電力路由器、電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電力路由器操作控制方法、以及存儲有電力路由器操作控制 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電力路由器、電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電力路由器操作控制方法、以及其上存儲有電力路由器操作控制程序的非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了構(gòu)造供電系統(tǒng)，不必說，重要的任務(wù)是更穩(wěn)定地擴展電網(wǎng)，使系統(tǒng)能夠在今后引入大量自然能量的系統(tǒng)也正變成是重要的任務(wù)。因此，提出了作為數(shù)字電網(wǎng)(注冊商標(biāo))的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為新電網(wǎng)(專利文獻(xiàn)I和2和非專利文獻(xiàn)I)。數(shù)字電網(wǎng)(注冊商標(biāo))是將電網(wǎng)細(xì)分成小規(guī)模單元并且將這些單元彼此異步連接的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如果電力單元小，則各電力單元是一個房屋、一棟建筑物或商業(yè)設(shè)施，并且如果電力單元大，各電力單元是一個縣或市。各電力單元自然地包括內(nèi)部負(fù)載或者在一些情況下也包括發(fā)電設(shè)施或儲電設(shè)施。發(fā)電設(shè)施是例如利用諸如太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電或地?zé)岚l(fā)電的自然能量的發(fā)電設(shè)施。
[0003]電力單元異步連接，以在各電力單元內(nèi)自由地發(fā)電或者在電力單元之間平穩(wěn)地交換電力。也就是說，即使當(dāng)多個電力單元與其它電力單元連接時，各電力單元中使用的電壓、相位和頻率與其它電力單元不同步。圖20是示出電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)810的示例的視圖。在圖20中，核心系統(tǒng)811從大型電站812供應(yīng)核心電力。另外，安裝多個電力單元821至841。電力單元821至841中的每個包括諸如房子831和建筑物832的負(fù)載、發(fā)電設(shè)施(例如，太陽能面板833和風(fēng)力發(fā)電機834)和儲電設(shè)施(例如，電池835)。另外，在本說明書中，發(fā)電設(shè)施和儲電設(shè)施將被統(tǒng)稱為分布電源。
[0004]另外，電力單元821至824包括電力路由器841至844，電力路由器841至844是分別與其它電力單元和核心系統(tǒng)811連接的連接件(連接端口 )。電力路由器841至844包括多個支柱。(為了附圖的方便，在圖20中將不指示支柱的參考標(biāo)號，與電力路由器841至844附接的白圈是各個支柱的連接端子)。就這點而言，支柱包括連接端子和電力轉(zhuǎn)換單元，各支柱被分配有地址。另外，支柱中的電力轉(zhuǎn)換是指將交流轉(zhuǎn)換成直流或者將直流轉(zhuǎn)換成交流，或者改變電力的電壓、頻率或相位。
[0005]所有的電力路由器841至844都通過通信網(wǎng)絡(luò)851連接到管理服務(wù)器850，管理服務(wù)器850整體地控制所有電力路由器841至844的操作。例如，管理服務(wù)器850指令電力路由器841至844中的每個的各支柱供應(yīng)電力或接收電力。因此，電力通過電力路由器841至844在電力單元之間交換。
[0006]電力在電力單元之間交換，使得例如一個發(fā)電設(shè)施(例如，太陽能面板833或風(fēng)力發(fā)電機834)或一個儲電設(shè)施(例如，電池835)可在多個電力單元之間共享。當(dāng)電力單元相互交換額外電力時，可以穩(wěn)定地維持電力需求和供應(yīng)平衡，同時顯著降低設(shè)施成本。
[0007]引用列表
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]PTL 1:日本專利 N0.4783453
[0010]PTL 2:日本未審專利申請公開N0.2011-182641

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]技術(shù)問題
[0012]通過電力路由在多個電力單元之間能夠進(jìn)行異步連接帶來很多優(yōu)點，因此，期望更早地將電力路由器投入實際運用。然而，將電力路由器實際上投入實際使用涉及傳統(tǒng)電力傳輸和分配系統(tǒng)從來沒有面臨的獨特的問題。當(dāng)前，主流的電力傳輸和分配系統(tǒng)假設(shè)電力系統(tǒng)的電壓、相位和頻率完全彼此同步，因此，連接其電壓、相位或頻率不同的電力系統(tǒng)的電力路由器需要被當(dāng)作一個新問題來考慮。
[0013]本發(fā)明是依據(jù)以上情形作出的。本發(fā)明的目的是更適當(dāng)?shù)毓芾黼娏β酚善鱽順?gòu)造其中電力單元彼此異步連接的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0014]問題的解決方案
