本發(fā)明涉及一種電力傳輸網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)用于補(bǔ)償由于網(wǎng)絡(luò)上的無(wú)功負(fù)載引起的功率因數(shù)，及涉及一種在網(wǎng)絡(luò)上用于用戶房屋處的負(fù)載控制設(shè)備。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)如今面臨的最大挑戰(zhàn)是：功率因數(shù)控制，變壓器負(fù)載不平衡和非線性負(fù)載，增加了變壓器不平衡，并向系統(tǒng)中注入破壞性諧波電流。所有這些問(wèn)題都會(huì)削弱電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性，有些情況下在給客戶輸送途中會(huì)造成超過(guò)40％的電力損失。

電力系統(tǒng)補(bǔ)償目前正自上而下實(shí)施，，高壓和大功率校正設(shè)備正安裝在配電變電站上。這可以包括用于功率因數(shù)或電壓校正的靜態(tài)或開關(guān)電容器組和/或開關(guān)電抗器，通用功率流量控制器，以用于平衡負(fù)載和控制總線電壓。這些設(shè)備可以解決一些挑戰(zhàn)，但是成本是顯著的，并且解決方案不太適合。他們需要大量投資于工程，定制設(shè)備，基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)安裝設(shè)備，具有低容錯(cuò)能力，并需要維護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于電力傳輸網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載控制裝置，其包括用于接收電力的多個(gè)用戶房屋，每個(gè)用戶房屋在電源電路上包括多個(gè)用戶設(shè)備，其中至少一些用戶設(shè)備在運(yùn)行時(shí)引起功率因數(shù)變化，以及傳輸線路，向所述每個(gè)用戶房屋中提供電力，其具有一個(gè)從所述傳輸線路之一到電源入口的一根落線，所述負(fù)載控制裝置被布置成連接到相應(yīng)的一個(gè)電源入口，用于控制從電源入口供向電源電路上的用戶設(shè)備的電力，

所述負(fù)載控制裝置包括：

一感測(cè)系統(tǒng)，用于檢測(cè)由用戶設(shè)備引起的功率因數(shù)變化；

一功率校正系統(tǒng)，用于將電容性負(fù)載施加到由所述落線提供給所述用戶房屋的電力；

和一個(gè)控制系統(tǒng)，用于控制功率校正系統(tǒng)，以響應(yīng)檢測(cè)到的變化。

優(yōu)選地，所述感測(cè)系統(tǒng)包括一個(gè)儀表生成數(shù)據(jù)，其為電壓，電流和有效功率的標(biāo)準(zhǔn)真實(shí)均方根值。這些值然后可以由控制系統(tǒng)使用來(lái)計(jì)算功率因數(shù)，以產(chǎn)生所需的電容性負(fù)載的值，以提高功率因數(shù)。

功率因數(shù)可以在可能的情況下提高到最大單位功率因數(shù)，使系統(tǒng)中只有真正的功率流動(dòng)。然而，在某些情況下，有必要應(yīng)用一個(gè)負(fù)載，其提供改進(jìn)而未達(dá)到理論上的最佳情況。無(wú)論所述系統(tǒng)處于最大補(bǔ)償還是被配置為改善變壓器不平衡。

變壓器不平衡是典型三相系統(tǒng)中，每相負(fù)載不對(duì)稱的結(jié)果。通過(guò)補(bǔ)償每相的電容性負(fù)載，可以獨(dú)立改善變壓器不平衡。盡管功率因數(shù)和負(fù)載不平衡的非最佳解決方案會(huì)導(dǎo)致僅僅使用電容補(bǔ)償，但是整體運(yùn)營(yíng)效率可能是可用資源的最佳解決方案。本發(fā)明最簡(jiǎn)單的形式是僅用于一相的被動(dòng)電容修正?？梢酝ㄟ^(guò)添加無(wú)功補(bǔ)償組件和多相執(zhí)行的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載不平衡的更多控制，其中電流的不平衡可以在控制之內(nèi)被分配，以平衡相電流。這些改進(jìn)帶來(lái)了復(fù)雜性和成本的代價(jià)。分布式太陽(yáng)能/風(fēng)力發(fā)電的增加可以通過(guò)提供這種電力到重負(fù)荷相位來(lái)幫助改善不平衡問(wèn)題。

在某些情況下，所述系統(tǒng)可用于校正電源的波形，以消除由噪聲引起的失真，從而提高電源質(zhì)量。這種噪聲可能來(lái)自許多不同的用戶設(shè)備，其不提供線性功率使用。為了校正噪聲，從而更好地平衡電源的波形，所述感測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生與電源波形的fft頻譜相關(guān)的數(shù)據(jù)。然后，所述控制系統(tǒng)使用來(lái)自fft分析的數(shù)據(jù)，以明顯大于電源波形的頻率的速率提供校正信號(hào)。也就是說(shuō)，感測(cè)系統(tǒng)可以用于從這個(gè)分析中生成有關(guān)總諧波失真(簡(jiǎn)稱thd)的數(shù)據(jù)。

一個(gè)參考電流波形與電壓波同相，并且為正弦波。誤差信號(hào)由負(fù)載電流的fft頻譜的結(jié)果構(gòu)成。基波電流頻率分量被去除，因?yàn)椴恍枰a(bǔ)償。所有其他頻率分量都會(huì)降低電源質(zhì)量并組成誤差信號(hào)。參考信號(hào)減去誤差信號(hào)提供校正脈沖至有功功率因數(shù)控制(簡(jiǎn)稱apfc)。apfc將入射電流整形正弦波，消除電源噪聲并提高電源質(zhì)量。

apfc產(chǎn)生直流電流，以將本地電容器充電至高電壓。這種能量可以使用電力逆變器重新反轉(zhuǎn)回系統(tǒng)，流出，或者可以成為當(dāng)?shù)靥?yáng)能/風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的另一種能源。應(yīng)該注意的是，該系統(tǒng)對(duì)于房屋內(nèi)的電力質(zhì)量沒(méi)有任何作用。從系統(tǒng)方面看，電力質(zhì)量得到改善，并限制噪音影響附近房屋。本發(fā)明可以用于降低房屋內(nèi)的問(wèn)題負(fù)載的噪聲，例如工業(yè)設(shè)置中的變速驅(qū)動(dòng)器。其中安裝的控制裝置監(jiān)視和補(bǔ)償一個(gè)特定的負(fù)載或一組負(fù)載。

