DE102015203367A1

DE102015203367A1 - Inselbetriebssystem

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Publication number: DE102015203367A1
Application number: DE102015203367.8A
Authority: DE
Inventors: Ltd. 6- Suehiro Yutaka c/o Sanken Electric Co.; Ltd. 6 Ueda Tetsuya c/o Sanken Electric Co.; 1-1 Showa- Tsuchiya Shizuo c/o DENSO CORPORATION; 1-1 Showa Mise Atsushi c/o DENSO CORPORATION
Original assignee: Denso Corp; Sanken Electric Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Sanken Electric Co Ltd
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2015-08-27
Also published as: CN104868523A; CN104868523B; JP2015162911A; JP6163121B2; US20150244209A1; US9899871B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst: Lade-/Entladevorrichtungen, die über Speicherbatterien verfügen und eine Netzanschlussfunktion, um Lade-/Entladevorgänge an einem elektrischen Stromsystem auszuführen, und eine Inselbetriebsfunktion haben, um das elektrische Stromsystem mit einem elektrischen Strom konstanter Spannung und konstanter Frequenz zu versorgen; eine Überwachungsvorrichtung erfasst einen Zustand des elektrischen Stroms der Lade-/Entladevorrichtung und sendet eine Erfassungsausgabe zu der Lade-/Entladevorrichtung; und eine Umschalteinheit verbindet und trennt eine kommerzielle Stromquelle mit und von dem elektrischen Stromsystem. Wenn sich eine kommerzielle Stromquelle in einem normalen Zustand befindet, verbindet die Umschalteinheit die kommerzielle Stromquelle mit dem elektrischen Stromsystem und richten die Lade-/Entladevorrichtungen einen Netzanschluss ein. Hat die kommerzielle Stromquelle eine Fehlfunktion, trennt die Umschalteinheit die kommerzielle Stromquelle von dem elektrischen Stromsystem, führt die Lade-/Entladevorrichtung einen Inselbetrieb aus und führt die Lade-/Entladevorrichtung einen Lade-/Entladevorgang gemäß einer Erfassungsausgabe der Überwachungsvorrichtung aus und führt eine Steuerung derart aus, dass der elektrische Inselbetriebsstrom der Lade-/Entladevorrichtung konstant wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Inselbetriebssystem, das sich für einen Inselbetrieb eignet. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Energieverwaltungssystem, das eine dezentrale Stromquelle, ein Speicherbatteriesystem und dergleichen umfasst und sich dazu eignet, einem Verbraucher stabil elektrischen Strom auch dann zuzuführen, wenn eine kommerzielle Stromquelle eine Fehlfunktion hat.
STAND DER TECHNIK
In jüngster Zeit ist, wie es sich anhand von Fotovoltaik-Stromerzeugungssystemen und Brennstoffzellensystemen zeigt, auf dem Gebiet der Energieerzeugung die Entwicklung dezentraler Stromquellen aktiv und wird diese für die praktischen Anwendungen vorangetrieben. Weiterhin steht ein Speicherbatteriesystem, das dazu eingerichtet ist, elektrischen Strom, der an einer dezentralen Stromquelle erzeugt wird, und Nachtstrom zu speichern und den gespeicherten elektrischen Strom während des Spitzenbedarfs elektrischen Stroms abzugeben, um einen Energieausgleich zu schaffen, kurz vor der praktischen Verwendung.
1 ist eine Konfigurationsdiagramm eines herkömmlichen Inselbetriebssystems. 1 zeigt ein Konfigurationsbeispiel eines Energieverwaltungssystems, wie etwa eines HEMS (Heimenergieverwaltungssystems) und eines BEMS (Gebäudeenergieverwaltungssystems), das eine kommerzielle Stromquelle, einen Stromzähler, eine dezentrale Stromquelle, einen Verbraucher und eine Steuereinheit umfasst. Dezentrale Stromquellen richten einen Netzanschluss gemäß der Phase einer kommerziellen Stromquelle ein. Ein Fotovoltaik-Stromerzeugungssystem, das sich zu einem umgekehrten Stromfluss eignet, gibt elektrischen Strom gemäß der Menge einfallenden Sonnenlichts ab und kehrt den Fluss in das System um, wenn Elektrizität in einer Menge erzeugt wird, die größer oder gleich dem Verbraucher ist, so dass die Elektrizität verkauft werden kann ( japanische Patentanmeldungsveröffentlichung No. 2009-131056 ).
Darüber hinaus wird ein Brennstoffzellensystem, das sich nicht für den umgekehrten Stromfluss eignet, verwaltet, um erzeugten elektrischen Strom mit Hilfe eines Verbrauchers zu verbrauchen, während ein Speicherbatteriesystem verwaltet wird, um zusätzliche Elektrizität von einer dezentralen Stromquelle zu speichern und die Elektrizität derart abzugeben, dass die Energie effizient genutzt werden kann.
Zudem ist für einen Stromausfall der Ausgang jeder dezentralen Stromquelle mit einem Ausgang versehen, der einem Inselbetrieb zugewiesen ist, wie es in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung No. 2009-131056 beschrieben ist.
Eine dezentrale Stromquelle in 1 richtet einen Netzanschluss in Synchronisation mit einer kommerziellen Spannung ein. Wenn eine kommerzielle Stromquelle einen Stromausfall, eine Überspannung oder eine Überfrequenz hat, wird somit der Netzanschlussbetrieb beendet. Darüber hinaus kann während eines Stromausfalls ein Inselbetriebsausgang (hauptsächlich eine Einphasen-Zweileiter-Wechselstromverteilung bei 100 V) an einer Steckdose verwendet werden, die an der dezentralen Stromquelle unabhängig von dem Netzanschluss vorgesehen ist.
Um jedoch den Inselbetriebsausgang während eines Stromausfalls zu verwenden, muss eine Verbrauchervorrichtung mit der zugewiesenen Steckdose jeder dezentralen Stromquelle verbunden sein. Daneben kann die Verbrauchervorrichtung nicht durch die Energieverwaltung betrieben werden, die für den Empfang von Elektrizität von der kommerziellen Stromquelle optimal ist.
Zudem hat ein Inselbetriebsausgang mit einem CVCF-Wechselrichter (CVCF – konstante Spannung, konstante Frequenz), der dazu eingerichtet ist, eine PWM-Steuerung auszuführen, einen größeren Verbraucher. Wenn ein nicht linearer Verbraucher angeschlossen ist, wird die Spannung in großem Maße verzerrt, so dass andere dezentrale Stromquellen ebenfalls nachteilig beeinflusst werden.
