CN113228449A - 基于传感器的能量管理壳体和基于传感器数据的分布式能量资源管理 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用户驻地的电力系统，该电力系统包括断路器和电流传感器，该断路器用于向电路提供电力，该电流传感器安装在断路器的连接件附近。该电流传感器生成数据，控制器使用该数据来计算由断路器馈电的电路的电流消耗。基于电流消耗信息，控制器可以确定各个电路消耗多少有功功率和无功功率。控制器可使用信息来触发功率转换器调整操作以改变电流矢量的操作象限。

Description

基于传感器的能量管理壳体和基于传感器数据的分布式能量 资源管理

优先权

本申请基于2018年12月17日提交的美国临时申请62/780,879并要求其优先权的权益。

技术领域

本文的描述整体涉及电网，并且更具体的描述涉及电网中的分布式管理。

背景技术

已有越来越多的所谓的“智能计量器”产品被引入以提供对用户驻地或用户位置的增强的控制。智能计量器旨在提供关于在用户驻地中的电力使用的信息。用于用户驻地的传统信息流是使用电力并且在月末接收账单以指示已经使用了什么电力。智能计量器提出利用定期监测来提供信息。然而，智能计量器仍然是电网计量器，这意味着从电网或电网管理(诸如公用设施)的角度，控制仍然来自计量器的前面。由智能计量器收集的任何信息均会受电网控制，这最终基于公用设施在进入用户驻地的点处如何看待来自电网的电力消耗而尝试控制该用户驻地。即使当智能计量器考虑了用户驻地的能量产生能力时，智能计量器仍然基于公共耦合功率(PCC)的电网侧的观点来测量并做出如何控制电力消耗或电力生产的所有决定。

用户驻地可包括或不包括太阳能装置或其他本地电力生产。传统太阳能试图满足客户的需求，但这样做的代价是电网的稳定性。传统太阳能仅提供有功功率。通过改变用户驻地的无功功率负载，利用太阳能提供无功功率的尝试通常导致低效的功率使用情况。无论将无功负载改变为更具电感性还是更具电容性，在任一种情况下的最终结果都是用户驻地增加无功功率消耗，以改善有功功率传输。净计量为用户提供了对本地产生的过多电力的财务激励，该过多电力是指客户未使用的电力。然而，由于电力公司可能被要求向客户或产销商支付不需要的电力，或者是可能破坏电网稳定性的错误类型的电力，因此，净计量使客户与电力公司或服务提供商产生矛盾。

此外，客户期望减少对电网操作员的依赖，这激励了更多的太阳能部署。然而，在电网上安装更多的太阳能可由于产生过剩有功功率而增加电网的不稳定性。除了产生过剩有功功率之外，还需要电网增加无功功率产生，从而提供电网支撑以稳定电网。从中央电网位置产生的无功功率导致电网上增加的低效率，从而将无功功率支持推向数英里以外的电力线。太阳能部署渗透超过某一水平可导致“太阳能饱和”，其中电网上的太阳能资源量可生成超出公用设施操作员有效处理过剩太阳能或提供足够无功功率支持的能力的过剩有功功率。

附图说明

以下描述包括对附图的讨论，这些附图以举例的方式给出具体实施做出了说明。附图应以举例的方式而非限制的方式来理解。如本文所用，对一个或多个示例的引用应被理解为描述包括在本发明的至少一个具体实施中的特定特征、结构或特性。本文出现的短语诸如“在一个示例中”或“在另选的示例中”提供了本发明的具体实施的示例，并且不一定都是指相同的具体实施。然而，它们也不一定是互相排斥的。

图1是用于智能电网操作系统的断路器箱或壳体的示例的框图。

图2表示用于智能电网操作系统的壳体的断路器电路的示例。

图3表示安装在断路器壳体的充电板上的断路器下方的电流传感器的示例。

图4表示用于智能电网操作系统的断路器壳体中的电流传感器的示例。

图5是用于智能电网操作系统的壳体的断路器电路的示例的电路图。

图6是具有内部电流传感器的系统的示例的框图。

图7A是具有多个计量器的壳体的示例的框图。

图7B表示4象限计量器的示例。

图8是具有用于监测一个或多个功率转换器串的4象限计量器的系统的示例的框图。

图9是用于利用具有电流传感器的壳体控制电流的过程的示例的流程图。

图10是用于利用具有两个内部计量器的系统控制电流的过程的示例的流程图。

图11是放置在断路器与电路板的连接点附近的传感器的电压读数的示例的表示。

图12是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中受监测通道未被加载。

图13是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中受监测通道均被加载。

图14是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中对于受监测通道，通道1被加载并且通道2未被加载。

图15是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中对于受监测通道，通道1未被加载并且通道2被加载。

图16是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中对于受监测通道，通道1被加载并且通道2未被加载并且通道2未通电。

图17是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中受监测通道两者均被加载并且通道2未通电。

图18是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中对于受监测通道，通道1未被加载并且通道2被加载并且通道1未通电。

图19是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中受监测通道两者均被加载并且通道1未通电。

图20是系统中电流分量的示例的图形表示，其中电流矢量是初级电流分量和谐波电流分量的合成。

图21是系统中电流分量的示例的图形表示，其中电流的谐波分量相对于初级电流分量具有角度偏移。

图22是相对于本地系统电流矢量映射的电网电流矢量的示例的图形表示。

图23是监测PCC处的功率的计量设备的示例的框图。

图24是利用无功功率注入将功率从本地源传输到并网负载的系统的示例的框图。

以下对某些细节和具体实施的描述，包括对附图的非限制性描述，这些附图可示出一些或所有示例，以及其他可能的具体实施。

具体实施方式

如本文所提供，系统提供了对本地功率产生的计量器后控制。计量器后控制可基于断路器箱壳体内的本地传感器。断路器箱可包括传感器以及以及改变系统内部操作的控制或智能。内部控制允许系统通过VAR注入来改变有功功率和无功功率的混合，而不是增加或改变无功功率阻抗或改变无功功率负载。

在一个示例中，位于用户驻地处的电力系统包括用于向电路提供功率的断路器以及安装在该断路器的连接件附近的电流传感器。该系统可以是壳体或包括壳体。在一个示例中，该系统包括网关系统，该网关系统管理用户驻地处的功率流和功率使用。该电流传感器生成数据，控制器使用该数据来计算由该断路器馈电的该电路的电流消耗。控制器可以是用于网关的控制器，并且可以位于包括断路器的壳体内，或者位于该壳体外部并且通信地耦接到该壳体。基于电流消耗信息，控制器可以确定由不同断路器控制的各个电路利用每个断路器处的传感器消耗多少有功功率和无功功率。该控制器可使用该信息来触发功率转换器调整操作以改变电流矢量的操作象限。

即使没有本地功率生产，系统也可将有功功率转换成无功功率以进行计量器内部的无功功率注入。因此，在系统内部提供无功功率时，系统可在电网中看起来仅消耗有功功率。此类操作可响应于本地传感器监测和内部计量而进行。

在一个示例中，电力系统包括第一传感器和第二传感器，该第一传感器用于监测流出到与电网连接的公共耦合点(PCC)的电流，该第二传感器用于监测流入到本地系统中的电流，该本地系统可包括负载、存储和发电的组合。并非所有系统都包括存储。并非所有系统都包括发电。无论是包括存储或发电，还是包括存储和发电两者，或是两者都不包括，系统都可以调整电力系统的操作以在期望电流矢量下操作。第一传感器可监测与PCC的连接的第一电流波形，并且第二传感器可监测与本地系统的连接的第二电流波形。该电力系统包括控制器，该控制器用于计算第二电流波形的操作象限，该操作象限是指本地系统的电流波形，如流入到本地系统中所看到。控制器可基于第一电流波形的操作象限来计算第二电流波形的期望操作象限。

该期望操作象限是指四象限单位圆上的电流，并且可被设定成相对于第一电流波形以期望偏移对准。因此，系统可设定本地系统的电流如何相对于电网电流操作。不是简单地尝试将电流的相位与电网匹配以控制功率因数，系统可计算电网的电流矢量和本地系统的电流矢量，并且执行矢量计算以确定如何调整本地电流以进行相对于电流的有利操作。

图1是用于智能电网操作系统的断路器箱或壳体的示例的框图。系统100表示用于用户驻地的电力系统。在一个示例中，系统100包括壳体130，该壳体表示包括用于用户驻地的电路的断路器的壳体。该断路器被表示为断路器140。

电网110表示由公用设施控制的电网。电网110可包括任何典型的电网基础设施，该电网基础设施通常包括至少一种集中式电网操作管理或电网控件，以及至少一个集中式功率发电机。传统的电网基础设施在中央发电机处生成大部分电力，并通过电力线经过变电站将电力输送给用户。分布式能源也可由公用设施运营，以使能源生产在物理上更靠近能源用户。PCC(公共耦合点)120表示用户驻地到电网110的连接点或入口点。

电网计量器112测量由连接到PCC 120的消费者消耗的能源的量。电网计量器112测量从电网提供给用户的内容。通常，电网计量器112恰好在配电箱或断路器箱之前安装在受监测的用户驻地上。系统100不一定示出将从电网进入壳体130的电力线，但从电网计量器112到PCC 120的线表示对电力输送的监测。从计量器132到PCC 120的线表示从计量器后或电网计量器112后的监测。计量器后是指在受电网计量器112监测的点之后，在PCC 120内的用户侧或内部上的操作。系统100中计量器后的操作可对电网计量器112所看到和所监测的内容产生影响，而不受电网110的管理指导。在一个示例中，计量器后的操作可以响应于来自电网管理的调度或控制命令，但是可以用PCC内的设备发生。电网计量器112不会看到或监测或知道沿着源自壳体130的特定电路路径的电操作所发生的情况。相反，电网计量器112在监测点处看到PCC 120处的效应。

在一个示例中，壳体130包括两个计量器或电流传感器，即计量器132和计量器134。计量器132和134为内部计量器，其监测计量器后的状况。应当理解，“流入到”电气系统中的耦合点或节点将根据流入节点的哪一侧而给出不同的结果。在一个示例中，计量器132监测从计量器后或从用户驻地的角度流入到PCC 120来监测电网110的电气状况。由计量器132测量到的流出PCC 120的电特性可与电网计量器112所看到经过PCC120流入到用户驻地的电特性不同。在一个示例中，计量器132测量与电网计量器112相同的电气状况，以使系统100能够知道如何操作以向电网110呈现期望的状况。更多细节将在整个描述中列出。

