[发明专利]本地电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的本地电源装置。本发明还涉及用于操作本地电源装置的操作方法。

背景技术

当来自例如在住宅中的电气装置所连接至的电源网络的供电中断（例如作为电源网络中故障的结果）时，此类本地电源装置被用于该电气装置的备用电源（也被称作备份电源）。本地电源装置监控电源网络，并且在发生网络故障的情况下，切换至所谓的独立网络操作或者孤立网络操作。在这种情况下，本地电源装置断开与电源网络的连接，并接通备用电源。可以从存储单元（例如具有适当的功率储备的可再充电电池）向备用电源馈电，因此，形成本地独立网络。该备用电源例如可以通过将来自存储单元的直流电压转换为交流电压的逆变器来提供。在独立网络操作中，由本地电源装置连续监控电源网络。一旦电源网络再次可用，本地电源装置再次从独立网络操作切换回正常网络操作。在这种情况下，存储单元接着被再充电。

文献EP 1 965 483 A1描述了此类本地电源装置。在这种情况下，本地发电单元（例如光生伏打装置）由具有存储单元的逆变器来扩展。逆变器被设计为监控电源网络，在电源网络发生故障时，将本地电源装置从电源网络断开，并自主地形成本地网络。然后，各种本地发电单元能够以模块化的方式用于向该本地网络馈送电力。

电源网络通常是公用三相电源网络，尽管它也可以是区域电源网络。例如，可以从连续运行的发电机向此类区域电源网络馈电，其中，该发电机不需要位于与电气装置相同的位置点。例如在住宅或者工业设施中的本地电气装置通常被连接至电源网络的多个相（特别是所有的三个相），用以在相位之间均匀地分配由消费者产生的负载。

通常，本地电源装置是单相装置，其结果是在发生网络故障时，仅有某些负载（特别是最重要的负载）可以被供应电力。作为选择，对于每个相位都需要专用的备用电源。

存在对这样的本地电源装置的需求，该本地电源装置不需要具有三相能量源（诸如柴油发电机或者多个逆变器），但在电源网络发生故障时，仍能够向在本地网络中的所有相位上的负载供应电力。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种改进的本地电源装置。另一个目的在于提供一种用于本地电源装置的操作方法。

该目的通过具有权利要求1的特征的本地电源装置实现。它还通过具有权利要求6的特征的操作方法实现。在从属权利要求中指明了改进和有利的完善。

根据本发明的第一方面，本地电源装置包括如下：多相传输线，用于从电源网络向负载布置传输电力；断开设备，被配置为当操作断开设备时，将传输线分离为两个互相电隔离的部分，即馈电部和引出部；网络监控设备，被连接至传输线的馈电部，并且被配置为用于监控电源网络的状态；以及网络形成体，经由至少一个相位被连接至传输线的引出部。本地电源装置的特征在于，至少一个连接设备被连接至传输线的引出部，并被配置为将传输线的引出部中的至少一个相位连接至传输线的引出部中的另一个相位以形成公共相位。

传输线的各部的连接以及下面的其他功能单元的连接指的是导电连接。术语“断开设备”指的是可以使用“常开”以及“常闭”开关两者。具有至少二个、三个或以上的相位和中性线的电源网络在下文中被称为多相网络，而单相网络意指具有一个相位和一个中性线的网络。

网络形成体意指被设计为通过能够预先确定网络电压、频率和相位角而形成本地电源网络的设备。与综合电源网络隔离的此类本地网络也被称为独立网络，并且其操作被称为独立网络操作。出于该目的所需的电能例如从存储器（电池）获取、或者从被内燃机、被风力/水力驱动的发电机获取，或者以一些其他方式获取。网络形成体可以包括电池和逆变器。

监控设备用于监控电网络，其中确定电压、频率和相位角，并从其中导出现有状态。如果所有被监控的参数在预先确定的容限范围内与其额定值相符，那么网络状态被称为处于正常状态。在与其额定值有差异时，检测到故障状态，例如网络故障。

在电源网络的故障状态下，电气装置的所有相位连接在一起，以在负载侧形成公共相位，并且这些相位在下文中被称为引出相位。来自网络形成体的电力被提供给该公共相位。在一个可能的实施例中，该网络形成体包括具有直流电压源的单相逆变器。当电源网络返回正常状态时，在切换回网络操作之前，再次取消（即断开）引出相位的该连接。

负载通常是分布在引出相位之间的单相器件，以便在电气装置的相位上实现一致的加载。与仅在一个相位上的紧急电源形成对照的是，在电源网络中发生故障状态的情况下引出相位的连接导致所有负载被供电。因此不需要用于紧急操作的额外的多相发电机。