Университет в Ла Риоха
Номер на патент: ES2404178B1
Номер на заявлението: P201001032
Година на издаване: 22-01-2014
Обобщение
Контролирана система за непрекъсваемо захранване, характеризираща се с изпълнение на функции, които позволяват да се разшири обичайното използване на UPS, за ефективна интеграция на системи за генериране на възобновяема енергия (GER) и за прилагане на стратегии за контрол на търсенето (DSM), състоящи се от включване на независими входове и изходи, модификация и множественост на статичния байпас и модификация на контролирания от шината контрол на зареждането/разреждането на батерията.
Описание
По същия начин UPS трябва да може да осигури алтернативен път, в случай че инверторът спре да работи, или поради претоварване, или поради повреда; Тази функция се изпълнява от статичния байпас и ръчния байпас, като последният е по-ориентиран към поддръжка. По този начин се определят основните блокове на SAL
В UPS от тип "Онлайн двойно преобразуване" или "Real Online" функциите, които са внедрени в него са:
а) Изходът (като цяло всеки товар, и по-специално сграда) непрекъснато се подава от инвертора. Това гарантира, че както изходното напрежение, така и честотата са независими от входа. Инверторът е отговорен за производството на синусоида, с който UPS захранва натоварванията, които защитава. Когато има напрежение в мрежата, инверторът остава синхронизиран с него.
б) Токоизправителят трябва не само да зарежда батериите, но и да подава тока, който се изисква от инвертора.
д) Когато входното напрежение е по-малко от установената граница, батериите доставят енергията на товара.
г) Статичният байпас позволява натоварването да се подава от спомагателната мрежа (или от нормалната мрежа, ако няма спомагателна мрежа) на UPS в тези случаи, в които инверторът спира или поради превишаване на границата на претоварване, или от провал на същия. Характеристика на статичния байпас е, че те имат операция "направено преди прекъсване", т.е. захранването на товара не се прекъсва по всяко време.
д) UPS, при нормална работа, доставя електрическа енергия към изхода от входа. В случай на повреда или претоварване, чрез статичния байпас, цялата енергия ще бъде доставена към изхода от спомагателния вход (или нормалната мрежа, ако няма помощна мрежа).
За да се увеличат функциите на UPS, патентите US20060192435 и US20080217998 описват непрекъсваема система за захранване, която има нова многоканална DC шина, свързана с множество прекъсващи източници на постоянен ток, включваща няколко независими DC входа с функция за коригиране/зареждане на батерия, включваща също изход с променлив ток, с недостатъка, че описаната система няма независими входове или изходи за променлив ток, също липсващи функции за управление, различни от тези на конвенционалния UPS за зареждане/разреждане на батерията, така че DSM (контрол на търсенето) функции не могат да се изпълняват.
Друго решение може да бъде намерено в патенти US20080278003 и ES2229887, където подобни SAis системи са описани с входна енергия от мрежата (AC) и входна енергия от източник или фотоволтаична слънчева енергия, въведена в шината с постоянен ток, с недостатъка, че те не имат независими входове или изходи с променлив ток, като им липсват и различни функции за управление спрямо тези на конвенционален UPS за зареждане/разреждане на батерията, така че DSM функциите не могат да бъдат изпълнявани.
За да се увеличат функциите на UPS, е създадена контролирана система за непрекъсваемо захранване, обект на настоящото изобретение, характеризираща се с разширяване на обичайното й използване за ефективна интеграция на системи за генериране на възобновяема енергия (GER) и за изпълнение на стратегиите, изискващи управление (DSM), улесняващо и улавянето на други видове остатъчна електрическа енергия, която може да се генерира в сграда, като регенеративно спиране на асансьори, хидравлично минипомпване и др. много трудно за използване
Чрез тази реализация е възможно да се реши какъв процент от енергията да се доставя на изходите от батериите и какъв процент ще идва от входовете, като по този начин има контрол за изпълнение на функции за регулиране на кривата на търсенето (DSM) и може да се намали
съвети за консумация и попълване на долините; и е възможно по всяко време да се реши дали ще се продава енергия и в какъв процент на електроразпределителната мрежа.
Ако поради съществуващото законодателство се желае да се гарантира изключително продажбата на енергия от възобновяеми източници, просто ще е необходимо да се инсталират измерватели на енергия във всеки от входовете, идващи от възобновяеми източници, и да се приложи продажбата да не надвишава сумата от казаха метри.
С предложената система електрическата енергия може да се съхранява, когато е най-удобно. Тази енергия може да идва от системата GER на сградата, например нощна вятърна енергия, когато е по-висока от консумацията на сградата в тези часове, или също от самата електрическа мрежа, например когато искате да презаредите батериите в извън пиковите часове. . По-късно тази енергия може да се използва по два различни начина: 1) за захранване на устройства по друго време или когато енергията е по-оскъдна или по-скъпа, или 2) за инжектиране на енергия в електрическата мрежа по време на най-голямо глобално потребление.
Предлагат се също модификация и многократност на статичния байпас и модификация на системата за зареждане/разреждане на батерията на контролираната система за непрекъсваемо захранване, така че тя да приема функция на регулатора.
Ще бъде приет контролен вход за всеки регулатор, който напълно модифицира операцията, както следва:
- Електрическата енергия се доставя към изхода и спомагателния изход, идваща от входовете или батериите, съгласно стратегиите GER и управление на търсенето (DSM).
-Енергията, която трябва да бъде доставена до търговските обекти, е променлива и контролирана, така че да може да се отчита натоварването и продажбата на мрежата. Откъде знам
енергия към електрическата мрежа в моменти на най-голямо глобално потребление.
