用于在多個電源中選擇的dc站的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明名稱為“用于在多個電源中選擇的DC站”。一種DC站的多種實施例。在一個實施例中，該DC站包括(1)可耦合到公用DC總線的電源，(2)與電源關(guān)聯(lián)的整流器和DC-DC轉(zhuǎn)換器以及(3)DC站控制器。DC站控制器包括：配置成標(biāo)識電源的源標(biāo)識器，耦合到源標(biāo)識器并且配置成基于至少一個準(zhǔn)則來對電源劃分優(yōu)先級的源優(yōu)先級劃分器，以及耦合到源優(yōu)先級劃分器的輸出特征指配器。
【專利說明】用于在多個電源中選擇的DC站
[0001]相關(guān)申請交叉引用
[0002]本申請是2009年2月17日提交的、Jagota等人的申請序列號為12/372659且標(biāo)題為“DC Plant Controller and Method for Selecting Among Multiple Power Sourcesand DC Plant Employing The Same”的美國申請的分案,該美國申請與本發(fā)明共同受讓并且通過引用全部并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請一般而言涉及站(plant)控制器，并且更具體而言涉及一種用于在多個電源中選擇的方法、DC站控制器、以及采用該控制器或該方法的DC站。
【背景技術(shù)】
[0004]常規(guī)地，電信或其它基于DC的發(fā)電廠采用多個AC或DC電源以向負(fù)載提供調(diào)節(jié)的DC電壓。AC電源使用整流器以將它們的AC輸出電壓轉(zhuǎn)換成調(diào)節(jié)的DC輸出，而DC電源使用DC-DC轉(zhuǎn)換器以將它們的電壓調(diào)整成調(diào)節(jié)的DC輸出。DC總線聚集DC輸出，允許它們給負(fù)載供電。中央控制器控制整流器和轉(zhuǎn)換器，以在多個電源中分配負(fù)載。有時，單個電源負(fù)擔(dān)負(fù)載，但更經(jīng)常地多個電源在一定程度上共享負(fù)載。已經(jīng)發(fā)明了多種技術(shù)以在多個電源中實現(xiàn)負(fù)載共享。1998年4月14日授予Brooks等人的、專利號為5740023、標(biāo)題為“ControlSystem for a Modular Power Supply and Method of Operation Thereof，，并且與本申請共同受讓的美國專利描述了若干常規(guī)的負(fù)載共享技術(shù)，并且介紹了特別適合于配合名義上相同類型和額定(rating)的模塊供電源一起使用的新技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]—方面提供了一種DC站。在一個實施例中，該DC站包括:(I)電源,其可稱合到公用DC總線并且選自由(Ia)發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機、(Ib)風(fēng)車驅(qū)動的發(fā)電機、(Ic)太陽能裝置陣列、和(Id)AC電力網(wǎng)(mains)組成的組；(2)與電源關(guān)聯(lián)的DC-DC轉(zhuǎn)換器和整流器；以及(3) DC站控制器，其包括:(3a)配置成標(biāo)識電源的源標(biāo)識器(identifier)，(3b)耦合到源標(biāo)識器并且配置成基于至少一個準(zhǔn)則來對電源劃分優(yōu)先級的源優(yōu)先級劃分器(prioritizer),以及(3c)輸出特征指配器(assigner),其f禹合到源優(yōu)先級劃分器并且配置成(3cl)將輸出特征指配給根據(jù)優(yōu)先級而彼此不同的電源，以及(3c2)將功率極限指配給整流器和DC-DC轉(zhuǎn)換器中的一些。
[0006]另一方面提供了一種DC站。在一個實施例中，該DC站包括:(I)電源，其可耦合到公用DC總線并且選自由(Ia)發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機、(Ib)風(fēng)車驅(qū)動的發(fā)電機、(Ic)太陽能裝置陣列、和(Id)AC電力網(wǎng)組成的組；(2)與電源關(guān)聯(lián)的DC-DC轉(zhuǎn)換器和整流器；以及(3)DC站控制器，其包括:(3a)配置成標(biāo)識電源的源標(biāo)識器，(3b)耦合到源標(biāo)識器并且配置成基于至少一個準(zhǔn)則來對電源劃分優(yōu)先級的源優(yōu)先級劃分器，以及(3c)輸出特征指配器，其耦合到源優(yōu)先級劃分器并且配置成(3cl)將輸出特征指配給根據(jù)優(yōu)先級而彼此不同的電源，(3c2)將功率極限指配給整流器和DC-DC轉(zhuǎn)換器中的一些，以及(3c3)基于計算的電池維持時間將電源中的一些置于待機(standby)。
