控制,电气负载(即在此示例中的电池充电器)不一定需要附加的DC电力转换器。这避免附加转换级,节省材料并且减少损失。相应电气负载可以传输一值,该值与期望的输出电压成比例,其中如果相应插座3未被主设备9拒绝,相应插座3之后将输出电压控制到期望的电压值。例如,如果主设备9指示,由于可用总电力预算,应该提供更小的输出电压,相应插座3向相应电气负载提供此更低的输出电压。
相应电气负载可以适配成传输一值,该值对应于与实际应用的电压相关的电压差。只要所传输的值为零,输出电压由相应插座3保持恒定。正值会导致输出电压的增加,并且负值会导致输出电压的减少。该值越大,电压改变越大。相应电气负载和相应插座之间的此类型的通信具有下述优点:其可以独立于实际电压水平,并且因此更容易应用到未来版本。这样的控制原理例如在由无线电力联盟(wireless power consortium)发布的针对移动设备的无线充电的Qi标准中应用。对于关于此基于电压差的通信的更多细节参考此标准。另外,在操作阶段,值可以以规则的时间间隔,或者只当输出电压的改变是必要的时,从相应电气负载不断地传输到相应插座。相应插座和主设备可以适配成尝试提供输出电压(其对应于从相应电气负载接收的最后值),直到从相应电气负载接收到下一值。
尽管在上面描述的实施例中,失效检测功能集成到相应插座控制器中,在其它实施例中失效检测单元也可以是相应插座内的单独的单元,其中相应插座控制器可以适配成控制相应插座,使得如果失效检测单元已检测到失效条件,该相应插座操作于安全模式。如果输出电流超过阈值(threshold value)、输出电压变为零或下降低于阈值电压、输出电力超过阈值、输出电压不在指定电压范围内或者相应电气负载没有在预定义时间内向相应插座发送值,失效条件可以被检测到。相应插座可以包含指示灯,其用于向用户指示失效条件已经被检测到。相应插座控制器可以适配成,在检测到失效时切断主要开关18以便使相应插座操作于其安全模式。相应插座可以适配成使得,只有当相应电气负载的插头已从相应插座移除时,相应插座从安全模式来到操作模式,即,只有在将相应电气负载从相应插座拔下时,操作模式会被重置。在另外的示例中,安全模式可以首先对应于待机模式,特别是只有更低DC电力转换器17提供DC电力的模式。另外,相应插座之后可以进入用于执行上述初始化的初始化模式。如果不可能维持待机模式(例如由于短路),相应插座切断主要开关18。
如果DC电力提供单元6连接到相应插座3,即,如果诸如光伏板或电池的本地发电器连接到相应插座3,操作的相应电力提供模式会由相应DC电力提供单元6在初始化阶段向相应插座3宣布。因此,配电系统适配成允许双向电力流动,其中相应电气设备是消耗电力还是提供电力可以由相应电气设备在初始化阶段期间宣布。
配电系统1另外包含配电设备19,其用于将若干电气负载20、21连接到同一相应插座3。配电设备19在图4中更详细地示意性和示例性地示出。它包括:若干连接站22、23,其待与若干电气负载20、21连接;DC电力转换器24、25,其用于将来自相应插座3的电力转换为待被供应到相应电气负载20、21的经转换的电力;以及配电设备控制器26,其用于控制DC电力转换器24、25并且用于与相应插座3的插座控制器11协商电力需要。配电设备19另外包含分配设备通信单元,该分配设备通信单元包含:第一通信子单元50,其用于至少接收来自电气负载20、21的电力请求;以及第二通信子单元51,其用于与相应插座3的插座控制器11通信以执行电力协商。另外,通信子单元50、51由配电设备控制器26控制。而且,配电设备19包含开关60…64,其也由配电设备控制器26控制。