在一个示例中，计量器134监测本地状况，其包括一个或多个换能器并且可包括能量生产和能量存储。计量器134测量从用户驻地内所看到的一种或多种电气状况。虽然被称为“计量器”，但应当理解，用于监测电网状况的计量器132和用于监测本地状况的计量器134与电网计量器112分开。电网计量器112表示公用设施计量器，其可以是公用设施用于针对从电网110输送到用户驻地的电力或功率而向用户收费的任何类型或形式的能量计或智能计量器。因此，计量器132和134与从PCC 120的电网侧的角度测量功率的电网计量器112分开。

电网计量器112由电力公司用于针对由电网110输送到用户驻地的电力向用户收费。在一个示例中，计量器132和计量器134位于壳体130内部。在一个示例中，计量器132和计量器134安装了或具有安装在壳体130的外盖上(诸如在壳体的封盖上)或安装在断路器箱下方的显示器。受计量器134监测的本地系统170可包括本地负载和本地生产或发电设备。

在一个示例中，本地系统170包括由转换器172表示的一个或多个功率转换器。转换器172表示用于系统100的本地能量生产的功率转换硬件。在一个示例中，本地系统170包括表示发电资源的能量生产174。可使用碳基发电设备(诸如柴油发电机)，但通常，本地发电设备表示设备诸如太阳能系统或风能系统。在一个示例中，本地系统170包括本地储能装置176。公用储能装置包括电池。可使用其他类型的储能装置。在一个示例中，本地系统170包括用于储能装置176的转换器172，该转换器可控制储能装置如何充电，并且可控制放电以主动生成无功能量。在一个示例中，通过转换器172的本地系统170可通过本地生成无功能量来执行无功能量注入，这在电学上类似于传统的旋转发电机。在一个示例中，转换器172为虚拟旋转发电机，其可允许从非旋转电路中主动生成无功能量。

在一个示例中，计量器132为四象限计量器。在一个示例中，计量器134为四象限计量器。在一个示例中，两个计量器均为四象限计量器。计量器132和134可向控制器150提供测量数据。在一个示例中，控制器150是由网关160表示的网关系统或为其一部分。控制器150包括电网操作系统智能，诸如通过执行智能电网操作系统(iGOS)。在一个示例中，控制器150基于由iGOS做出的决定向一个或多个转换器172提供控制以进行操作。在一个示例中，壳体130中的控制器150与用户驻地处的网关160的单独控制器结合操作。

在一个示例中，网关160包括在壳体130内。在一个示例中，壳体130表示断路器箱替代物，其使得在用户驻地处的安装能够将用户驻地自动转换成智能端。智能端可基于由系统中的传感器进行监测(下文描述)、基于由控制器150执行iGOS以及基于由位于用户驻地处并且通信地耦接到壳体130的转换器172进行的操作来相对于传统系统提供功率管理和功率节省。转换器可执行iGOS的决定，以基于计量器后的监测来调整电气系统的操作。

传统系统包括电网控制的电网计量器112，其测量一个月或其他时间段内用户驻地的使用情况，然后用户收到账单。此类方法提供了过于模糊而不能非常适用于控制驻地处使用情况的数据。相比之下，系统100提供了实时信息并且可基于实时数据生成实时控制，以使得系统能够实时调整电网的动态状况和本地系统的动态状况。

应当理解，本地系统170虽然未具体示出为连接到PCC，但其电连接到PCC。转换器172耦接到系统100内的电节点，该电节点使得能够从PCC 120的用户侧注入无功功率。通常，转换器172通过断路器电耦接到一起以便并网。能量产生可包括太阳能、风能或其他本地发电。

在一个示例中，壳体130包括多个断路器140，诸如传统断路器箱。除了用于传统断路器的安装件之外，壳体130还包括电流传感器142以监测每个电路上的实时活动。在一个示例中，每个断路器140受至少一个电流传感器142监测。电流传感器142可检测系统的实时电流和功率操作。在一个示例中，电流传感器142可检测特定电流特征，以具体识别在电路上操作的一个或多个负载。利用电流特征信息，系统100可用特定于本地系统170的功率消耗和发电的确切情况的能量管理操作进行响应。

在一个示例中，转换器172可生成有功功率和无功功率，或有功功率和无功功率的任何混合或组合。在一个示例中，转换器172利用无功功率注入来生成无功功率，以主动地生成无功功率以注入到系统中的连接点或节点中，并且因此经过PCC 120注入到电网110中，这与被动地尝试滤波功率因数相反。传统的功率因数调节涉及系统的无功负载，因此输送到用户驻地的功率相位在PCC 120处与电网电压同相。无功功率注入提供能量作为无功功率，而不是滤波以吸收能量来调整节点处的无功功率状况。滤波也可被称为调整无功功率负载，其仅改变功率消耗方式，消耗更多功率，而不生成无功功率。

电流传感器142将数据提供回控制系统以使控制器150或网关160能够基于实时数据来调整操作状况。在一个示例中，控制器150或网关160可以包括对电流传感器数据的滤波器。如下文更详细地解释，电流传感器142可受到附近电路上的功率消耗的影响。在一个示例中，系统100可调整传感器的读数以获得准确的电流读数以用作iGOS的数据输入。

在一个示例中，壳体130还包括一个或多个环境传感器136。环境传感器136可包括CO(一氧化碳)或C02(二氧化碳)传感器、地震传感器或其他传感器或组合。例如，C02传感器可用于确定总体空气质量或污染。确定空气质量可使得系统能够在功率使用决定中考虑空气质量。又如，地震传感器可用于提供与地震的发生或可能性有关的数据。由于此类传感器散布在各个用户驻地中整个社区的壳体130中，因此可有大量信息构建到该社区的基础设施中而无需其他设备。另外，对空气质量的监测可基于传感器跨社区的扩展来提供社区信息。此类社区信息可被提供回监管机构，或利用这些数据提供公共信息或服务的其他团体或机构。

在一个示例中，网关160包括基于计量进行计算的分析。在一个示例中，网关160还具有安全性和与公用设施的连接。在一个示例中，网关160或控制器150能够从电网110调度控制。除了基于来自本地传感器数据的分析的控制之外，网关160还能够将电网级控制应用于基于用户的系统。

通常，公用设施想要基于其看到的下游情况来控制电网支持以及设定配置，诸如设定功率因数。当从电网侧观察时，公用设施有兴趣了解PCC的配置是否符合要求。电网传统上获得状态并发出调度信息。根据电网的外观，公用设施可确定其想要看到某些负载或某些电源从电网移除。此类方法可能会导致电网断电，而不是使用可用的电源。与传统系统相比，系统100可以识别用户驻地的特定需求，解决电网计量器112后的需求，并且在PCC120处呈现与电网的遵从性。通过在内部处理无功功率需求并在PCC 120处呈现特定电流矢量，系统100可以与电网控制的调度信息不同的方式处理计量器后的遵从性。

在一个示例中，网关160学习系统100何时在其峰值负载和其峰值生产下操作。它可以基于电流传感器142的监测来学习何时使用特定负载。网关160可以随时间学习如何针对特定用户进行定制，从一个用户端到另一个用户端，哪些使用将是不同的。不同的使用情况由使用状况和资产、费率和层来定义。在一个示例中，系统能够进行本地调度控制，该本地调度控制可被理解为计量器后控制，以基于数据驱动决策来补充调度控制。该决策基于由电流传感器142以及潜在地由其他传感器本地收集的数据。

在一个示例中，网关160可以控制从PCC 120看到的动态相位角变化的整个用户驻地，并且调整多个转换器172的操作以实现期望输出。在一个示例中，网关160可以响应于反孤岛事件而执行整个用户驻地断开连接。因此，到网关160的几个信号可以断开整个用户驻地接连，而不是需要使每个转换器172检测和响应反孤岛事件。

图2表示用于智能电网操作系统的壳体的断路器电路的示例。电路200表示可在系统100的壳体中实现的电路。

电路200包括火线(高电压)连接点和中性连接点。火线连接是指与电网用户高电压线路(通常为120V或240V)的电连接。中性连接点为基准电压(电路接地)或基准高电压的电压。火线210表示到高电压的板或连接器。中线222和中线224表示到基准电压的连接器。电路断路器，或简称为“断路器”，跨接在高压电源与高压电路电线之间。如图所示，断路器1连接到连接器212并跨接在火线210与电路1高之间。断路器2连接到不同的连接器212并跨接在火线210与电路2高之间。虚线示出了其他断路器可以位于电路200中的位置。可存在比电路200中所示更多的断路器行。

两条电路的电路中线与中线224连接。中线222和中线224彼此耦接，并且出现在电路200的不同侧上，仅用于连接到由断路器控制的电路。如果通过断路器的电路试图引出过多电流，则该断路器响应于流过断路器的过量电流而跳闸。

在一个示例中，电路200包括位于每个断路器附近的电流传感器。如图所示，传感器1监测断路器1的电流，并且传感器2监测断路器2的电流。通过断路器的电流是由断路器控制的电路的电流。

应当理解，如果火线210是板或导体以提供断路器到电网电源的电连接，则电流将从电网的连接点流出到火线210的电导体。考虑到电网连接在图示的顶部，如电路200中所示，如标记为“GRID”的箭头所示。如果电流从箭头的点流出，则电流将沿着火线210流向断路器。在电路200的底部处的断路器在连接之前将具有沿着火线210的较长电路径。在一个示例中，传感器1监测通过断路器1消耗的电流。类似地，传感器2监测通过断路器2消耗的电流。传感器2可被视为监测断路器1和断路器2的电流，因为电流向下流动。如果电流向下流动，则传感器1不能测量通过断路器2的电流。在一个示例中，控制器可通过从传感器2的读数减去传感器1的读数来确定通过断路器2的电流。应当理解，对于其他传感器(未具体示出)，可采用类似的方法。

在一个示例中，不存在通过每个传感器的电流的直接流动。在一个示例中，系统可校准传感器读数。例如，系统可以在电路1中不消耗电流的情况下测量传感器1，然后使用已知负载。系统还可在电路2中没有负载的情况下测量传感器2，同时加载电路1以查看读数是否改变。类似地，系统可在一个或多个其他电路中以类似的方式测量具有不同已知负载电流的其他传感器。这样，可基于校准或训练通过归一化每个传感器的读数来校准系统以忽略干扰。