[0007]又一方面提供了一種DC站。在一個實施例中，該DC站包括:(I)電源，其可耦合到公用DC總線并且選自由(Ia)發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機、(Ib)風(fēng)車驅(qū)動的發(fā)電機、(Ic)太陽能裝置陣列、和(Id)AC電力網(wǎng)組成的組；(2)與電源關(guān)聯(lián)的DC-DC轉(zhuǎn)換器和整流器；以及(3)DC站控制器，其包括:(3a)配置成標(biāo)識電源的源標(biāo)識器，(3b)配置成存儲關(guān)于DC站的過去操作的歷史數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)庫，(3c)耦合到源標(biāo)識器并且配置成基于至少一個準(zhǔn)則來對電源劃分優(yōu)先級的源優(yōu)先級劃分器，以及(3d)輸出特征指配器，其耦合到源優(yōu)先級劃分器并且配置成(3dl)將輸出特征指配給根據(jù)優(yōu)先級而彼此不同的電源，(3d2)將功率極限指配給整流器和DC-DC轉(zhuǎn)換器中的一些，以及(3d3)基于計算的電池維持時間將電源中的一些置于待機。
[0008]根據(jù)一個實施例，提供了一種DC站，包括:電源，其可耦合到公用DC總線并且選自由發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機、風(fēng)車驅(qū)動的發(fā)電機、太陽能裝置陣列和AC電力網(wǎng)組成的組；與所述電源關(guān)聯(lián)的整流器和DC-DC轉(zhuǎn)換器；以及DC站控制器，其包括:源標(biāo)識器，其配置成標(biāo)識所述電源，源優(yōu)先級劃分器，其耦合到所述源標(biāo)識器并且配置成基于至少一個準(zhǔn)則來對所述電源劃分優(yōu)先級，以及輸出特征指配器，其耦合到所述源優(yōu)先級劃分器并且配置成將輸出特征指配給根據(jù)所述優(yōu)先級而彼此不同的所述電源，并且將功率極限指配給所述整流器和所述DC-DC轉(zhuǎn)換器中的一些。
[0009]優(yōu)選地，所述輸出特征相差小于IV并且隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
[0010]優(yōu)選地，所述輸出特征相差小于大約5V并且隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
[0011]優(yōu)選地，所述輸出特征相差小于大約IOV并且基本上線性地隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
[0012]優(yōu)選地，所述至少一個準(zhǔn)則選自由操作成本、碳足跡、噪聲生成、所述電源的類型以及環(huán)境因素組成的組。
[0013]優(yōu)選地，所述源標(biāo)識器配置成經(jīng)第一雙向鏈路來與所述電源通信，并且所述輸出特征指配器配置成經(jīng)第二雙向鏈路來與所述電源通信。
[0014]優(yōu)選地，所述輸出特征指配器還配置成基于計算的電池維持時間來將所述電源中的一些置于待機。
[0015]根據(jù)一個實施例，提供了一種DC站，包括:電源，其可耦合到公用DC總線并且選自由發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機、風(fēng)車驅(qū)動的發(fā)電機、太陽能裝置陣列和AC電力網(wǎng)組成的組；DC站控制器，其包括:源標(biāo)識器，其配置成標(biāo)識所述電源，源優(yōu)先級劃分器，其耦合到所述源標(biāo)識器并且配置成基于至少一個準(zhǔn)則來對所述電源劃分優(yōu)先級，以及輸出特征指配器，其耦合到所述源優(yōu)先級劃分器并且配置成將輸出特征指配給根據(jù)所述優(yōu)先級而彼此不同的所述電源，并且基于計算的電池維持時間而將所述電源中的一些置于待機。
[0016]優(yōu)選地，所述輸出特征相差小于IV并且隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
[0017]優(yōu)選地，所述輸出特征相差小于大約5V并且隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
