[发明专利]混合电力系统中的负载管理

说明书

本文中描述的各种实施方案涉及用于使用开关设备管理连接到多个电源的多个负载的系统和方法。本文中描述的设备可以包含设计用于负载的快速和高效切换的多掷点开关。本文中描述的方法可以包含从一组负载中选择一个或多个负载以连接到一个或多个替代电源，并且选择一个或多个负载以连接到主(例如，公用)电网。

相关申请案的交叉引用

本申请案要求2016年5月24日递交的发明名称为“混合电力系统中的负载管理(Load Management in Hybrid Electrical Systems)”的第62/340,688号美国临时专利申请案的优先权权益。本段中列出的专利和专利申请案以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

一些电力系统可以具有多个电力源和电力负载特征。例如，住宅可以连接到公用电网以及连接到逆变器，所述逆变器将来自光伏发生器或电池的直流电(DC)电力转换成交流电(AC)。在许多情况下，逆变器并不连接到电网。有时需要切换连接到负载的电源。例如，可能需要在白天从逆变器为家用负载供电并且在晚上从网格为家用负载供电。在一些情境中，逆变器引起的电力输出下降可能要求将一些负载从逆变器输出移到网格。需要用以促进在将负载从一个电源切换到另一个电源时平稳转移的方法和设备。

发明内容

以下概述是仅出于说明性目的对本发明概念中的一些概念的简短概述，而并不意图限制或约束本发明以及详细描述中的实例。所属领域的技术人员根据详细描述将认识到其它新颖的组合和特征。

本文中的实施例可以采用方法、系统和设备在电源之间切换电力负载。

在包括一个或多个电力系统的说明性实施例中，一组电力负载可以可电连接到多个电力源。例如，包括几十个电器的住宅可以可连接到电网外加一个或多个替代电源(例如，光伏发生器、电池、风车、燃料电池、飞轮等)。替代电源可以用作备用电源，以确保在网格运转中断期间连续供应功率到负载。在一些实施例中，替代电源可以在常规网格运行期间对网格进行补充。例如，替代电源可以供应电力到负载，并且在替代发电不充分的情况下(即，当负载需要比替代电源所产生的功率更多功率时)，可以从网格获取补偿功率。

在一些实施例中，替代电源可以可电连接到网格。替代电源与网格之间的电连接可以使替代电源能够在超量替代发电期间(即，当替代电源产生比负载所消耗的功率更多的功率时)为网格输电。在一些实施例中，替代电源可以不电连接到或可以电连接到网格，并且替代电源所产生的超量替代功率可以储存在储能装置(例如，电池、飞轮)上或用于为额外负载供电。在一些实施例中，当替代电源并不连接到网格并且没有储能装置可用时，额外负载可以连接到替代电源，从而增加所利用的产生功率。例如，系统可经配置以在替代电源超量发电期间接通非时间关键负载(例如，洗衣机、烘干机、空调、电动汽车和/或热水器)。在一些实施例中，如果没有额外负载可用，替代电源可以限制于产生不超过负载所消耗的功率。

可以根据时间特定政策和位置特定政策以及关于替代电源的规定设计对连接到替代电源的负载的管理。例如，在一些位置，当地公用事业机构可以对当地替代发电商支付上网电价。上网电价可以高于、低于或等于公用事业机构对从网格获取的功率收取的费用。在这些位置，可盈利的做法是当替代电源产生比所连接负载所需的功率更多的功率时将所述替代电源连接到网格。以此方式，网格可以用作负载，从替代电源获取功率。

在一些位置，当地公用事业机构可能不支付上网电价，这种情况下替代发电机所有者并不因供应到网格的超量功率而受到补偿。在这些位置，当替代电源产生比当地负载所需的功率更多的功率时，可为有益的是将超量功率储存在储能装置(例如，电池或飞轮)上用于后续消耗。在一个布置中，储存在储能装置上的超量功率可以后续用于自消耗。在一些情况下，例如当储能装置不可用时，超量发电可以用于减少当地负载在稍后的时间例如接通空调来使房屋降温、接通热水器、为电动汽车充电、或接通洗碗机或洗衣机所需的功率。在另一布置中，可能需要减少替代电源所产生的功率以将发电匹配到负载要求。例如，这在没有额外负载或没有储能装置可用时可为有利。