DC操作系统中的下垂控制技术方案

本发明专利技术涉及一种用于DC系统中的下垂控制的方法，该系统包括DC源、DC总线和至少两个DC应用装置。每个应用装置具有下垂曲线，并且DC源通过DC总线向每个应用装置提供DC电压。每个应用装置在第一负载条件期间执行第一电压测量，并且在第二负载条件期间执行第二电压测量。并且每个应用装置根据第一和第二电压测量调节其各自的下垂曲线设置。调节其各自的下垂曲线设置。调节其各自的下垂曲线设置。

【技术实现步骤摘要】
DC操作系统中的下垂控制


[0001]本专利技术涉及DC电网和通过这种DC电网的DC电压总线供电的DC操作装置。具体而言，本专利技术的一些实施例涉及用于下垂控制的方法和/或设备或系统，更具体而言，涉及用于DC操作的应用装置的下垂控制。

技术介绍

[0002]由于DC操作电网可能比交流(AC)操作电网具有许多优势，DC电网正获得更多的关注。一个优点是与DC发电相关的效率，特别是与可持续能源相关的效率，例如太阳能或风能。其他优点包括与将DC电压转换为更高或更低的电压以及将DC能量存储在例如电容器和电池中相关联的效率，并且因此消耗更少的能量。
[0003]在具有多种负载和/或能源的电网中，无论是否是可再生能源，都需要管理供应和需求。对于交流微电网，已经开发了各种方法，但是由于低DC电网惯性，这种传统的交流方法难以应用并且效率相当低。在供应不足的情况下，为了便于操作，实现需求和供应的灵活性至关重要。电网中引入的间歇性可再生能源越多，这就变得越重要。
[0004]在交流电网中，交流信号的频率可以用作发信号的控制信号。利用下垂控制，当电网以最大操作频率运行时，能源可以减少供应的功率，而当电网处于最小操作频率时，由能源供应的功率被最大化。这是在电力电子设备的帮助下实现的，然而，对于DC电网，如果没有任何频率，这种控制是不可能的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是促进DC操作系统中的下垂控制。
[0006]根据本专利技术，该目的通过提供一种用于DC系统中的下垂控制的方法来实现。该DC系统包括DC源、DC总线和至少两个DC应用装置。每个应用装置具有下垂曲线，并且DC源通过DC总线向每个应用装置提供DC电压。每个应用装置在第一负载条件期间执行第一电压测量，并且在第二负载条件期间执行第二电压测量。并且，每个应用装置根据第一和第二电压测量调整其各自的下垂曲线设置。
[0007]根据一个方面，提供了一种DC操作应用装置，其配置成便于下垂控制。
[0008]根据另一方面，提供了一种DC操作系统，该系统包括配置成便于下垂控制的DC操作应用装置。
[0009]参考附图，在以下对多个示例性实施例的详细描述中描述了本专利技术的特定实施例的其他目的、方面、效果和细节。
附图说明
[0010]仅作为示例，将参照附图描述本公开的实施例，其中:
[0011]图1示意性地示出了DC供电的街灯的例子；
[0012]图2示出了图1的例子的电路图；
[0013]图3示意性地示出了保护电路的例子；
[0014]图4示出了黑启动和校准信号在时间上的示例；
[0015]图5示出了黑启动和校准信号在时间上的另一个例子；
[0016]图6示出了根据本专利技术的下垂控制方法的例子；和
[0017]图7示出了根据本专利技术的下垂控制方法的另一个例子。
具体实施方式
[0018]图1示出了照明系统的示例，其中，在该示例中，街灯由DC源1供电。在这样的系统中，电源线可能延伸数百米或数千米。因此，信号水平和供电质量可能会随着距离的推移而恶化。
[0019]图2示出了图1的照明系统的电路图，其中DC源1通过DC电源线2连接四个灯，这四个灯被表示为负载L1、L2、L3和L4。每个负载L1
‑
L4通过各自的保护电路p1
‑
p4连接到电源线2。保护电路被布置成确保负载的安全连接和断开。
[0020]保护电路
[0021]参考图3，更详细地示出了保护电路3的例子。保护电路3具有由主DC电源1供电的输入端4、4
’
。保护电路3还具有端子5、5
’
,用于向DC操作负载(即应用装置)供电。在操作中，当负载连接到输出端子5、5
’