[0018]優(yōu)選地，所述輸出特征相差小于大約IOV并且基本上線性地隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
[0019]優(yōu)選地，所述至少一個準(zhǔn)則選自由操作成本、碳足跡、噪聲生成、所述電源的類型以及環(huán)境因素組成的組。
[0020]優(yōu)選地，整流器和DC-DC轉(zhuǎn)換器與所述電源關(guān)聯(lián)，并且所述輸出特征指配器還配置成將功率極限指配給所述DC-DC轉(zhuǎn)換器和所述整流器中的一個或多個。
[0021]優(yōu)選地，所述源標(biāo)識器配置成經(jīng)第一雙向鏈路來與所述電源通信，并且所述輸出特征指配器配置成經(jīng)第二雙向鏈路來與所述電源通信。
[0022]根據(jù)一個實施例，提供了一種DC站，包括:電源，其可耦合到公用DC總線并且選自由發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機、風(fēng)車驅(qū)動的發(fā)電機、太陽能裝置陣列和AC電力網(wǎng)組成的組；與所述電源關(guān)聯(lián)的整流器和DC-DC轉(zhuǎn)換器；以及DC站控制器，其包括:源標(biāo)識器，其配置成標(biāo)識所述電源，歷史數(shù)據(jù)庫，其配置成存儲關(guān)于所述DC站的過去操作的歷史數(shù)據(jù)，源優(yōu)先級劃分器，其耦合到所述源標(biāo)識器并且配置成基于至少一個準(zhǔn)則來對所述電源劃分優(yōu)先級，以及輸出特征指配器，其耦合到所述源優(yōu)先級劃分器并且配置成將輸出特征指配給根據(jù)所述優(yōu)先級而彼此不同的所述電源，將功率極限指配給所述整流器和所述DC-DC轉(zhuǎn)換器中的一些，并且基于計算的電池的維持時間來將所述電源中的一些置于待機。
[0023]優(yōu)選地，所述輸出特征相差小于IV并且隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
[0024]優(yōu)選地，所述輸出特征相差小于大約5V并且隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
[0025]優(yōu)選地，所述輸出特征相差小于大約IOV并且基本上線性地隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
[0026]優(yōu)選地，所述至少一個準(zhǔn)則選自由操作成本、碳足跡、噪聲生成、所述電源的類型以及環(huán)境因素組成的組。
[0027]優(yōu)選地，所述源標(biāo)識器配置成經(jīng)第一雙向鏈路來與所述電源通信，并且所述輸出特征指配器配置成經(jīng)第二雙向鏈路來與所述電源通信。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]現(xiàn)在將參考結(jié)合附圖進(jìn)行的下列描述，在附圖中:
[0029]圖1是采用了根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建或?qū)崿F(xiàn)的方法或DC站控制器的站的一個實施例的框圖；
[0030]圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的DC站控制器的一個實施例的框圖；以及
[0031]圖3是根據(jù)本發(fā)明的原理實現(xiàn)的、在多個電源中選擇以及控制站的方法的一個實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0032]如以上所敘述的，已經(jīng)發(fā)明了多種常規(guī)技術(shù)以在多個電源中實現(xiàn)負(fù)載共享。然而，常規(guī)的站傾向于使用主要相同的一般類型的電源以提供主要(primary)DC功率。例如，大多數(shù)站使用并聯(lián)整流器以提供主要DC功率。它們在其額定容量方面可能不同，但是在其它方面功能完全相同。然而，隨著對可選的電源日益增加的興趣和使用，正變得必需的是為電信或其它基于DC的電力系統(tǒng)提供能適應(yīng)在類型上或許根本不同的多個電源的機制，以提供主要DC功率。時常，一個電源不能提供負(fù)載需要的滿功率。因此，可需要同時使用多個電源以提供穩(wěn)定的操作。所需要的是用于從在時間的已知點可獲得的電源中選擇適當(dāng)?shù)碾娫匆蕴峁┲饕狣C功率的系統(tǒng)或方法。[0033]由于本文教導(dǎo)的益處，DC站可在總體操作效率、可靠性或環(huán)境滿意度方面受益于電源的多種不同類型。DC站還可位于到商用電網(wǎng)的連接存在問題的相對遙遠(yuǎn)的區(qū)域。DC站還可利用新興的(例如，相對“綠色”)電源，其可比更常規(guī)的電源更偶發(fā)地操作。因此，可將DC站與地理上分散的多種設(shè)施關(guān)聯(lián)，這些設(shè)施包括:中央辦公室(CO)、蜂窩基站、數(shù)字用戶線路(DSL)、光纖、無線電和微波中繼站、路由器、網(wǎng)關(guān)和用戶駐地設(shè)備(CPE)。
