[发明专利]用于分送电能的系统

说明书

本发明涉及一种用于分送电能的系统，所述系统包括被配置成供给电能到终端用户的电网，其特征在于所述电网以直流电压运行。

技术领域

本发明涉及一种用于交换电能的系统。这种通常被称为电能分送网络的系统已经家喻户晓。多年来，电能通过这种网络从发电处传输到终端用户，其中通常情况下从发电处到接近于终端用户的分送处之间使用高的交流电压，并且从所述接近终端用户的分送处以中低电压网络进一步分送。在世界各地，这些中低电压网络在实践中是交流电压网，并且它们应用50到60Hz的频率。由于标准化和人们长期以来相信该分送电能方式尤其在保护能力和低传输损失方面具有优势，所以直流电压分送从未被普及。

发明内容

然而，本发明的一个目的是提供上述交流电分送的一种备选方式，尤其是消除多个与所述交流电分送相关的推测的缺陷。

为此目的，本发明建议一种用于分送电能的系统，所述系统包括被配置成将电能供给到终端用户的电网，所述电网以直流电压运行。

为了便于使用这种电网，本发明进一步建议一种用于上述系统的保护装置，所述保护装置被配置成检测在连接终端用户时的功率消耗的变化，并且如果该变化大于预定阈值，限制在连接终端用户时的功率消耗。

与其中使用电流或电压阈值的常见保护装置相反，通过检测消耗的功率的过度增加，例如消耗的电流的过度增加来检测不规律情形，例如不期望的短路或者其他过度的功率消耗。尤其是当突然发生这种增加并且因此可以在功率消耗曲线图中看到阶跃时，根据本发明判定正在发生不规律情形。

这种阶跃形式可以通过监测功率消耗的频率分析结果而容易地进行检测。这是因为阶跃形式包括在平缓过渡时不出现的大量谐波。在优选实施方式中，保护装置因此被配置成根据测量到存在谐波电流或电压分量来检测变化。另外，所述保护装置可被配置成检测功率消耗，并且如果功率消耗大于预定阈值就限制或断开终端用户的连接。

虽然在LF(低频率)时域具有可用的功率，但在HF时域不存在可用的功率。用户可因此不根据方波方法而是通过斜坡上升方法进行通电。简而言之，谐波HF(高频率)信号不可以存在，因为这表明出现了故障。

短时内没有可用的功率，例如，在短路的情形中。当10A的电流流动并且发生短路时，10A的电流在0伏特电压下仍旧流动，所以功率是0瓦特。如果电流增加，那么在该时刻断开电路，从而不产生火花、电弧或者不产生热量。

根据现有技术的DC的商业解决方案是允许故障逐步升级，从而最弱的部分失效，其中最弱的部分通常是被损坏的保险丝的形式和具有半导体也经常损坏的缺陷。

本发明能够建立一种高效并且可靠的基础设施。在正常情形中，如在所谓的硬网络中那样运行，即用户能够在他们被允许的范围内消耗功率。然而如果产生不可预料的电流，这被看作是故障并且相关的LVDC连接件将会变得没有能量。

保护被配置成使得观察到具有绝对名义保护的HF电流行为。这导致用户必须遵守确定的通电行为以便确保不激活所述保护。

本发明还涉及一种位于根据前述权利要求中任一项所述的系统内的对电能消耗进行计费的装置，所述装置包括用于消耗来自电网的电能的连接件、将电能供给到消耗电能连接件的连接件、用于与电网的管理者数据通信的连接件、计量器件(device)和数据处理单元，其中所述计量器件连接到所述消耗电能连接件和所述数据通信连接件并且被配置成：监测在消耗点处消耗的电能的量和监测电能被消耗的时刻；所述数据处理单元连接到所述计量器件和所述数据通信连接件并且被配置成：通过所述数据通信连接件确定在连接时可供消耗的电功率、通过连接到所述计量器件确定所消耗的功率；使在输出时能够数据输出在连接时可供消耗的电功率的量。