Уред и метод за мрежно складирање на енергија и самостојно генерирање мрежа со споделено
1. Уред за струја за складирање и производство на островска мрежа со споделени елементи за префрлување за префрлување на поларитет на полубранови, карактеризиран, дека чекор конверторско коло (2), чекор надолу конвертер коло (6) и понатамошен полумост (3), секој составен од најмалку 2 контролирани елементи за префрлување (22, 23, 31, 32, 62, 63), на врските на Преклопните елементи (41, 42) се електрично поврзани паралелно и поврзани со енергетска продавница (4) и дека еден терминал (12, 52) од чекор-конверторот (2) и конверторот за чекор надолу (6) е електрично поврзан со точката на поврзување (30) на преклопните елементи (31, 32) од понатамошниот полумост (3) е поврзан.
2. Уред според барање 1, карактеризиран, дека двата прекинувачки елементи (31, 32) на понатамошниот полумост (3) се дизајнирани како диоди.
3. Уред според барање 1, карактеризиран, дека на влезот од колото за чекор конвертор (2) има исклучувач (7) што може да оддели барем еден приклучок за поврзување (12) од влезот од колото за чекор конвертор (2).
4. Апарат според барањето 3, карактеризиран, дека исклучувачот (7) има најмалку три столба, барем по еден столб со приклучок (12) на мрежата за напојување (1), потенцијал на заземјување (42) на средното коло (4) и централна точка (30) на понатамошниот полу-мост (3) е поврзан и е дизајниран така што врската (12) на мрежата за напојување (1) може да се прилагоди да биде поврзана или со потенцијалот на земјата (42) на средното коло (4) или со централната точка (30) на понатамошниот полумост (3).
5. Уред според едно од барањата од 1 до 4, карактеризиран, дека продавницата за енергија (9) е поврзана со средното коло (4) преку двонасочен конвертор на еднонасочен напон (8).
6. Метод за работа на уредот според било кое барање од 1 до 5, карактеризиран, дека со модулирана контрола на ширина на пулсот на барем еден елемент на преклопување на колото за зголемување (2) и чекор-надолу (6), електричната променлива во средното коло (4) е регулирана и се обезбедува излезен напон при поврзување на потрошувачот (5).
7. Методот според барањето 6 за управување со уредот според едно од барањата 1, 3, 4 или 5, кој се карактеризира со дополнително вклучување на долниот елемент за вклучување (32) на понатамошниот полумост (3) со позитивен влезен напон на чекор-конверторот (2) или вклучување на горен елемент за преклопување (31) на понатамошниот полумост (3) со негативен влезен напон на чекор-конверторот (2).
8. Методот според барањето 6 или 7, кој се карактеризира со антифазна контрола на чекор-конверторот (2) и чекор-надолу конверторот (6) на таков начин што чекор-конверторот (2) ја намалува неговата струја на складирање кога чекор-надолу конверторот (6) ја гради својата струја на складирање и обратно.
5. Метод за работа на уредот според едно од патентните барања од 1 до 5, се карактеризира со трајно затворање на соодветните горни елементи за вклучување (22, 62) на чекор-конверторот (2) и конверторот за надолу (6) со позитивен влезен напон на чекор-конверторот (2) и трајно затворање долните елементи за преклопување (23, 63) на чекор-конверторот (2) и конверторот за чекор-надолу (6) кога влезниот напон на чекор-конверторот (2) е негативен.
10. Методот според било кое барање од 1, 3 или 4, карактеризиран, дека прекинувачот за изолација (7) е отворен или само барем еден елемент за префрлување на конверторот на преградата (6) е контролиран со модулација со ширина на пулсот и, во зависност од посакуваниот поларитет на напонот генериран на излезот (5), горниот (31) или долниот елемент за преклопување (32) на понатамошниот полумост (3 ) се контролира.
Пронајдокот се однесува на уред и метод за складирање на струја и генерирање изолирани мрежи со споделени елементи за префрлување за вклучување на поларитетот на полубранови.
Поради падот на повластените тарифи за приватни системи за соларна енергија, бројот на нови инсталации исто така опаѓа и работата на ваквите системи станува сè понеисплатлива и за приватните производители и за индустриските потрошувачи. Многу интересна алтернатива за напојување на генерираната сончева енергија во мрежата за напојување е претставена со таканаречено складирање на тампон. Тука, сончевата енергија се складира во уреди за складирање на електрична енергија, главно во батерии, така што може да се користи со задоцнување кога е потребно. Ова значи дека се намалуваат набавките на електрична енергија од јавната мрежа, а со тоа и електричната енергија и трошоците за работа.