[0034]圖1是采用了根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建或?qū)崿F(xiàn)的方法或站控制器的站的一個實施例的框圖。所述站包括一個或多個AC電源以及一個或多個DC電源以及對應(yīng)的設(shè)備，以提供適當(dāng)?shù)闹饕狣C功率。在圖1的具體實施例中，站包括第一 AC電源110、第二 AC電源120和第一 DC電源130。第一 AC電源110將其AC輸出提供給第一整流器140，第一整流器140包括第一 AC換能器(transducer) 141和第一整流器控制器142并且提供調(diào)節(jié)的DC輸出。第二 AC電源120將其AC輸出提供給第二整流器150，第二整流器150包括第二 AC換能器151和第二整流器控制器152并且提供調(diào)節(jié)的DC輸出。第一 DC電源160將其DC輸出提供給第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器160，第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器160包括轉(zhuǎn)換器控制器161并且提供調(diào)節(jié)的DC輸出。第一 AC電源110、第二 AC電源120和第一 DC電源130通過它們相應(yīng)的第一整流器140、第二整流器150和第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器160起作用，第一整流器140、第二整流器150和第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器160耦合到公用DC總線170的正的和負(fù)的導(dǎo)軌(rail)并且可選地將主要DC功率提供給DC總線170。在第一整流器140、第二整流器150和第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器160不能提供充足的主要DC功率時，一個或多個電池或電容器180也耦合到DC總線170以提供次要(Secondary)DC功率。在一個實施例中，一個或多個電池或電容器180包括一個或多個電池串(string)。在另一個實施例中，一個或多個電池或電容器180包括一個或多個大的、“超級”電容器。負(fù)載190耦合到DC總線170并且消耗由第一整流器140、第二整流器150、第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器160和一個或多個電池或電容器180中的一個或多個提供的DC功率。負(fù)載可以是電信設(shè)備、計算機設(shè)備、無論什么任何類型的設(shè)備(包括用于一個或多個電池或電容器180的再充電設(shè)備)或任何其它類型的常規(guī)的或稍后開發(fā)的負(fù)載。
[0035]在一個實施例中，第一整流器140、第二整流器150和第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器160是可安裝擱架(rack)的并且占據(jù)標(biāo)準(zhǔn)整流器/轉(zhuǎn)換器擱架的一個或多個擱板(shelf)。在另一個實施例中，第一整流器140、第二整流器150和第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器160與其它整流器和轉(zhuǎn)換器(沒有示出)接合在一起以形成整流器和轉(zhuǎn)換器的盤(bay)。后者的實施例更典型地與很大的DC站關(guān)聯(lián)。
[0036]DC站控制器200耦合到第一整流器140、第二整流器150和DC-DC轉(zhuǎn)換器160，以監(jiān)測、控制或既監(jiān)測又控制它們。在所說明的實施例中，DC站控制器200還耦合到第一 AC電源110、第二 AC電源和第一 DC電源130，以監(jiān)測、控制或既監(jiān)測又控制它們。可采用一個或多個數(shù)據(jù)鏈路以允許該監(jiān)測或控制。第一未引用的數(shù)據(jù)鏈路將電源(即，第一 AC電源100、第二 AC電源120和第一 DC電源130)耦合到DC站控制器200。在一個實施例中，第一數(shù)據(jù)鏈路是串行數(shù)據(jù)鏈路。在另一個實施例中，第一數(shù)據(jù)鏈路是雙向鏈路。第一數(shù)據(jù)鏈路或另一個第二未引用的數(shù)據(jù)鏈路也將第一整流器140、第二整流器150和第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器160耦合到DC站控制器200。在一個實施例中，數(shù)據(jù)鏈路是串行數(shù)據(jù)鏈路。在另一個實施例中，數(shù)據(jù)鏈路是雙向鏈路。