優(yōu)選地，所述傳感系統(tǒng)包括在落線下產(chǎn)生數(shù)據(jù)的第一儀表，以及在功率校正系統(tǒng)下游產(chǎn)生數(shù)據(jù)的第二電表。兩個(gè)儀表提供從電源獲得的相同參數(shù)，以便可以比較數(shù)據(jù)。例如，控制系統(tǒng)可用于將來(lái)自第二儀表的輸出數(shù)據(jù)與來(lái)自第一儀表的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以確定由功率校正系統(tǒng)獲得的功率因數(shù)的改善水平。該比較提供了自我記錄功能，其中可以監(jiān)視功率因數(shù)持續(xù)改進(jìn)的水平。如果需要，可以使用該數(shù)值來(lái)計(jì)算客戶的返還以獲得改進(jìn)，并且可以用于監(jiān)控特定傳輸線上的一組房屋，在房屋層級(jí)的哪里和如何進(jìn)行改進(jìn)，這可以與相關(guān)變壓器在宏觀層面檢測(cè)到的改進(jìn)進(jìn)行比較。即，所述負(fù)載控制裝置被配置為使用與改進(jìn)有關(guān)的通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)同網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。此外，所述負(fù)載控制裝置可以被布置成將與有功功率有關(guān)的數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。這向系統(tǒng)和房屋的運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)，從而可以更好地控制供應(yīng)端的網(wǎng)絡(luò)。

通常功率校正系統(tǒng)包括靜態(tài)或開關(guān)電容器組。這些電容器可以根據(jù)控制系統(tǒng)的要求開關(guān)，以提供容性負(fù)載的值來(lái)管理功率因數(shù)。例如，可以采用二進(jìn)制系統(tǒng)，使用數(shù)量為n的電容器，每個(gè)電容器的值為前一個(gè)值的兩倍，以提供高達(dá)2ⁿ個(gè)不同的值，用于緊密管理電容性負(fù)載。可以通過(guò)與電容器組并聯(lián)的開關(guān)電抗器來(lái)實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的功率因數(shù)控制。調(diào)整電抗器上的觸發(fā)角，可以從其最大電流額定值到零來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)限級(jí)數(shù)的電流。這使得系統(tǒng)能夠非常精確地跟蹤功率因數(shù)。

除了電容性負(fù)載的控制之外，在一些情況下還可以在功率校正系統(tǒng)中提供有功功率因數(shù)控制(簡(jiǎn)稱apfc)。這是一種已知的布置，可以高速切換，以濾除由fft分析檢測(cè)到的噪聲和總諧波失真。所述開關(guān)可以每個(gè)循環(huán)多次高速運(yùn)行，將電路連接到電感器中，因此電感器以改變輸入電流消耗的方式來(lái)平滑消除來(lái)自用戶裝置的噪聲產(chǎn)生的影響。所述開關(guān)被操作以響應(yīng)電源來(lái)自波形的fft分析的誤差信號(hào)以用于電流修正。該系統(tǒng)可以從系統(tǒng)中吸取能量，這些能量可以通過(guò)電阻引出，作為本地太陽(yáng)能/風(fēng)力發(fā)電的另一種能源，或者是本地電力逆變器的源頭。理想情況下，這應(yīng)該與當(dāng)?shù)氐奶?yáng)能/風(fēng)力發(fā)電機(jī)相結(jié)合，因?yàn)檫@些系統(tǒng)已經(jīng)具有集成的電力逆變器，可以節(jié)省安裝成本。通過(guò)一個(gè)泄放電阻來(lái)消耗能量只有在損耗最小和不需要額外的功率逆變器成本的情況下是方便的。

此外，所述負(fù)載控制裝置可以包括一個(gè)系統(tǒng)，用于斷開用戶房屋內(nèi)某些用戶設(shè)備與電源電路的連接，以減輕負(fù)荷。這通常通過(guò)在電路的一個(gè)或多個(gè)分接落線上的開關(guān)進(jìn)行，以斷開諸如加熱和冷卻系統(tǒng)的高負(fù)載項(xiàng)目。

該控制系統(tǒng)也可以是可編程的，以改變對(duì)感測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)的變化的響應(yīng)。也就是說(shuō)，控制系統(tǒng)可以根據(jù)不同情況，使用自適應(yīng)智能來(lái)改變輸出以控制功率校正系統(tǒng)，以響應(yīng)檢測(cè)到的變化。該輸出的變化可能會(huì)使用天數(shù)時(shí)間或輸入電壓或功率因數(shù)作為編程中的參數(shù)。該系統(tǒng)操作以在某一點(diǎn)或幾個(gè)參數(shù)的加權(quán)組合上維持功率因數(shù)或電壓以滿足所需條件。

此外，控制系統(tǒng)可以由通信系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行編程。也就是說(shuō)，該網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以向單獨(dú)的控制系統(tǒng)傳達(dá)負(fù)載控制裝置的指令，這些指令取決于在網(wǎng)絡(luò)的頭端處檢測(cè)到的網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。該指令可以是以不同于某種方式控制組件，特別是功率校正系統(tǒng)，其中這種方式在缺乏來(lái)自網(wǎng)絡(luò)控制的信息的情況下由系統(tǒng)使用。因此，可以通過(guò)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的指令集中控制電壓和負(fù)載減輕。以這種方式，可以設(shè)置交互式通信系統(tǒng)，其中通信系統(tǒng)雙向操作，以向網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)提供信息，并且作為該信息的結(jié)果或從網(wǎng)絡(luò)常規(guī)獲得的其他數(shù)據(jù)，接收從網(wǎng)絡(luò)獲得的指令。

通常，通信協(xié)議不是被設(shè)置為要求將復(fù)雜指令實(shí)時(shí)地高速通信給多個(gè)用戶房屋，而是系統(tǒng)通常會(huì)自適應(yīng)地生成隨時(shí)間變化的程序，以響應(yīng)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)。因此，中央網(wǎng)絡(luò)控制可以隨著時(shí)間的推移將程序傳送到負(fù)載控制設(shè)備，這些程序依據(jù)本地檢測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行。然而，高速通信技術(shù)可以用于實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)?？梢栽O(shè)置通信系統(tǒng)以提供同步脈沖，以周期性地在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。這使得系統(tǒng)能夠在整個(gè)系統(tǒng)中采取全局性快捷措施，從而更好地跟蹤功率并獲得系統(tǒng)穩(wěn)定性。

