用于对用于消费者电力电路的电力进行集成和控制的方法和系统技术方案

在一个实施例中，电力分配系统包括：DC电力输入，用于从可再生能源接收DC电力；AC电力输入，用于接收AC电力；多相脉冲电力输出，用于传输多相脉冲电力；AC电力输出，用于发送所述AC电力；以及控制器，用于向多相脉冲电力输出和AC电力输出分配电力。和AC电力输出分配电力。和AC电力输出分配电力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对用于消费者电力电路的电力进行集成和控制的方法和系统


[0001]本公开总体涉及电力系统，更特别地，涉及对用于消费者电力电路的电力电路的集成和控制。

技术介绍

[0002]存在不断增长的对住宅和企业中的常规电力系统进行更新的需求。常规AC电力的安全问题持续存在。加利福尼亚的新住宅很快将需要包含太阳能系统；然而，在住宅和建筑电路中有效实现可再生能量系统仍然存在重大挑战。对可再生能量和新的更安全的电力系统以及常规AC电力的集成和分配将带来许多挑战。
附图说明
[0003]图1是示出根据一个实施例的在消费者电力面板处集成可再生能量、AC电力和DC电力的框图。
[0004]图2是示出根据一个实施例的消费者电力系统的细节的框图。
[0005]图3是示出根据一个实施例的用于消费者电力系统的断路器面板的框图。
[0006]图4示出根据一个实施例的四相脉冲电力断路器。
[0007]图5是示出根据一个实施例的在电路之间具有优先级的电力分配的监视和控制的过程流程图。
[0008]图6A示出了根据一个实施例的用于两相脉冲电力系统的电压和电流的简化示例。
[0009]图6B示出了根据一个实施例的用于三相脉冲电力系统的电压和电流的简化示例。
[0010]图7是示出根据一个实施例的用于集成电源和控制电力分配的概述过程的流程图。
[0011]对应的附图标记在附图的多个图中指示对应的部分。
具体实施方式
[0012]概述
[0013]本专利技术的各方面在独立权利要求中阐述并且优选特征在从属权利要求中阐述。一个方面的特征可以单独或与其他方面结合地应用于任何方面。
[0014]在一个实施例中，一种电力分配系统总体包括：DC电力输入，用于从可再生能源接收DC电力；AC电力输入，用于接收AC电力；多相脉冲电力输出，用于发送多相脉冲电力；AC电力输出，用于发送所述AC电力；以及控制器，用于向所述多相脉冲电力输出和所述AC电力输出分配电力。
[0015]在一个或多个实施例中，所述多相脉冲电力和所述AC电力被输送到建筑物中的电源电路以用于对终端设备供电，并且数据与所述多相脉冲电力一起被输送到所述终端设备中的一个或多个终端设备。
[0016]在一个或多个实施例中，所述多相脉冲电力被输送到能够操作用于输送所述多相脉冲电力或PoE(以太网电力)的插座。
[0017]在一个或多个实施例中，所述系统还包括：以太网电力控制器，所述以太网电力控制器与DC总线通信，所述DC总线从所述可再生能源以及从所述AC电力输入处的AC到DC转换器接收DC电力。
[0018]在一个或多个实施例中，所述系统还包括：能够操作用于基于终端设备的负载需求来分配输出到所述多相脉冲电力输出的所述DC电力的控制器。
[0019]在一个或多个实施例中，所述系统还包括：能够操作用于监视电力使用情况并在电力负载超过可用电力时关闭一个或多个低优先级的电力电路的控制器。
[0020]在一个或多个实施例中，所述控制器能够操作用于在所述电力负载超过来自所述可再生能源的可用电力时，关闭低优先级的电力电路。
[0021]在一个或多个实施例中，所述DC电力在380VDC总线处被集成。
[0022]在一个或多个实施例中，所述多相脉冲电力包括电压大于56伏DC的三相脉冲电力。
[0023]在一个或多个实施例中，所述可再生能源包括太阳能面板、风力涡轮机和可充电电池中的至少一个。
[0024]在另一实施例中，一种装置总体包括：AC断路器；可再生能量断路器；多相脉冲电力断路器；以及开关，所述开关耦合到所述多相脉冲电力断路器，并且能够操作用于提供断路器控制。
[0025]在另一实施例中，一种方法总体包括：接收AC电力；从可再生能源接收DC电力；在电力分配系统处集成所述AC电力和所述DC电力；监视可用电力和电力负载；发送所述AC电力；以及发送多相脉冲电力，所述多相脉冲电力包括多个相的脉冲电力，其中，所述脉冲电力包括多个DC电压脉冲，在各相之间各DC电压脉冲偏移以提供连续电力。
[0026]在另一实施例中，一种装置总体包括：用于从可再生能源接收DC电力的输入；用于发送多相脉冲电力和PoE的输出；以及控制器，用于监视可用电力，识别一个或多个低优先级的电力电路，并在电力负载超过所述可用电力时禁用低优先级的电力电路。
[0027]可以通过参考说明书的其余部分和附图来实现对本文描述的实施例的特征和优点的进一步理解。
[0028]示例实施例
[0029]呈现以下描述以使本领域普通技术人员能够实现和使用实施例。具体实施例和应用的描述仅作为示例提供，并且各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。在不脱离实施例的范围的情况下，本文描述的总体原理可以应用于其他应用。因此，实施例不限于所示的那些，而是将符合与本文描述的原理和特征一致的最宽范围。为了清楚起见，没有详细描述与实施例相关的
中已知的技术材料相关的细节。
[0030]常规的消费者电力传输已由AC(交流)电力传输主导。然而，能量生产和消费的要求以及环境保护问题正在导致消费者电力的电力供应和控制的变化。例如，越来越多的消费者在本地添加可再生能源来产生电力。加州将很快要求新住宅安装太阳能系统，其他州也可能很快跟进。太阳能系统以最大输出容量直接向电网供电。当电网处于“关闭”状态时，来自太阳能系统的电力会丢失。在某些情况下，可能存在备用电池，并且太阳能可用于向电
池充电，然而，这种类型的系统通常效率较低且很少部署。
[0031]住宅使用的大多数风能、太阳能和电池系统包括基于380VDC(伏直流)的系统。家庭中的大多数电气设备可以很小或毫不费力地且效率几乎不变地以240VAC(伏交流)或380VDC运行。可再生能源技术具有减少转换损耗的潜力，因为它们产生DC输出，如果它们可以直接连接到合适的终端负载，则直接抵消从逆变到AC而导致的损耗。然而，在住宅和建筑电力电路中实体实现可再生能量方案仍然存在重大挑战。对可再生能量系统的持续关注推动了对以下管理主电路面板的需求：该管理主电路面板具有集成的有线数据和电力分配，以使得优先的电路可以在24小时的时段内在风能、太阳能和电池电力降低或增大的情况下连续运行，而不会因为供电不足而关闭系统。
[0032]除了对集成可再生能源的需求之外，常规的AC电力系统还持续引起安全问题。尽管这些年来已经取得了一些改进使AC电力的输送更安全，但住宅中的常规AC电力仍然存在安全问题。
[0033]本文描述的实施例提供了一种消费者电力系统，该消费者电力系统将可再生能源和安全的更高电力的DC系统与常规AC电力以及电力监视和数据控制进行了集成，而提供了一种更安全且可与可再生能量输入源互操作的系统。在一个或多个实施例中，电源与电力分配一起集成在主电力面板上，以使得如果电力需求超过可用电力，则可以将电力提供给优先的电路。电源可以包括例如可再生能量电源(例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力分配系统，包括：直流(DC)电力输入，用于从可再生能源接收DC电力；交流(AC)电力输入，用于接收AC电力；多相脉冲电力输出，用于发送多相脉冲电力；AC电力输出，用于发送所述AC电力；以及控制器，用于向所述多相脉冲电力输出和所述AC电力输出分配电力。2.根据权利要求1所述的电力分配系统，其中，所述多相脉冲电力和所述AC电力被输送到建筑物中的电源电路以用于对终端设备供电，其中，数据与所述多相脉冲电力一起被输送到所述终端设备中的一个或多个终端设备。3.根据权利要求1或2所述的电力分配系统，其中，所述多相脉冲电力被输送到能够操作用于输送所述多相脉冲电力或PoE(以太网电力)的插座。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力分配系统，还包括：以太网电力控制器，所述以太网电力控制器与DC总线通信，所述DC总线从所述可再生能源以及从所述AC电力输入处的AC到DC转换器接收DC电力。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电力分配系统，还包括：能够操作用于基于终端设备的负载需求来分配输出到所述多相脉冲电力输出的所述DC电力的控制器。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电力分配系统，还包括：能够操作用于监视电力使用情况并在电力负载超过可用电力时关闭一个或多个低优先级的电力电路的控制器。7.根据权利要求6所述的电力分配系统，其中，所述控制器能够操作用于在所述电力负载超过来自所述可再生能源的可用电力时，关闭所述一个或多个低优先级的电力电路。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电力分配系统，其中，所述DC电力在380VDC总线处被集成。9.根据权利要求1至8中任一项所述的电力分配系统，其中，所述多相脉冲电力包括电压大于56伏DC的三相脉冲电力。10.根据权利要求1至9中任一项所述的电力分配系统，其中，所述可再生能源包括太阳能面板、风力涡轮机和可充电电池中的至少一个。11.一种装置，包括：交流(AC)断路器；可再生能量断路器；多相脉冲电力断路器；以及开关，所述开关耦合到所述多相脉冲电力断路器，并且能够操作用于提供断路器控制。12.根据权利要求11所述的装置，还包括：脉冲电力断路器和AC电力断路器。13.根据权利要求11或12所述的装置，还包括：组合的AC和多相脉冲电力断路器。14.根据权利要求11至13中任一项所述的装置，其中，所述开关包括与电力控制器通信的PoE(以太网电力)开关。15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述PoE开关能够操作用于接收针对多相脉冲电力电路和AC电力电路的电压和电流信息。16.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔尔，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：