在一个示例中，系统考虑跨不同传感器的不同电流。例如，系统可通过将由一个传感器测量的电流与由另一个传感器测量的电流进行比较来识别特定电路的特定电流。在一个示例中，系统通过使测试电流运行通过不同线路来执行校准，以确定它们如何影响其他传感器中的电流。校准可在其他电流流动时确定传感器噪声本底。系统对感应电流进行校准，并且可在后续测量中考虑这些电流。在一个示例中，在制造时校准系统以确定不同电流如何影响不同传感器。在一个示例中，在安装在用户驻地中之后校准系统。校准可使得系统能够考虑电流测量结果在传感器处的影响，这些影响由在电流在不同电路中流动时产生的EM(电磁)波引起。

图3表示安装在断路器壳体的充电板上的断路器下方的电流传感器的示例。电路300提供了根据图1的电路200的断路器电路的一个示例。电路300提供了可以在系统100的壳体130中实现的断路器电路的示例。

电路300由侧视图示出。相对于电路200，电路300可以从断路器362(作为断路器1)和断路器364(作为断路器2)的示例的侧面示出视图。断路器362和断路器364将延伸到页面中以跨接在火线触点与中线触点之间，以提供靠近中线的受保护火线连接。

在一个示例中，电路300在壳体中实现，其中层310表示该壳体的背面。壳体的背面是安装断路器电路的部分。在一个示例中，在壳体310和电板330之间存在间隙320，该间隙表示连接到并网连接的导体。间隙320将电网高压与壳体箱电分离。断路器电路通过在壳体310和高压电源之间提供电分离的装置安装。

在一个示例中，电路300包括板330和电流传感器之间的绝缘体340。在一个示例中，绝缘体340可以是安装传感器的电路板。在一个示例中，绝缘体340是覆盖高压导体的电绝缘体。在一个示例中，绝缘体340表示覆盖高压导体的电绝缘体，并且还存在安装电流传感器的电路板，该电路板在断路器下方。

电流传感器被示出为传感器352和354。在一个示例中，每个传感器具有单独的电路板。在一个示例中，两个传感器均在同一电路板上。在一个示例中，单个电路板在系统中的所有断路器下方。因此，断路器364下方的未标记传感器也可以潜在地位于同一电路板上。

连接器332表示从板330到断路器362的连接器。断路器364存在类似的连接器。在一个示例中，电流传感器被放置成尽可能靠近连接器。因此，传感器352和354可物理地靠近连接器332安装。如果传感器安装得太靠近，则可存在显著的噪声。安装得太远可能降低读数的精度。接近度将取决于流过电路的潜在电流以及传感器类型和壳体的物理布局与配置。

连接器332表示到断路器362的电源的触点。该触点提供了与板330的连接以连接到电网，以在连接时向电路供电。在一个示例中，电流传感器均为靠近连接器332安装的集成电路(I/C)设备。传感器生成可被发送到控制器的电路的电流感测数据。根据所使用的传感器，在一个示例中，传感器352和传感器354可提供数据以指示电路的有功功率消耗和无功功率消耗。一般来讲，电流传感器可提供与其相应电路的有功功率消耗和无功功率消耗相关的数据。虽然详细示出和描述了一个电路，但是应当理解，可以将一个或多个传感器安装在断路器364下方以用于其电路，以及其他断路器的以此类推。

基于由电流传感器提供的数据，控制器可计算各个电路的有功功率信息和无功功率信息。基于来自多个传感器的组合数据，控制器可确定整个用户驻地的有功功率消耗和无功功率消耗。在一个示例中，根据基于电路的物理布局的电流，可基于一个传感器的读数来调整另一个传感器的读数以计算电流。例如，考虑传感器354监测断路器360的电流，并且传感器352监测也连接到同一连接器332的另一个断路器(未示出)的电流。可校准系统以考虑一个电路对另一个传感器的影响。因此，可通过相对于另一个传感器调整读数来计算不同电路的电流矢量。另外，可基于来自其他电路的干扰来调整传感器读数。

图4表示用于智能电网操作系统的断路器壳体中的电流传感器的示例。电路400提供了根据图1的电路200的断路器电路的示例。电路400提供了可以在系统100的壳体130中实现的断路器电路的示例。电路400示出了根据电路300的电路的示例，其中高压线路被分成两个高压线路以适应多个相位。

较浅着色形状表示高压母线(通常称为“火”线)。较深着色形状表示中性偏置导体，并且电路中线通常连接到偏置线。火线432是最浅着色形状，并且主机434深于火线432并且浅于中性偏置。中性偏置442和中性偏置444具有相同的着色以表示它们通常是捆绑的。在不同的具体实施中，它们可以是单独的中线。在一个示例中，火线432是与火线434分离的相。

高压电路电线连接到断路器，当电流超过断路器的阈值时，断路器跳闸以断开电路。众所周知，不同的断路器具有不同的阈值。中性偏置线通常连接到主中线，为简单起见，该主中线未示出。同样，高压导体连接到主高压线路，为简单起见未示出。不同的总线可以是不同的相位，但是在一个示例中，所有电路均可以绑定到相同的相位。

电路400示出了多个虚线框，其表示断路器410的位置。当安装时，断路器410位于所示电路的顶部或上方。断路器410将在相应的火线连接器和中性连接器之间连接。如图所示，主机432为相位1，并且导体具有在断路器下方延伸的臂。电路400具体地示出了触点422，其可以为一个断路器410提供从火线432朝向中性偏置442的触点。另一个断路器410将连接到触点422(例如，触点上的另一个柱)并跨向中性偏置444。应当理解，断路器可能仅电连接到主机线路，并且中线偏置导体提供了在靠近电路火线连接到断路器的位置连接电路中线的位置，以提供一致的电流路径。否则，理论上可使用任何中线，但电路径的差异可产生意料不到的连接问题。

在一个示例中，电路包括PCB或其他电路板以安装电流感测I/C(集成电路)设备，诸如传感器450。虚线示出了可使用的带有触点的切口区段的电路板轮廓的示例。图示的形状仅旨在作为说明，并且不一定代表正确的比例。在一个示例中，电路板可用于向触点提供传感器450的正确间距，类似于先前描述的，并且将随着不同的设备和系统架构而改变。

在一个示例中，传感器450被实现为直接集成到电路板或衬底板上的独立的I/C设备(诸如分立部件)或电路。在一个示例中，火线导体432和434各自包括在中间连接到触点的多个臂，如图所示。在一个示例中，每个臂包括用于一个断路器在右侧朝向中线连接以及一个断路器在左侧朝向中线连接的触点。如图所示，触点422连接到火线432，并且触点424连接到火线434。触点422和触点424两者均具有两个接触点以供断路器跨接每个方向。如本领域所理解的，中线断路器可作为不同的电路安装和布线。

在一个示例中，每个臂包括用于一个或多个断路器的触点。在所示的示例中，高压导体的每个臂支持到两个断路器的连接，一个在左侧并且一个在右侧。在一个示例中，电路400包括在高压导体(火线432或火线434)下方或上方的一个或多个电流传感器450。在一个示例中，传感器450是霍尔效应I/C。可使用其他集成电流传感器。一般来讲，集成电流传感器利用霍尔效应基于从线发射的EM辐射来检测电流。在一个示例中，传感器450尽可能靠近触点(例如，422、424)放置，这可以提供更准确的读数。在一个示例中，使用多个传感器450，并且控制器比较测量结果以提供更准确的读数。在一个示例中，使用多个传感器450，并且不同的传感器测量不同的电路。可使用传感器的其他配置。一般来讲，电流传感器450被放置在连接件附近，以提供足以识别一个电路相对于另一个电路的电流特征的测量结果。

传感器450可受到由相同相位上的其他电路消耗的电流的影响。如图所示，电路400包括成对的传感器450，每个高压导体的每个臂上具有一对传感器。在一个示例中，一个传感器450测量向右延伸的电路，并且另一个传感器测量从相同触点向左延伸的电路的电流。例如，在电路400中识别的两个传感器450从同一触点422测量不同电路470。一个传感器测量电路470向左的电流，另一个传感器测量电路470向右的电流。来自另一电路的电流可影响每个传感器，并且可根据需要校准和调整它们的读数以过滤来自相邻电路的干扰。

另外，一个相位的一个臂上的传感器450可受到由另一个电路消耗的电流的影响。箭头表示可能从其他电路接收到的干扰EM辐射。干扰462表示来自连接到触点422的一个或多个电路的电势干扰。干扰464表示来自连接到主机432的另一个臂的触点的一个或多个电路的潜在干扰。该干扰影响传感器，这些传感器测量连接到火线434的臂的触点424的电路的电流。

在一个示例中，技术人员通过继而加载每个电路来校准每个传感器450，以确定传感器如何响应于不同的干扰信号。在一个示例中，传感器450包括标识符或其他位置指示以指示它们监测的一个或多个电路。系统可基于标识符为传感器设置偏移量，以调整特定的测量值或读数，从而应对不同的电路干扰。因此，每个传感器450可为系统提供电流的准确读数，以确定电流如何流过壳体到达各种电路。基于该信息，计量器和iGOS可进行计算以确定如何操作本地功率转换器。

图5是用于智能电网操作系统的壳体的断路器电路的示例的电路图。电路500提供了根据图1的电路200的断路器电路的示例。电路500提供了可以在系统100的壳体130中实现的断路器电路的示例。电路500示出了根据电路300的电路的示例，其中高压线路被分成两个高压线路以适应多个相位。

断路器被示出为跨接在电源与中线之间。断路器为电路提供了断路器保护，并且将高压线路延伸到断路器上的连接器以获得高电压。在一个示例中，断路器还具有连接到中线的触点以允许特定电路的中线连接。因此，高电压(受保护线路)和中线两者都可以连接到用于电路的同一断路器。

电路500示出了对于相位1为火线的板510和对于相位2为相位的板520。在一个示例中，所有高压板均连接到单相。中线542被示出为一侧，并且中线544被示出为另一侧。中线544将被理解为被断路器遮蔽。

电路500示出了触点512附近的传感器552和554。断路器532连接到触点512，并且跨接在板510与中线544之间。可以安装另一个断路器以连接到触点512以跨接在板510与中线542之间。传感器552和554测量断路器532和连接到触点512的另一个断路器的电路的电流。在一个示例中，传感器554监测将连接到触点512(以朝向中线542延伸)的缺失断路器的电路，并且传感器552监测断路器532的电路。在一个示例中，两个传感器测量两个电路，并且控制器根据传感器数据的和与差计算电流矢量。