因此,配电系统通过使用配电设备19提供多插座分配,即Y型分配,其中配电设备19包括转换器并且在考虑电气负载20、21所需要的电压下与相应插座3协商输入电压,相应插座3优先为墙式插座。配电系统19可以另外适配成允许用于低损失的电压馈通,如果相应电气负载20、21允许这样。为了提供此电压馈通,主要开关62和旁路开关65、66可以闭合,即可以变成导通的,然而开关60、63可以打开,即可以变成非导通的。
图5示意性和示例性地示出用于将若干电气负载20、21连接到同一相应插座3的配电设备的另一实施例,可以使用该配电设备,而不是参考图4在上面描述的配电设备19。
配电设备29包括若干连接站22、23,其待与若干电气负载20、21连接;DC电力转换单元45、47,其用于将来自相应插座3的电力转换为待被供应到相应电气负载20、21的经转换的电力;以及配电设备控制器46,其用于控制DC电力转换单元45、47并且用于与相应插座3的插座控制器11协商电力需要。配电设备控制器46可以适配成与相应插座3的插座控制器11协商相应插座3应该操作于其旁路模式,使得由电源2提供的电力也被提供到DC电力转换单元45、47。
DC电力转换单元45、47优先适配成与相应电气负载20、21协商待被供应的电力并且供应相应的经协商的电力。例如,DC电力转换单元45、47可以与插座3相似。特别地,DC电力转换单元45、47可以各自至少包含:a)插座通信单元,其用于与相应电气负载20、21通信,尤其用于接收来自相应电气负载20、21的电力请求,并且可选地用于与主设备9通信;b)DC电力转换器,其用于接收供应到相应DC电力转换单元45、47的电力,并且用于将所接收的电力转换为待被供应到相应电气负载20、21的经转换的DC电力;以及c)控制器,其用于,尤其取决于从主设备9接收的控制信号,控制相应DC电力转换器以提供经协商的电力。配电设备控制器46还可以适配成从相应插座3请求更低的电力,尤其是更低的电压,其中在这种情况下,所请求的更低的电力被应用到DC电力转换单元45、47,其将该电力转换为待被供应到电气负载20、21的经协商的电力。配电设备控制器46可以适配成请求相应插座3操作于其旁路模式以提供更高的电力,或者操作于更低电力被提供的操作模式,这取决于由相应DC电力转换单元45、47与相应电气负载20、21协商的电力。
一般地,当插头从插座移除时,危险的电火花会出现。配电系统1的插座3优先适配成使得避免这样的电火花。例如,相应插座3可以包含断开检测单元,其用于检测相应电气设备4、5、6、19何时与相应插座3断开,其中相应插座控制器11可以适配成,在断开检测单元已检测到断开之后关停所供应的电力,尤其是打开主要开关18。相应插座控制器11优先适配成以毫秒水平关停所供应的电力。例如,断开检测单元可以包含引线针,其在拔出期间首先打开。此针还可以用于通信目的,即用于在相应插座3和相应电气设备4、5、6、19之间通信。特别地,引线针可以是针39,其用于通信目的并且其将相应电气设备4与相应插座3的通信单元33连接。如果此引线针39被断开,相应插座控制器11可以适配成切断相应插座3。因此通信单元33和引线针39可以被认为形成用于检测相应电气设备4何时与相应插座3断开的断开检测单元。
替代地,主要开关18和相应电气设备可以适配成使得在将相应电气设备与相应插座断开期间,相应插座在电气接触断开之前切断。因此,机械开关可以以下述方式安装:在电气接触打开之前,该机械开关感测相应插座的数量,并且在提取期间打开。这样,开关可以用于使未使用的插座完全停止工作,并且用于电子切断,以便在拔出操作期间防止电火花。替代地或另外地,光学构件或附加接触部可以用作用于检测拔出操作的断开检测单元,其中如果拔出操作已被检测到,相应插座会立即切断。如果相应插座适配成在插入动作期间首先协商电力需要,其中在插入动作期间在接触部上保持低电压水平,电火花不发生。因此,在接触部上使用低电力的电力协商还可以被认为是电火花和触摸保护特征。