Die vorliegende Erfindung gibt ein Inselbetriebssystem an, das dazu eingerichtet ist, sich von einer kommerziellen Stromquelle zu trennen, wenn die kommerzielle Stromquelle eine Fehlfunktion hat, und in der Lage ist, einen Verbraucher mit einer Spannung geringer Verzerrung durch einen Inselbetrieb zu versorgen.
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung umfasst: ein elektrisches Stromsystem, das dazu eingerichtet ist, einen Verbraucher mit elektrischem Strom aus einer kommerziellen Stromquelle zu versorgen; eine erste Überwachungsvorrichtung zum Erfassen einer Fehlfunktion der kommerziellen Stromquelle; eine erste und eine zweite Lade-/Entladevorrichtung, die Speicherbatterien umfassen und eine Netzanschlussfunktion, um Lade-/Entladevorgänge an dem elektrischen Stromsystem auszuführen, und eine Inselbetriebsfunktion haben, um das elektrische Stromsystem mit einem elektrischen Strom konstanter Spannung und konstanter Frequenz zu versorgen; eine zweite Überwachungsvorrichtung zum Erfassen eines Zustandes des elektrischen Stroms der ersten Lade-/Entladevorrichtung und Senden einer Erfassungsausgabe zu der zweiten Lade-/Entladevorrichtung; und eine Umschaltvorrichtung zum Verbinden und Trennen der kommerziellen Stromquelle mit und von dem elektrischen Stromsystem. Wenn sich die kommerzielle Stromquelle in einem normalen Zustand befindet, verbindet die Umschaltvorrichtung die kommerzielle Stromquelle mit dem elektrischen Stromsystem, und die erste und zweite Lade-/Entladevorrichtung richten einen Netzanschluss ein. Hat die kommerzielle Stromquelle eine Fehlfunktion, trennt die Umschaltvorrichtung die kommerzielle Stromquelle von dem elektrischen Stromsystem, führt die erste Lade-/Entladevorrichtung einen Inselbetrieb aus und führt die zweite Lade-/Entladevorrichtung einen Lade- /Entladevorgang gemäß der Erfassungsausgabe der zweiten Überwachungsvorrichtung aus und führt eine Steuerung derart aus, dass sie einen elektrischen Inselbetriebsstrom der ersten Lade-/Entladevorrichtung konstant macht.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung umfasst weiterhin mehrere unterschiedliche Typen von dezentralen Stromquellen, die jeweils dazu eingerichtet sind, das elektrische Stromsystem mit einem elektrischen Strom zu versorgen. Jede der ersten und der zweiten Lade-/Entladevorrichtung hat einen Netzanschlussschalter, der dazu eingerichtet ist, mit dem elektrischen Stromsystem während eines Netzanschlusses verbunden zu werden, und einen Inselbildungsschalter, der dazu eingerichtet ist, mit dem elektrischen Stromsystem während eines Inselbetriebs verbunden zu werden. Das elektrische Stromsystem hat eine erste Leitung, die die zahlreichen dezentralen Stromquellen, die Netzanschlussschalter und den Verbraucher miteinander verbindet, und eine zweite Leitung, die die Inselbildungsschalter miteinander verbindet. Wenn sich die kommerzielle Stromquelle in einem normalen Zustand befindet, öffnen die erste und die zweite Lade-/Entladevorrichtung die Inselbildungsschalter und schließen die Netzanschlussschalter für Lade-/Entladevorgänge, während die Umschaltvorrichtung die kommerzielle Stromquelle und die erste Leitung verbindet. Wenn die kommerzielle Stromquelle eine Fehlfunktion hat, öffnet die erste Lade-/Entladevorrichtung den Netzanschlussschalter und schließt den Inselbildungsschalter, um den elektrischen Strom durch den Inselbetrieb auszugeben, und schließt die zweite Lade-/Entladevorrichtung den Netzanschlussschalter und öffnet den Inselbildungsschalter, um den Lade-/Entladevorgang gemäß der zweiten Überwachungsvorrichtung auszuführen, während die Umschaltvorrichtung die erste Leitung und die zweite Leitung verbindet.
Ein dritter Aspekt der Erfindung besteht darin, dass, wenn die kommerzielle Stromquelle eine Fehlfunktion hat, die zweite Lade-/Entladevorrichtung weiterhin derart arbeitet, dass der elektrische Inselbetriebsstrom der ersten Lade-/Entladevorrichtung mit einem niedrigen Ausgangspegel ausgegeben wird.
Ein vierter Aspekt der Erfindung umfasst weiterhin eine dritte Überwachungsvorrichtung zum Erfassen eines Zustandes des elektrischen Stroms der zweiten Lade-/Entladevorrichtung und Senden der Erfassungsausgabe zu der ersten Lade-/Entladevorrichtung. Die erste und die zweite Lade-/Entladevorrichtung schalten zwischen dem Inselbetrieb und dem Lade-/Entladevorgang auf der Basis von Ladungsmengen der Speicherbatterien um.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung besteht darin, das Eingänge und Ausgänge der ersten und der zweiten Lade-/Entladevorrichtung mit Inselbetriebsausgängen derselben durch einen Transformator verbunden sind.
Ein sechster Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die zahlreichen dezentralen Stromquellen ein dezentrales Stromerzeugungssystem, das sich für einen umgekehrten Stromfluss eignet, und ein dem Verbraucher folgendes Stromerzeugungssystem umfassen, das sich für einen umgekehrten Stromfluss nicht eignet. Das dezentrale Stromerzeugungssystem, das sich für einen umgekehrten Stromfluss eignet, steuert die erste und die zweite Lade-/Entladevorrichtung derart, dass der umgekehrte Stromfluss auftritt.