眾所周知，傳輸線上的電壓可以根據(jù)與頭尾端的距離而變化，并且還知道電壓可以由無(wú)功負(fù)載，特別是沿著線路的各個(gè)位置施加到傳輸線的電容性負(fù)載來(lái)管理。使用這種知識(shí)，可以操作各個(gè)房屋的全部或一些控制系統(tǒng)，以響應(yīng)于由網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)提供或傳送的數(shù)據(jù)來(lái)改變相應(yīng)落線的電壓。也就是說(shuō)，本地控制系統(tǒng)可用于響應(yīng)于來(lái)自網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)而增加電容性負(fù)載或減輕負(fù)載。以這種方式，可以通過(guò)來(lái)自本地負(fù)載控制裝置的數(shù)據(jù)提前檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的不穩(wěn)定性，并且可以通過(guò)操作本地負(fù)載控制裝置來(lái)采取措施來(lái)更好地管理網(wǎng)絡(luò)中的不穩(wěn)定性，以改善穩(wěn)定性問(wèn)題。例如，可以以這種方式來(lái)管理沿著傳輸線的電壓分布。該網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以安排各個(gè)房屋控制系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)事件做出反應(yīng)，以保持穩(wěn)定性。類似巡航控制設(shè)置電壓和轉(zhuǎn)動(dòng)負(fù)載的開啟或關(guān)閉，以保持電壓測(cè)量恒定。該方法具有沿著傳輸線平整電壓坡度的凈效應(yīng)，使得跨線路的整體電壓壓降減少。

電力系統(tǒng)正在開始采用可變電壓互感器來(lái)管理高峰期間系統(tǒng)的總體功耗。通過(guò)降低系統(tǒng)電壓，負(fù)載消耗更少的電流，這意味著更少的整體功率被傳遞，從而充分利用可用資源?？勺冸妷夯ジ衅餍释ㄟ^(guò)本文中的布置能力而增加，以使配電線的總體壓降最小化，從而允許更大的電壓降，同時(shí)仍然保持每個(gè)房屋內(nèi)的額定電壓容差。

這里的網(wǎng)絡(luò)也可以用于控制供電系統(tǒng)，例如存儲(chǔ)在電池組中的太陽(yáng)能，在用戶房屋處，為房屋增加電力。也就是說(shuō)，控制系統(tǒng)可以被設(shè)置為控制電容器組，任何負(fù)載減輕和由電源系統(tǒng)添加的任何功率，以響應(yīng)檢測(cè)到的變化。本地變化可與來(lái)自網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)合使用，以控制這些組件以更好地管理網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種負(fù)載控制裝置，用于電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中的單獨(dú)用戶房屋，包括用于接收電力的多個(gè)用戶房屋，每個(gè)用戶房屋包括多個(gè)電源電路上的用戶設(shè)備，其中至少一些用戶設(shè)備在運(yùn)行時(shí)引起功率因數(shù)變化；輸送線路，以提供電力；以及一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，用于控制傳輸線路上的電力供應(yīng)，其中每個(gè)用戶房屋具有從一個(gè)傳輸線路到電源入口的一根落線；

所述負(fù)載控制裝置被布置成連接到相應(yīng)的一個(gè)電源入口，用于控制從電源入口向電源電路上的用戶設(shè)備提供的電力，

所述負(fù)載控制裝置包括：

一個(gè)感測(cè)系統(tǒng)，用于檢測(cè)由用戶設(shè)備引起的功率因數(shù)變化；

一個(gè)功率校正系統(tǒng)，用于將電容性負(fù)載施加到由所述落線提供給所述用戶房屋的電力；

一個(gè)控制系統(tǒng)，用于響應(yīng)檢測(cè)到的變化來(lái)控制功率校正系統(tǒng)；

和一個(gè)通信系統(tǒng)，用于在所述負(fù)載控制裝置和所述網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)之間進(jìn)行通信。

所述負(fù)載控制裝置可以被布置成提供網(wǎng)絡(luò)中上述特征的任何一個(gè)或多個(gè)。

因此，如本文所述的布置使用自下而上的方法來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償和監(jiān)測(cè)。取代一個(gè)大的安裝的是，成千上萬(wàn)的小單元分布在系統(tǒng)中，理想情況下是單獨(dú)的電力服務(wù)或負(fù)載。負(fù)載補(bǔ)償點(diǎn)(plc)是最少化損耗并最大化系統(tǒng)穩(wěn)定性的最佳布置。與自上而下的解決方案相比，幾個(gè)設(shè)計(jì)因素有助于顯著降低成本。

為低壓側(cè)設(shè)計(jì)補(bǔ)償設(shè)備可降低組件成本，增加可靠性和組件可用性。若使用電信行業(yè)已建立的型號(hào)，安裝成本將最低。

從變電站到負(fù)載的典型距離為幾公里，自上而下的補(bǔ)償對(duì)這些傳輸線路的影響有限。安裝補(bǔ)償器接近負(fù)載以及更精細(xì)的補(bǔ)償級(jí)數(shù)進(jìn)一步降低損耗，并提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性。

在負(fù)載點(diǎn)部署這些設(shè)備會(huì)產(chǎn)生自然通信網(wǎng)絡(luò)，電源系統(tǒng)電壓，電流和相量本身。提供全局通信網(wǎng)絡(luò)，用于整個(gè)系統(tǒng)的控制和同步。但是在沒(méi)有全局通信的情況下，個(gè)別單元運(yùn)行作為一種反身式的控制，監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的線路價(jià)值，并通過(guò)最佳的操作實(shí)踐對(duì)變化作出反應(yīng)。通過(guò)比傳統(tǒng)系統(tǒng)更快地響應(yīng)干擾，系統(tǒng)穩(wěn)定性和可用性都會(huì)增加。這個(gè)功率監(jiān)視器和補(bǔ)償器的網(wǎng)絡(luò)可以為每個(gè)安裝的工作提供獨(dú)特的見(jiàn)解。使用這些信息，自我組織和學(xué)習(xí)算法為每個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)提取最佳的操作實(shí)踐。這些信息可以幫助電力系統(tǒng)管理的幾乎每個(gè)方面，包括電力盜竊。隨著小規(guī)模太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電的出現(xiàn)，目前的趨勢(shì)正在朝向分布式發(fā)電模式推動(dòng)。基于集中控制理念，分布式發(fā)電模型對(duì)當(dāng)前的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(簡(jiǎn)稱scada)系統(tǒng)提出了許多挑戰(zhàn)。本單元可以輕松地將分布式發(fā)電模型集成到系統(tǒng)中，并將其用作發(fā)電，系統(tǒng)控制和補(bǔ)償中的有功元件。