电路500还示出了断路器下方的传感器556和558。传感器556和558安装在包括断路器534所连接的触点522的板520的臂上或附近。传感器552和554的描述可类似地应用于另一侧的传感器556和558。除了来自连接到对电流传感器具有电影响的同一触点的断路器的电路之外，在一个示例中，不同触点的相邻电路也可影响电流传感器。例如，传感器556或传感器558中的任一者或两者都可以受到通过断路器532消耗的电流的影响，即使当它可以连接到不同的高电压相位时也是如此。校准可考虑到该干扰以及同一触点干扰。

在一个示例中，电流传感器表示传感器I/C。在一个示例中，电流传感器I/C是无源传感器。四象限计量器可被认为是有源传感器，因为它们通过监测产生数据。电流传感器可与在特定电路上消耗的特定电流相关的数据。计量器可为系统提供总体电流和电压读数。这些传感器一起向控制器提供数据以监测流过电路的电流。

图6是具有内部电流传感器的系统的示例的框图。系统600提供了电力系统的示例。系统600可以是根据系统100的系统的一个示例。

电网610表示公用设施电网，其从一个或多个电网管理的发电机向用户驻地提供电力，这些发电机可包括分布式发电机。连接612表示变电站或电源变压器或其他基础设施，以将电网610的极高电压传输线逐步降压至用户高电压(例如，120V、220V)。

电网计量器620表示电网计量器，如前所述。公用设施基于由电网计量器620进行的测量向用户收费，以监测经过PCC 622从电网610输送到用户驻地的电力。

壳体630表示用户驻地的电气壳体。电路632表示用于接收公用设施连接的连接电路。在一个示例中，电路可为简单的传输线连接。另选地，可包括隔离硬件或其他电路。

壳体630的板640表示电导体以向由断路器660表示的多个断路器提供电网电力。断路器660表示可包括在壳体630中的任何数量的断路器。在一个示例中，壳体630包括传感器642和644以测量由断路器660提供的电路的电流。这些传感器可根据本文的任何示例。

在一个示例中，壳体630包括传感器634以监测与电网610的连接。传感器634可被称为面向电网，因为其测量如流入到电网连接所看到的电流波形。在一个示例中，壳体630包括传感器636以监测与用户驻地的电子部件的连接。因此，传感器636可被认为是面向用户的，因为其测量如在用户驻地处流入到本地系统所看到的电流波形。在一个示例中，存在多个面向用户的传感器636。传感器634和传感器636可被称为计量器，因为它们监测在用户驻地处的电力使用。然而，它们应理解为与电网计量器620分开。另外，电网计量器620通常跟踪用于确定电力使用情况的测量结果，而传感器634和636可用于生成电流波形数据。电流波形数据可使得系统600能够基于本地电流波形与电网波形的比较来在不同的电流区中操作。

系统600包括负载662，其表示在用户驻地处的本地负载。负载是消耗电力以进行操作的任何设备(例如，灯、暖气、空调、冰箱、电子器件或其他)。源680表示任何发电设备，其为在操作时生成能量的设备，诸如太阳能或风能发电机。存储装置690表示存储将以时延方式使用的能量的设备，诸如电池。

在一个示例中，系统600包括功率转换器670，其表示根据所述任何示例的功率转换器。在一个示例中，每个存储设备690具有至少一个相关联的功率转换器670。在一个示例中，每个源680具有至少一个相关联的功率转换器670。在一个示例中，功率转换器670将能量提供回到壳体630中以分配到断路器660的一个或多个电路。

在一个示例中，系统600包括网关650以管理在用户驻地处的电力使用情况。在一个示例中，网关650中的一些或全部结合到壳体630中。在一个示例中，网关650具有通信地耦接到壳体630的部件的单独电气箱。网关650包括由控制器652表示的至少一个处理器设备。在一个示例中，控制器652表示嵌入式计算机。控制器652执行计算以生成电流波形，并且执行计算以确定如何控制在用户驻地处的计量器后的操作以控制电网计量器620在PCC622处看到的功率消耗情况。控制器652表示用于执行iGOS的硬件。

虚线示出了系统600中的通信。在一个示例中，网关650或控制器652从传感器634接收传感器数据以提供电网状态，并且从传感器636接收传感器数据以提供本地状态。在一个示例中，网关650或控制器652从传感器642和644接收信息以指示用户驻地中的各种特定电路的当前信息。在一个示例中，网关650或控制器652向一个或多个功率转换器670提供一个或多个命令以改变选定功率转换器的操作。如从电网侧所看到，选定功率转换器的操作变化可改变功率消耗。操作变化可生成无功能量以注入到电路中以满足无功功率需求，或将无功功率注入到电网610之外。

在一个示例中，控制器652计算本地系统的当前波形的操作象限。控制器652可基于电网的电流波形的操作象限来计算本地电流波形的期望操作象限。如果本地系统的电流波形不是期望的操作，则控制器可向功率转换器670发送一个或多个命令以调整操作。功率转换器670可调整有功功率和无功功率的混合，以将本地电流波形移位到期望操作象限中。在一个示例中，功率转换器仅将更多有功功率转换为无功功率。在一个示例中，功率转换器将来自源680的更多生成能量转换为无功能量以注入回系统中。在一个示例中，功率转换器将来自存储装置690的存储能量转换为有功能量和无功能量的混合以注入回系统中。这些动作中的任何动作或这些动作的组合可将本地电流波形的操作改变到期望象限。

在一个示例中，一个或多个负载662(例如，空调)可具有功率转换器670以管理特定负载的功率消耗。例如，某些负载662具有高无功功率需求。在一个示例中，功率转换器670可从电网610消耗有功功率，并且将有功功率本地地转换为无功功率。因此，与传统上改变用户驻地的无功负载不同，功率转换器670可仅从电网消耗有功功率，该电网与其输出电隔离。因此，电网计量器620将仅看到用户驻地的有功功率功耗。然而，功率转换器670在其输入和输出之间的电隔离可提供本地无功功率输出以满足特定负载662的需求。因此，无功负载可在电网中显现为仅消耗有功功率。因此，虽然连接线从负载662延伸到断路器660，但是在一个示例中，至少一个负载662可以通过功率转换器670耦接到断路器660。

图7A是具有多个计量器的壳体的示例的框图。系统710表示根据系统600的系统。系统710包括具有计量器730和计量器740的壳体720。系统710还包括网关750。

根据上文所述，壳体720可包括用于用户驻地的电气分配硬件。应当理解，为了便于描述，计量器730和计量器740被标记为计量器，但在传统意义上可能不被认为是计量器，因为它们不监测功率使用以用于向用户收费。在一个示例中，在与电力公司功率计量器相同的意义上，计量器730和计量器740不测量功率消耗。在一个示例中，计量器730和计量器740感测数据以计算电流矢量，从而分别表示电网和本地系统的状况。

在一个示例中，计量器730生成如流入PCC 734所看到的电网732的电流的数据读数，该PCC是用户驻地与电网的连接点。基于数据读数，控制器可计算在PCC 734处看到的电流的电流矢量。电流矢量具有量值和方向，在一个示例中，该量值和方向被映射到4象限单位圆上。将电流矢量映射到单位圆上可识别有功(x轴)功率和无功(y轴)功率的组合。在一个示例中，控制器可将电网电流矢量设置为圆的单位。

在一个示例中，计量器740生成本地系统本地742的电流的数据读数，如流入连接点744所看到的。连接点744表示用户驻地内的节点。控制器可计算本地系统的电流矢量以与电网矢量进行比较。在一个示例中，控制器将矢量映射到单位圆上。该量值可表示本地系统可用来调整本地操作以改变电网所看到的内容的资源的量。

在一个示例中，计量器730和740将其数据提供给实现iGOS 752的网关750。在一个示例中，网关750包括表示用于执行计算的控制器的控件754。控件754还可表示要发送到用户驻地的一个或多个功率转换器(未示出)的控制信号。

图7B表示4象限计量器的示例。图示760表示具有输入和输出的内部计量器762。先前系统中的任一个系统中的内部计量器可为4象限计量器。4象限计量器接收受监测点的测量数据。受监测点可以是或包括太阳能系统或其他发电。受监测点可耦接到电池或其他存储装置。受监测点可包括功率转换器。计量器可向网关750提供输出数据。网关750表示控制器或“智能箱”，该控制器或“智能箱”包括用于管理能量生成并实现智能诸如iGOS 752的计算机控件754。

计量器762表示计量器730或计量器740或者计量器730和计量器740两者的示例。计量器762接收受监测节点的传感器数据测量结果作为输入770，诸如前面段落中所述。无论是面向电网还是面向用户，根据在何处实现计量器762，节点772都表示受监测节点。计量器762生成表示所生成的测量结果的输出780。在一个示例中，计量器762生成电流矢量信息。计量器762可向网关750提供输出数据。在一个示例中，计量器762向断路器壳体箱中的控制器提供输出。

在壳体的一个示例中，存在根据计量器762实现的两个计量器：用于本地发电的计量器和用于PCC的计量器。在一个示例中，该系统包括用于电池子系统的附加计量器。在一个示例中，每个计量器为受监测节点提供对电流的4象限监测，生成电流矢量信息以提供给iGOS，从而控制系统的操作以控制功率在每个受监测节点处看起来的样子。通过在电网计量器后进行测量，系统可在计量器后改变操作象限，以使得当从PCC 734的电网侧查看时，电网在用户驻地看到不同的操作。

在一个示例中，4象限计量器可利用外围设备接口总线(例如，SPI总线)而不是串行端口，如传统的计量部件那样。SPI允许计量器在消息的基础上而不是在逐字节的基础上传送信息。该消息允许计量器提供比一个字节更多或更少的信息。在一个示例中，计量器762累积信息并且一次提供不止一个字节的信息。计量器762仍然可以服务于每个字节的消息，但允许传输更多信息。附加信息可允许系统获得更多关于正在发生什么的数据，而串行端口中的逐字节通信可能无法以足够及时的方式足够的信息来进行跟踪特定电流信息所需的计算。因此，与传统计量器相比，计量器762可以向系统提供更多的信息。