下面将参考图6所示的流程图示例性地描述配电方法的实施例,该配电方法用于在配电系统内从电源供应电力到若干电气负载。
在步骤101中,配电系统的插座从连接到该插座的电气负载接收电力请求。在步骤102中,所接收的电力请求传输到配电系统的主设备。在步骤103中,主设备的插座电力确定单元基于所接收的电力请求确定待由相应插座提供的电力,并且取决于所确定的电力产生用于控制该插座的控制信号。特别地,主设备可以确定所请求的总电力是否不大于可提供的总电力,并且在所请求的总电力不大于可提供的总电力时允许插座提供所请求的电力。在步骤104中,插座的DC电力转换器取决于由主设备产生的相应控制信号和由相应插座控制器发出的相应电力请求而被控制。例如,如果从主设备接收的控制信号指示相应DC电力转换器被允许提供相应的所请求的电力,DC电力转换器被控制以提供此电力。
已知的消费者设备(即已知的电气负载)具有它们自己的DC电源,因为电力在供电设施中一般作为高电压AC电力被分配。另外,消费者设备一般具有它们自己的针对某电压和电力水平的需求。这些单独的电源将附加成本施加在消费者设备上,并且由于成本原因一般不为长寿命设计。参考图1在上面描述的配电系统摆脱独立电源,并且允许消费者设备直接连接到配电系统,该配电系统也可以被认为是电源设施,而不需要与消费者设备一起提供的附加电源设备。这可以导致电子垃圾的减少的重量和减少的体积。
用于解决独立电源的问题的若干解决方案是已知的。例如,IEEE组织提出UPAMD(用于移动设备的通用电力适配器)标准,其描述通用插头并且其也可以用于墙式插座。以太网供电标准定义中央转换器以及以星形线缆分布连接到该中央转换器的插座,其中每个插座需要它自己的线缆,这导致中央转换器和电气负载之间的长距离以及对应的线缆损失。由于此原因,每个插座处的电力被限制。另外,广泛分布的USB(通用串行总线)插座也是可得到的,作为递送固定电压的墙式插座。然而,这些解决方案没有提供无缝地适配连接设备的需要的可变电压。它们也没有描述待机行为,并且它们没有提供用于限制或控制插座供应侧上的电力流的方法。相反,参考图1在上面描述的配电系统允许可变电压,提供待机行为并且允许插座供应侧上的电力流的限制或控制。
配电系统优先包含高电压分配以限制分配损失,并且插座优先为DC墙式插座,其中插座包括电力转换器,其将高电压分配电压转换为相应的所连接的电气负载需要的电压。所提供的电压是可变的,并且可以由来自相应的所连接的电气负载的数字或模拟反馈设置,或者通过与相应的所连接的电气负载的协商设置。配电系统可以用于在建筑物内分配电力。这可以包括专业以及住宅应用。插座优先为墙式插座。然而它们还可以是其它类型的插座。
尽管在上面描述的实施例中,相应插座和相应电气负载之间的电力传输是有线的电力传输,并且相应插座和相应电气负载之间的通信是有线的通信,在其它实施中该电力传输和/或该通信可以是无线的。例如,相应电气负载可以经由Qi标准或Rezence标准无线地供电。插座可以是例如用于机器人真空吸尘器(其在此示例中是电气负载)的无线泊位,其中当接触到墙上的相应点时,即当足够靠近相应插座以无线地发送电力请求到相应插座以及从相应插座无线地接收电力时,该机器人真空吸尘器得到再充电。插座还可以集成到用于支持电气负载的桌子或另一件家具中,该电气负载可以从相应插座无线地接收电力。特别地,插座可以集成到用于为厨房电器供电厨房表面中。
通过研究附图、公开内容和所附权利要求,本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时,可以理解和达成对所公开实施例的其它变型。
权利要求中,词语“包含”不排除其它元素或步骤,并且不定冠词“一(a或an)”不排除复数。
单个单元或设备可以实现权利要求中记载的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中列举某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