本發(fā)明的一種形式包括兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)：一個(gè)在系統(tǒng)側(cè)，一個(gè)在負(fù)載側(cè)。功率補(bǔ)償模塊安裝在這兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間。這種獨(dú)特的方案允許對(duì)補(bǔ)償?shù)挠绊戇M(jìn)行測(cè)量和量化，并構(gòu)成實(shí)施協(xié)議計(jì)算的基礎(chǔ)。負(fù)載側(cè)(和/或系統(tǒng)側(cè))的電表輸出可用作主動(dòng)補(bǔ)償模塊的反饋。這允許模塊消除或減少由有問(wèn)題的smps，cfl，led照明和類似非線性負(fù)載產(chǎn)生的噪聲。系統(tǒng)側(cè)儀表的輸出顯示了這樣運(yùn)行的結(jié)果。每個(gè)計(jì)量點(diǎn)都能夠測(cè)量電壓，電流，有效功率的均方根值，以及精確確定功率因數(shù)，fft頻譜，總諧波失真(thd)等等。這些儀表是現(xiàn)場(chǎng)可更新的，并處于軟件控制下，以便它們可以對(duì)數(shù)據(jù)的重要方面進(jìn)行編程，調(diào)整或集中，以幫助控制或監(jiān)控任務(wù)。

雙計(jì)量結(jié)構(gòu)可以補(bǔ)償可見(jiàn)的負(fù)載和情況，避免任何過(guò)度補(bǔ)償。以及因此，避免由設(shè)備的補(bǔ)償動(dòng)作產(chǎn)生的不穩(wěn)定性的任何可能性。該設(shè)備本身是設(shè)計(jì)穩(wěn)定的，只能提供可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的補(bǔ)償或動(dòng)作。這一切都可以在無(wú)需與任何其他設(shè)備，電力網(wǎng)絡(luò)控制等進(jìn)行通信的情況下完成。這對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全有著深遠(yuǎn)的影響。其中通過(guò)指揮(可能數(shù)百萬(wàn))這些設(shè)備的電力網(wǎng)絡(luò)的中斷來(lái)執(zhí)行系統(tǒng)危害是不可能的！

使用電流逆變器作為補(bǔ)償元件顯著地提高了本發(fā)明的靈活性和穩(wěn)定性。一個(gè)電流逆變器測(cè)量電流注入和系統(tǒng)電壓作為反饋，以控制相對(duì)于系統(tǒng)電壓注入的電流量和該電流的位置。使用電流逆變器或通用補(bǔ)償器，可以通過(guò)使用這種結(jié)構(gòu)的軟件實(shí)現(xiàn)任何被動(dòng)元件或(電容器，電阻器，電感器和負(fù)電阻器)組合。電流注入反饋控制避免了與外部系統(tǒng)組件的任何共振干擾，其中外部系統(tǒng)組件加強(qiáng)了它的內(nèi)在穩(wěn)定特性。結(jié)構(gòu)是半橋構(gòu)成的，其中半橋接合直流鏈路總線和交流系統(tǒng)或可再生能源。電流逆變器可以用半橋構(gòu)造，以連接任何數(shù)量的交流相位或可再生能源(如圖5所示)。最少只需要一個(gè)半橋，將太陽(yáng)能，風(fēng)能或電池等可再生能源與直流鏈路總線連接起來(lái)。該結(jié)構(gòu)具有天然的模塊化設(shè)計(jì)拓?fù)?，可以根?jù)需要添加補(bǔ)償器之外的其它設(shè)備。多個(gè)半橋可以并聯(lián)組裝以維護(hù)交流相位或能量源，以通過(guò)交錯(cuò)技術(shù)增加電流傳輸能力，并降低運(yùn)行噪聲。

電流注入補(bǔ)償使用兩儀表結(jié)構(gòu)，其中補(bǔ)償注入在這兩個(gè)儀表點(diǎn)之間。當(dāng)電力從系統(tǒng)流向服務(wù)端時(shí)，補(bǔ)償動(dòng)作由服務(wù)儀表決定。注入校正電流，使整個(gè)服務(wù)端從系統(tǒng)側(cè)作為電阻負(fù)載(pf＝1)出現(xiàn)。諧波清洗和功率因數(shù)校正對(duì)系統(tǒng)有很大的好處。穩(wěn)定裕量急劇增加，而具有較老的中繼設(shè)備的系統(tǒng)通過(guò)消除不可檢測(cè)的諧波而受益。由于本地可再生能源被添加到服務(wù)端，電力將同時(shí)流向系統(tǒng)和服務(wù)負(fù)載。利用目前的兩儀表結(jié)構(gòu)，并在這兩個(gè)計(jì)量點(diǎn)之間再次注入可再生能源，該電力的流動(dòng)可以使用用于補(bǔ)償?shù)碾娏髯⑷肽孀兤鬟M(jìn)行計(jì)量和調(diào)節(jié)。

該系統(tǒng)充當(dāng)通用補(bǔ)償器，因?yàn)樵谶@種情況下，雙計(jì)量表結(jié)構(gòu)特別有用，以實(shí)現(xiàn)電力的逆向流動(dòng)。使用通用半橋?qū)蓚€(gè)儀表結(jié)構(gòu)之間的補(bǔ)償點(diǎn)連接太陽(yáng)能電池板，風(fēng)力發(fā)電機(jī)和電池等可再生能源。這使得逆變器不僅可以補(bǔ)償var，而且可以從這些可再生能源中注入有效功率，并在將這些能源注入系統(tǒng)之前將所需的var補(bǔ)償添加到這些能源。雙儀表可以跟蹤這個(gè)有效功率，數(shù)量以及它在哪里傳送，無(wú)論是系統(tǒng)，服務(wù)還是兩者皆有。這是與當(dāng)前可用的系統(tǒng)的重要區(qū)別，其中測(cè)量輸送功率，但沒(méi)有跟蹤和var補(bǔ)償。并且如果提供var補(bǔ)償，則需要通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供電源和var命令。然而，在本發(fā)明中，設(shè)備不需要通信來(lái)提供var補(bǔ)償和保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

逆變器可以配置為單相，雙相，三相三角或y相連的逆變器，或大多數(shù)任何多相配置都可以容納。如果多于一個(gè)相位被補(bǔ)償，逆變器也可以將相電流作為補(bǔ)償?shù)囊徊糠诌M(jìn)行平衡，而無(wú)需外部通訊。多相補(bǔ)償器的凈效應(yīng)是功率與單位功率因數(shù)平衡，并且諧波被從系統(tǒng)中擦除?，F(xiàn)在從配電變壓器看，負(fù)載是理想的平衡電阻負(fù)載。