在一个示例中，计量器762包括设置有DMA(直接存储器访问)服务功能以直接向存储器提供数据的定时器。具有定时器和DMA的此类设置可允许绕过处理栈的某些部分。当如上所述配置以允许通过消息通信发送消息时，计量器762可以通过实现测量代码的处理器直接将信息测量到存储器中以在计量器处进行分析。这种设置使得能够在处理窗口内传输更多的计量数据，以提供更多的时间来对计量数据进行计算。因此，系统可利用系统内的精细粒度计量控件来作出关于转换器的操作和电网计量器后无功功率的生成的决策。

在一个示例中，SPI接口是同步接口。在一个示例中，DMA被实现为环形缓冲器。代码控制计量器762可重写设置定时器以知道何时从DMA缓冲器读取数据。代码可在外部持续跟踪计量数据的开始和停止。在外部持续跟踪开始和停止可通过计量器处理算法上添加的抽象层来实现。这样，代码可将计量数据组织成字节，其中数据字节例如可表示读数。这种方法收集功率数据的速度比传统方法快得多。所增加的速度可使得能够就在计量器处累积和平均化功率信息，而不必使用外部控制器。

在一个示例中，计量器762存储数据，以用于传输到iGOS控制器(无论是否在本地电路箱处)，或传输到外部网关，或两者。在一个示例中，计量器762具有直通计量器的日志构建器。日志可存储用于存储数据的阈值。例如，如果某些数据超过某些阈值，则其可被标记为异常并被转储，例如，当与其周围的其他数据相比数据看起来像峰值时。在一个示例中，iGOS可以轮询计量器762。在一个示例中，计量器762将数据推送到iGOS。在一个示例中，计量器762遵循数据传输到iGOS系统的计划表。

图8是具有用于监测一个或多个功率转换器串的4象限计量器的系统的示例的框图。系统800提供根据图1的系统100或具有图6的系统600的系统的示例。系统800具体地示出了耦接到多个功率转换器串的计量器810。

计量器810表示根据所述任何示例的内部计量器或内部传感器。在一个示例中，计量器810是4象限计量器。在一个示例中，计量器810是具有断路器的壳体中的计量器，这些断路器具有电流传感器。在一个示例中，计量器810向iGOS控件820提供传感器数据，该iGOS控件可与功率转换器通信。虚线表示从iGOS控件820到功率转换器的通信。从计量器810到iGOS控件820的线表示可由计量器提供的电流矢量信息。

节点830表示功率转换器到计量器810的连接点。功率转换器表示用于控制能量生成的功率转换器，并且可提供无功功率注入。系统800示出了具有功率转换器842的串840和具有功率转换器852的串850。功率转换器842和功率转换器852可彼此相同或至少相当。

在一个示例中，功率转换器处于系统内的串中。出于与iGOS控件通信的目的，串可以在串中。在一个示例中，转换器在它们自己之间进行通信以检测它们的相邻者并执行位置检测。在一个示例中，每个转换器具有唯一标识符诸如唯一MAC地址，并且因此可被唯一地识别。功率转换器842可连接在串840中以有利于与功率转换器的通信并且理解其所连接的资源。类似地，功率转换器852可连接在单独的串850中。与功率转换器的通信可包括基于其串及其在该串内的位置来确定其位置。

在一个示例中，功率转换器842和852知道它们所属的串以及它们在该串中具有的串位置。功率转换器842和852可以知道它们连接到哪个相位或馈电部。在一个示例中，系统800可以逐个馈电部地控制导出。对于不同的馈电部，负载和无功功率需求可能不同。通过知道哪些转换器在什么馈电部上以及在什么串上，控制器可指示不同的转换器执行不同的操作。

图9是用于利用具有电流传感器的壳体控制电流的过程的示例的流程图。过程900表示用于控制对具有电流传感器的壳体中的电流操作的响应的过程。过程900可由如本文所述的控制器或网关设备执行。

与壳体的导体内联的电流传感器生成电流感测数据。在902处，控制器从内联传感器接收电流感测数据。传感器可被称为内联的，因为它沿着电流的路径，即使它不是电路的一部分。在一个示例中，传感器表示基于在l/C下方或上方通过的电流生成输出电压的传感器l/C。

在一个示例中，电流读数可受到相邻电路的影响。相邻电路可由附加传感器监测，以监测沿着相邻电路的路径的电流。在一个示例中，如果存在相邻传感器，在904处为“是”分支，则在906处，控制器可从相邻传感器接收电流感测数据或以其他方式访问数据。控制器可使用相邻传感器数据基于校准数据来调整感兴趣的电路的传感器的读数。因此，读数可反映电路的实际电流使用。

如果不存在影响读数的相邻电路或者不存在相邻传感器，在904处为“否”分支，或者在906处考虑相邻传感器之后，在908处，控制器可基于传感器输入来计算电流波形。在一个示例中，控制器基于电流波形的电流矢量表示来执行矢量计算。

在一个示例中，在910处，控制器计算本地系统的操作象限。在一个示例中，控制器不需要计算操作象限，因为电流传感器可生成用于指示操作象限的数据。控制器可确定电流矢量读数是否处于期望象限。如果本地系统的电流矢量处于期望象限，在912处为“是”分支，则在914处，系统可简单地继续操作。

如果本地系统的电流矢量不处于期望象限，在912处为“否”分支，则在一个示例中，在916处，控制器计算电流矢量以实现期望的操作象限。在一个示例中，计算是如本文所述的矢量计算。控制器可确定有功功率或无功功率或者有功功率和无功功率的组合将本地系统矢量移位到期望象限中所需的调整。比象限更具体，在一个示例中，基于计算，控制器可确定单位圆上的精确矢量角，该精确矢量角将使本地系统矢量放置在期望位置以实现与电网的期望连接。期望连接将呈现电网希望用于使本地系统符合电网的操作参数的无功功率偏移。

在一个示例中，在918处，控制器可识别一个或多个功率转换器的电流状态，并且调节功率转换器的操作以满足目标本地系统矢量。在一个示例中，在920处，控制器向选定的功率转换器发送命令以改变其操作，从而使得本地系统电流矢量移位到单位圆上的期望象限或特定位置。

图10是用于利用具有两个内部计量器的系统控制电流的过程的示例的流程图。过程1000表示用于控制对具有电流传感器的壳体中的电流操作的响应的过程。过程1000可由如本文所述的壳体和iGOS系统执行。

在1002处，包括用于用户驻地的配电硬件的壳体包括用于监测电网侧状况的第一内部计量器或内部传感器。在1004处，系统可基于监测来确定电网状况。在一个示例中，传感器或计量器本身通过生成电网矢量来生成电网状况的表示，以表示在PCC处看到的复电流矢量。在一个示例中，传感器或计量器将数据发送到控制器，该控制器可根据该数据确定电网状况。

在1006处，壳体包括用于监测用户侧状况的第二内部计量器或内部传感器。在1008处，与电网侧信息一样，系统可基于监测来确定用户侧状况。在一个示例中，传感器或计量器本身通过生成本地矢量来生成本地系统的状况的表示，以表示如流入本地系统所看到的复电流矢量。在一个示例中，传感器或计量器将数据发送到控制器，该控制器可根据该数据确定本地状况。

在一个示例中，在1008处，控制器计算本地系统的操作象限。在一个示例中，控制器不需要计算操作象限，因为电流传感器可生成用于指示操作象限的数据。在一个示例中，在1010处，控制器计算单元圆上的期望的操作象限或特定角度以呈现给PCC处的电网。向电网呈现不同的操作状态是指调整计量器后的操作，使得在PCC处，电网看到其想要看到的内容，诸如在无功功率的某些参数内的消耗。该操作可在系统本身内以例如可仍然操作电网管理已请求缩减的无功负载的方式进行调整，但由于将不从电网消耗无功功率，因此从电网的角度来看该操作将消失。

控制器可确定电流矢量读数是否处于期望象限。如果本地系统的电流矢量处于期望象限，在1012处为“是”分支，则在1002处开始，系统可继续正常操作，从而监测电网和位置状况。

如果本地系统的电流矢量不处于期望象限，在1012处为“否”分支，则在一个示例中，在1014处，控制器计算电流矢量以实现期望的操作象限。在一个示例中，计算是如本文所述的矢量计算。控制器可确定有功功率或无功功率或者有功功率和无功功率的组合将本地系统矢量移位到期望象限中所需的调整。比象限更具体，在一个示例中，基于计算，控制器可确定单位圆上的精确矢量角，该精确矢量角将使本地系统矢量放置在期望位置以实现与电网的期望连接。期望连接将呈现电网希望用于使本地系统符合电网的操作参数的无功功率偏移。

在一个示例中，在1016处，控制器可识别一个或多个功率转换器的电流状态，并且调节功率转换器的操作以满足目标本地系统矢量。在一个示例中，在1018处，控制器向选定的功率转换器发送命令以改变其操作，从而使得本地系统电流矢量移位到单位圆上的期望象限或特定位置。在1002处开始，然后系统可继续监测操作。

图11是放置在断路器与电路板的连接点附近的传感器的电压读数的示例的表示。图示1110、1120和1130示出了放置在断路器与电路板的连接点附近的传感器的电压读数，诸如先前所述的示例。

图示1110示出了当不存在负载状况时的最小电压读数。无负载状况是指当传感器监测到未消耗功率的电路时的状况。本底噪声被示出为约2mV，无负载。图1120示出了当所监测到的电路消耗0.9安培时具有摆动至约+/－5mV的信号的电压波形。图示1130示出了当电路消耗11.8安培时具有摆动至约+/－90mV的信号的电压波形。

此类测量可用于校准系统。在校准之后，测量诸如所示的那些可用于确定系统的行为。如图所示，可确定完整波形，这使得系统能够确定电流的相位以及振幅。根据此类信息，系统控制器可计算电流矢量以用于矢量计算从而确定象限。

图12是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中受监测通道未被加载。图示1200示出了通道1和2未被加载(这导致最小的读数)的示例。将观察到，即使没有加载，不同传感器的本底噪声也可以是不同的，因为通道1具有10.77mV本底噪声并且通道2具有4.473mV本底噪声。此类差异可用于电流波形的未来计算。

图13是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中受监测通道均被加载。图示1300示出了通道1和通道2被加载的示例。在一个示例中，图示1300示出了两个通道上的相等负载，这导致不同的读数，这取决于受监测传感器。例如，通道2的传感器可受到通道1的影响大于通道1的传感器受到通道2的影响。因此，通道2示出100.1mV的读数，而通道1示出75.13mV的读数。