Ein siebter Aspekt der Erfindung umfasst weiterhin anstelle der ersten Überwachungsvorrichtung einen ersten und einen zweiten Wählschalter, die jeweils in der Lage sind, Verbindungen der Netzanschlussausgänge der ersten und der zweiten Lade-/Entladevorrichtung zu der kommerziellen Stromquelle oder dem elektrischen Stromsystem umzuschalten.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung führt, wenn die kommerzielle Stromquelle eine Fehlfunktion hat, die zweite Lade-/Entladevorrichtung eine Steuerung derart aus, dass der elektrische Strom, der von der ersten Lade-/Entladevorrichtung ausgegeben wird, konstant gemacht wird. Dadurch ist es möglich, den Verbraucher mit einer Inselbetriebsspannung zu versorgen, die eine geringe Verzerrung hat.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist die erste Leitung für die kommerzielle Stromquelle bestimmt und die zweite Leitung für den Inselbetriebsausgang der Lade-/Entladevorrichtung bestimmt, ohne dass ein Unterbrecher zwischen der kommerziellen Stromquelle und dem elektrischen Stromsystem, der dazu eingerichtet ist, die beiden Leiter ein- und auszuschalten, jedoch die Umschaltvorrichtung verwendet wird, die dazu eingerichtet ist, einen der beiden Leiter zu wählen. Dies verhindert sicher, dass ein kommerzieller Bus und ein Inselbetriebsbus miteinander verbunden werden, selbst wenn die Umschalteinheit eine Fehlfunktion hat. Auf diese Weise wird kein Kurzschluss in der Spannungsquelle verursacht. Selbst wenn sich die Umschalteinheit und die Schalter, die an den Ausgängen der Lade-/Entladevorrichtungen vorgesehen sind, in einem abnormen, blockierten Zustand befinden, führt darüber hinaus eine Steuerung derselben zu keiner Behinderung. Weiterhin ermöglicht die Steuerung der Schalter der Lade-/Entladevorrichtungen eine gemeinsame Nutzung desselben Busses, wobei die Inselbetriebsausgänge der ersten und der zweiten Lade-/Entladevorrichtung mit einem System unter Verwendung der kleinsten Zahl von gewählten Umschalteinheiten verbunden werden können.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ermöglicht es die Betätigung der zweiten Lade-/Entladevorrichtung derart, dass die erste Lade-/Entladevorrichtung eine geringe Menge elektrischen Stroms abgibt, eine Inselbetriebsspannung auszugeben, die eine extrem geringe Verzerrung hat.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ermöglicht es die Umschaltung der Betriebsarten gemäß dem SOC (Kapazitätsstatus) der Speicherbatterien der ersten und der zweiten Lade-/Entladevorrichtung, den Zustand des elektrischen Stromsystems über eine lange Periode stabil zu halten.
Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung ermöglicht in einem Fall, bei dem die Inselbetriebsausgänge der ersten und der zweiten Lade-/Entladevorrichtung jeweils ein Einphasen-Zweileitersystem sind, die Verbindung des kommerziellen Transformators, der zwei einphasige Leiter und drei einphasige Leiter umfasst, mit diesen, einen Anschluss an ein Einphasen-Dreileitersystem. Selbst wenn darüber hinaus der umgekehrte Stromfluss zu lediglich einer Phase der einphasigen Dreileiterseite des Transformators auftritt, wird ein elektrischer Strom von den beiden einphasigen Leitern umgewandelt. Dadurch kann der elektrische Strom selbst dann absorbiert werden, wenn die Wechselrichter die Konfiguration einer Vollbrücke haben.
Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung werden für den Fall, bei dem die Menge der Elektrizität, die durch das dezentrale Stromerzeugungssystem, das sich für einen umgekehrten Stromfluss eignet, wie ein Fotovoltaik-Stromerzeugungssystem der zahlreichen dezentralen Stromquellen, erzeugt wird, größer ist als der elektrische Strom, der dem Verbraucher zugeführt wird, elektrische Ströme, die in die erste und die zweite Lade-/Entladevorrichtung geladen werden, beibehalten oder erhöht, um den umgekehrt fließenden elektrischen Strom zu steuern; für den Fall, bei dem daneben die Menge der Elektrizität, die durch das dem Verbraucher folgenden Stromerzeugungssystem, das sich nicht für den umgekehrten Stromfluss der zahlreichen dezentralen Stromquellen eignet, erzeugt wird, größer ist als der elektrische Strom, der dem Verbraucher zugeführt wird, verringern die erste und die zweite Lade-/Entladevorrichtung die Ausgabe, die auszugeben ist und versorgen den Verbraucher mit der Menge von Elektrizität, die von dem dem Verbraucher folgenden Stromerzeugungssystem erzeugt wird, wodurch eine Steuerung derart ausgeführt wird, dass ein umgekehrter Stromfluss verhindert wird.
Da gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Zustand der kommerziellen Stromquelle durch einen Spannungssensor der ersten Lade-/Entladevorrichtung bestimmt werden kann, ist die erste Überwachungsvorrichtung nicht erforderlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines herkömmlichen Inselbetriebssystems.
2 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Inselbetriebssystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Inselbetriebssystems gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Inselbetriebssystems gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Inselbetriebssystems gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Transformators in dem Inselbetriebssystem gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Inselbetriebssystems gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im folgenden werden Ausführungsformen eines Inselbetriebssystems der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
2 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Inselbetriebssystem gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. In 2 umfasst das Inselbetriebssystem eine kommerzielle Stromquelle 1, Überwachungseinrichtungen 2 bis 7, dezentrale Stromquellen 10, 20, Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 und eine Umschalteinheit SW1. Die dezentrale Stromquelle 10 eignet sich für einen umgekehrten Stromfluss und umfasst eine Solarzelle PV11 und ein Stromaufbereitungssystem PCS12. Die dezentrale Stromquelle 20 eignet sich nicht für den umgekehrten Stromfluss und umfasst FC21 sowie ein Stromaufbereitungssystem PCS22.
Die Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 haben eine Netzanschlussfunktion, um Lade-/Entladevorgänge an einem elektrischen Stromsystem auszuführen, das dazu eingerichtet ist, einem Verbraucher RL elektrischen Strom von der kommerziellen Stromquelle 1 zuzuführen, und eine Inselbetriebsfunktion, um das elektrische Stromsystem mit elektrischem Strom einer konstanten Spannung und einer konstanten Frequenz zu versorgen. Die Lade-/Entladevorrichtung 30 (erste Lade-/Entladeeinrichtung) umfasst eine Speicherbatterie 31, einen bidirektionalen Wechselrichter (bidirektionaler INV) 32, ein Netzanschlussrelais 33, ein Inselbildungsrelais 34 und eine Steuereinheit 35. Die Lade-/Entladevorrichtung (zweite Lade-/Entladeeinrichtung) 40 umfasst eine Speicherbatterie 41, einen bidirektionalen INV 42, ein Netzanschlussrelais 43, ein Inselbildungsrelais 44 und eine Steuereinheit 45. Die Netzanschlussrelais 33, 43 sind jeweils ein Netzanschlussschalter, der dazu eingerichtet ist, mit dem elektrischen Stromsystem während eines Netzanschlusses verbunden zu werden. Die Inselbildungsrelais 34, 44 sind jeweils ein Inselbildungsschalter, der dazu eingerichtet ist, mit dem elektrischen Stromsystem während eines Inselbetriebs verbunden zu werden.