該系統(tǒng)在smps和cfl設(shè)備中提供分布式補(bǔ)償，特別是低瓦數(shù)的器件，通過(guò)設(shè)計(jì)傾向于將牽引電流集中在電壓峰值。電流的尖峰非常窄，幅度很大，類似于脈沖功能。這產(chǎn)生了大量注入系統(tǒng)的高電流諧波。此外，多個(gè)器件起到增加獨(dú)立于制造商的峰值振幅的作用，并且是以最低成本的工業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐。這些類型的負(fù)載可能會(huì)使補(bǔ)償裝置飽和。這里描述的分布式補(bǔ)償使得布線路徑中的多個(gè)單元有助于補(bǔ)償這些負(fù)載。

其中，某些連接的設(shè)備可能需要比在負(fù)載點(diǎn)可用的更多的補(bǔ)償。現(xiàn)在，布線路徑上的所有設(shè)備可以有助于此補(bǔ)償。

如果可再生能源在當(dāng)?shù)乜捎?，vars，諧波失真，有效功率的分布式補(bǔ)償，可以采用沿著布線路徑安裝設(shè)備的形式，以補(bǔ)償連接到這些設(shè)備的硬連線負(fù)載和可再生能源。出口內(nèi)置的補(bǔ)償器可以替代標(biāo)準(zhǔn)出口，其具有增加的特征用于負(fù)載減少和附加負(fù)載的需求側(cè)管理。這些設(shè)備之間的通信可以用于中斷和恢復(fù)管理，其中首先恢復(fù)優(yōu)先級(jí)加載，并且隨著更多的電源可用，更多的負(fù)載被恢復(fù)。可以通過(guò)位置或連接到諸如冰箱的可插拔負(fù)載的數(shù)字識(shí)別標(biāo)簽來(lái)設(shè)置優(yōu)先級(jí)，無(wú)論它們被插入到哪里。執(zhí)行補(bǔ)償功能并不是絕對(duì)需要溝通，而實(shí)施優(yōu)先級(jí)的負(fù)載恢復(fù)需要溝通。

本文公開的布置提供以下獨(dú)特的特征和優(yōu)點(diǎn)：

1)雙電表結(jié)構(gòu)：允許電流反轉(zhuǎn)和計(jì)算。

2)分布式補(bǔ)償設(shè)置提高了性能和整體效率。

3)它可以用于消除對(duì)包含在消費(fèi)類設(shè)備中的pfc電路的需求，從而減少制造、環(huán)境、上市、消費(fèi)者的成本。電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施預(yù)計(jì)將持續(xù)數(shù)十年，如果不是幾個(gè)世紀(jì)。而消費(fèi)品平均壽命為3-5年。如果當(dāng)前設(shè)備電路構(gòu)建在電力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，則它變得適應(yīng)性強(qiáng)并且具有更大的彈性，這減少或消除了將這種電路包括在消費(fèi)者設(shè)備內(nèi)的需要。這個(gè)活動(dòng)可以對(duì)社會(huì)和環(huán)境產(chǎn)生重大影響。

4)它能夠通過(guò)單獨(dú)的斷路器電路提供更有用的功率，而不是跳閘或違反電氣規(guī)范。這在配電網(wǎng)絡(luò)能力較差的較老地區(qū)可能非常重要。這些社區(qū)的典型家庭的服務(wù)規(guī)模在40到80安培范圍內(nèi)。這可能沒(méi)有足夠的電流運(yùn)行諸如具有低功率因數(shù)的空調(diào)的現(xiàn)代設(shè)備。通過(guò)采用現(xiàn)有的補(bǔ)償方法，可以另外獲得20％至30％的功率來(lái)幫助滿足這些額外的負(fù)載。這可以在不影響本地分布式網(wǎng)絡(luò)的情況下實(shí)現(xiàn)，但實(shí)際上可以改善其運(yùn)行，穩(wěn)定性和最大化電力銷售。

這里的布置可以采取許多形式，包括在服務(wù)入口處的面板，如下文詳細(xì)描述的。然而，它也可以沿著各個(gè)布線路徑被設(shè)置為黑盒子。在這種形式中，它可以用于更換出口或者可以在電源線內(nèi)模制。

這里的布置可以與用于雙相服務(wù)的系統(tǒng)一起使用。在這種情況下，沿著具有兩相的布線路徑的出口現(xiàn)在可以選擇哪個(gè)相位用于引導(dǎo)負(fù)載，以便以自然和透明的方式改善相位平衡。

此外，如果smps負(fù)載被識(shí)別為負(fù)載，并且可以在240v而不是120v時(shí)更有效地工作，則可以以自然和透明的方式再次采用240v。目前可用的大多數(shù)電壓適配器具有通用電壓結(jié)構(gòu)，可采用90至260vac并與全球市場(chǎng)兼容。電源電壓越低，適配器的整體效率就越低。其中，這種新的適應(yīng)將允許這些負(fù)載在峰值設(shè)計(jì)效率下運(yùn)行，即使在120vac環(huán)境中。

電力系統(tǒng)如今面臨的最大問(wèn)題之一是如何在靠近負(fù)荷中心容納大量分布式可再生能源。在某些地區(qū)，這些分布式電源大于電力系統(tǒng)并網(wǎng)連接。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生停電時(shí)，會(huì)出現(xiàn)此問(wèn)題。如何以有序和穩(wěn)定的方式逐次恢復(fù)數(shù)以千計(jì)的發(fā)電機(jī)(分布式可再生能源)和成千上萬(wàn)的負(fù)載？傳統(tǒng)上，電力并網(wǎng)是停電后的最優(yōu)選或唯一的來(lái)源。系統(tǒng)重新啟動(dòng)，但必須在停電之前任何運(yùn)行負(fù)載的裝載下啟動(dòng)。這可以合計(jì)到一個(gè)巨大的負(fù)載大小。其中一個(gè)在不久的將來(lái)具有超越電網(wǎng)并網(wǎng)的能力，在這種情況下，目前的方法將不起作用。使用本發(fā)明的解決方案是可能的。通過(guò)檢測(cè)電網(wǎng)不穩(wěn)定性和打開入口供電開關(guān)17，本地系統(tǒng)可以與電網(wǎng)隔離。使用可用的可再生能源并清除任何非優(yōu)先負(fù)載，這個(gè)隔離系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)行。在電網(wǎng)并網(wǎng)連接重新建立和穩(wěn)定后，本地系統(tǒng)可以與電網(wǎng)并網(wǎng)重新同步，并重新啟動(dòng)開關(guān)17，再次將本地連接到更大的電網(wǎng)。需求側(cè)管理是現(xiàn)代電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要功能，是解決這一最困難的電力系統(tǒng)管理問(wèn)題的重要組成部分。本發(fā)明可以執(zhí)行負(fù)載優(yōu)先級(jí)的需求側(cè)管理。其中，最重要的負(fù)載首先提供服務(wù)，隨著更多的功率可用，更多的負(fù)載將被重新啟用。當(dāng)檢測(cè)到弱電網(wǎng)的跡象(電壓下降，線路頻率下降等)或被網(wǎng)絡(luò)指示這樣做時(shí)，需求側(cè)管理可以通過(guò)去除非優(yōu)先權(quán)負(fù)載來(lái)減少停電或掉電次數(shù)。