时，DC链路20上的DC电压被提供。负载即被操作装置可以具有本地电源单元PSU 12，包括PSU本地控制器，用于给负载的Vcc线35供电。Vcc线35为负载的任何有源元件供电，例如执行任何控制程序、开关和/或负载的其他部件的电子器件。
[0022]保护电路3具有第一级6，其包括耦合在输入端子4、4
’
之间的电压测量电路15、16。在图1的例子中，电压测量电路包括具有串联连接的至少两个阻抗15、16的分压器电路。至少两个阻抗15、16之间的连接提供了电压电平25，该电压电平25由至少两个阻抗15、16的相应尺寸确定。第一级6还包括电流定向元件，在这个例子中是二极管17，以防止电流回流到第一级6中。保护电路3还具有在第一级6之后的第二级7，其包括与预充电控制电路9串联的DC链路电容器8。第二级7与第一级6并联连接在输入端子4、4
’
之间。
[0023]保护电路3还包括数字控制器10。数字控制器10是由辅助电源14供电的有源元件，至少暂时直到由应用装置的本地PSU供电。辅助电源14可以是普通电池，它可以是由连接到第一输入端子的DC链路供电的有源电源，例如由DC链路20供电的从属电流源，或者它可以是用于给数字控制器10供电的任何其他合适的有源电源。作为可以提供的功率的指示，例如大约3mA。
[0024]任何DC操作负载或DC应用将包括需要供电才能运行的电子器件。此外，这种装置将具有本地电源单元PSU 12，以促进所需电力的输送。为了控制要输送给应用电子器件的功率，保护电路3还配备有数字控制器10。数字控制器10被布置用于控制本地PSU 12的激活和去激活，以向负载的电子器件供电。数字控制器10可以通过操作电源开关11来控制本地PSU 12的激活和去激活，该电源开关11用于将辅助电源14连接到本地PSU 12的电源输入23。此外，或者替代地，数字控制器10可以操作接地开关13，用于将地线(例如地线21)连接到本地PSU 12的软启动输入24。在仅接地的情况下，源14和本地PSU 12之间不需要连接。数字控制器10还可以被布置成通过与地线21串联连接的分流电阻器30来监控负载的操作条件，例如过载条件。
[0025]预充电
[0026]当负载或更一般地任何应用装置最初被连接并由主DC电源1供电时，应用装置(即负载)的电子器件12需要在主电力被输送到应用装置之前被供电。并且，在例如经由本地电源控制器激活电子器件之前，需要对DC链路电容器8进行充电。这种DC链路电容器是任何应用装置的一部分，并且连接在DC链路20和地线21之间。在操作中，当例如装置中的mosfets快速开关时，DC链接电容器8旨在提供装置所要求的快速电流。在电网电压下降的情况下，它还为装置提供了保持时间。在激活期间，需要确保该DC链接电容器8随着时间逐渐充电，因此不会出现突然的电压或电流尖峰。这是为了防止任何上游快速断路电路或保护装置跳闸。这被称为应用的预充电。
[0027]仍然参考图3，在该实施例中，保护电路1的预充电电容器8还用作应用装置12的DC链路电容器。在这种情况下，预充电电容器8与预充电控制电路9串联连接。这允许保护电路3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于DC系统中的下垂控制的方法，该DC系统包括DC源、DC总线和至少两个DC应用装置，每个应用装置具有下垂曲线，DC源通过DC总线向每个应用装置提供DC电压；每个应用装置在第一负载条件期间执行第一电压测量；每个应用装置在第二负载条件期间执行第二电压测量；每个应用装置根据第一电压测量和第二电压测量调节其各自的下垂曲线设置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，当与所述第二负载条件相关联的下垂水平被每个应用装置预先知道时，所述第一负载条件在黑启动期间是空载条件；和当在DC总线上检测到相关下垂水平的电压时，每个应用装置开始在第二负载条件下操作。3.根据权利要求1所述的方法，由每个应用装置检测触发模式，所述触发模式指示第一负载条件和第二负载条件的下垂水平；其中每个应用装置:响应于检测到触发模式，根据第一负载条件的下垂水平开始操作；和响应于检...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：DC系统有限公司，
类型：发明
国别省市：