独立的直流电电力系统和方法技术方案

本文中所描述的各种实施方案是针对用于操作独立电力系统的系统、设备和方法。所述系统可包含电力发电机(例如，光伏发电机和/或风力涡轮机)、储存装置(例如，电池和/或飞轮)、电力模块(例如，电力转换器)和负载。所述方法可包含用于监视、确定、控制和/或预测系统电力产生、系统电力储存和系统电力消耗的各种方法。

Independent DC electric power system and method

The various embodiments described herein are for systems, devices and methods for operating stand-alone power systems. The system can include electric generators (for example, photovoltaic generators and / or wind turbines), storage devices (for example, batteries and / or flywheels), electric power modules (for example, power converters) and loads. The method may include various methods for monitoring, determining, controlling and / or predicting system power generation, system power storage and system power consumption.

【技术实现步骤摘要】
独立的直流电电力系统和方法
技术介绍
独立电力系统(SAPS)，也被称作远程区域电力供应(RAPS)，可以是可适于未装配有配电系统的位置的脱离电网的电系统。典型的SAPS可包含一种或多种发电、储能和调节方法。储存装置可被实施为电池组，但存在例如包含燃料电池和超级电容器的其它解决方案。从储存装置直接汲取的电力可用于照明以及用于其它直流电(DC)电气设备。独立的光伏电力系统可独立于公用电网，且可仅使用太阳能面板或可与例如柴油发电机、风力涡轮机或电池结合使用。独立电力系统的设计和实施的挑战可包含改进其性能、建立用于准确地预测其输出的技术，和将其可靠地与其它发电源集成。
技术实现思路
以下概述是仅出于说明性目的对本专利技术概念中的一些概念的简短概述，而并不意图限制或约束本专利技术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。本文中所公开的说明性实施例可包含用于将DC电力供应到负载和/或储存装置的直流电(DC)系统。DC系统可包含DC电源的群组的各种互连，所述DC电源还可以例如各种串联、并联、串并联和/或并串联组合连接。本专利技术的实施例还包括以下内容：1.一种电力系统，包括：电源，包含第一输出端子；第一电力模块，包含第一输入端子、第二输出端子和电力电路，其中所述第一输入端子连接到所述第一输出端子；开关，连接到所述第二输出端子；储存装置，包含连接到所述开关的第二输入端子；以及负载，包含连接到所述第二输出端子的第三输入端子。2.根据项1所述的电力系统，进一步包括：传感器单元；以及控制器，其中所述传感器单元以操作方式连接到所述控制器且配置成感测选自以下组成的端子群组的端子上的第一电参数：所述第一输入端子、所述第二输出端子、所述第二输入端子和所述第三输入端子，且其中所述控制器配置成响应于所述第一电参数控制所述开关。3.根据项2所述的电力系统，其中所述控制器配置成控制所述第二输出端子上的第二电参数。4.根据项1所述的电力系统，其中所述电力电路包括直流电/直流电DC/DC转换器。5.根据项1所述的电力系统，进一步包括：第二电力模块，包含第四输入端子和第三输出端子，其中所述第四输入端子连接于所述第二输出端子和所述第三输入端子之间；以及第三电力模块，包含第五输入端子和第四输出端子，其中所述第五输入端子连接于所述储存装置的所述第二输出端子和所述第二输入端子之间，且其中所述第三电力模块配置成转换从所述第五输入到所述储存装置的所述第二输入端子的电力或转换从所述储存装置的所述第二输入端子到所述第二输出端子的电力。6.根据项2所述的电力系统，其中所述开关响应于所述第一电参数和所述储存装置的充电状态而操作。7.根据项1所述的电力系统，进一步包括：中央控制器，以操作方式连接到所述电力模块。8.根据项2所述的电力系统，其中所述第一电力模块被配置成响应于所述电参数在所述第二输出端子上提供电力。9.根据项1所述的电力系统，进一步包括：第二开关，安置于所述电源的所述第一输出端子和所述电力模块的所述第一输入端子之间，所述第二开关可操作以响应于检测到非安全条件而从所述电力模块断开所述电源。10.根据项2所述的电力系统，其中所述电参数是选自包括以下的电参数的群组：电压、电流、电阻、库仑和电力。11.根据项2所述的电力系统，进一步包括双向连接到所述控制器的通信接口。12.一种方法，包括：测量电源的第一输出端子处的所述电源的电参数，其中所述第一输出端子连接到电力模块的第一输入端子，其中负载连接到所述电力模块的第二输出端子；在所述电参数的所述测量高于阈值电平后，将信号发射到所述电力模块；以及在所述电力模块接收所述信号后，响应于所述测量控制电力到所述负载的供应。13.根据项12所述的方法，其中所述信号是选自以下组成的信号群组：指示所述电力模块中的至少一个关断的信号、指示所述电力模块中的至少一个将电力输出维持在所述测量的当前电平的信号、指示所述电力模块中的至少一个将电力输出减小到所述测量的当前电平以下的信号，以及指示所述电力模块中的至少一个将电力输出增加到所述测量的当前电平以上的信号。14.根据项12所述的方法，其中所述控制包括以下步骤：将储存装置连接到所述电力模块的所述第二输出端子；感测所述储存装置的充电状态；在所述感测高于充电状态的第二阈值电平后，将来自所述储存装置的电力供应到所述负载；以及在所述感测低于充电状态的所述第二阈值电平且所述测量高于所述阈值电平后，对所述储存装置充电且响应于所述感测将电力供应到所述负载。15.根据项14所述的方法，其中所述连接包括将开关连接到所述第二输出端子。16.根据项14所述的方法，其中所述控制响应于所述储存装置的电荷简档。17.根据项14所述的方法，其中所述控制响应于所述测量和所述发射。18.根据项14所述的方法，其中所述控制响应于所述测量、所述发射和所述负载的负载简档。19.根据项14所述的方法，其中所述控制响应于所述测量、所述发射和所述负载的负载简档，以及所述储存装置的所述充电状态。20.根据项14所述的方法，其中所述控制响应于所述测量和所述储存装置的所述充电状态。21.根据项14所述的方法，其中所述控制在恒定电压电平下将DC电力提供到所述第二输出端子。22.根据项14所述的方法，其中所述控制在恒定电流电平下将DC电力提供到所述第二输出端子。23.根据项14所述的方法，其中所述控制增加提供到所述负载的电力。24.根据项14所述的方法，其中所述控制减小提供到所述负载的电力。25.一种用于直流电DC电力系统的方法，所述DC电力系统具有多个DC电源、多个DC电力模块、多个双向电力模块和多个储存装置，所述方法包括：将所述DC电源中的每一个耦合到相应DC电力模块，将所述DC电力模块串联耦合，从而形成DC电力模块的至少一个串联串，将所述至少一个串联串耦合到负载，将所述至少一个串联串耦合到所述双向电力模块，将所述双向电力模块中的每一个耦合到相应储存装置，测量所述DC电源的电力，在所述测量高于阈值电平后，将信号发射到所述DC电力模块和所述双向电力模块；以及响应于所述测量控制电力到负载的供应。26.根据项25所述的方法，其中所述信号是选自以下组成的信号的群组：指示所述电力模块中的至少一个关断的信号、指示所述DC电力模块中的至少一个将电力输出维持在所述测量的当前电平的信号、指示所述DC电力模块中的至少一个将电力输出减小到所述测量的当前电平以下的信号，以及指示所述DC电力模块中的至少一个将电力输出增加到所述测量的当前电平以上的信号。27.根据项25所述的方法，其中所述控制进一步响应于负载简档。28.根据项25所述的方法，其中所述负载包括多个负载，所述方法进一步包括：将第二多个相应DC电力模块耦合在所述至少一个串联串和所述多个负载之间。29.根据项25所述的方法，进一步包括：感测所述多个储存装置的充电状态，在所述感测高于充电状态的第二预定电平后，将来自所述储存装置的电力供应到所述负载；以及在所述感测低于充电状态的所述第二阈值电平且所述测量高于所述阈值电平后，对所述多个储存装置充电且响应于所述测量将电力供应到所述负载。30.根据项25所述的方法，其中所述负载包括多个负载，所述方法进一步包括：将第二多个DC电力模块耦合在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力系统，包括：电源，包含第一输出端子；第一电力模块，包含第一输入端子、第二输出端子和电力电路，其中所述第一输入端子连接到所述第一输出端子；开关，连接到所述第二输出端子；储存装置，包含连接到所述开关的第二输入端子；以及负载，包含连接到所述第二输出端子的第三输入端子。