[0037]通常，DC站控制器200配置成基于優(yōu)先級將輸出特征指配給多種電源。輸出特征彼此不同。例如，指配有最高輸出電壓的電源提供功率給負(fù)載190，直到(I)它進(jìn)入操作的限流模式，在該模式中它的輸出電壓開始下降以便限制輸出電流或(2)它的輸出電壓開始自然地下降。當(dāng)它的輸出電壓達(dá)到指配給具有第二最高優(yōu)先級的電源的輸出電壓時，這兩個電源開始共享負(fù)載190。如果負(fù)載190保持為或者變得如此之大以致于兩個電源都操作在限流模式，那么具有第三最高優(yōu)先級的電源開始共享，等等。DC站控制器190可漸進(jìn)地提高電源中的某些的輸出電壓。以使DC總線170的電壓保持為接近最初指配給具有最高優(yōu)先級的電源的輸出電壓，從而確保實現(xiàn)來自該電源的最大利用功率。如果負(fù)載190減小，那么電源以相反的優(yōu)先級順序退出電流共享模式并且對負(fù)載共享的貢獻(xiàn)減少。
[0038]例如，如果總線170需要在54V以保持所述的一個或多個電池或電容器180是充電的并且太陽能裝置陣列具有最高優(yōu)先級，那么它的輸出電壓將被指配為54V。下一個優(yōu)先級的電源被指配漸進(jìn)地較低的輸出電壓，等等。如果太陽能裝置陣列不能負(fù)擔(dān)負(fù)載190，那么它的輸出電壓將下降到下一個電源的電壓電平。DC站控制器200能接著漸進(jìn)地提高輸出電壓到盡可能接近需要的54V，而同時保持太陽能裝置陣列電源在限流模式以確保實現(xiàn)太陽能的最大利用。
[0039]現(xiàn)在將結(jié)合圖2描述根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的DC站控制器200的一個實施例。DC站控制器200包括源標(biāo)識器210。源標(biāo)識器210的所說明實施例配置成標(biāo)識可耦合到公用DC總線(例如，圖1的DC總線170)的電源(例如，圖1的第一 AC電源110、第二 AC電源和第一 DC電源130)。例如，如果第一 AC電源110或第二 AC電源120是發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機、風(fēng)車驅(qū)動的發(fā)電機、水力驅(qū)動的發(fā)電機、地?zé)狎?qū)動的發(fā)電機或AC電力網(wǎng)(即，引自商用電網(wǎng))，那么源標(biāo)識器210照此標(biāo)識它。作為另一個示例，如果第一 DC電源130是太陽能裝置陣列或電池，那么源標(biāo)識器210照此標(biāo)識它。在一個實施例中，源標(biāo)識器210配置成從與電源關(guān)聯(lián)的存儲器或與電源分離的數(shù)據(jù)庫接收指示電源的身份的數(shù)據(jù)。在另一個實施例中，源標(biāo)識器210配置成基于電源產(chǎn)生的功率的特征來標(biāo)識電源。例如，由風(fēng)車驅(qū)動的發(fā)電機產(chǎn)生的功率在頻率和電壓方面根據(jù)風(fēng)車速度而改變，而由太陽能裝置陣列產(chǎn)生的功率在電流強度方面一般來說根據(jù)每天的時刻而改變。由其它電源產(chǎn)生的功率可同樣地具有允許適當(dāng)?shù)嘏渲玫脑礃?biāo)識器標(biāo)識它們的特征。
[0040]標(biāo)識電源提供了用于對它們劃分優(yōu)先級的基礎(chǔ)。因此，DC站控制器200還包括源優(yōu)先級劃分器220。源優(yōu)先級劃分器220的所說明實施例耦合到源標(biāo)識器210并且配置成基于至少一個準(zhǔn)則來對電源劃分優(yōu)先級。
[0041]在一個實施例中，所述準(zhǔn)則是操作成本，即操作所標(biāo)識的電源的每個的成本(例如，考慮燃料或電力成本)。在更具體的實施例中，相比于具有較高操作成本的電源，源優(yōu)先級劃分器220給予具有較低操作成本的電源更高的優(yōu)先級。
[0042]在另一個實施例中，所述準(zhǔn)則是“碳足跡(footprint) ”，其為現(xiàn)今用來計量操作所標(biāo)識的電源的每個的環(huán)境影響的度量。在更具體的實施例中，相比于具有較大碳足跡的電源，源優(yōu)先級劃分器220給予具有較小碳足跡的電源更高的優(yōu)先級。