Die Überwachungseinrichtung 2 (erste Überwachungsvorrichtung) ist dazu eingerichtet, einen elektrischen Strom der kommerziellen Stromquelle 1 zu messen und eine Fehlfunktion der kommerziellen Stromquelle 1 zu erfassen. Die Überwachungseinrichtung 6 (zweite Überwachungsvorrichtung) ist dazu eingerichtet, einen elektrischen Stromzustand der Lade-/Entladevorrichtung 30 zu erfassen und die erfasste Ausgabe zu der Lade-/Entladevorrichtung 40 zu senden. Die Überwachungseinrichtungen 3 bis 5 sind zwischen die Umschalteinheit SW1 und den Verbraucher RL geschaltet. Die Überwachungseinrichtung 3 ist dazu eingerichtet, einen elektrischen Strom zum Einstellen des elektrischen Stroms zu messen, um einen umgekehrten Stromfluss zu der dezentralen Stromquelle 20 zu verhindern, die sich nicht für einen umgekehrten Stromfluss eignet.
Der Schalter (Umschaltvorrichtung) SW1 ist dazu eingerichtet, die kommerzielle Stromquelle 1 mit dem elektrischen Stromsystem zu verbinden und von diesem zu trennen. Das elektrische Stromsystem hat: eine erste Leitung L1, die die dezentralen Stromquellen 10, 20, die Netzanschlussschalter 33, 43 und den Verbraucher RL miteinander verbindet; und eine zweite Leitung 12, die die Inselbildungsschalter 34, 44 miteinander verbindet.
Befindet sich die kommerzielle Stromquelle 1 in einem normalen Zustand, verbindet die Umschalteinheit SW1 die kommerzielle Stromquelle 1 mit dem elektrischen Stromsystem und richten die Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 einen Netzanschluss ein. Hat die kommerzielle Stromquelle 1 eine Fehlfunktion, trennt die Umschalteinheit SW1 die kommerzielle Stromquelle 1 von dem elektrischen Stromsystem und führt die Lade-/Entladevorrichtung 30 einen Inselbildungsvorgang aus und führt die Lade-/Entladevorrichtung 40 einen Lade-/Entladevorgang gemäß einer Erfassungsausgabe der Überwachungseinrichtung 6 aus und führt eine Steuerung derart aus, dass der elektrische Inselbetriebsstrom der Lade-/Entladevorrichtung 30 konstant gemacht wird.
Wenn sich darüber hinaus die kommerzielle Stromquelle 1 in einem normalen Zustand befindet, öffnen die Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 die Inselbildungsrelais 34, 44 und schließen die Inselbildungsrelais 33, 43 für Lade-/Entladevorgänge. Die Umschalteinheit SW1 verbindet die kommerzielle Stromquelle 1 und die erste Leitung L1.
Wenn die kommerzielle Stromquelle 1 eine Fehlfunktion hat, öffnet die Lade-/Entladevorrichtung 30 das Netzanschlussrelais 33, um eine Trennung von dem elektrischen Stromsystem herzustellen, und schließt das Inselbildungsrelais 34, um eine konstante Spannung eines CVCF-Betriebs durch den Inselbetrieb auszugeben. Die Lade-/Entladevorrichtung 40 schließt das Netzanschlussrelais 43 und öffnet des Inselbildungsrelais 44, um den Lade-/Entladevorgang gemäß der Überwachungseinrichtung 6 auszuführen. Die Umschalteinheit SW1 verbindet die erste Leitung L1 und die zweite Leitung L2. Dadurch wird es möglich, den Inselbetriebsausgang nach außen abzugeben.
Hat die kommerzielle Stromquelle 1 eine Fehlfunktion, schaltet die Umschalteinheit SW1 zu dem Inselbetriebsausgang um. Die Umschalteinheit SW1 kann durch einen Schalter ersetzt werden, wenn der Inselbetriebsausgang von dem Netzanschlussrelais 33, 43 ausgegeben wird. Hat der Schalter jedoch eine Fehlfunktion, während er geschlossen ist, wird ein elektrischer Strom einem kommerziellen Stromquellensystem derart zugeführt, dass für den Arbeiter, der die Stromquelle repariert, das Risiko eines elektrischen Schlages besteht. Sind die Umschalteinheit SW1 und der Inselbetriebsausgang separat vorgesehen, besteht die Möglichkeit, die Zufuhr des elektrischen Stroms zu der kommerziellen Stromquelle 1 auch dann zu verhindern, wenn die kommerzielle Stromquelle 1 ausfällt.
Als nächstes erfolgt die Beschreibung des Betriebs zu einem Zeitpunkt, zu dem die kommerzielle Stromquelle 1 mit dem Stromquellensystem verbunden ist. Der Verbraucher RL wird mit einem elektrischen Strom aus der kommerziellen Stromquelle 1 versorgt. Wenn die dezentrale Stromquelle 10 Strom durch die fotovoltaische Stromerzeugung erzeugt, wird trotzdem der elektrische Strom der dezentralen Stromquelle 10 dem Verbraucher RL zugeführt, wodurch ein vorwärts fließender elektrischer Strom aus der kommerziellen Stromquelle 1 verringert wird. Wenn darüber hinaus der elektrische Strom, der von der dezentralen Stromquelle 10 erzeugt wird, größer ist als der elektrische Strom, der von dem Verbraucher RL erzeugt wird, werden die Speicherbatterien 31, 41 der Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 geladen, oder die Elektrizität kann durch Umkehren des Flusses zu der kommerziellen Stromquelle 1 verkauft werden.
Wenn die dezentrale Stromquelle 20 Strom auch an der Brennstoffzelle erzeugt, wird der elektrische Strom dem Verbraucher RL zugeführt, wodurch der vorwärts fließende Strom von der kommerziellen Stromquelle 1 abnimmt. Wenn die Menge der erzeugten Elektrizität größer ist als die Kapazität des Verbrauchers RL, ist ein umgekehrter Stromfluss für den Fall von Sonnenlicht möglich, wobei sich die Brennstoffzelle nicht für den umgekehrten Stromfluss eignet. Aus diesem Grund muss die Menge der erzeugten Elektrizität gemäß der Verbrauchermenge gesteuert werden, wobei die Steuerung gemäß der Überwachungseinrichtung 3 derart ausgeführt wird, dass ein umgekehrter Stromfluss verhindert wird.