Покрај батеријата, вообичаена продавница за тампони има и инвертер за напојување во јавната електрична мрежа. Класичните системи се исто така опремени со DC интерфејс и конвертер DC напон за поврзување на соларни генератори. Особено, поновите системи обезбедуваат посебна врска за електрични оптоварувања преку понатамошно коло на инвертер.
Понатаму, може да има и друг конвертер на напон помеѓу батеријата и инверторот, кој содржи галванско одвојување на мрежата и потенцијалот на батеријата со помош на трансформатор.
Таканареченото непрекинато напојување (скратено „UPS“) исто така може да се спроведе со таков систем за складирање тампон со обезбедување на посебна врска за електричен потрошувач.
DE202008014919U1 открива соларен систем за напојување кој служи како UPS-от. Во овој случај, првата електрична енергија се генерира од соларен генератор, кој е поврзан со уред за складирање на батерии преку MPPT (максимално следење на точката на напојување) и конвертор на DC напон. Втора електрична енергија се обезбедува од јавната електрична мрежа преку приклучок. За ова е предвидена корекција на факторот на моќност, чиј излез е поврзан со излезот на конверторот DC/DC за првата електрична енергија. Ова значи дека електричен потрошувач може да се снабдува или од соларен генератор или од јавна електрична мрежа, или привремено само од складирање на баферот на батеријата. Со предложениот систем, сепак, не може да се напојуваат потрошувачи на наизменична струја што се наменети за поврзување со јавната електрична мрежа во согласност со нивната намена.
Со оптоварување со наизменична струја може да се работи директно на електричната мрежа, во тој случај корекцијата на факторот на моќност на UPS-от мора да овозможи двонасочна работа, или да се обезбеди посебна врска со наизменичен напон на UPS-от, што обезбедува наизменичен напон преку дополнителен инвертер. Поврзувањето на потрошувач директно со јавната електрична мрежа не претставува непрекинато напојување на потрошувачот, бидејќи од една страна UPS-от прво треба да открие прекин на електричната енергија, што доведува до одложено снабдување со енергија, а со тоа и до краток прекин во напојувањето, а од друга страна Потребни се дополнителни мерки од страната на инсталацијата со цел да се спречи напојување во случај на прекин на електричната енергија. Понатаму, мора да се почитуваат дополнителни барања од упатствата за прием за двонасочен инвертер со мрежна врска.
Единствената опција што останува е да се обезбеди AC напон врска со дополнителна електроника со инвертер, што создава островска мрежа. Најчестата топологија за колото за корекција на факторот на моќност и електрониката на инверторот е чекор-конвертер, кој е подеднакво погоден за обете насоки на проток на енергија. Би било пожелно кога, кога користите два одделни конвертори за мрежно поврзување и за генерирање изолирани мрежи, барем дел од електрониката да се користи заедно со цел да се заштеди простор, тежина и трошоци.
Затоа, задачата е да се спроведе непрекинато напојување за потрошувачите на наизменична струја преку систем за складирање тампон, кој се користи исклучиво за само-потрошувачка на само-генерирана или привремено зачувана енергија и што овозможува најефикасна можна употреба на потребните компоненти за оптимизација на трошоците, тежината и ефикасноста.
Овој предмет се постигнува со уред кој ги има карактеристиките на патентното барање 1 и методот според барањата 6 или 9. Понатамошните олицетворенија произлегуваат од поткрепувањата.
Она што е предложено е уред за складирање на струја и генерација на островски мрежи со споделени елементи за префрлување за префрлување на поларитет на полубранови.
Истите компоненти се идентификувани подолу со истите референтни симболи.
Прекинувачките елементи (31, 32) на понатамошниот полумост (3) може во наједноставен случај да бидат дизајнирани само како диоди, што доведува до понатамошно намалување на трошоците.
Колото за чекор конвертор (2) за поврзување со мрежата за напојување (1) поволно има изолациски прекинувач (7) што може да оддели барем еден мрежен столб (12) од уредот. Ова значи дека островска мрежа (5) секогаш може да се обезбеди од енергетската продавница (4) независно од мрежата за снабдување (1).