图14是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中对于受监测通道，通道1被加载并且通道2未被加载。图示1400示出了通道1被加载并且通道2未被加载的示例。通道1示出77.12mV的波形，其与图示1300的波形相当。通道2示出4.900mV的波形，其与图示1200相当。

图15是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中对于受监测通道，通道1未被加载并且通道2被加载。图示1500示出了通道2被加载并且通道1未被加载的示例。通道2示出101.6mV的波形，其与图示1300的波形相当。通道1示出11.14mV的波形，其与图示1200相当。

图16是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中对于受监测通道，通道1被加载并且通道2未被加载并且通道2未通电。图示1600示出了通道1被加载并且通道2未被加载的示例。通道1(电路板1)的传感器通电，并且通道2(电路板2)的传感器未通电。在这种示例中，通道2不存在读数，并且通道1的读数为74.67mV，与先前读数相当。

图17是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中受监测通道两者均被加载并且通道2未通电。图示1700示出了通道1和通道2两者均被加载的示例。同样，通道1(电路板1)的传感器通电，并且通道2(电路板2)的传感器未通电。在这种示例中，通道2不存在读数，并且通道1的读数为74.89mV，与先前读数相当。读数虽然是相当的，但可示出在计算电流矢量信息时可导致的差异。每个系统可具有不同的噪声容许量，以确定应该调整多少读数。

图18是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中对于受监测通道，通道1未被加载并且通道2被加载并且通道1未通电。图示1800示出了通道1未被加载并且通道2被加载的示例。通道1(电路板1)的传感器未通电，并且通道2(电路板2)的传感器通电。在这种示例中，通道1不存在读数，并且通道2的读数为92.04mV。将观察到，通道2的读数低于先前读数，这可指示由于不同负载状况引起的噪声差异。

图19是具有多个传感器的系统的电压读数的示例的表示，其中受监测通道两者均被加载并且通道1未通电。图示1900示出了通道1和通道2两者均被加载的示例。同样，通道1(电路板1)的传感器未通电，并且通道2(电路板2)的传感器通电。在这种示例中，通道1不存在读数，并且通道2的读数为90.78mV，也低于先前读数。可制出多个此类读数以执行校准，从而确定如何解释传感器读数。

图20是系统中电流分量的示例的图形表示，其中电流矢量是初级电流分量和谐波电流分量的合成。图示2010、2020、2030和2040示出了可根据系统100或系统600计算和使用的复电流矢量的分量部分。如图所示，图示2010表示初级电流矢量2012。初级电流包括x分量和y分量，并且限定谐波的参考系。

图示2020表示第一谐波矢量2022，其包括x分量和y分量以及角度偏移2024。图示2030表示第三谐波矢量2032，其包括x分量和y分量以及角度偏移2034。图示2040表示第五谐波矢量2042，其包括x分量和y分量以及角度偏移2044。初级电流2012和各种谐波(2022、2032、2042)中的每一者被示出为二维的“功率三角形”表示，这是传统上对每一者所期望的。然而，谐波经常相对于初级电流分量矢量具有角度偏移，因此所得的合成电流矢量可以不与初级电流矢量2012在同一平面中。

相反，将合成电流矢量的功率三角形视为三维箱中的三角形。图示2050提供了该概念的简单说明。将观察到初级电流矢量2012在图示2050的三维箱的面上。谐波以某种方式将合成电流的三角形“推入”箱中。合成电流矢量2052在量值上较大，并且相对于初级电流矢量2012成角度地偏移。偏移2054表示角度偏移。应当理解，初级电流矢量2012和合成电流矢量2052限定箱的“形状”。根据谐波贡献的量，箱形状将不同。合成电流矢量2052可以是由计量设备存储的特征。初级电流2012的参考平面可被定义为电网功率的平面(是指经由PCC在电网处所看到的功率状况)。

关于所生成的噪声和谐波，应当理解，通常存在对开关电源和磁共振的规定。测试每个设备的遵从性(例如，UL认证)。当每个设备或负载如所设计和所测试的那样单独工作时，每个设备或负载将符合规定的要求。然而，当存在耦接在一起的多个负载和/或设备时，它们趋于产生意料不到的谐振。发明人已测量从一次谐波直到四十次谐波对能量三角形的贡献。因此，通常在电力线上出现大量谐波噪声。谐波抑制传统上包括以特定噪声分量为目标的滤波器。然而，噪声分量可随着不同设备联机和离线而继续变化，并且网络的电谐振结构不断变化。在一个示例中，计量器检测每个负载或负载组的特性。特性可被称为谐波的特征。

在一个示例中，功率计量器或能量计量器可通过测量能量贡献来检测如谐波电流矢量的角度偏移的此类位移。功率转换器可以通过提供将负载和/或PCC与电网匹配所需的无功功率来补偿实际合成电流。因此，负载处的电流可由转换器调节以使合成电流与电网对准，而不仅仅是在功率因数方面对准，还在复矢量方面对准。这种操作将自然地消除或至少减少由电网上的负载导致的谐波失真。

在一个示例中，参考负载所述的内容也可参考能量生成来执行。在一个示例中，计量器可确定PCC处的能量特征，并且计算将需要什么电流来将电网偏移到期望偏移(在需要除单位功率因数之外的一些功率因数的情况下)并且/或者在需要单位功率因数的情况下与电网匹配。转换器可以调节操作以调节功率输出，从而不仅匹配无功功率需求，还匹配复电流矢量位移，以及更有效地匹配电网与PCC下游的接口。

应当理解，图示2050中表示的能量三角形可表示为当查看由负载或用户消耗的功率的电流分量时所看到的效应的数学表示。该效应是浪费的能量，这通常自身表现为热量。传统上该问题是系统不能很好地匹配，并且存在显著的噪声分量。在一个示例中，控制节点不仅匹配阻抗，还匹配噪声或谐波校正，以提供与电网的特定能量特征连接。因此，无论是将电力输出到电网上还是从电网接收电力，控制节点都可相对于电力接口提供与电网网络的“更干净的”连接。

图21是系统中电流分量的示例的图形表示，其中电流的谐波分量相对于初级电流分量具有角度偏移。

图示2110提供了电流的复矢量表示。矢量具有量值和方向。在一个示例中，计量器(诸如，根据计量器762的计量器)可监测功率作为包括复功率矢量的表示的能量特征，而不是像传统上那样简单地测量功率。在一个示例中，每个特征识别用于限定特征的特性。每个特征包括复矢量表示，该复矢量表示提供初级电流的矢量和一个或多个谐波的矢量。

矢量2120是初级电流的矢量。在典型表示中，x坐标是在整个页面上从左到右延伸的矢量分量。y分量从页面的底部延伸到顶部。应当理解，虽然为了简单起见未在此处示出，但矢量可具有负y分量。x-y坐标限定矢量的终点。现在假设初级电流矢量2120的x坐标和y坐标限定平面。根据发明人所做的研究和工作，设想谐波的最正确方式是将谐波表示为三维矢量。因此，如果矢量2120的x-y坐标限定参考平面，则谐波中的一个或多个谐波可具有相对于初级电流矢量的平面的角度偏移。

例如，考虑图示2110的示例。第一谐波被示出为具有矢量2130，该矢量包括x分量和y分量，其中分量的量值可以是相对于初级电流分量的任何量值。除了x坐标和y坐标之外，第一谐波矢量2130包括z坐标分量，该z坐标分量限定电流矢量相对于初级电流矢量2120的参考平面的角度偏移2152。应当理解，初级电流和谐波的起点是相同的。因此，谐波矢量或复矢量的第三维度未必是绝对z坐标分量，而是相对于初级电流的角度偏移。

如图所示，第三谐波矢量2140还具有x分量和y分量，以及角度偏移2154，该角度偏移可不同于(大于或小于)第一谐波矢量2130的角度偏移2152。角度偏移的角度位移表示对电流的磁效应。发明人已测量对高达四十次谐波的功率消耗的显著影响。因此，谐波偏移的贡献不应被低估。由于磁通量在试图移动电流时的不同谐振效应，谐波相对于角度偏移移位。初级电流矢量2120是用户期望看到的电流。然而，谐波分量可增加显著(可测量)的功率消耗。谐波的偏移可将简单的期望的二维电流矢量移位成三维电流矢量(复电流矢量)。传统的功率三角形未完全解决用户的功率使用问题，因为将需要额外的功率来克服由移位或偏移的谐波分量表示的磁性分量。

在一个示例中，控制器或网关系统基于根据图示2110的矢量形式的电流的表示来进行电流计算。在一个示例中，根据计量器762的计量器生成受监测节点的电流的矢量表示，并将数据提供给控制器。控制器不仅可识别不同负载或不同电路的特征，还可识别电网电流矢量与本地电流矢量的比较。控制器可向功率转换器发送请求以调节输出的操作，从而基于电网矢量在4象限单位圆上所位于的位置将本地电流矢量移位到期望状态。

图22是相对于本地系统电流矢量映射的电网电流矢量的示例的图形表示。圆2200提供电流矢量的表示。在一个示例中，圆2200示出了由控制器生成以将电网矢量2210映射到圆2200上的图解信息。

在一个示例中，通过测量PCC处的电网电流来获得电网矢量。在一个示例中，电网矢量是参考矢量，因此圆2200可以归一化为矢量2210的量值。圆2200可以归一化为不同的单位，诸如用户驻地的峰值功率或用户驻地的峰值输出能力，其中，例如，矢量2210可以表示在PCC处看到的用户驻地的消耗。

圆2200包括用于讨论目的的两个不同的本地矢量，矢量2220和矢量2230。在一个示例中，用户驻地将仅具有一个本地矢量。例如，用户驻地包括基于提供给用户驻地的不同相位或不同馈送的多个矢量。

矢量2220可表示在测量时用户系统的电流生成的位置。在一个示例中，iGOS想要将矢量2220移位到虚线以抵消矢量2210。在矢量2210表示消耗并且矢量2220表示生成的情况下，这种情况可能是真实的。在另一种表示中，如果例如该表示示出了为了达到最大效率而应对准的矢量，则系统可能想要将矢量2220从象限4(Q4)移位到象限2(Q2)以与矢量2210对准。在一个示例中，用户驻地可在象限1中具有电流矢量2230，系统可能想要该矢量移位到不同的象限，诸如与象限2中的矢量2210内联。