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個方面的一種電力路由器，所述電力路由器包括:直流母線，其將電壓維持在預(yù)定的額定電壓；多個電力轉(zhuǎn)換支柱，其均包括與所述直流母線連接的第一連接端子，包括作為外部連接端子與外部連接方連接的第二連接端子并且包括在第一連接端子和第二連接端子之間雙向轉(zhuǎn)換電力的功能；以及控制裝置，其用于控制所述多個電力轉(zhuǎn)換支柱中的每個的操作，所述控制裝置包括用于保持第一數(shù)據(jù)庫的第一存儲裝置，所述第一數(shù)據(jù)庫包括所述多個電力轉(zhuǎn)換支柱中的每個的識別信息，并且所述控制裝置參照所述第一數(shù)據(jù)庫的識別信息執(zhí)行所述電力轉(zhuǎn)換支柱中的每個的操作。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個方面的一種電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括:一個或多個電力路由器；電力系統(tǒng)，其與一個或多個電力路由器直接或間接連接，所述一個或多個電力路由器均包括:直流母線，其將電壓維持在預(yù)定的額定電壓；多個電力轉(zhuǎn)換支柱，其均包括與所述直流母線連接的第一連接端子，包括作為外部連接端子與外部連接方連接的第二連接端子并且包括在所述第一連接端子和所述第二連接端子之間雙向轉(zhuǎn)換電力的功能；以及控制裝置，其用于控制所述多個電力轉(zhuǎn)換支柱中的每個的操作，所述控制裝置包括用于保持第一數(shù)據(jù)庫的第一存儲裝置，所述第一數(shù)據(jù)庫包括所述多個電力轉(zhuǎn)換支柱中的每個的識別信息，并且所述控制裝置參照所述第一數(shù)據(jù)庫的識別信息執(zhí)行所述電力轉(zhuǎn)換支柱中的每個的操作。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個方面的一種電力路由器操作控制方法，在電力路由器中，參照第一數(shù)據(jù)庫的識別信息向所述多個電力轉(zhuǎn)換支柱中的每個輸出操作指令，所述第一數(shù)據(jù)庫包括所述多個電力轉(zhuǎn)換支柱中的每個的識別信息，并且控制所述多個電力轉(zhuǎn)換支柱中的每個的操作，所述電力路由器包括直流母線，其將電壓維持在預(yù)定的額定電壓；多個電力轉(zhuǎn)換支柱，其均包括與所述直流母線連接的第一連接端子，包括作為外部連接端子與外部連接方連接的第二連接端子并且包括在所述第一連接端子和所述第二連接端子之間雙向轉(zhuǎn)換電力的功能。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個方面的一種其上存儲有電力路由器操作控制程序的非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)，所述程序致使計算機在電力路由器中，參照所述第一數(shù)據(jù)庫的識別信息向所述多個電力轉(zhuǎn)換支柱中的每個執(zhí)行輸出操作指令的處理，并且控制所述多個電力轉(zhuǎn)換支柱中的每個的操作，所述電力路由器包括:直流母線，其將電壓維持在預(yù)定的額定電壓；多個電力轉(zhuǎn)換支柱，其均包括與所述直流母線連接的第一連接端子，包括作為外部連接端子與外部連接方連接的第二連接端子并且包括在所述第一連接端子和所述第二連接端子之間雙向轉(zhuǎn)換電力的功能；所述計算機配置用于控制所述多個電力轉(zhuǎn)換支柱中的每個的操作的控制裝置，其中，所述計算機包括第一存儲裝置，所述第一存儲裝置用于預(yù)先保持包括所述多個電力轉(zhuǎn)換支柱中的每個的識別信息的第一數(shù)據(jù)庫。
[0019]本發(fā)明的有益效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明，可以更適當(dāng)?shù)毓芾砘蚩刂齐娏β酚善鱽順?gòu)造其中電力單元彼此異步連接的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0021]圖1是示出電力路由器100的示意性構(gòu)造的框圖。
[0022]圖2是示出支柱內(nèi)部構(gòu)造的電力路由器100的框圖。
[0023]圖3是更具體示出支柱內(nèi)部構(gòu)造的電力路由器100的框圖。
[0024]圖4是示出包括AC通過支柱60的電力路由器170的構(gòu)造示例的框圖。
[0025]圖5是示出電力路由器200的構(gòu)造的框圖。
[0026]圖6是示意性示出存儲單元251的構(gòu)造的框圖。
[0027]圖7是示出電力路由器200的即插即用操作的流程圖。
[0028]圖8是示出電力路由器300的構(gòu)造的框圖。
[0029]圖9是示意性示出存儲單元311的構(gòu)造的框圖。
[0030]圖10是示出監(jiān)視電力路由器300的各支柱的操作的流程圖。
[0031]圖11是示出電力路由器400的構(gòu)造的框圖。
[0032]圖12是示出監(jiān)視電力路由器400的各支柱的操作的流程圖。
[0033]圖13是示出電力路由器500的構(gòu)造的框圖。
[0034]圖14是示意性示出存儲單元251的構(gòu)造的框圖。
[0035]圖15是示出電力路由器500的即插即用操作和兼容性確定操作的流程圖。
[0036]圖16是示出電力路由器700的構(gòu)造的框圖。