3. Посебно олицетворение на уредот според барањето 3 има исклучувач (7) кој има најмалку три столба, барем по еден пол во секој случај со приклучокот за поврзување (12) од мрежата за напојување (1), потенцијалот на земјата (42) на средното коло (4) и е поврзана точката на поврзување (30) на понатамошниот полумост (3). Ова значи дека тампон-меморијата исто така може да се полни со униформен напон на напојување, на пример, соларен генератор, при приклучок (1) преку струјното коло на конверторот (2) со воспоставување врска помеѓу мрежниот столб за поврзување (12) и потенцијалот на земјата (42) ) на средното коло (4), при што конверторот за чекор по чекор (6) може истовремено да генерира наизменичен напон на приклучокот (5). Трајното затворање на прекинувачот (32) на понатамошниот полумост (3) навистина би го имало истиот ефект за колото на чекор конверторот (2), но во исто време спречува создавање на наизменичен напон од конверторот за намалување (6).
Во поволна олицетворение на предложениот метод, кога влезниот напон (1) на чекор-конверторот (2) е позитивен, долниот прекинувачки елемент (32) на понатамошниот полу-мост (3) е по можност трајно вклучен, а кога влезниот напон (1) на чекор-конверторот (2) е негативен, горниот елемент за вклучување Прекинувачкиот елемент (31) на понатамошниот полумост (3) е по можност трајно вклучен, додека другиот прекинувачки елемент на полумостот (3) е деактивиран.
7. Методот според барањето 6 или 7 генерира контролни сигнали модулирани со ширина на пулсот од чекор-нагоре (2) и чекор-надолу конвертори (6) надвор од фазата едни со други, така што чекор-надолу конверторот (6) го испушта средното коло или продавницата на енергија (4) точно кога тој средното коло или продавницата за енергија (4) се полни од чекор-конверторот (2), чекор-конвертерот (2) со што се намалува неговата струја на складирање. Ова ги компензира струите на бранување со фреквенција на прекинувачот во средното коло (4) и може да се зачуваат мерките за филтри.
Исто така, се предлага метод, кој со трајно затворање на горните елементи на преклопување (22, 62) на чекор-конверторот (2) и конверторот за надолу (6) при позитивен напон помеѓу врските (11, 12) на мрежата за напојување (1), со синусоидален AC напон на полу-бранот на позитивната мрежа или трајно затворање на долните елементи за вклучување (23, 63) на чекор-конверторот (2) и конверторот за намалување (6) при негативен напон помеѓу врските (11, 12) на мрежата за напојување (1), со синусоидален Воспоставен е напон на наизменична струја на негативен мрежен полу-бран, директна врска помеѓу потрошувачот (5) и мрежата за напојување (1) без енергија да се чува привремено. Ова осигурува дека повеќе енергија не се внесува во меморијата (4, 9), на пример кога е целосно наполнета или други услови спречуваат или забрануваат размена на енергија со меморијата (4, 9).
Претставен е друг метод кој се троши со извлекување енергија од мрежата за напојување (1) со отворање на изолациониот прекинувач (7) и/или едноставно отворање на конверторот за намалување (6) преку соодветна контрола на модулираната ширина на пулсот на двата прекинувачки елементи Облик, соодветните барања ориентирани кон апликацијата, но особено синусоидалниот излезен напон, генериран при поврзување на потрошувачот (5). Како резултат, трошоците за потрошувачка на електрична енергија се заштедуваат, особено, на пример, кога соларен генератор е дополнително поврзан со продавницата за енергија. Промената на поларитетот може да се изврши и на која било фреквенција, која исто така може да се менува по своја волја за време на работата, со соодветна контрола на двата прекинувачки елементи (31, 32) на полумостот (3). Сè додека напонот на средното коло или, во случај на директно поврзана продавница за енергија (4, 9), работниот напон на продавницата за енергија (4, 9) е над врвниот напон на мрежата за напојување (1), изолациониот прекинувач (7) може да остане затворен.
Пронаоѓањето е подетално објаснето подолу со упатување на сликите од 1 до 5.
1 покажува примерно олицетворение на двонасочен мрежен инвертер според претходната уметност
2 го покажува првото олицетворение на предложениот уред
3 го покажува второто олицетворение на предложениот уред
4 покажува пример за можна контролна шема на предложениот метод според барањата 6, 7 и 8
5 покажува пример за можна контролна шема на предложениот метод според барањето 9
1 е прикажан пример од моменталната состојба на електроника за напојување со складирање на енергија. Актуелно коло на конверторот (2), кое работи како коло за корекција на факторот на моќност со соодветна контролна шема, се полни преку заситувач за складирање (21) и преклопните елементи (22, 23 ) и преклопните елементи (31, 32) на полумостот (3) за вклучување на полубранови имаат средно коло (4) на кое обично е поврзана продавница за енергија (што не е прикажано тука) преку електроника со низводен конвертор DC/DC. Покрај тоа, друга мрежа за напојување, честопати соларен генератор, е поврзана со средното коло (4) или со складиштето на енергија (не е прикажано овде) преку понатамошен, посебен конвертор на еднонасочен напон. Понатаму, дополнителен инвертер е поврзан на средното коло (4) со цел да се напојува AC оптоварување без прекин преку посебна врска (5). Инверторот се состои од чекор надолу конвертор (6) и полумост (3) за вклучување на полубранови. Колото за чекор конвертор (2) исто така може да се управува двонасочно со цел да се напојува енергија во мрежата (1).
