[发明专利]用于控制电气网络中的功率负载的设备及相关的方法和系统

说明书

本发明涉及用于根据与电网(16)的操作或管理有关的事件来控制属于该电网的终端电气装置(2)的功率负载(12)的操作的设备(1)。本发明还涉及用于通过根据本发明的多个设备来管理电网中的功率需求的方法及其用途。本发明还涉及包括多个用于控制属于终端电气装置的功率负载的操作的设备和配电网络的系统。

技术领域

本发明涉及电气网络管理。

背景技术

对于电气网络的终端电气装置的功率负载管理方面的现有技术在于根据资费条件控制那些负载的电源供应。最熟知的情形是根据非高峰费率/高峰费率来控制电热水器的操作。作为结果，用于控制终端电气装置中的功率负载所实施的技术方案实际上是用于资费管理的方案，如专利FR2947396中所示。能源仪表通常包括被用于根据计价周期来改变计量指数的远程控制接收器，如专利FR2636142中所述。这些现有的仪表包括控制继电器，该控制继电器被设计成控制外部功率继电器以用于根据资费状态自动地控制热水器的操作。现代电气网络正变得日益复杂，如专利FR2976415所示，这包括可变生产的越来越大的比例，并且面对不断增长的需求，基础设施已接近饱和。因此，对于能量需求的主动管理变得越来越必要从而避免电气网络的故障的风险，电气网络的故障甚至可能导致整个地区的停电。

本发明落入所谓的“智能电网”的范围。

发明内容

本发明的目标在于通过提出一种用于根据与电气网络的操作或管理有关的事件来控制属于终端电气装置的功率负载的操作的设备，至少部分地找到对于前面提到的问题的补救办法。这种设备可以被电气网络的管理者有利地用于通过使用终端电气装置中的资源来维持优化运行。根据本发明的设备的若干变体已经被提供，并且可被单独实施或者以组合的方式被实施在装置中。被提供为实施本发明的终端装置属于所谓的电气网络的低压部分。其目的更多的在于控制由交流电压(例如，在欧洲是频率为50Hz的230V，在北美是频率为60Hz的110V)供应的单相功率负载。本发明还可以被实施为三相终端装置和/或用以控制适当的三相负载。

本发明针对一种用于根据与电气网络的操作或管理有关的事件来控制属于终端电气装置的功率负载的操作的设备。根据本发明的设备包括：

-被配置用于从所述终端电气装置的电压提取至少一个设定点的功能块；以及

-用于根据至少一个设定点来控制功率负载的功能块。

负载功率被理解为单个功率负载或被集体控制或以差异化的方式控制的多个元电荷。

对功率负载的控制被理解为全有或全无，即功率负载以满功率被开启或关闭，或者被理解为对中间功能状态的设置。功能的所谓中间状态对应于对电气网络的功率需求不为零，并且低于负载的最大功率。

从电压提取的至少一个设定点是这样的特殊值：在该值处，设备可以被安装在终端电气装置中的任何位置甚至是脱离通常集中了装置的所有电路的配电板。因此，部分实施方式变体将根据本发明的设备直接包括在像电热水器、冷却或加热装置这样的包含了一个或若干个诸如加热电阻器或热力群等功率负载的电气装置中。在包含至少一个功率负载的装置中包括设备例如，通过考虑到内部操作周期或使用限制提供了对至少一个负载的更为智能的管理的优势。这样还实现了对负载中的若干功率级的管理，针对维持最小服务水平而对随时间接通至少一个负载的排序，对于装置的不涉及功率负载的功能的电力供应的性能等等。

根据本发明的设备包括用于转换要被控制的功率负载的电力供应的装置。这是在不需要诸如电热水生产装置或加热系统等相关智能的情况下基于对功率元件的使用来控制外部功率负载的最简单的方式。然而，针对被集成在装置中的本发明的实施变体，或者为了控制需要考虑到操作周期的功率负载，提供了对根据本发明的设备的电子器件和装置中的功率负载的管理电子器件之间的适当接口的添加。这样的接口可以例如是基于对一个或多个光耦合器的使用。

对于设备包括用于切换功率负载的电力供应的装置的情形，负载由默认情况进行供电是有利的。