Друго важно предимство на тази система е да може да изпълнява DSM техники, като може да постигне, че кривата на търсене на сграда е постоянна линия на желаната стойност. Тоест, съхранението на енергия може да се извършва по време на наличност, за да се консумира по-късно, така че глобалното енергийно изискване да бъде такова, каквото ни интересува с времето. За тази цел изобретението ще бъде оборудвано с функции за зареждане/разреждане на батерията, контролирани от DSM техники.
Особено забележително е да можете да доставяте електричество в мрежата, когато е най-интересно. По този начин енергията, генерирана и съхранявана в моменти, когато нито сградата, нито електрическата мрежа се нуждаят от нея, може да бъде инжектирана в електрическата мрежа като продажба на възобновяема енергия. За да направите това, UPS ще бъде оборудван, съгласно изобретението, с функции за контролирано зареждане/разреждане на батерии.
Като важно предимство да се подчертае подобряването на фактора на мощността (coslt; p) на сградата до фактор на мощността (coslt; p) = 1, като по този начин може да се освободи от автоматичните кондензаторни банки, които се използват за тази цел. Това важно подобрение се получава, тъй като изобретението захранва всички товари в сградата, а не само критичните натоварвания, например персонални компютри, както е обичайно при използването на конвенционални SAis.
Друго важно предимство е, че улеснява улавянето на други видове остатъчна електрическа енергия, която може да се генерира в сградата, като регенеративно спиране на асансьори, хидравлично минипомпване и др. много трудно за използване без този тип устройства.
Като важно предимство трябва да се подчертае, че предложената система, в допълнение към голямата си полезност за сгради, е особено валидна за изолирани системи като цяло, като кораби, сгради, изолирани от електрическата мрежа, морски платформи, превозни средства и т.н.
Модификацията и многократността на статичния байпас (8.1) и (8.2) и модификацията на контрола за зареждане/разреждане на батерията (6.1) на SAIC (1.1) също се извършват така, че всеки от токоизправителите/зарядните устройства (5.1), (5.2), (5.3) и (5.4) на батериите (6.1) приемат функции на регулатора, приемайки вход (3.1), (3.2), (3.3) и (3.4), за всеки токоизправител/зарядно устройство (5.1), ( 5.2), (5.3) и (5.4) на батериите (6.1), с функции на регулатора, които изцяло модифицират работата на контролираната система за непрекъсваемо захранване (1.1), както следва: s -Контролираната система за непрекъсваемо захранване (1.1) ще доставят електрическа енергия към изходите (4.1) и (4.2), идваща от входовете (3.1), (3.2), (3.3) и (3.4) или от батериите (6.1) чрез управление на вътрешната токова шина непрекъснато (13), шина за контрол на продажбите (11) и шина за контрол на потреблението (12), чрез управление на DSM търсенето (14) - енергията, която трябва да бъде доставена до изходите (4. 1) и (4.2), е променлива и контролирана, така че потребителското натоварване и продажбата на мрежата могат да бъдат присъствани, като могат да решат какъв дял от енергията, консумирана от товара, идва от входовете (3.1), (3.2 ), (3.3) и (3.4), сред които е мрежата и коя част идва от токоизправителите/зарядните устройства (5.1), (5.2), (5.3) и (5.4) от батерии (6.1), успявайки да модифицира
наречена крива на търсенето, подобряваща фактора на мощността.
Искове
1 -Контролирана система за непрекъсваемо захранване, характеризираща се с това, че включва спомагателен вход (2), няколко електрически независими входа на променлив ток със стандартно напрежение (3.1), (3.2),
(3.3) и (3.4), няколко електрически независими изхода на променлив ток със стандартно напрежение (4.1) и (4.2), няколко токоизправители/зарядни устройства (5.1), (5.2), (5.3) и (5.4) на батерии, еквивалентни на брой входове, батерии (6.1), инвертори (7.1) и (7.2) и статичен байпас (8.1) и (8.2), еквивалентни по брой изходи, вътрешна шина за постоянен ток (13), програмируем логически контролер с внедряване на техники за оптимизиране на търсенето (14) и ръчен байпас (9), както и шина за контрол на зареждането/разреждането на батерията (10), която контролира зареждането/разреждането на батериите (6.1), контрол на продажбите (11), който контролира втория статичен байпас (8.2), за продажба на енергия към мрежата, и шина за контрол на потреблението (12), която контролира първия статичен байпас (8.1), за захранване на товара.
2-Процедура за улавяне на електрическа енергия, характеризираща се с това, че чрез входовете (3.1), (3.2), (3.3) и (3.4) електрическата енергия на различните системи за производство на електричество от възобновяеми източници на променлив ток се улавя от нормализирано напрежение, от електроразпределителната мрежа или други спомагателни източници, предоставящи на системата възможност за събиране на електрическа енергия, директно и независимо, елиминирайки синхронизатори.
3-Процедура за евакуация на електрическа енергия, характеризираща се с подаване на електрическа енергия към изходите (4.1) и (4.2), по променлив и контролиран начин, от входовете (3.1), (3.2), (3.3) и (3.4) или от батерии (6.1), през шината за контрол на зареждането/разреждането на батерията (10), шината за контрол на продажбите (11) и
4. контрол на потреблението (12), чрез внедрените функции за контрол на потреблението (14) 4 - Процедура за евакуация на електрическа енергия, съгласно претенция 3, характеризираща се с това, че е възможно да се модифицира така наречената крива на търсенето на натоварване или сградата, по преценка на потребителя или на електроразпределителните дружества, чрез подходящо програмиране на контролера (14) и също така подобрява коефициента на мощност, на товара или на сградата, към блока. 10