【技术特征摘要】
2017.01.10 US 62/444,4941.一种电力系统，包括：电源，包含第一输出端子；第一电力模块，包含第一输入端子、第二输出端子和电力电路，其中所述第一输入端子连接到所述第一输出端子；开关，连接到所述第二输出端子；储存装置，包含连接到所述开关的第二输入端子；以及负载，包含连接到所述第二输出端子的第三输入端子。2.根据权利要求1所述的电力系统，进一步包括：传感器单元；以及控制器，其中所述传感器单元以操作方式连接到所述控制器且配置成感测选自以下组成的端子群组的端子上的第一电参数：所述第一输入端子、所述第二输出端子、所述第二输入端子和所述第三输入端子，且其中所述控制器配置成响应于所述第一电参数控制所述开关。3.根据权利要求2所述的电力系统，其中所述控制器配置成响应于所述所感测的第一电参数控制所述第二输出端子上的第二电参数。4.根据权利要求1所述的电力系统，其中所述电力电路包括直流电/直流电DC/DC转换器。5.根据权利要求1所述的电力系统，进一步包括：第二电力模块，包含第四输入端子和第三输出端子，其中所述第四输入端子连接于所述第二输出端子和所述第三输入端子之间；以及第三电力模块，包含第五输入端子和第四输出端子，其中所述第五输入端子连接于所述储存装置的所述第二输出端子和所述第二输入端子之间，且其中所述第三电力模块配置成转换从所述第五输入到所述储存装置的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊兰·约瑟考维奇，M·盖兹特，Y·戈林，
申请(专利权)人：太阳能安吉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL