控制电源给负载供电的系统技术方案

公开了控制电源给负载供电的系统，该负载具有功率阈值。该系统包括：驱动器，被配置为输出低于负载需要的交流电压，其包括输入，并被设置为在将功率输出到负载前将其输出到第一电压变换装置；第一电源，被设置为产生第一功率量以提供给负载，该电源包括可再生能源，并被设置为将功率输出到驱动器的输入；比较装置，比较第一功率量和功率阈值；第二电源，被设置为在将功率输出到驱动器的输入前将其输出到第二电压变换装置；确定装置，根据比较结果，确定是否使用第一电源提供功率以及是否使用第二电源提供第二功率量；控制装置，控制第二电源的输出，以使得当确定使用第二电源提供第二功率量时，来自第一和第二电源的组合功率量满足功率阈值。

【技术实现步骤摘要】
控制电源给负载供电的系统
本技术涉及一种控制电源给负载供电的系统。负载优选地为交流负载，其中可以由直流电压源和交流电压源为该负载供电。交流负载可以是诸如水泵或压缩机的交流电机。
技术介绍
交流输电网被用作许多应用的主要电源。与从电网获取电力来给应用设施供电相关的成本很高，且通常电力的价格每月都在增加。因此，许多客户都对其应用设施的使用做计划，从而可以在获取电力成本最低时使用设施。提供电力的发电厂通常保持恒定的输出，因为人们不希望增加或减少电力生产。大多数高功率应用设施(比如工厂)由于实际原因一般不在夜间运作，因此电力公司在夜间收取的电力价格通常是最低的。由于白天的电费高，迫使许多高功率应用设施在白天只运作有限的时间(例如8小时或更少)。然而，对于不要求在白天运作的高功率应用设施，比如工作时间不重要的农业水泵，其通常在夜间运行以节约成本。 光伏(PV)阵列产生的直流电可以通过逆变器以“注入”到交流输电网的方式出售给电力公司。然而，电力公司通常不愿意从其它渠道购买电能，也不允许注入到交流输电网，因此以这种方式使用光伏(PV)能源在实践中是不可行的。除了给电力公司出售电能外，对于使用光伏(PV)阵列的直流电能生产商来说，一种理论上可行的解决方案是把交流电网用作临时母线，然后试图在消耗的电流和注入到交流输电网的电流之间电压达到净OVo然而，电力公司一般不允许这种方法。 已知的系统要么直接从交流电网使用电能，要么使用诸如光伏阵列的可再生能源把电能注入到交流电网中，然后再从交流电网中获取能源。
技术实现思路
综上所述，期望有一种更高性价比的方法管理来自于可再生能源和电网的电能。 本技术提供了一种控制电源给负载供电的系统，其中，所述负载具有关联的功率阈值。该系统包括:驱动器，被配置为输出低于所述负载需要的交流电压，所述驱动器包括输入，并且被设置为在将功率从所述驱动器输出到所述负载之前将该功率输出到第一电压变换装置；第一电源，被设置为产生第一功率量以给所述负载供电，其中所述第一电源包括可再生能源；比较装置，用于比较第一电源产生的第一功率量和与所述负载关联的功率阈值；确定装置，用于根据所述比较的结果，确定是否使用第一电源给所述负载提供功率，以及进一步确定是否使用不同的第二电源给所述负载提供第二功率量；控制装置，用于控制第二电源的输出，以使得当确定使用所述第二电源给所述负载提供第二功率量时，来自所述第一电源和所述第二电源的组合功率量满足与所述负载关联的功率阈值。 上述系统可进一步包括第一电压变换装置，其中所述第二电源被设置为在将功率从所述第二电源输出到所述母线或驱动器之前将该功率输出到所述第一电压变换装置。 上述系统可进一步包括第二电压变换装置，其中所述母线或驱动器被设置为在将功率从所述母线或驱动器输出到所述负载之前将该功率输出到所述第二电压变换装置。 上述第一电压变换装置可以是变压器，所述第二电压变换装置也可以是变压器。 优选地，所述第一电源包括一个或多个光伏PV电池，和/或所述第二电源包括交流AC电网。 优选地，所述第二电源被设置为提供具有恒定电压的电能，并且其中用于控制所述第二电源的输出的所述控制装置被设置为控制所述第二电源的电流水平，以控制所述第二电源提供给所述负载的第二功率量。 优选地，用于控制所述第二电源的输出的所述控制装置包括整流器。 优选地，所述驱动器包括母线和与所述母线电连接的逆变器。 优选地，所述逆变器被设置为在将功率从所述逆变器输出到所述负载之前将该功率输出到所述第二电压变换装置。 优选地，还包括第一滤波器，其中所述第一电源被设置为将功率输出到所述第一滤波器。可选地，所述系统还包括第二滤波器，其中所述逆变器被设置为在将功率输出到所述第二电压变换装置之前将该功率输出到所述第二滤波器，或者，所述驱动器被设置为在将功率输出到所述第二电压变换装置之前将该功率输出到所述第二滤波器。 优选地，所述负载是交流电机或交流泵。 【附图说明】 通过以下对附图的描述，本技术实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，其中: 图1示出了用于给交流负载供电的已知系统的方框图。 图2示出了用于给交流负载供电的改进系统的第一实施例的方框图。 图3示出了用于给交流负载供电的改进系统的第二实施例的方框图。 【具体实施方式】 图1给出了已知系统的例子。光伏阵列102是光伏电池的标准阵列，其把太阳能转换为电能输出。光伏阵列102产生的电能被提供给直流-直流变换器104。直流-直流变换器104具有两个功能:第一个是将直流电压升压或降压到适合负载的电压水平；第二个是实施最大功率点跟踪(MPPT)，其传统的实现方法是采样光伏阵列102的输出并通过调节光伏阵列102输出的电压和电流来获得最大输出功率。因此MPPT考虑了光伏阵列102所处的环境条件，并且其目的是使光伏阵列102在这些条件下尽可能具有高效率，从而相应地最大化输出功率。 从直流-直流变换器104输出的直流电压被输出到直流-交流逆变器106以把接收到的直流电压变换为交流电压输出。从直流-交流逆变器106输出的交流电压被用于给交流负载108供电。因此，图1中所示的系统通过使用光伏阵列102来利用太阳能，并采用该太阳能给交流负载108供电。该系统对于小功率应用具有高性价比，例如工作电压低于690V的交流负载，图1系统中的典型交流负载的工作电压为400V。 本文公开了一种给负载供电的改进的系统和方法。下面仅仅通过举例来描述第一个实施例，如图2所示。在该实施例中，光伏阵列202把太阳能转化成直流电压输出。从光伏阵列202输出的直流电压通过直流滤波器208被输出到直流母线210。 从直流母线210输出的直流电压被提供给逆变器212，该逆变器把直流电压变换成交流电压输出。逆变器212包括逆变器软件，该软件包括最大功率点跟踪的(MPPT)软件，以使得最大化光伏阵列202提供的功率。MPPT考虑到了波动的环境条件对光伏阵列202中的电池产生电能的能力的影响。对于任何给定的环境或其它运行条件下，都有一个单独的点，在该点，电流⑴和电压(V)的数值适合于使电池产生最大功率。MPPT目的在于更改光伏电池(或光伏阵列)电压V和电流I的数值从而可在任何时刻获得最大功率，或至少在固定时间间隔获得最大功率。 本领域技术人员应该明白，对于一个光伏电池或阵列，如图2中的光伏阵列202，当从光伏阵列202输出的电流为OA时，可获得最大输出电压，反之，当输出电压为OV时，光伏阵列202可输出最大电流。因此，当光伏阵列202不输出最大电压时，可以通过减少光伏阵列202输出的电流来增加其输出电压。反之，可以通过使光伏阵列202输出更大的电流来降低光伏阵列202输出的电压。为了使MPPT获得光伏阵列202的最大功率输出，在输出电压和电流之间形成一个平衡。在图2所示的实施例中，通过监控光伏阵列202的电压输出来监控光伏阵列202的MPPT。由于光伏阵列202输出的电压被提供给直流母线210，直流母线210两端的电压等于光伏阵列202输出的电压，因此可以通过监控直流母线210的电压来监控光伏阵列202输出的电压。 当光伏阵列202工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制电源给负载供电的系统，其中，所述负载具有关联的功率阈值，该系统包括：驱动器，被配置为输出低于所述负载需要的交流电压，所述驱动器包括输入，并且被设置为在将功率从所述驱动器输出到所述负载之前将该功率输出到第一电压变换装置；第一电源，被设置为产生第一功率量以提供给所述负载，其中所述第一电源包括可再生能源，并且所述第一电源被设置为将功率输出到所述驱动器的输入；比较装置，用于比较所述第一电源产生的第一功率量和与所述负载关联的功率阈值；第二电源，被设置为在将功率从所述第二电源输出到所述驱动器的输入之前将该功率输出到第二电压变换装置；确定装置，用于根据所述比较的结果，确定是否使用所述第一电源给所述负载提供功率，以及用于进一步确定是否使用所述第二电源给所述负载提供第二功率量；控制装置，用于控制第二电源的输出，以使得当确定使用所述第二电源给所述负载提供第二功率量时，来自所述第一电源和所述第二电源的组合功率量满足与所述负载关联的功率阈值。

【技术特征摘要】
2013.10.31 ES 2013316031.一种控制电源给负载供电的系统，其中，所述负载具有关联的功率阈值，该系统包括: 驱动器，被配置为输出低于所述负载需要的交流电压，所述驱动器包括输入，并且被设置为在将功率从所述驱动器输出到所述负载之前将该功率输出到第一电压变换装置； 第一电源，被设置为产生第一功率量以提供给所述负载，其中所述第一电源包括可再生能源，并且所述第一电源被设置为将功率输出到所述驱动器的输入； 比较装置，用于比较所述第一电源产生的第一功率量和与所述负载关联的功率阈值；第二电源，被设置为在将功率从所述第二电源输出到所述驱动器的输入之前将该功率输出到第二电压变换装置； 确定装置，用于根据所述比较的结果，确定是否使用所述第一电源给所述负载提供功率，以及用于进一步确定是否使用所述第二电源给所述负载提供第二功率量； 控制装置，用于控制第二电源的输出，以使得当确定使用所述第二电源给所述负载提供第二功率量时，来自所述第一电源和所述第二电源的组合功率量满足与所述负载关联的功率阈值。2.根据权利要求1所述的控制电源给负载供电的系统，其特征在于，所述第一电源包括一个或多个光伏PV电池，和/或所述第二电源包括交流AC电网。3.根据权利要求1或2所述的控制电源给负载供电的系统，其特征在于，所述第二电源被设置为提供具有恒定电压的电能，...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷蒙·特洛伊·费拉伦斯，
申请(专利权)人：控制技术有限公司，
类型：新型
国别省市：英国;GB