由一个或若干个单元或设备执行的操作(诸如控制信号的产生,电力协商操作,通信操作等等)也可以由任何其它数量的单元或设备执行。根据配电方法的配电系统的这些操作和/或控制可以实施为计算机程序的程序代码构件和/或专用硬件。
计算机程序可以储存/分布于合适介质,诸如光学储存介质或固态介质,所述介质与其它硬件一起提供或者作为其它硬件的部分提供,但是计算机程序也可以以其它形式分布,诸如经由互联网或其它有线或无线电信系统。
权利要求中的任何附图标记不应解释为限制范围。
本发明涉及一种用于经由插座将电力从电源分配到若干电气负载的配电系统。插座从电气负载接收电力请求,并且将该电力请求传输到主设备,该主设备基于所接收的电力请求控制待由相应插座提供的电力。由于主设备从插座接收所有电力请求并且因此具有总电力需要的概观,主设备可以在考虑此知识下确定待由相应插座提供的电力。这可以导致改进的待由相应插座提供的电力的确定,并且因此导致改进的总配电。
Claims (14)
1.一种配电系统,其用于将电力从电源(2)分配到若干电气负载(4、5),所述配电系统(1)包含:
- 电源(2),其用于向若干插座(3)供应电力,
- 所述若干插座(3),其用于向所述电气负载(4、5)供应经转换的DC电力,其中每一个插座(3)适配成从连接到相应插座(3)的电气负载(4、5)接收电力请求,并且其中每一个插座(3)包含:
i)插座通信单元(8),其用于向主设备(9)传输相应电力请求,
ii)DC电力转换器(10),其用于接收所供应的电力并且用于将所接收的电力转换为待被供应到相应电气负载(4、5)的经转换的DC电力,
iii)插座控制器(11),其用于取决于从所述主设备(9)接收的控制信号控制所述DC电力转换器(10),
- 所述主设备(9),其中所述主设备(9)包含:
i)主通信单元(12),其用于从所述插座(3)接收电力请求并且用于向所述插座(3)传输所述控制信号,
ii)电力容量提供单元(14),其用于提供电力容量信息,所述电力容量信息指示所述配电系统(1)在所述若干插座(3)处可提供的总电力,
iii)插座电力确定单元(13),其用于基于所接收的电力请求和基于所述电力容量信息确定待由相应插座(3)提供的电力,并且用于取决于所确定的电力产生所述控制信号。
2.根据权利要求1所述的配电系统,其中所述插座电力确定单元(13)适配成连续地确定待由所述插座(3)提供的电力,其中基于所接收的电力请求和所提供的电力容量信息,确定所述相应插座(3)被允许提供相应的所请求的电力,只要所述插座(3)提供的总电力没有超过所述配电系统可提供的总电力。
3.根据权利要求1所述的配电系统,其中所述主设备(9)另外包含优先级提供单元(15),其用于提供指示所述插座(3)的优先级的优先级信息,其中所述插座电力确定单元(13)适配成基于从所述插座(3)接收的电力请求、所提供的电力容量信息以及所提供的优先级信息,确定待由所述相应插座(3)提供的电力。
4.根据权利要求1所述的配电系统,其中所述相应插座(3)包含旁路通道(16),其用于旁路所述DC电力转换器(10),使得供应到被连接到所述相应插座(3)的所述电气负载(4、5)的电力不被所述DC电力转换器(10)转换。
5.根据权利要求1所述的配电系统,其中相应DC电力转换器(10)是能够提供更高DC电力的更高DC电力转换器,其中所述相应插座(3)另外包含用于将所供应的DC电力转换为更低DC电力的更低DC电力转换器(17),其中相应插座控制器(11)适配成控制所述更低DC电力转换器(17)是否用于转换所供应的电力。
6.根据权利要求1所述的配电系统,其中所述相应插座(3)另外包含用于检测相应电气负载(4、5)何时与相应插座(3)断开的断开检测单元,其中所述相应插座控制器(11)适配成,在所述断开检测单元已检测到断开之后关停所供应的电力。