Die Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 eignen sich ähnlich der dezentralen Stromquelle 20 nicht für den umgekehrten Stromfluss. Aus diesem Grund wird die Ausgangs-Reduziersteuerung gemäß den Überwachungseinrichtungen 3, 4 derart ausgeführt, dass ein umgekehrter Stromfluss verhindert wird. Da die Speicherbatterien 31, 41 vorgesehen sind, ermöglicht dies ein Laden, während elektrischer Strom mit Hilfe von Sonnenlicht oder der Brennstoffzelle erzeugt wird, und ein Entladen, wenn die Verbrauchermenge groß ist, so dass der Spitzenbedarf der kommerziellen Stromquelle 1 verringert werden kann.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung des Betriebs zu dem Zeitpunkt, zu dem die kommerzielle Stromquelle 1 eine Fehlfunktion hat. Für den Fall, dass sich die kommerzielle Stromquelle 1 in einem abnormen Zustand (Stromausfall, Überspannung, Unter-/Überfrequenz) befindet, trennt die Umschalteinheit SW1 die kommerzielle Stromquelle 1 und verbindet das elektrische Stromsystem mit den Inselbetriebsausgängen der Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40. Die Lade-/Entladevorrichtung 30 schließt das Inselbildungsrelais 34, um eine CVCF-Sinuswelle auszugeben, und die Lade-/Entladevorrichtung 40 schließt das Netzanschlussrelais 43, um einen Ladevorgang oder einen Entladevorgang mit einem Leistungsfaktor von 1 auszuführen. Um darüber hinaus einen umgekehrten Stromfluss zu der Lade-/Entladevorrichtung 30 zu verhindern, werden Informationen der Überwachungseinrichtung 6 verwendet, um die Lade-/Entladevorrichtung 40 zu steuern. Um einen umgekehrten Stromfluss zu der Lade-/Entladevorrichtung 40 zu verhindern, werden Informationen der Überwachungseinrichtung 7 verwendet, um die Lade-/Entladevorrichtung 30 zu steuern.
Die Lade-/Entladevorrichtung 30, die den CVCF-Vorgang ausführt, spielt die Rolle eines Systems. Wenn jedoch eine Beziehung der Verbraucherkapazität < der Kapazität der dezentralen Stromquellen 10, 20 erfüllt ist, fließt der elektrische Strom, der durch die dezentralen Stromquellen 10, 20 erzeugt wird in umgekehrter Richtung zu der Lade-/Entladevorrichtung 30. Wenngleich die Speicherbatterien 31, 41 geladen werden, muss dieser Fluss gestoppt werden, wenn eine Beziehung von in umgekehrter Richtung fließender Strom > die Kapazität der Lade-/Entladevorrichtung 30 eingerichtet ist und die Speicherbatterie der Lade-/Entladevorrichtung 30 vollständig geladen ist.
Somit wird, selbst wenn ein umgekehrter Stromfluss zu der Lade-/Entladevorrichtung 30 mit Hilfe der Lade-/Entladevorrichtung 40 erfolgt, eine Steuerung durch Laden der Lade-/Entladevorrichtung 40 mit Hilfe der Überwachungseinrichtung 6 derart ausgeführt, dass die Lade-/Entladevorrichtung 30 fortwährend eine geringe Menge des elektrischen Stroms abgibt. Die Richtung des elektrischen Stroms ist aus der Überwachungseinrichtung 6 zu erkennen. Vorausgesetzt, dass eine Richtung, in der die Lade-/Entladevorrichtung 30 Elektrizität abgibt, eine Vorwärtsrichtung ist, wird dementsprechend, wenn der elektrische Strom, der von der Lade-/Entladevorrichtung 30 abgegeben wird, in einer geringen Menge kleiner als eine Bezugsmenge des abgegebenen elektrischen Stroms ist und ein umgekehrter Stromfluss erfolgt, der elektrische Strom, der in umgekehrter Richtung zu der Lade-/Entladevorrichtung 30 fließt, zu der Lade-/Entladevorrichtung 40 durch den Ladevorgang gezogen, wodurch der umgekehrte Stromfluss verhindert wird.
Auf diese Weise wird, wenn die Menge der Elektrizität, die von den dezentralen Stromquellen 10, 20 erzeugt wird, größer ist als die Kapazität der Lade-/Entladevorrichtung, die Lade-/Entladevorrichtung 40 geladen, wodurch eine Fortführung des Betriebs ermöglicht wird.
Es wird der Fall angenommen, bei dem die Menge der Elektrizität, die von den dezentralen Stromquellen 10, 20 erzeugt wird, gering ist, der Verbrauch groß ist und die Verbraucherkapazität größer ist als die Kapazität der Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40. In diesem Fall kann der Inselbetriebsausgang infolge der Überlastung gestoppt werden. Somit wird eine Steuerung durch Entladen der Lade-/Entladevorrichtung 40 mit Hilfe der Überwachungseinrichtung 6 derart ausgeführt, dass die Lade-/Entladevorrichtung 30 stetig eine geringe Menge von elektrischem Strom abgibt. Da die Richtung des elektrischen Stroms von der Überwachungseinrichtung 6 erkannt werden kann, vorausgesetzt, dass die Richtung, in der die Lade-/Entladevorrichtung 30 die Elektrizität abgibt, eine Vorwärtsrichtung ist, wird, wenn der abgegebene elektrische Strom eine Bezugsmenge des abgegeben elektrischen Stroms in einer geringen Menge überschreitet, der elektrische Strom, der von der Lade-/Entladevorrichtung 30 abgegeben wird, durch den Entladevorgang der Lade-/Entladevorrichtung 40 verringert. Wenn die Kapazität der Lade-/Entladevorrichtung größer als die Menge der Elektrizität ist, die von den dezentralen Stromquellen 10, 20 erzeugt wird, jedoch geringer als Kapazität des Verbrauchers ist, gibt auf diese Weise die Lade-/Entladevorrichtung 40 Elektrizität ab, wodurch eine Fortführung des Betriebs ermöglicht wird.
Darüber hinaus besteht ein weiterer Effekt der Verringerung des Inselbetriebsausgangs der Lade-/Entladevorrichtung 30 durch Laden/Entladen der Lade-/Entladevorrichtung 40 darin, eine Sinusspannung hoher Qualität und mit geringer Verzerrung zu erzeugen. Bei einem allgemeinen CVCF-Wechselrichter, der einen größeren Verbraucher hat, besteht die Möglichkeit, dass die Sinuswellenform verzerrt ist. Somit wird der Inselbetriebsausgang durch Steuern der Lade-/Entladevorrichtung 40 fortwährend in einen Niederlastzustand gebracht, wodurch es möglicht wird, eine Sinusspannung zuzuführen, die eine geringe Verzerrung hat.
Es wird darauf hingewiesen, dass es selbstverständlich ist, dass die Lade-/Entladevorrichtung 40 dazu eingerichtet sein kann, den Inselbetrieb auszuführen, während die Lade-/Entladevorrichtung 30 dazu eingerichtet ist, den Lade-/Entladevorgang auszuführen. Die Funktionen können gemäß der Lademengen der Speicherbatterien getauscht werden.
