[发明专利]储热设备控制器

说明书

技术领域

本发明涉及电网和所述电网内的负载管理。本发明更具体地涉及在电力网络内提供的储热设备，尤其是所述储热设备的控制器。在现有技术的背景下，术语“储热设备”包括供空间加热用的电存储加热器和使用电力元件加热的水缸。本发明还涉及响应电网内预期负载变化时对所述储热设备的操作控制。

背景技术

随着绿色技术的发展和诸如风能和波能等可再生资源用于市电供应，越来越多的电力网络设施正在考虑在电力供应中使用这些资源。

虽然这些可再生资源具有许多诸如可持续性等的优势，但是它们对网络供应的整体贡献缺乏连续性。例如，只有当风吹起时，风力发电机才能提供能量，而波能转换器需要波浪模式来提供能量。这两种都有天气和气候因素，不一定符合网络的负载要求。

由于这些可再生能源资源的供应波动，当确定电力来源的整体组成时，网络服务器通常也提供传统的电力来源。然而，这些“基于碳”的电力来源通常不能立即启动，它们需要时间来上线，以确保电网不会遭受临时限电，或更严重的彻底电力短缺。为了确保在任何时刻向负载提供足够电力，可预测的电力供应通常一直与从被需要的和可获得的再生资源中取得的瞬态电源一起被操作。然而，如果来自这些资源的可用电力超出网络负载，那么网络设施运营商常常通过停用风力涡轮机等方式，而非停止可预测电源来丢弃该能量。这种负载管理困境导致并非所有来自可再生资源的可用电力都能得到利用。

为了解决这些问题已经提出了不同的解决方案，包括那些通常被考虑的电网储能器。在电网储能器中，在（来自电厂的）产出超出消耗时存储电能，而在消耗超出产出时利用存储电能。所计划的解决方案考虑了为电动汽车的电池供电、压缩空气，和飞轮的使用。虽然所有这些方案有助于解决负载变化，进而借此提高性能并减少能量损失，但都需要转换成存储市电电网的能量，所以方案的成本非常巨大。

因此，为了能优化使用电网内的可再生资源，就出现了该网络负载管理的问题。

发明概述

根据本发明的理论，通过储热设备控制器来解决这些和其它问题。所述控制器选择性地激活电力网络中分布的储热设备，以便将它们的操作和可再生资源的可使用电力相关联。

因此，根据权利要求1，本发明提供一种储热设备控制器。从属权利要求中提供了优选实施例。

本发明的这些和其他特征将参照如下附图更好地理解。

附图说明

现在将参考相应附图描述本发明，其中：

图1是本发明的局部电网网络逻辑关系图。

图2是本发明的控制器框图。

图3以图形形式表示热水器中提高温度点对于可用能量吸收的影响。

图4以图形形式表示本发明延迟时间计算的示例性形式。

图5是根据本发明技术规范的可供选择控制器的方框图。

图6是根据本发明的网络配置图。

附图详述

下文将描述按照本发明提供的示例性配置，以帮助理解本发明的优势。这种配置将被理解为可供控制器类型的示例，而不旨在将本发明限制于任何特定配置。在不背离本发明范围的情况下，可以对本文所描述的配置进行修改。

为了解决网络电网中负载管理相关的问题，本发明人已意识到，在诸如电存储加热器和水缸的网络储热设备中可以选择性地被供电，以匹配电网内的可用电力。

存储加热器是众所周知的，它们通常包括绝缘外壳内由储热介质（“砖”）组成的芯。加热元件被设置在砖的中间以加热砖。存储加热器一般被本地控制，从而使得当电力供应比较便宜（“非高峰”时间）时——通常是晚上，加热元件被接通。该操作常在加热器安装时就写入了程序，加热元件的启动时间与网络服务器公布的时间一致。

通过一些电力供应商可以在一天内确定一个或多个非高峰时段，例如一天包括两个或两个以上相对较短的高峰时段以及其间的非高峰时段。在非高峰时段期间，砖由加热元件一般加热到约650摄氏度的温度，以使得热量被存储在砖中。通过绝缘设计确保砖的热损失率减少到所需等级。在一天中，当电力比较昂贵时，加热元件被关闭，且来自储热砖的热量辐射到房间以加热房间。绝缘量影响从芯到房间的热损失率。因为相对简单、安装便宜、使用清洁以及运行相对廉价，所以这种加热方法是有利的。但是，它也有许多缺点。