7.根据权利要求1所述的配电系统,其中所述相应插座(3)包含用于将所述相应插座(3)接通和切断的主要开关(18),其中所述主要开关(18)和相应电气负载(4、5)适配成使得,如果所述相应电气负载(4、5)连接到所述相应插座(3),所述相应插座(3)由所述电气负载(4、5)接通。
8.根据权利要求7所述的配电系统,其中所述主要开关(18)和所述相应电气负载适配成使得,在将所述相应电气负载(4、5)与所述相应插座(3)断开期间,所述相应插座(3)在所述电气负载(4、5)和所述相应插座(3)之间的电气接触得到断开之前被切断。
9.根据权利要求1所述的配电系统,其中所述相应插座(3)适配成在可操作于操作模式和安全模式,并且所述相应插座包含用于检测失效条件的失效检测单元,其中所述相应插座控制器(11)适配成,如果所述失效检测单元已检测到失效条件,控制所述插座(3)以处于所述安全模式。
10.根据权利要求1所述的配电系统,其中所述配电系统(1)另外包含配电设备(19),其用于将若干电气负载(20、21)连接到同一个插座(3),其中所述配电设备(19)包括:
若干连接站(22、23),其待与所述若干电气负载(20、21)连接,
DC电力转换器(24、25),其用于将来自所述插座(3)的电力转换为待被供应到所述相应电气负载(20、21)的经转换的电力,
配电设备控制器(26),其用于控制所述DC电力转换器(24、25)并且用于与所述相应插座(3)的插座控制器(11)协商电力需要。
11.根据权利要求1所述的配电系统,其中所述DC电力转换器(10)适配成双向地操作,以便允许DC电力提供单元(6)被连接到插座(3),使得由DC电力提供单元(6)提供的DC电力在所述配电系统中可分配。
12.一种主设备,其用于在权利要求1所定义的配电系统中使用,其中所述主设备(9)包含:
主通信单元(12),其用于从所述配电系统(1)的插座(3)接收电力请求以及用于向所述插座(3)传输控制信号,
电力容量提供单元(14),其用于提供电力容量信息,所述电力容量信息指示所述配电系统(1)在所述若干插座(3)处可提供的总电力,
插座电力确定单元(13),其用于基于所接收的电力请求以及基于所述电力容量信息,确定待由所述相应插座(3)提供的电力,并且用于取决于所确定的电力产生所述控制信号。
13.一种配电方法,其用于在权利要求1所定义的配电系统内将电力从电源(2)分配到若干电气负载(4、5),所述配电方法包含:
由所述电源(2)向若干插座(3)供应电力,
由所述插座(3)从连接到所述配电系统的插座(3)的电气负载(4、5)接收电力请求,
由所述插座(3)向所述配电系统的所述主设备(9)传输所接收的电力请求,
由所述主设备(9)的电力容量提供单元(14)提供电力容量信息,所述电力容量信息指示所述配电系统(1)在所述若干插座(3)处可提供的总电力,
由所述主设备(9)的插座电力确定单元(13),基于所接收的电力请求和基于所述电力容量信息,确定待由所述相应插座(3)提供的电力,以及取决于所确定的电力产生用于控制所述插座(3)的控制信号,
由所述主设备(9)的所述主通信单元(12)向所述插座(3)传输所述控制信号,
由所述相应插座控制器(11),取决于从所述主设备(9)接收的相应控制信号,控制所述插座(3)的所述DC电力转换器(10)。
14.一种用于控制权利要求1所定义的配电系统的计算机程序,所述计算机程序包含程序代码构件,所述程序代码构件用于,当所述计算机程序在控制所述配电系统的计算机上运行时,引起所述配电系统执行权利要求13所定义的配电方法的步骤。
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