Wie es oben erläutert wurde, ermöglicht das Anbringen der Überwachungseinrichtung 2 zwischen der kommerziellen Stromquelle 1 und dem elektrischen Stromsystem gemäß Ausführungsform 1 die Ermittlung, ob sich das System in einem normalen oder abnormen Zustand befindet. Wenn darüber hinaus die kommerzielle Stromquelle 1 eine Fehlfunktion hat, trennt die Umschalteinheit SW1 die kommerzielle Stromquelle 1 von dem elektrischen Stromsystem, führt die Lade-/Entladevorrichtung 30 einen Inselbetrieb aus und führt die Lade-/Entladevorrichtung 40 einen Lade-/Entladevorgang gemäß einer Erfassungsausgabe der Überwachungseinrichtung 6 aus und führt eine Steuerung derart aus, dass der elektrische Inselbetriebsstrom der Lade-/Entladevorrichtung 30 konstant gemacht wird. Dadurch wird es möglich, den Verbraucher RL mit einer Inselbetriebsspannung zu versorgen, die eine geringe Verzerrung hat.
Zudem ist die erste Leitung L1 für die kommerzielle Stromquelle 1 bestimmt und die zweite Leitung L2 ist für den Inselbetriebsausgang der Lade-/Entladevorrichtung 30 bestimmt, indem zwischen der kommerziellen Stromquelle 1 und dem elektrischen Stromsystem kein Unterbrecher verwendet wird, der dazu eingerichtet ist, die beiden Leiter ein- und auszuschalten, sondern die Umschalteinheit SW1, die dazu eingerichtet ist, einen der beiden Leiter zu wählen. Dadurch wird sicher verhindert, dass ein kommerzieller Bus und ein Inselbetriebsbus miteinander verbunden werden, auch wenn die Umschalteinheit SW1 eine Fehlfunktion hat. Somit wird kein Kurzschluss in der Spannungsquelle verursacht. Selbst wenn sich darüber hinaus die Umschalteinheit SW1 oder die Schalter 33, 34, 43, 44 der Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 in einem abnormen, blockierten Zustand befinden, führt eine Steuerung derselben zu keiner Behinderung. Weiterhin ermöglicht eine Steuerung der Schalter 33, 34, 43, 44 der Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 eine gemeinsame Nutzung desselben Busses, wobei die Inselbetriebsausgänge der Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 mit einem System unter Verwendung der kleinsten Anzahl von gewählten Umschalteinheiten verbunden werden können.
Weiterhin ermöglicht es die Betätigung der Lade-/Entladevorrichtung 40 derart, dass die Lade-/Entladevorrichtung 30 eine geringe Menge elektrischen Strom abgibt, eine Inselbetriebsspannung auszugeben, die eine extrem niedrige Verzerrung hat.
Weiterhin ist im allgemeinen je größer der Verbraucher eines Inselbetriebsausgangs der Lade-/Entladevorrichtungen ist, desto größer die Spannungsverzerrung, die eine dezentrale Stromquelle nachteilig beeinflusst, die mit dem Inselbetriebsausgang verbunden ist. Während die im Inselbildungsbetrieb befindliche Lade-/Entladevorrichtung Energie absorbiert (ein Zustand von Wr < Wp, wobei Wr ein elektrischer Strom des Verbrauchers ist und Wp ein elektrischer Strom einer dezentralen Stromquelle ist), kann demzufolge die Einstellung des anderen geladenen/entladenen elektrischen Stroms den Absorptionszustand der Lade-/Entladevorrichtung 30 dichter an 0 bringen, wobei sich die Lade-/Entladevorrichtung 40 in einer Ladebetriebsart befindet.
Während die im Inselbildungsbetrieb befindliche Lade-/Entladevorrichtung Energie abgibt (ein Zustand von Wr > Wp), kann zudem eine Spannungsverzerrung verringert werden, indem der Inselbetriebsausgang dichter an einen Nullverbrauchszustand gebracht wird, wobei sich die Lade-/Entladevorrichtung 40 in einer Entladebetriebsart befindet.
Weiterhin ermöglicht das Umschalten zwischen einer Inselbetriebsart und einer Lade-/Entladebetriebsart gemäß dem SOC-Zustand der Speicherbatterien der Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 eine stabile Beibehaltung des Zustandes des elektrischen Stromsystems über einen langen Zeitraum.
Für den Fall, dass weiterhin die Menge der Elektrizität, die von einem dezentralen Stromerzeugungssystem, das sich für einen umgekehrten Stromfluss eignet, wie etwa einem Fotovoltaik-Stromerzeugungssystem der zahlreichen dezentralen Stromquellen 10, 20, erzeugt wird, größer ist als der elektrische Strom, der dem Verbraucher zugeführt wird, werden elektrische Ströme, die von den Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 abgegeben werden, beibehalten oder erhöht, um den in umgekehrter Richtung fließenden Strom zu steuern; für einen Fall, bei dem daneben die Menge der Elektrizität, die von einem dem Verbraucher folgenden Stromerzeugungssystem erzeugt wird, das sich für einen umgekehrten Stromfluss der zahlreichen dezentralen Stromquellen 10, 20 nicht eignet, größer ist als der elektrische Strom, der dem Verbraucher zugeführt wird, verringern die Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 die auszugebende Ausgabe und versorgen den Verbraucher mit der Menge von Elektrizität, die von dem dem Verbraucher folgenden Stromerzeugungssystem erzeugt wird, wodurch eine Steuerung derart ausgeführt wird, dass ein umgekehrter Stromfluss verhindert wird.
Ausführungsform 2
3 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Inselbetriebssystem gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. Es erfolgt eine Beschreibung für den Fall, bei dem eine kommerzielle Stromquelle 1 in 3 eine Fehlfunktion hat. Für den Fall, dass sich die kommerzielle Stromquelle 1 in einem abnormen Zustand befindet (Stromausfall, Überspannung, Unter-/Überfrequenz), trennt die Umschaltvorrichtung SW1 die kommerzielle Stromquelle 1 und verbindet ein elektrisches Stromsystem mit dem Inselbetriebsausgang der Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40. Die Lade-/Entladevorrichtung 30 schließt ein Inselbildungsrelais 34 und gibt eine CVCF-Sinuswelle aus. Die Lade-/Entladevorrichtung 40 schließt das Netzanschlussrelais 43 und führt einen Ladevorgang oder einen Entladevorgang mit einem Leistungsfaktor von 1 aus.
Selbst wenn bei Ausführungsform 1 ein umgekehrter Stromfluss zu der Lade-/Entladevorrichtung 30 auftritt, wird eine Steuerung durch Laden der Lade-/Entladevorrichtung 40 mit Hilfe der Überwachungseinrichtung 6 derart ausgeführt, dass die Lade-/Entladevorrichtung 30 stetig eine geringe Menge elektrischen Stroms abgibt.
Im Gegensatz dazu ist bei Ausführungsform 2 eine Steuereinheit 35, die dazu eingerichtet ist, die Lade-/Entladevorrichtung 30 zu steuern, für die Lade-/Entladevorrichtung 30 vorgesehen und eine Steuereinheit 45, die dazu eingerichtet ist, die Lade-/Entladevorrichtung 40 zu steuern, für die Lade-/Entladevorrichtung 40 vorgesehen. Die Steuereinheiten 35 und 45 stehen miteinander in Verbindung und beziehen dadurch die Statusgrößen der beiden und steuern die Lade-/Entladevorrichtung 40 auf der Basis der bezogenen Statusgrößen derart, dass die Lade-/Entladevorrichtung 30 stetig eine geringe Menge elektrischen Stroms abgibt.
Weiterhin kann bei Ausführungsform 2 ebenfalls ähnlich zu Ausführungsform 1 die Lade-/Entladevorrichtung 40 dazu eingerichtet sein, den Inselbetrieb auszuführen, während die Lade-/Entladevorrichtung 30 dazu eingerichtet ist, den Lade-/Entladevorgang in Abhängigkeit der Lademengen der Speicherbatterien auszuführen.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei Ausführungsform 2, da die Steuereinheiten 35 und 45, die miteinander in Verbindung stehen, die Statusgrößen der beiden beziehen, die Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 nicht die Überwachungseinrichtungen 6 und 7 zum Ermitteln des Betriebszustandes der anderen benötigen.
Ausführungsform 3
4 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Inselbetriebssystem gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei Ausführungsform 2 beziehen die Steuereinheiten 35 und 45 die Statusgrößen der beiden durch die Kommunikation und steuern die Lade-/Entladevorrichtung 40 derart, dass die Lade-/Entladevorrichtung 30 stetig eine geringe Menge des elektrischen Stroms abgibt.
Im Gegensatz dazu ist bei Ausführungsform 3 eine Steuereinheit 50 vorgesehen. Die Steuereinheit 50 ist dazu eingerichtet, von einer Überwachungseinrichtung 2 ein Erfassungssignal der Erfassung des Zustandes einer kommerziellen Stromquelle 1 zu empfangen, die Zustände der Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 zu beurteilen und die Lade-/Entladevorrichtung 40 derart zu steuern, dass die Lade-/Entladevorrichtung 30 stetig eine geringe Menge elektrischen Stroms abgibt.
Weiterhin kann bei Ausführungsform 3, ebenfalls ähnlich zu den Ausführungsformen 1 und 2, die Lade-/Entladevorrichtung 40 dazu eingerichtet sein, den Inselbetrieb auszuführen, während die Lade-/Entladevorrichtung 30 dazu eingerichtet ist, den Lade-/Entladevorgang in Abhängigkeit der Lademengen der Speicherbatterien auszuführen.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei Ausführungsform 3 die Steuereinheit 50 ein Signal von der Überwachungseinrichtung 2 empfängt und Steuersignale zu den Steuereinheiten 35, 45 sendet. Dementsprechend benötigen die Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 nicht die Überwachungseinrichtungen 6 und 7 zum Ermitteln des Betriebszustandes der anderen.
Ausführungsform 4
5 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Inselbetriebssystem gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein kommerzieller Transformator 60, der zwei einphasige Leiter und drei einphasige Leiter umfasst, ist mit den Inselbetriebsausgängen der Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 verbunden. 6 ist ein Konfigurationsdiagramm des Transformators 60 in dem Inselbetriebssystem gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. Der Transformator 60 umfasst eine einphasige Zweileiter-Primärwicklung P und einphasige Dreileiter-Sekundärwicklungen S1, S2.
Gemäß Ausführungsform 4 ermöglicht der Transformator 60 eine Verbindung zu einem einphasigen Dreileitersystem. Wenn darüber hinaus ein umgekehrter Stromfluss lediglich zu einer Phase auf der einphasigen Dreileiterseite des Transformators 60 erfolgt, wird der elektrische Strom durch die beiden einphasigen Leiter umgewandelt. Dadurch wird es möglich, den elektrischen Strom selbst dann zu absorbieren, wenn die Wechselrichter die Konfiguration einer Vollbrücke haben.
Ausführungsform 5
7 ist eine Konfigurationsdiagramm, das ein Inselbetriebssystem gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt. Ausführungsform 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass Wählschalter SW2, SW3, die jeweils in der Lage sind, eine Verbindung entweder zu einer kommerziellen Stromquelle 1 oder dem elektrischen Stromerzeugungssystem umzuschalten, jeweils an den Netzanschlussausgängen der Lade-/Entladevorrichtungen 30, 40 vorgesehen sind.
Wenn die Lade-/Entladevorrichtung 30 den Inselbetrieb ausführt und die Lade-/Entladevorrichtung 40 den Lade-/Entladevorgang ausführt, verbindet der Wählschalter SW2 den Netzanschlussausgang der Lade-/Entladevorrichtung 30 mit der kommerziellen Stromquelle und schaltet der Wählschalter SW3 den Netzanschlussausgang der Lade-/Entladevorrichtung 40 zu dem elektrischen Stromerzeugungssystem um.
Im allgemeinen ist in einem Stromaufbereitungssystem PCS an dem Netzanschlussausgang ein Spannungssensor vorgesehen. Da der Zustand der kommerziellen Stromquelle mit einem Spannungssensor der Lade-/Entladevorrichtung 30 bestimmt werden kann, ist keine Überwachungseinrichtung 2 notwendig.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-131056 [0003, 0005]

Claims

Inselbetriebssystem, umfassend: ein elektrisches Stromsystem, das dazu eingerichtet ist, einen Verbraucher mit elektrischem Strom aus einer kommerziellen Stromquelle zu versorgen; eine erste Überwachungsvorrichtung zum Erfassen einer Fehlfunktion der kommerziellen Stromquelle; eine erste Lade-/Entladevorrichtung, die eine Speicherbatterie umfasst und eine Netzanschlussfunktion, um einen Lade-/Entladevorgang an dem elektrischen Stromsystem auszuführen, und eine Inselbetriebsfunktion hat, um das elektrische Stromsystem mit einem elektrischen Strom konstanter Spannung und konstanter Frequenz zu versorgen; eine zweite Lade-/Entladevorrichtung, die eine Netzanschlussfunktion, um einen Lade-/Entladevorgang an dem elektrischen Stromsystem auszuführen, und eine Inselbetriebsfunktion hat, um das elektrische Stromsystem mit einem elektrischen Strom konstanter Spannung und konstanter Frequenz zu versorgen, wobei die zweite Lade-/Entladevorrichtung aus wenigstens einer oder mehreren parallel geschalteten Lade-/Entladevorrichtungen besteht, die jeweils eine Speicherbatterie umfassen; eine zweite Überwachungsvorrichtung zum Erfassen eines Zustandes des elektrischen Stroms der ersten Lade-/Entladevorrichtung und Senden einer Erfassungsausgabe zu der zweiten Lade-/Entladevorrichtung; und eine Umschaltvorrichtung zum Verbinden und Trennen der kommerziellen Stromquelle mit und von dem elektrischen Stromsystem, wobei wenn sich die kommerzielle Stromquelle in einem normalen Zustand befindet, die Umschaltvorrichtung die kommerzielle Stromquelle mit dem elektrischen Stromsystem verbindet, und die erste und die zweite Lade-/Entladevorrichtung einen Netzanschluss einrichten, und wenn die kommerzielle Stromquelle eine Fehlfunktion hat, die Umschaltvorrichtung die kommerzielle Stromquelle von dem elektrischen Stromsystem trennt, die erste Lade-/Entladevorrichtung einen Inselbetrieb ausführt und die zweite Lade-/Entladevorrichtung einen Lade-/Entladevorgang gemäß der Erfassungsausgabe der zweiten Überwachungsvorrichtung ausführt und eine Steuerung derart ausführt, dass sie einen elektrischen Inselbetriebsstrom der ersten Lade-/Entladevorrichtung konstant macht.
Inselbetriebssystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend mehrere unterschiedliche Typen von dezentralen Stromquellen, die jeweils dazu eingerichtet sind, das elektrische Stromsystem mit einem elektrischen Strom zu versorgen, wobei jede der ersten und der zweiten Lade-/Entladevorrichtung einen Netzanschlussschalter, der dazu eingerichtet ist, mit dem elektrischen Stromsystem während eines Netzanschlusses verbunden zu werden, und einen Inselbildungsschalter hat, der dazu eingerichtet ist, mit dem elektrischen Stromsystem während eines Inselbetriebs verbunden zu werden, das elektrische Stromsystem eine erste Leitung, die die zahlreichen dezentralen Stromquellen, die Netzanschlussschalter und den Verbraucher miteinander verbindet, und eine zweite Leitung hat, die die Inselbildungsschalter miteinander verbindet, wenn sich die kommerzielle Stromquelle in einem normalen Zustand befindet, die erste und die zweite Lade-/Entladevorrichtung die Inselbildungsschalter öffnen und die Netzanschlussschalter für Lade-/Entladevorgänge schließen, während die Umschaltvorrichtung die kommerzielle Stromquelle und die erste Leitung verbindet, und wenn die kommerzielle Stromquelle eine Fehlfunktion hat, die erste Lade-/Entladevorrichtung den Netzanschlussschalter öffnet und den Inselbildungsschalter schließt, um den elektrischen Strom durch den Inselbetrieb auszugeben, und die zweite Lade-/Entladevorrichtung den Netzanschlussschalter schließt und den Inselbildungsschalter öffnet, um den Lade-/Entladevorgang gemäß der zweiten Überwachungsvorrichtung auszuführen, während die Umschaltvorrichtung die erste Leitung und die zweite Leitung verbindet.
Inselbetriebssystem nach Anspruch 2, bei dem, wenn die kommerzielle Stromquelle eine Fehlfunktion hat, die zweite Lade-/Entladevorrichtung weiterhin derart arbeitet, dass der elektrische Inselbetriebsstrom der ersten Lade-/Entladevorrichtung mit einem niedrigen Ausgangspegel ausgegeben wird.
Inselbetriebssystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine dritte Überwachungsvorrichtung zum Erfassen eines Zustandes des elektrischen Stroms der zweiten Lade-/Entladevorrichtung und Senden der Erfassungsausgabe zu der ersten Lade-/Entladevorrichtung, wobei die erste und die zweite Lade-/Entladevorrichtung zwischen dem Inselbetrieb und dem Lade-/Entladevorgang auf der Basis von Ladungsmengen der Speicherbatterien umschalten.
Inselbetriebssystem nach Anspruch 2, weiterhin umfassend eine dritte Überwachungsvorrichtung zum Erfassen eines Zustandes des elektrischen Stroms der zweiten Lade-/Entladevorrichtung und Senden der Erfassungsausgabe zu der ersten Lade-/Entladevorrichtung, wobei die erste und die zweite Lade-/Entladevorrichtung zwischen dem Inselbetrieb und dem Lade-/Entladevorgang auf der Basis von Ladungsmengen der Speicherbatterien umschalten.
Inselbetriebssystem nach Anspruch 1, bei dem Eingänge und Ausgänge der ersten und der zweiten Lade-/Entladevorrichtung mit Inselbetriebsausgängen derselben durch einen Transformator verbunden sind.
Inselbetriebssystem nach Anspruch 2, bei dem Eingänge und Ausgänge der ersten und der zweiten Lade-/Entladevorrichtung mit Inselbetriebsausgängen derselben durch einen Transformator verbunden sind.
Inselbetriebssystem nach Anspruch 1, bei dem die zahlreichen dezentralen Stromquellen ein dezentrales Stromerzeugungssystem, das sich für einen umgekehrten Stromfluss eignet, und ein dem Verbraucher folgendes Stromerzeugungssystem umfassen, das sich für einen umgekehrten Stromfluss nicht eignet, und das dezentrale Stromerzeugungssystem, das sich für einen umgekehrten Stromfluss eignet, die erste und die zweite Lade-/Entladevorrichtung derart steuert, dass der umgekehrte Stromfluss auftritt.
Inselbetriebssystem nach Anspruch 2, bei dem die zahlreichen dezentralen Stromquellen ein dezentrales Stromerzeugungssystem, das sich für einen umgekehrten Stromfluss eignet, und ein dem Verbraucher folgendes Stromerzeugungssystem umfassen, das sich für einen umgekehrten Stromfluss nicht eignet, und das dezentrale Stromerzeugungssystem, das sich für einen umgekehrten Stromfluss eignet, die erste und die zweite Lade-/Entladevorrichtung derart steuert, dass der umgekehrte Stromfluss auftritt.
Inselbetriebssystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend anstelle der ersten Überwachungsvorrichtung einen ersten und einen zweiten Wählschalter, die jeweils in der Lage sind, Verbindungen der Netzanschlussausgänge der ersten und der zweiten Lade-/Entladevorrichtung zu der kommerziellen Stromquelle oder dem elektrischen Stromsystem umzuschalten.
Inselbetriebssystem nach Anspruch 2, weiterhin umfassend anstelle der ersten Überwachungsvorrichtung einen ersten und einen zweiten Wählschalter, die jeweils in der Lage sind, Verbindungen der Netzanschlussausgänge der ersten und der zweiten Lade-/Entladevorrichtung zu der kommerziellen Stromquelle oder dem elektrischen Stromsystem umzuschalten.