連接負(fù)載的排序和優(yōu)先級(jí)排序。這在恢復(fù)停電期間對(duì)當(dāng)前的電力系統(tǒng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。隨著電力系統(tǒng)中預(yù)期的分布式發(fā)電源等級(jí)越來(lái)越高，協(xié)調(diào)和同步這些電源變得越來(lái)越困難。特別是在由分布式電源主導(dǎo)的系統(tǒng)中，電網(wǎng)較弱，且不能用作同步電源的系統(tǒng)。在當(dāng)前的方案中，負(fù)載被移除僅剩下最高優(yōu)先級(jí)的負(fù)載，這使得負(fù)載側(cè)較弱，并且允許電網(wǎng)用作分布式電源的同步電源。隨著越來(lái)越多的電源可用，優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)中的更多負(fù)載將被恢復(fù)。再一次，這提供了一種解決非常困難的電力網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的自然而透明的方式。此外可以做很少或沒(méi)有通信聯(lián)絡(luò)。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的電力網(wǎng)絡(luò)的一示意圖。

圖2是圖1中功率校正電路的一示意圖。

圖3是類似于圖1的本發(fā)明的電力網(wǎng)絡(luò)的一示意圖，但是包括進(jìn)一步的特征。

圖4是圖3中功率校正電路的一示意圖。

圖5是在圖3和圖4的配置中使用的半橋的一示意圖。

圖6是類似于圖1的電力網(wǎng)絡(luò)的一示意圖，示出了補(bǔ)償器內(nèi)置在出口。

在附圖中，與附圖中的字符相對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)示在不同的圖中。

具體實(shí)施方式

一個(gè)電力傳輸網(wǎng)絡(luò)10包括一個(gè)電源11，其中通常在一個(gè)變壓器提供一個(gè)或多個(gè)傳輸線路12，并且由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)9使用許多系統(tǒng)進(jìn)行管理，用于檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和控制網(wǎng)絡(luò)的各種組件，以保持傳輸線上的電壓穩(wěn)定性。

在傳輸線上是多個(gè)用戶房屋13，用于接收電力，每個(gè)用戶房屋在電源電路15上包括多個(gè)用戶設(shè)備14。每個(gè)用戶房屋13具有從傳輸線到電源入口板17的一個(gè)落線16，電源入口板通常包括主入口控制開關(guān)。通常在落線中提供了用于測(cè)量功率使用的儀表。在本發(fā)明中，儀表由一個(gè)整體部件代替，其限定了連接到電源入口17的負(fù)載控制裝置18，用于控制從電源入口向電源電路15上的用戶裝置供電的電力。

每個(gè)負(fù)載控制裝置包括一個(gè)感測(cè)系統(tǒng)19，用于檢測(cè)由用戶裝置14引起的功率因數(shù)變化；一個(gè)功率校正系統(tǒng)20，用于對(duì)由所述落線提供給用戶房屋的電力施加負(fù)荷校正；以及一個(gè)控制系統(tǒng)21，用于響應(yīng)檢測(cè)到的變化來(lái)控制功率校正系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)21連接到用于在負(fù)載控制裝置19和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)9之間進(jìn)行通信的通信系統(tǒng)91。

感測(cè)系統(tǒng)包括第一儀表22和第二測(cè)量?jī)x表23，每個(gè)測(cè)量?jī)x具有一般公知的結(jié)構(gòu)。每個(gè)儀表都用于監(jiān)視電源的波形并產(chǎn)生數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)與電壓、電流的均方根值和有效功率相關(guān)。所述感測(cè)系統(tǒng)還可以具有生成數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)與電源波形的fft頻譜相關(guān)，其中通過(guò)使用傳統(tǒng)的快速傅里葉變換技術(shù)分析波形。這也可以用于生成與總諧波失真(簡(jiǎn)稱thd)有關(guān)的數(shù)據(jù)。

第一個(gè)儀表位于落線位，第二個(gè)儀表位于功率校正系統(tǒng)的下游，并且從兩者接收數(shù)據(jù)的控制系統(tǒng)21用于將來(lái)自第二儀表的輸出數(shù)據(jù)與來(lái)自第一儀表的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以確定由功率校正系統(tǒng)20獲得的功率因數(shù)的改善水平。

負(fù)載控制裝置被布置成傳送與所測(cè)量的改進(jìn)和消耗的有效功率有關(guān)的數(shù)據(jù)至網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)9。這可以實(shí)時(shí)完成，但通常是周期性的。

如圖2所示，功率校正系統(tǒng)20包括開關(guān)電容器組24，其包括由控制器21操作的開關(guān)25，開關(guān)25在二進(jìn)制開關(guān)系統(tǒng)中切換選定的電容器26。系統(tǒng)20還包括用于電壓校正的開關(guān)電抗器電路38。這包括一個(gè)電感器28和一個(gè)將電感器連接在電源總線30和31上的開關(guān)29。所述開關(guān)29由控制器21操作，以響應(yīng)引導(dǎo)功率因數(shù)，通過(guò)改變觸發(fā)角度來(lái)提供更大的功率因數(shù)控制。通常，系統(tǒng)通過(guò)電容器過(guò)度補(bǔ)償功率因數(shù)，并使用電抗器開關(guān)組合將功率因數(shù)微調(diào)到一致。系統(tǒng)20還包括一個(gè)用于噪聲校正和電流整形的有功功率因數(shù)校正電路40。這由整流器41組成，通過(guò)供電總線30和31饋送到電感器42中，隨著一個(gè)開關(guān)43連接到整流器返回形成升壓電路。來(lái)自升壓電路的輸出被送至二極管44和保持電容器45。開關(guān)43由控制器21操作，以響應(yīng)下游負(fù)載的噪聲和fft分析。使用一個(gè)基頻的正弦波形減去fft波形的總和再減去基波，作為調(diào)制到高頻的開關(guān)43的輸入。該電路40基于來(lái)自下游負(fù)載的測(cè)量噪聲將負(fù)載電流整形成正弦波。沉積在電容器45上的電荷可以用電阻(未示出)排出，饋送到本地的太陽(yáng)能/風(fēng)力電池充電系統(tǒng)，或者重新反向回到電源總線上。