[0037]圖17是示意性示出作為電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示例的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1001的構(gòu)造的框圖。
[0038]圖18是示意性示出作為電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示例的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1002的構(gòu)造的框圖。
[0039]圖19是示意性示出作為電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示例的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1003的構(gòu)造的框圖。
[0040]圖20是示出電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)810的示例的視圖。
【具體實施方式】
[0041]以下，將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。在下面的實施例中，將描述上述電力路由器的具體構(gòu)造。就這點而言，各實施例決不將本發(fā)明僅僅限于電力路由器，可理解，本發(fā)明包括諸如其中嵌入電力路由器的設(shè)備的其它組件。在各圖中相同元件將被分派相同參考標(biāo)號，必要時將不再進(jìn)行描述。
[0042]第一實施例
[0043]首先，將描述根據(jù)第一實施例的電力路由器100。電力路由器100是以上電力路由器841至844的具體示例(圖20)。圖1是示出電力路由器100的示意性構(gòu)造的框圖。電力路由器100大體上包括直流(DC)母線101、第一支柱11、第二支柱12、第三支柱13、第四支柱14和控制單元19。另外，在圖1中，為了方便附圖，第一支柱至第四支柱被分別標(biāo)示為支柱I至支柱4。
[0044]DC母線101與第一支柱11至第四支柱14并聯(lián)連接。DC母線101供應(yīng)DC電力。控制單元19通過用通信總線102控制第一支柱11至第四支柱14的操作狀態(tài)(向外部供應(yīng)電力的操作、從外部接收電力的操作等)將DC母線101的電壓Vltll維持在預(yù)定固定值。也就是說，電力路由器100通過第一支柱11至第四支柱14連接到外部，并且將與外部交換的所有電力一次性轉(zhuǎn)換成DC電力并且使DC電力在DC母線101上流動。通過將電力一次性轉(zhuǎn)換成DC電力，即使在頻率、電壓或相位不同時，也可以異步連接電力單元。
[0045]另外，在本實施例中，將描述其中電力路由器100包括四個支柱的示例。然而，本實施例只是示例性的。電力路由器可設(shè)置有等于或多余兩個支柱的任意數(shù)量的支柱。在本實施例中，第一支柱11至第四支柱14采用相同構(gòu)造。然而，電力路由器中包括的兩個或更多個支柱可采用相同構(gòu)造或不同構(gòu)造。另外，以下，支柱還將被稱為電力轉(zhuǎn)換支柱。
[0046]接下來，將描述第一支柱11至第四支柱14。圖2是示出支柱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示例的電力路由器100的框圖。第一支柱11至第四支柱14采用相同構(gòu)造。然而，為了簡化附圖，圖2示出第一支柱11和第二支柱12的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，沒有示出第三支柱13和第四支柱14的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖3是更具體示出支柱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電力路由器100的框圖。第一支柱11至第四支柱14采用相同構(gòu)造。然而，為了簡化附圖，圖3示出第一支柱11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，沒有示出第二支柱12、第三支柱13、第四支柱14和通信總線102的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0047]第一支柱11至第四支柱14被設(shè)置成與DC母線101并聯(lián)。如上所述，第一支柱11至第四支柱14采用相同構(gòu)造。下文中，將典型地描述第一支柱11的構(gòu)造。如圖2中所示，第一支柱11包括電力轉(zhuǎn)換單元111、電流傳感器112、開關(guān)113和電壓傳感器114。第一支柱11通過連接端子115連接到例如核心系統(tǒng)811。電力轉(zhuǎn)換單元111將交流(AC)電力轉(zhuǎn)換成DC電力或者將DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力。DC電力在DC母線101中流動，S卩，電力轉(zhuǎn)換單元111將DC母線101的DC電力轉(zhuǎn)換成固定頻率和電壓的AC電力并且使AC電力從連接端子115流向外部?？晒┻x擇地，電力轉(zhuǎn)換單元111將從連接端子115流入的AC電流轉(zhuǎn)換成DC電力，使DC電力流向DC母線101。
[0048]電力轉(zhuǎn)換單元111采用逆變器電路的構(gòu)造。更具體地，如圖3中所示，電力轉(zhuǎn)換單元111采用以下構(gòu)造，其中均包括晶閘管IllT和反饋二極管IllD的反并聯(lián)電路IllP通過三相橋連接。也就是說，一個逆