2 го прикажува предложениот уред во првото олицетворение. Колото на чекор конверторот (2) и полу-мостот (3) за вклучување на полубранови или поларитет на мрежата за напојување (1) се поврзани со средното коло (4), а колото на конверторот за надолу (3) е исто така поврзано со средното коло (4). Се издава втор полумост (3), така што еден ист полумост (3) е вклучен во протокот на струја во снабдувачкото коло (1), како и во протокот на струја во колото на островската мрежа (5). Како резултат, кога приклучок за енергија е поврзана со приклучоци на средно коло (41, 42), може да се постигне непрекинато напојување со намален број компоненти со заштеда на половина мост (3) и со тоа намалување на трошоците и подобрување на ефикасноста. Понатаму, изолациониот прекинувач (7) може да биде присутен во колото на колото за чекор конвертор (2), со кое може да се изврши раздвојување на мрежата и да се постави фреквенција на островска мрежа, независна од мрежната фреквенција.
3 е прикажана втора примерна олицетворение на предложениот уред во кој складиште на енергија (9) е поврзано со врските (41, 42) на средното коло (4) преку двонасочен конвертор на DC напон (8). Од една страна, нема дополнителни барања за работа на високонапонски уреди за складирање на енергија што произлегуваат од соодветните стандарди; од друга страна, конверторот DC-DC може да генерира струја во фаза спротивна на струјата за полнење на средното коло на чекор-конверторот (2) за полнење или празнење на уредот за складирање на енергија (9), така што линиско-фреквентната компонента на наизменичен напон во средното коло (4) предизвикана од линиската фреквентна струја за полнење на чекор-конверторот (2) може да се намали. Како резултат, можно е, на пример, да се издаваат електролитски кондензатори.
5 е прикажана дополнителна контролна шема на предложениот метод, кој се користи особено за директно напојување на потрошувач (5) од мрежата за снабдување (1), без потреба од рачни измени на уредот. Со позитивен влезен напон (101) на приклучокот за напојување (1), двата горни елементи за вклучување (22, 62) на чекор-конверторот (2) и конверторот за надолу (6) и долниот елемент за вклучување (32) на полумостот (3) се вклучени трајно, додека на негативен влезен напон (101), двата пониски преклопни елементи (23, 63) на чекор-конверторот (2) и конверторот за чекор надолу (6) и горниот елемент за преклопување (31) на полумостот (3) се вклучени трајно. Во моментот на пресврт на поларитетот (102) на напонот на напојување (101), може да биде корисно или потребно да се деактивираат еден или повеќе сигнали за одреден временски период, слободно избран.
1 Приклучок за мрежа 2 Коло за засилување на конверторот 3 Коло со полумост 4 Продавница за енергија (средно коло) 5 Поврзување за електрични оптоварувања 6 Кола за конвертор на преобразба 7 Исклучувач 8 Двонасочен конвертор DC/DC 9 Продавница за енергија (батерија) 11 Приклучок за напојување со прв пол 12 Поврзување за мрежа со втор пол 21 Продавница за индуктивна енергија на конверторот за засилување 22 Горен елемент за вклучување на конверторот за чекор погоре 23 долен елемент за вклучување на чекор-конверторот 30 точка за поврзување горен и долен елемент за вклучување на полумостот 31 горен елемент за вклучување на полумостот 32 долен елемент за префрлување на полумостот 41 горен приклучок за директен напон 42 понизок приклучок за директен напон (потенцијал на земјата) 51 прв пол потрошувачки приклучок 52 втор пол потрошувачки приклучок 61 индуктивно складирање на енергија на Конвертер на преобразба 62 горен елемент на префрлување на конверторот на преобразувач 63 долен елемент на префрлување на конверторот на преобразувач 101 примерна форма на напон приклучок во мрежа 102 напон нула премин сел)
Цитати вклучени во описот
Оваа листа на документи наведени од апликантот е генерирана автоматски и е вклучена само за подобри информации на читателот. Списокот не е дел од апликацијата за германски патент или корисен модел. ДПМА не презема никаква одговорност за какви било грешки или пропусти.
- ДЕ 202008014919 U1 [0006]