[0043]在又一個實施例中，所述準(zhǔn)則是噪聲生成，即所標(biāo)識的電源的每個的操作所生成的噪聲。在更具體的實施例中，相比于生成較多噪聲的電源，源優(yōu)先級劃分器220給予生成較少噪聲的電源更高的優(yōu)先級。
[0044]在再一個實施例中，所述準(zhǔn)則是所選擇的電源的組合。例如，如果給予風(fēng)車驅(qū)動的發(fā)電機最高優(yōu)先級，那么考慮到風(fēng)車操作的不可預(yù)測的性質(zhì)，可給予高度可靠的電源(比如，AC電力網(wǎng))下一個的最高優(yōu)先級。如果給予太陽能裝置陣列最高優(yōu)先級，那么考慮到在傍晚發(fā)生的太陽能陣列裝置輸出的可預(yù)測的下降，可給予發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機下一個最高優(yōu)先級。
[0045]在還又一個實施例中，所述準(zhǔn)則是環(huán)境因素，比如每天的時刻、每年的時刻、日照水平或溫度。例如，相比于在風(fēng)力傾向于較為平靜的夜晚期間，可給予風(fēng)力典型地較高的白天期間的風(fēng)車驅(qū)動的發(fā)電機高得多的優(yōu)先級。相比于在冬季期間，可在夏季期間給予太陽能裝置陣列更高的優(yōu)先級。相比于在鄰居入睡的夜晚，可在白天期間給予發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機更高的優(yōu)先級，但是或許在其操作溫度可變得過熱的相對炎熱的白天期間不那么高。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易看到優(yōu)先級可基于的一大系列可能的準(zhǔn)則，包括以上或其它準(zhǔn)則的任何組合。
[0046]DC站控制器200還包括源和優(yōu)先級數(shù)據(jù)庫230。源和優(yōu)先級數(shù)據(jù)庫230耦合到源優(yōu)先級劃分器220。在一個實施例中，源和優(yōu)先級數(shù)據(jù)庫230配置成存儲與在DC站中的電源的身份有關(guān)的數(shù)據(jù)，源標(biāo)識器210可采用該數(shù)據(jù)以標(biāo)識電源。在另一個實施例中，源和優(yōu)先級數(shù)據(jù)庫230配置成存儲與源優(yōu)先級劃分器220可采用來對電源劃分優(yōu)先級的一個或多個準(zhǔn)則有關(guān)的數(shù)據(jù)。
[0047]DC站控制器200還包括輸出特征指配器240。輸出特征指配器240的所說明實施例耦合到源優(yōu)先級劃分器230，并且配置成將一個或多個輸出特征指配給根據(jù)優(yōu)先級而彼此不同的電源。在一個實施例中，輸出特征可包括輸出電壓、功率極限或電流極限或電流共享閾值。在更具體的實施例中，輸出特征由輸出電壓組成。在備選的、更具體的實施例中，輸出特征由電流共享/電流極限/功率極限閾值(即，設(shè)定點)組成。在另一個實施例中，源和優(yōu)先級數(shù)據(jù)庫230配置成使輸出特征指配器240可獲得與源優(yōu)先級劃分器220可采用來對電源劃分優(yōu)先級的一個或多個準(zhǔn)則有關(guān)的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)輸出特征的指配。
[0048]在一個實施例中，輸出電壓相差小于IV并且隨優(yōu)先級的減小而減小。例如，被給予最高優(yōu)先級的電源的輸出電壓可被指配為-24.0V。被給予第二最高優(yōu)先級的電源的輸出電壓可被指配為-23.7V。被給予第三最高優(yōu)先級的電源的輸出電壓可被指配為-23.5V。
[0049]在另一個實施例中，輸出電壓相差小于大約5V并且隨優(yōu)先級的減小而減小。例如，被給予最高優(yōu)先級的電源的輸出電壓可被指配為+54V。被給予第二最高優(yōu)先級的電源的輸出電壓可被指配為+53V。被給予第三最高優(yōu)先級的電源的輸出電壓可被指配為+51V。
[0050]在又一個實施例中，輸出電壓相差小于大約IOV并且基本上線性地隨優(yōu)先級的減小而減小。例如。被給予最高優(yōu)先級的電源的輸出電壓可被指配為-48V。被給予第二最高優(yōu)先級的電源的輸出電壓可被指配為-46V。被給予第三最高優(yōu)先級的電源的輸出電壓可被指配為-44V。