应当理解，可由电网矢量和本地矢量或者仅本地矢量构成不同的表示。这些矢量的对准或偏移可根据不同的操作而不同。例如，可能系统想要有意地移动与电网矢量异相的本地矢量，以确保系统提供无功功率支持。无论表示或期望象限(其可甚至更特定于圆2200上的期望象限内的特定角度)如何，应当理解，理解矢量的量值和角度可允许系统确定功率转换器是否应将有功功率转换为无功功率，是否应调整系统的有功功率和无功功率的混合，或以其他方式如何变换操作。

在一个示例中，如圆2200所示，控制器可进行计算以通过执行矢量计算来确定功率转换器的操作。因此，系统可以矢量形式表示所测量的电流波形，并且执行矢量计算以确定如何调整系统的操作以实现期望结果。系统可计算矢量计算以确定所需的有功功率和无功功率的混合，或者确定功率转换器应输出以变换系统操作的有功功率和无功功率的混合。

图23是监测PCC处的功率的计量设备的示例的框图。计量设备2300可以是根据本文任何示例的内部计量器或内部传感器。在一个示例中，计量设备2300是诸如根据系统100或系统600的壳体中的传感器。

计量设备2300包括用于互连到管理系统诸如网关设备或其他iGOS系统的硬件部件。在一个示例中，计量设备2300包括节点接口2320，该节点接口表示使计量设备能够测量或监测电路的能量使用或产生或者能量使用和能量产生两者的硬件。在一个示例中，计量设备2300包括电压感测硬件2324和电流感测硬件2322。电流感测硬件2322可测量受监测节点处消耗的电流或供应到节点中的能量，并且可包括能够测量所测量的功率的谐波分量的硬件。电流感测硬件2322可包括受监测节点处的电流波形的量值、相位偏移(例如，功率因数)、频率或其他电特性。在一个示例中，计量设备2300可以生成能量特征并将此能量特征计算与所存储的能量特征2332进行比较。计量设备2300还可以存储计算为特征2332的新能量特征。电压感测硬件2324可测量包括受监测节点处的电压波形的相位、频率、量值或其他电特性的电压。

处理器2310表示用于计量设备2300的控制逻辑或控制器。处理器2310可被配置或编程为执行能量监测。处理器2310可被配置为执行计算以计算能量特征、生成复电流矢量、或将电流和电压读数与能量特征或其他电流矢量进行比较。在一个示例中，处理器2310确定可如何调整电流以补偿谐波、电网条件或其他条件，以使受监测节点处于单位圆上的期望电流矢量位置。

计量设备2300包括外部I/O 2340，以使计量设备2300能够连接到其他计量设备，或者连接到实现计量设备2300的用户驻地的管理系统。在一个示例中，外部I/O 2340使得计量设备2300能够将数据发送到网关设备。

在一个示例中，计量设备2300包括表示为存储装置2330的存储资源库，诸如存储器或硬盘驱动器或固态存储装置。在一个示例中，计量设备2300存储特征或矢量以供计量设备本地使用或作为数据发送到外部控制器。特征或矢量在计量设备2300中表示为特征2332，该特征可简单地表示受监测节点的波形数据。波形数据可以包括表示或可用于计算复电流矢量的数据，该复电流矢量表示受监测节点处的电流波形的状况。

在一个示例中，处理器2310访问一个或多个遵从性信息项2334。在一个示例中，遵从性信息2334存储在存储装置2330中。在一个示例中，经由外部I/O 2340接收遵从性信息2334。在一个实例中，处理器2310基于遵从性信息2334来计算给定功率需求情景或功率生成情景期望电流波形相位和形状。因此，遵从性信息2334可影响计量设备2300如何操作。在一个示例中，外部I/O 2340使得计量设备2300能够耦接到相关联的一个或多个转换器。在一个示例中，基于由处理器2310进行的计算，计量设备2300可以向功率转换器发信号通知如何操作以实现期望电流。在一个示例中，计量设备2300简单地向功率转换器指示期望电流，然后该功率转换器可单独计算如何生成电流。在一个示例中，计量设备2300计算作为功率转换器设备的输入的特定参数，以使其针对期望电流矢量调整其操作。

图24是能够进行无功功率注入的功率转换器的示例的框图。系统2400示出了将输入耦接到输出的功率转换器2420。功率转换器2420可以是根据本文任何描述的功率转换器。

基本上，功率转换器2420在输出和输入之间具有电隔离。电隔离使得功率转换器2420能够在输入处执行与源极的阻抗匹配，同时还在输出处执行与负载的阻抗匹配。在输入和输出两者处的阻抗匹配可通过内部节点来实现，该内部节点隔离输入以允许功率转换器简单地匹配源能够提供的任何输入，并且使输出浮动到负载的任何电压。

系统2400包括能量源2410，其表示任何DC(直流)电源。能量源2410可以是能量生成的任何示例，诸如太阳能电池/阵列、风力发电机或其他时变电源或绿色电源。能量源2410耦接到硬件2430，该硬件将该能量源与输出电隔离。

硬件2430包括DC/DC转换器2432以将DC输入转换成隔离DC源。硬件2430包括DC/AC逆变器2424以将隔离DC功率转换成交流(AC)以提供作为输出。DC/AC逆变器2424可生成具有任何期望相位的输出，如下所述。

DC至DC(或DC/DC)转换器2422将源与输出电隔离。DC/DC转换器2422具有虚线以示出可浮动在任一侧上以匹配电连接的内部节点。例如，DC/DC转换器2422可具有耦接到独立输出变压器的输入变压器，其中变压器的感应线在内部节点上彼此耦接。然后，内部节点可以简单地浮动到变压器之间通过电流的任何所需电压。输入变压器隔离输入，并且输出变压器隔离输出。

输入和输出通过浮动节点彼此内部隔离，该浮动节点通过输入DC电压的高频切换而充有磁通量。因此，内部节点可简单地浮动并接收由源提供的任何能量，并且在输出操作的任何电压下将所有可用能量递送到输出。输出将简单地浮动到负载电压并递送电流。

硬件2430可通过改变DC/DC转换器2432的输入接口的操作来实现阻抗匹配，以使来自源2410的能量传输最大化，而无需将输入的电压或电流固定到特定值。相反，输入可允许该功率浮动到由源2410产生的任何电压，并且电流将基于产生的任何总功率而匹配。类似地，在输出上，硬件2430通过改变DC/AC逆变器2434到负载的输出接口的操作来实现阻抗匹配，以允许负载在负载操作的任何电压下汲取任何所需的功率。因此，硬件2430的输出可浮动以匹配负载(例如，负载2402)的电压，并且生成电流以匹配可用的总功率。

硬件2430可生成DC/AC逆变器2434的输出电流波形，其中量值由多少能量可供使用以及负载处于什么位置来确定。因此，输出浮动以匹配负载，并且在特定电流或特定电压下不固定。DC/DC转换器2432和DC/AC逆变器2434之间的内部节点可充当能量贮存器，其中输入阻抗匹配使得内部节点能够有效充电，并且输出阻抗匹配使负载能够从内部节点汲取能量。

控制器2440表示功率转换器2420的控制硬件或CPU(中央处理单元)或处理器。参数(param)2442可控制输入操作，并且参数(param)2444可控制输出操作。输入和输出操作均可由开关装置控制，该开关装置具有配置的占空比以控制对内部节点的能量的访问。在一个示例中，控制器2440从能量源2410接收输入特性信息以设置参数2442和2444。

在一个示例中，功率转换器2420包括表2450，该表提供用于生成输出电流的基于表的机制，该基于表的机制可提供理想化的输出电流而不是简单地试图基于电网电压来生成电流，如通常所做的那样。表2450的理想化波形使得输出硬件能够生成没有谐波失真的理想化形状的波形，并且该波形可相对于电网电压以任何期望相位偏移生成。因此，理想化波形使得功率转换器2420能够以相对于所连接的系统的任何相位角输出与输入电隔离的功率。因此，功率转换器2420可实际上生成无功功率，而不是简单地提供无功负载以改变功率因数。因此，功率转换器2420作为虚拟旋转发电机操作，该虚拟旋转发电机可相对于电网电压以任何期望相位生成输出电流。

表2450可包括基于从系统测量的输入条件获得的条目，以实现有功功率和无功功率的期望混合。来自输出的反馈可包括电压过零点、电压振幅和电流波形信息。利用此信息，控制器2440可使用表2450来调整DC/DC转换器2432或DC/AC逆变器2434的操作或两者的操作。这些表可包括设定值，该设定值提供系统试图创建的理想化输出信号。与传统上试图过滤和调整输出相比，通过将输出性能与输入功率的理想化表示匹配可能会有更好的系统性能。

控制器2440可监测从DC/AC逆变器2434移出的AC电流，以及负载(诸如负载2402或电网(未具体示出)的目标电压。控制器2440控制硬件2430的接口的至少一个电参数以控制其操作。参数2442和2444表示来自控制器2440的控制，以控制硬件2430在转换器2420内的操作。在一个示例中，参数2442可包括DC/DC转换器2432的功率提取的开关信号的占空比，这改变输入阻抗匹配，继而控制内部节点的充电。在一个示例中，参数2444可表示用于改变DC/AC逆变器2434的操作的占空比或其他控制信号，这改变了输出阻抗匹配，继而控制了来自内部节点的能量的流出。每个参数的修改可取决于受监测电流和电压的质量。当适当调节的功率可供负载2402使用时，控制器2440还控制开关装置S2426以将负载耦接到由功率转换器2420产生的功率。

功率转换器2420包括开关设备S2426(例如，继电器)以将硬件2430选择性地连接到负载2402。当功率转换器2420为电网连接的时，输出还可通过S2426连接到电网。在正常操作下，从源2410消耗DC功率，并且由功率转换器2420提取、逆变和动态处理，以动态地产生相对没有谐波失真和波动的最大AC电流，并且相对于来自电网或来自负载2402的AC电压信号处于期望相位。

在一个示例中，功率转换器2420可相对于电网的AC电压信号一定程度上有意地异相地生成AC电流。因此，单个功率转换器2420可生成无功功率以在任何期望相位偏移下输送功率以满足负载2402或补偿电网上的条件。在一个示例中，多个功率转换器2420可在同一界面处并联操作。当耦接至同一接口时，这些功率转换器仍可独立地操作以在每个输出的指定相位处输出功率，从而从每个功率转换器或从该功率转换器组生成任何比率的有功功率和无功功率。