所述負(fù)載控制裝置還包括一個(gè)系統(tǒng)，用于斷開某些用戶設(shè)備，用于負(fù)載減輕，負(fù)載減輕由控制器21操作的開關(guān)33提供。

控制系統(tǒng)包括一個(gè)處理器，其可從來(lái)自通信系統(tǒng)的外部輸入編程，或者被編程為改變對(duì)由感測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到的變化的響應(yīng)，使得響應(yīng)在不同情況下是不同的。以這種方式，整個(gè)系統(tǒng)可以是交互式的或可以是適應(yīng)性的，以提供改進(jìn)的響應(yīng)，以根據(jù)各個(gè)方面，例如系統(tǒng)中本地或全局的時(shí)間和電壓水平，更好地管理整個(gè)系統(tǒng)。

尤其是，所述控制系統(tǒng)通過(guò)其程序操作，通過(guò)改變電容性負(fù)載來(lái)改變落線處的電壓，以響應(yīng)來(lái)自網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或其他因素，以便為網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提供另一種工具，來(lái)更好地控制電壓并更好地保持穩(wěn)定性。

用戶房屋的一些或全部可以包括一個(gè)電力供應(yīng)系統(tǒng)在用戶房屋處，用于增加電力。這可以包括任何已知的電源系統(tǒng)，例如太陽(yáng)能電池板，發(fā)電機(jī)和其他本地系統(tǒng)。例如，如圖所示的電源包括一個(gè)連接到電池組36的太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)35，電池組36由開關(guān)37操作，開關(guān)37由控制器21控制的，根據(jù)來(lái)自傳感器系統(tǒng)19或網(wǎng)絡(luò)控制器9的數(shù)據(jù)和/或程序指令從落線16中取出電力或向落線處添加電力。因此，所述控制系統(tǒng)被布置成控制電容器組和由電源系統(tǒng)添加的電力，以響應(yīng)檢測(cè)到的變化。

雙儀表結(jié)構(gòu)22,23可以補(bǔ)償可見(jiàn)的負(fù)載和條件，從而避免任何過(guò)度補(bǔ)償?shù)目赡苄?。因此，避免由設(shè)備的補(bǔ)償動(dòng)作產(chǎn)生任何不穩(wěn)定性的可能性。所述設(shè)備本身是設(shè)計(jì)穩(wěn)定的，只能提供可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的補(bǔ)償或動(dòng)作。這一切都可以在無(wú)需與任何其他設(shè)備進(jìn)行通信，電力網(wǎng)絡(luò)控制等的情況下完成。這對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全有著深遠(yuǎn)的影響。通過(guò)指揮這些設(shè)備(可能數(shù)百萬(wàn))進(jìn)行電力網(wǎng)絡(luò)中斷來(lái)危害系統(tǒng)是不可能的。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3和圖4，示出了一種布置，用于將太陽(yáng)能電池板351，風(fēng)力發(fā)電機(jī)352，其他電源353和電池組354連接到功率校正電路20。在圖4中，提供了用于連接的布置，其包括沿著一對(duì)導(dǎo)體358和359排成一行的一系列電流逆變器355,356和357。跨越這些導(dǎo)體還連接有一對(duì)另外的電流逆變器361和362。電容器363也連接到導(dǎo)體358,359并且位于電流逆變器361和362之間。

每個(gè)電流逆變器的結(jié)構(gòu)如圖5所示，且包括一個(gè)上開關(guān)和回掃二極管364以及下開關(guān)和回掃二極管365，連接在導(dǎo)體358,359之間，其中來(lái)自電源的相關(guān)輸入在366連接。當(dāng)連接到諸如太陽(yáng)能電池板，風(fēng)力發(fā)電機(jī)或充電電池的輸入電源時(shí)，變頻器的作用就像升壓調(diào)節(jié)器。通常，直流鏈路電壓遠(yuǎn)高于由連接的可再生電源產(chǎn)生的電壓，因此升壓轉(zhuǎn)換是必需的?？稍偕茉吹姆祷鼗虻孛孢B接到點(diǎn)359。所述下開關(guān)導(dǎo)通，直到通過(guò)電感器368構(gòu)建用367測(cè)量的所需電流“i”。然后關(guān)掉下開關(guān)365。電感器具有存儲(chǔ)電荷，其現(xiàn)在將通過(guò)上開關(guān)364回掃二極管放電，對(duì)連接在點(diǎn)358和359之間的直流鏈路電容器363進(jìn)行充電，最后通過(guò)返回到連接的電源完成電路。以這種方式，通過(guò)圖4所示的逆變器361和362，直流鏈路電容器363被充滿能夠反向回到交流系統(tǒng)中的能量。為了逆轉(zhuǎn)這個(gè)過(guò)程并對(duì)電池充電，電流逆變器就像降壓轉(zhuǎn)換器一樣，將能量從高直流電壓源傳輸?shù)捷^低的電壓。再次，負(fù)電池端子附接到點(diǎn)359。為給電池充電，從直流鏈路電容器363和總線358和359供電，上開關(guān)364的電力被導(dǎo)通，直到端子366處的電壓達(dá)到適合于對(duì)附接的電池充電。這也在電感器368內(nèi)形成電流，并且是電池的充電電流。然后，上開關(guān)關(guān)閉，該電流繼續(xù)通過(guò)下開關(guān)365的反向二極管，電感器368對(duì)電池充電，直到電壓/電流下降到上開關(guān)再次導(dǎo)通的點(diǎn)，如此往復(fù)。電流逆變器現(xiàn)在用作降壓轉(zhuǎn)換器，將直流鏈路電容器的電壓降低到連接的電池所需的水平。升壓和降壓轉(zhuǎn)換周期在業(yè)界都是眾所周知的，其被作為在兩個(gè)直流電壓和一個(gè)直流轉(zhuǎn)換器之間傳輸能量的一種方式。

使用電流逆變器作為補(bǔ)償元件大大提高了布置的靈活性和穩(wěn)定性。使用電流逆變器或通用補(bǔ)償器，可以使用這種結(jié)構(gòu)的軟件實(shí)現(xiàn)任何無(wú)功元件或(電容器，電阻器，電感器和負(fù)電阻器)的組合。電流注入反饋控制避免了與外部系統(tǒng)組件的任何共振干擾，并加強(qiáng)了其固有穩(wěn)定特性。結(jié)構(gòu)由半橋364,365構(gòu)成，其接合直流鏈路總線358、359與交流系統(tǒng)或可再生能源351至354。電流逆變器由半橋構(gòu)成，可與任何數(shù)量的交流相位或可再生能源相接。最少只需要一個(gè)半橋?qū)⑻?yáng)能，風(fēng)能或電池等可再生能源與直流總線連接起來(lái)。該結(jié)構(gòu)具有天然的模塊化設(shè)計(jì)拓?fù)洌梢愿鶕?jù)需要添加其它部件至補(bǔ)償器。如圖4所示，可以并聯(lián)組合多個(gè)半橋，以便服務(wù)于交流相位或電源，以通過(guò)交錯(cuò)技術(shù)增加電流傳遞能力，降低運(yùn)行噪聲。