[0051]在圖1的情境中，輸出特征指配器240配置成通過將功率極限指配給它們對應(yīng)的第一整流器140、第二整流器150和第一 DC-DC轉(zhuǎn)換器160來將功率極限指配給第一 AC電源110、第二 AC電源和第一 DC電源130。在一個實施例中，源標(biāo)識器210配置成經(jīng)圖1的第一數(shù)據(jù)鏈路來與電源通信，而輸出特征指配器240配置成經(jīng)圖1的第二數(shù)據(jù)鏈路來與電源通信。在某些實施例中，輸出特征指配器240還配置成計算圖1的一個或多個電池或電容器180的維持時間并且基于所計算的維持時間來將電源中的一些置于待機。[0052]如以上所敘述的，可采用一個或多個準(zhǔn)則以在電源中劃分優(yōu)先級。因此，DC站控制器200可包括配置成提供關(guān)于例如每天的時刻或每年的時刻的信息的計時器260，這可是有用的，如果時間是準(zhǔn)則的話。DC站控制器200可包括配置成提供指示噪聲的信號的麥克風(fēng)270，這可是有用的，如果噪聲是準(zhǔn)則的話。DC站控制器200可包括配置成提供指示溫度的信號的溫度傳感器280，這可是有用的，如果操作或周圍環(huán)境的溫度是準(zhǔn)則的話。DC站控制器200可包括配置成存儲關(guān)于DC站的過去操作的數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)庫250。在一個實施例中，源優(yōu)先級劃分器220配置成使歷史數(shù)據(jù)成為未來劃分優(yōu)先級決定的因素。例如，如果特定DC站位于特別多云的區(qū)域，那么其太陽能裝置陣列可證明在時間上較為無效，并且因此價值(merit)被指配為較低的優(yōu)先級。
[0053]圖3是根據(jù)本發(fā)明的原理實現(xiàn)的、在多個電源中選擇以及控制站的方法的一個實施例的流程圖。在多種實施例中，電源可包括以下一個或多個:發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機、風(fēng)車驅(qū)動的發(fā)電機、太陽能裝置陣列和AC電力網(wǎng)。
[0054]所述方法始于開始步驟305。在步驟310中，標(biāo)識了電源。該標(biāo)識可按以上描述來實現(xiàn)。在步驟315中，基于至少一個準(zhǔn)則來對電源劃分優(yōu)先級。在多種實施例中，所述至少一個準(zhǔn)則可包括以下一個或多個:操作成本、碳足跡、噪聲生成、所選擇的電源的組合以及環(huán)境因素。
[0055]在圖3的實施例中，存儲身份和優(yōu)先級用于稍后使用。因此，在步驟320中，將身份和優(yōu)先級存儲在數(shù)據(jù)庫中。在模擬系統(tǒng)中，可使用開關(guān)、跳線(jumper)或其它硬件元件來實現(xiàn)身份和優(yōu)先級。在圖3的實施例中，還將整流器、DC-DC轉(zhuǎn)換器或它們的組合與電源關(guān)聯(lián)。
[0056]在步驟325中，基于單獨的整流器和/或轉(zhuǎn)換器的電源的優(yōu)先級，將輸出電壓、功率極限/電流極限、和/或電流共享指配給單獨的整流器和/或轉(zhuǎn)換器。在一個實施例中，次序是:輸出電壓隨后是功率/電流極限，隨后是電流共享閾值。在備選的實施例中可采用其它的次序。
[0057]輸出電壓可根據(jù)優(yōu)先級而彼此不同。在一個實施例中，輸出電壓相差小于0.1V并且隨優(yōu)先級的減小而減小。在另一個實施例中，輸出電壓相差小于IV并且隨優(yōu)先級的減小而減小。在又一個實施例中，輸出電壓相差小于大約IOV并且基本上線性地隨優(yōu)先級的減小而減小。當(dāng)配合電池或其它能量存儲裝置一起使用時或當(dāng)配合電壓靈敏負(fù)載一起使用時，指配給整流器和/或轉(zhuǎn)換器的輸出電壓可相同。
[0058]指配給整流器或轉(zhuǎn)換器的功率/電流極限可根據(jù)它們的電源的優(yōu)先級而彼此不同。在一個實施例中，最高優(yōu)先級源的功率/電流極限值設(shè)置為100%，并且接著隨優(yōu)先級的減小按固定或變化的數(shù)量而減小。在另一個實施例中，最高優(yōu)先級源的功率/電流極限值設(shè)置為低于100%，并且接著隨優(yōu)先級的減小按固定或變化的數(shù)量而減小。在又一個實施例中，功率/電流極限值對所有的電源是相同的。
[0059]指配給整流器或轉(zhuǎn)換器的電流共享值可根據(jù)它們的電源的優(yōu)先級而彼此不同。電流共享能通過以下方式來實現(xiàn):通過模擬總線，其中每個單元基于其它單元的輸出來比較其輸出與參考信號；或通過數(shù)字方案，其中DC站控制器測量/計算站的總體輸出并且通過數(shù)字總線將調(diào)整指配給整流器電壓和/或電流極限值。在采用模擬電流共享總線的實施例中，阻止具有最低優(yōu)先級的整流器或轉(zhuǎn)換器在大的或無限期的增加的時間內(nèi)調(diào)整它們的設(shè)置。允許具有最高優(yōu)先級的轉(zhuǎn)換器/整流器即時地響應(yīng)電流共享參考總線并且具有更高的電流/功率極限設(shè)置。在另一個實施例中，使用數(shù)字總線用于電流共享，控制器調(diào)整整流器的輸出使得高優(yōu)先級整流器或轉(zhuǎn)換器被最多地加載而低優(yōu)先級單元被輕微地加載。取決于為電流共享所采用的數(shù)字方案，一個此種方法是通過對外電壓回路以小于0.0lV的大小的調(diào)整。更大的電壓可由輸出電壓設(shè)置來補償(cover)。