在一个示例中，可在没有特定能量源2410的情况下应用系统2400。例如，功率转换器2420可被耦接成接收来自电网的功率并且生成到负载2402的输出，该输出提供负载2402所需的有功功率和无功功率的任何混合。在此示例中，功率转换器可通过连接至电网作为DC/AC逆变器2434的源并通过DC/DC转换器2432输出至负载而反向操作。

一般来讲，相对于本文的描述，在一个示例中，一种装置包括：到断路器的电源的触点以用于在连接时向电路提供电力，以及集成电路(I/C)传感器，该集成电路(I/C)传感器安装在触点附近以在连接时生成电路的电流感测数据，该电流感测数据包括用于指示电路的有功功率和无功功率消耗的数据。

在一个示例中，断路器包括第一断路器，电路包括第一电路，传感器包括第一传感器，并且电流感测数据包括第一电流感测数据；并且该装置还包括第二断路器和第二I/C传感器，该第二断路器耦接到第二断路器的触点以在连接时向第二电路提供电力；该第二I/C传感器安装在触点附近以在连接时生成第二电路的第二电流感测数据，该第二电流感测数据包括用于指示第二电路的有功功率和无功功率消耗的数据。在一个示例中，该装置还包括：控制器，该控制器用于接收第一电流感测数据和第二电流感测数据，并且分别计算第一电路和第二电路的有功功率电流消耗和无功功率电流消耗。在一个示例中，控制器将第二电路的有功功率电流消耗和无功功率电流消耗计算为第一电流感测数据和第二电流感测数据之间的差值。在一个示例中，控制器基于第一电流感测数据来计算第一电路的有功功率电流消耗和无功功率电流消耗，包括调整计算以归一化用第二电流感测数据计算的来自第二电路的干扰。在一个示例中，控制器用于计算第一电路和第二电路的组合的有功功率电流消耗和无功功率电流消耗。在一个示例中，控制器将向耦接到该装置的功率转换器发送命令，以使功率转换器调整要提供给第一电路的有功功率和无功功率的比率。在一个示例中，触点包括第一触点，电源包括第一电源，断路器包括第一断路器，电路包括第一电路，传感器包括第一传感器，并且电流感测数据包括第一电流感测数据；并且该装置还包括到第二断路器的第二电源的触点以在连接时向第二电路提供电力，该第二电源相对于第一电源异相；并且该装置包括第二断路器和第二l/C传感器，该第二断路器耦接到第二断路器的触点以在连接时向第二电路提供电力，以及，该第二l/C传感器安装在触点附近以在连接时生成第二电路的第二电流感测数据，该第二电流感测数据包括用于指示所述第二电路的有功功率和无功功率消耗的数据。在一个示例中，该装置还包括：控制器，该控制器用于接收第一电流感测数据和第二电流感测数据，并且分别计算第一电路和第二电路的有功功率电流消耗和无功功率电流消耗。在一个示例中，控制器基于第一电流感测数据来计算第一电路的有功功率电流消耗和无功功率电流消耗，包括调整计算以归一化用第二电流感测数据计算的来自第二电路的干扰。

一般来讲，相对于本文的描述，在一个示例中，一种装置包括：第一传感器、第二传感器和控制器；该第一传感器用于监测与用于连接到电网的公共耦合点(PCC)连接的第一电流波形；该第二传感器用于监测与用于耦接到PCC的本地系统连接的第二电流波形，该本地系统包括本地负载和本地功率转换器；该控制器用于计算第二电流波形的操作象限，基于第一电流波形的操作象限来计算第二电流波形的期望操作象限，以及发送命令以使本地功率转换器将第二电流波形的操作调整到期望操作象限。

在一个示例中，第一传感器包括第一内部功率计量器，并且第二传感器包括第二内部功率计量器。在一个示例中，与本地系统的连接包括断路器。在一个示例中，控制器将发送命令以使本地功率转换器调整由本地功率转换器生成的有功功率与无功功率的比率，以将第二电流波形的操作改变为期望象限。在一个示例中，控制器将发送命令以使本地功率转换器调整由存储在本地能量存储设备中的能量生成的有功功率与无功功率的比率，以将第二电流波形的操作改变为期望象限。

如本文所示的流程图提供了各种过程动作的序列的示例。流程图可指示将由软件或固件例程执行的操作，以及物理操作。流程图可示出有限状态机(FSM)的状态的具体实施的示例，该示例可在硬件和/或软件中实施。尽管以特定顺序或次序示出，但除非另外指明，否则动作的次序可被修改。因此，所示的图示应仅被理解为示例，并且该过程可以不同的顺序执行，并且一些动作可并行执行。另外，可省略一个或多个动作；因此，并非所有具体实施都将执行所有动作。

就本文所述的各种操作或功能而言，它们可被描述或定义为软件代码、指令、配置和/或数据。内容可以是直接可执行的(“对象”或“可执行”形式)、源代码或差异代码(“差异”或“补丁”代码)。本文所述内容中的软件内容可经由其上存储有内容的制品提供，或经由操作通信接口以经由该通信接口发送数据的方法提供。机器可读存储介质可使得机器执行所述功能或操作，并且包括以机器可访问的形式存储信息的任何机构(例如，计算设备、电子系统等)，诸如可记录/不可记录介质(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存存储器设备等)。通信接口包括接合到硬连线介质、无线介质、光学介质等介质中的任一者以与另一个设备通信的任何机构，诸如存储器总线接口、处理器总线接口、互联网连接、磁盘控制器等。通信接口可通过提供配置参数和/或发送信号以准备通信接口来配置，从而提供描述软件内容的数据信号。通信接口可通过提供配置参数和/或发送信号以准备通信接口来配置，从而提供描述软件内容的数据信号。可经由发送到通信接口的一个或多个命令或信号来访问通信接口。

本文所述的各种部件可以是用于执行所述操作或功能的装置。本文所述的每个部件包括软件、硬件或它们的组合。部件可被实现为软件模块、硬件模块、专用硬件(例如，特定于应用的硬件、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)等)、嵌入式控制器、硬连线电路等。

除了本文所述的内容之外，在不脱离本发明的公开内容和具体实施的情况下，还可对本发明的公开内容和具体实施进行各种修改。因此，本文的说明和示例应被理解为说明性的，而不是限制性的。本发明的范围应仅通过参考以下权利要求书来衡量。

Claims (15)

1.一种装置，包括：

到断路器的电源的触点，以在连接时向电路提供电力；和

集成电路(I/C)传感器，所述集成电路传感器安装在所述触点附近，以在连接时生成所述电路的电流感测数据，所述电流感测数据包括用于指示所述电路的有功功率消耗和无功功率消耗的数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述断路器包括第一断路器，所述电路包括第一电路，所述传感器包括第一传感器，并且所述电流感测数据包括第一电流感测数据；并且还包括

第二断路器，所述第二断路器耦接到所述第二断路器的触点，以在连接时向第二电路提供电力；和

第二I/C传感器，所述第二I/C传感器安装在所述触点附近，以在连接时生成所述第二电路的第二电流感测数据，所述第二电流感测数据包括用于指示所述第二电路的有功功率消耗和无功功率消耗的数据。

3.根据权利要求2所述的装置，还包括：

控制器，所述控制器用于接收所述第一电流感测数据和所述第二电流感测数据，并且分别计算所述第一电路和所述第二电路的有功功率电流消耗和无功功率电流消耗。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述控制器用于将所述第二电路的所述有功功率电流消耗和所述无功功率电流消耗计算为所述第一电流感测数据与所述第二电流感测数据之间的差值。

5.根据权利要求3所述的装置，其中所述控制器用于基于所述第一电流感测数据计算所述第一电路的所述有功功率电流消耗和所述无功功率电流消耗，包括用于调整计算以针对如用所述第二电流感测数据计算的来自所述第二电路的干扰进行归一化。

6.根据权利要求3所述的装置，其中所述控制器用于计算所述第一电路和所述第二电路的组合的有功功率电流消耗和无功功率电流消耗。

7.根据权利要求3所述的装置，其中所述控制器用于向耦接到所述装置的功率转换器发送命令，以使所述功率转换器调整要提供给所述第一电路的有功功率和无功功率的比率。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述触点包括第一触点，所述电源包括第一电源，所述断路器包括第一断路器，所述电路包括第一电路，所述传感器包括第一传感器，并且所述电流感测数据包括第一电流感测数据；并且还包括

到相对于所述第一电源异相的第二电源的第二触点，用于第二断路器在连接时向第二电路提供电力；和

第二断路器，所述第二断路器耦接到所述第二断路器的触点，以在连接时向第二电路提供电力；和

第二I/C传感器，所述第二I/C传感器安装在所述触点附近，以在连接时生成所述第二电路的第二电流感测数据，所述第二电流感测数据包括用于指示所述第二电路的有功功率消耗和无功功率消耗的数据。

9.根据权利要求8所述的装置，还包括：

控制器，所述控制器用于接收所述第一电流感测数据和所述第二电流感测数据，并且分别计算所述第一电路和所述第二电路的有功功率电流消耗和无功功率电流消耗。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述控制器用于基于所述第一电流感测数据计算所述第一电路的所述有功功率电流消耗和所述无功功率电流消耗，包括用于调整计算以针对如用所述第二电流感测数据计算的来自所述第二电路的干扰进行归一化。

11.一种装置，包括：

第一传感器，所述第一传感器用于监测与连接到电网的公共耦合点(PCC)的连接的第一电流波形；

第二传感器，所述第二传感器用于监测与耦接到所述PCC的本地系统的连接的第二电流波形，所述本地系统包括本地负载和本地功率转换器；和

控制器，所述控制器用于计算所述第二电流波形的操作象限，基于所述第一电流波形的操作象限来计算所述第二电流波形的期望操作象限，以及发送命令以使所述本地功率转换器将所述第二电流波形的操作调整到所述期望操作象限。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述第一传感器包括第一内部功率计量器，并且所述第二传感器包括第二内部功率计量器。

13.根据权利要求11所述的装置，其中与所述本地系统的所述连接包括断路器。

14.根据权利要求11所述的装置，其中所述控制器用于发送所述命令以使所述本地功率转换器调整由所述本地功率转换器生成的有功功率与无功功率的比率，以将所述第二电流波形的所述操作改变到所述期望象限。

15.根据权利要求11所述的装置，其中所述控制器用于发送所述命令以使所述本地功率转换器调整由存储在本地能量存储设备中的能量生成的有功功率与无功功率的比率，以将所述第二电流波形的所述操作改变到所述期望象限。

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