如圖1和3所示，電流注入補(bǔ)償使用二儀表結(jié)構(gòu)22、23，補(bǔ)償注入在這兩個(gè)儀表點(diǎn)之間。當(dāng)電力從系統(tǒng)流向服務(wù)端時(shí)，補(bǔ)償動(dòng)作由服務(wù)儀表23確定。注入校正電流可使整個(gè)服務(wù)端從系統(tǒng)側(cè)(儀表22)作為電阻負(fù)載(pf＝1)出現(xiàn)。諧波清洗和功率因數(shù)校正對(duì)系統(tǒng)有很大的好處。穩(wěn)定裕量急劇增加，而具有較老的中繼設(shè)備的系統(tǒng)通過(guò)消除不可檢測(cè)的諧波而受益。由于本地可再生能源351至354被添加到服務(wù)端，能量將流向系統(tǒng)和服務(wù)負(fù)載14。利用現(xiàn)在的兩儀表結(jié)構(gòu)，并且如圖4所示，在功率校正電路20的這兩個(gè)計(jì)量點(diǎn)之間再次注入可再生能源，該電力的流量可以使用用于補(bǔ)償?shù)碾娏髯⑷肽孀兤鬟M(jìn)行計(jì)量和調(diào)節(jié)。

該系統(tǒng)充當(dāng)通用補(bǔ)償器，因?yàn)樵谶@種情況下，雙儀表結(jié)構(gòu)特別有用，以實(shí)現(xiàn)電力的逆向流動(dòng)。使用通用半橋?qū)蓚€(gè)儀表結(jié)構(gòu)之間的補(bǔ)償點(diǎn)連接太陽(yáng)能電池板，風(fēng)力發(fā)電機(jī)和電池等可再生能源。這使得逆變器不僅可以補(bǔ)償var，而且可以從這些可再生能源中注入有效功率，并在將這些能源注入系統(tǒng)之前將所需的var補(bǔ)償添加到這些能源。雙儀表22、23能夠跟蹤這個(gè)有效功率，數(shù)量以及在哪里被傳送到系統(tǒng)，服務(wù)或兩者皆有。這是與當(dāng)前可用的系統(tǒng)的重要區(qū)別，當(dāng)前可用的系統(tǒng)測(cè)量了輸送功率，但沒(méi)有跟蹤和var補(bǔ)償。并且，如果提供var補(bǔ)償，則需要由通信系統(tǒng)91向網(wǎng)絡(luò)9提供的通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供功率和var命令。然而，在本發(fā)明中，通信系統(tǒng)91對(duì)于設(shè)備是不需要的，以提供var補(bǔ)償并保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

如圖6所示，本發(fā)明可以被包裝到本地出口插座中。其中每個(gè)斷路器600通過(guò)沿著布線路徑連接的多個(gè)出口補(bǔ)償模塊601來(lái)獲得布線路徑。這形成了分布式補(bǔ)償設(shè)置。每個(gè)模塊可以包含一個(gè)通信接口691，以經(jīng)由通信接口91和/或與其他類似單元與安裝補(bǔ)償器的面板通信。同樣，每個(gè)模塊內(nèi)的雙儀表結(jié)構(gòu)使得補(bǔ)償需要和補(bǔ)償結(jié)果能夠在沿著路徑的每個(gè)位置處測(cè)量。通過(guò)通信，所有單元都可以共享此信息，使此組能夠最大化分布式的補(bǔ)償效率。在沒(méi)有通信的情況下，通過(guò)沿著布線路徑設(shè)置來(lái)提供該信息的天然共享機(jī)制。如果設(shè)定一串行路徑，那么距離斷路器最遠(yuǎn)的模塊是隔離的，其中該模塊只能看到連接到其本地出口602的負(fù)載。每個(gè)模塊從最遠(yuǎn)的一個(gè)可以看到每個(gè)模塊遠(yuǎn)離面板大于自身的影響和負(fù)載。這允許了將補(bǔ)償添加到鏈路往下的負(fù)載上，這些負(fù)載不能由其本地模塊補(bǔ)償。雖然補(bǔ)償效率不如通信模塊那么有效，但增加的成本和復(fù)雜性可能是無(wú)保證的。這種分布式補(bǔ)償設(shè)置可以通過(guò)在本地產(chǎn)生負(fù)載var要求來(lái)增加面板斷路器和相關(guān)布線的能力。隨后該切斷只需要承載這些負(fù)載所需的有效功率。與之前相反，切斷必須承載每個(gè)負(fù)載的實(shí)際和虛擬的功率需求。這可能是重要的，會(huì)增加功率傳輸20％到30％，或更多。所有這些都不違反現(xiàn)行電氣規(guī)范的布線電流容量。這可能對(duì)舊的安裝和家庭產(chǎn)生很大的影響，其中安裝了最少的布線，并且意外地需要更大的電力?，F(xiàn)在，隨著補(bǔ)償出口模塊的安裝，更有用的電力可以由多年前安裝的舊電纜承載，將新的活力植入舊的結(jié)構(gòu)。

需求側(cè)管理和優(yōu)先級(jí)負(fù)載識(shí)別和管理功能需要691的通信接口。每個(gè)模塊都接收到需求側(cè)裝載命令，并根據(jù)順序連接或分離適當(dāng)?shù)呢?fù)載。通過(guò)電力網(wǎng)絡(luò)控制通信連接，例如9，更精細(xì)的電力系統(tǒng)需求管理是可能的，其中數(shù)百萬(wàn)個(gè)負(fù)載可以通過(guò)重要性，類別(充電，加熱，冷卻等)，大小，噪聲含量等來(lái)識(shí)別。這將使得能夠更好更精細(xì)地控制負(fù)載曲線以匹配網(wǎng)絡(luò)功率，時(shí)間和功率類型，可再生電力或電網(wǎng)等的可用性。斷電后，所有非優(yōu)先級(jí)負(fù)載都將被移除。可以按優(yōu)先級(jí)順序重新初始化功率返回負(fù)載，以匹配電流功率可用性標(biāo)準(zhǔn)。需求側(cè)管理和負(fù)載排序可以對(duì)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性產(chǎn)生重大的影響，特別是在可再生能源高度集中的電網(wǎng)中。