[0060]在步驟330中，基于計算的電池維持時間，將電源或與電源關(guān)聯(lián)的整流器或轉(zhuǎn)換器中的一個或多個置于待機?；谔囟―C站的需要，可間斷地或周期地重復(fù)步驟310-330的全部或部分。方法在步驟335結(jié)束。
[0061]本申請涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員將領(lǐng)會對所描述的實施例可做出其它或進(jìn)一步的添力口、刪除、替代和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種DC站,包括: 電源，其可耦合到公用DC總線并且選自由發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機、風(fēng)車驅(qū)動的發(fā)電機、太陽能裝置陣列和AC電力網(wǎng)組成的組； 與所述電源關(guān)聯(lián)的整流器和DC-DC轉(zhuǎn)換器；以及 DC站控制器，其包括: 源標(biāo)識器，其配置成標(biāo)識所述電源， 源優(yōu)先級劃分器，其耦合到所述源標(biāo)識器并且配置成基于至少一個準(zhǔn)則來對所述電源劃分優(yōu)先級，以及 輸出特征指配器，其耦合到所述源優(yōu)先級劃分器并且配置成將輸出特征指配給根據(jù)所述優(yōu)先級而彼此不同的所述電源，并且將功率極限指配給所述整流器和所述DC-DC轉(zhuǎn)換器中的一些。
2.如權(quán)利要求1所述的DC站，其中，所述輸出特征相差小于IV并且隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
3.如權(quán)利要求1所述的DC站，其中，所述輸出特征相差小于大約5V并且隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
4.如權(quán)利要求1所述的DC站，其中，所述輸出特征相差小于大約IOV并且基本上線性地隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
5.如權(quán)利要求1所述的DC站，其中，所述至少一個準(zhǔn)則選自由操作成本、碳足跡、噪聲生成、所述電源的類型以及環(huán)境因素組成的組。
6.如權(quán)利要求1所述的DC站，其中，所述源標(biāo)識器配置成經(jīng)第一雙向鏈路來與所述電源通信，并且所述輸出特征指配器配置成經(jīng)第二雙向鏈路來與所述電源通信。
7.如權(quán)利要求1所述的DC站控制器，其中，所述輸出特征指配器還配置成基于計算的電池維持時間來將所述電源中的一些置于待機。
8.—種DC站,包括: 電源，其可耦合到公用DC總線并且選自由發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機、風(fēng)車驅(qū)動的發(fā)電機、太陽能裝置陣列和AC電力網(wǎng)組成的組； DC站控制器，其包括: 源標(biāo)識器，其配置成標(biāo)識所述電源， 源優(yōu)先級劃分器，其耦合到所述源標(biāo)識器并且配置成基于至少一個準(zhǔn)則來對所述電源劃分優(yōu)先級，以及 輸出特征指配器，其耦合到所述源優(yōu)先級劃分器并且配置成將輸出特征指配給根據(jù)所述優(yōu)先級而彼此不同的所述電源，并且基于計算的電池維持時間而將所述電源中的一些置于待機。
9.如權(quán)利要求8所述的DC站，其中，所述輸出特征相差小于IV并且隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
10.如權(quán)利要求8所述的DC站，其中，所述輸出特征相差小于大約5V并且隨所述優(yōu)先級的減小而減小。
【文檔編號】H02J7/35GK103427469SQ201310202220
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2009年2月17日
【發(fā)明者】R·J·戴維斯, A·賈戈塔, V·J·索圖維利爾 申請人:通用電氣公司