RU2690008C1 - System and method of switching an electrical system to a backup power supply in case of power failure - Google Patents

System and method of switching an electrical system to a backup power supply in case of power failure Download PDF

Info

Publication number
RU2690008C1
RU2690008C1 RU2017109161A RU2017109161A RU2690008C1 RU 2690008 C1 RU2690008 C1 RU 2690008C1 RU 2017109161 A RU2017109161 A RU 2017109161A RU 2017109161 A RU2017109161 A RU 2017109161A RU 2690008 C1 RU2690008 C1 RU 2690008C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
switch
local
source
specified
Prior art date
Application number
RU2017109161A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дейвид А. ЭЛДРИДЖ
Брэндон Дж. РОДЖЕРС
Максимилиан А. МЮЛЛЕР
Рональд Л. ТОМПСОН
Original Assignee
Итон Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Итон Корпорейшн filed Critical Итон Корпорейшн
Application granted granted Critical
Publication of RU2690008C1 publication Critical patent/RU2690008C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/08Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems requiring starting of a prime-mover
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00036Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving switches, relays or circuit breakers
    • H02J13/0004Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving switches, relays or circuit breakers involved in a protection system
    • H02J13/0006
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00004Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by the power network being locally controlled
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00034Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving an electric power substation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28The renewable source being wind energy
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12The local stationary network supplying a household or a building
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/248UPS systems or standby or emergency generators

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to a distributed power supply system. Disclosed is device (215) for control of electrical system (200), comprising: main switch (220) with possibility of connection to common use power source (205), switch (240) of local power supply source with possibility of connection with local generating source (245) of supply, multiple switches (230) of branches, each of which is made for connection with one or more loads (235), and control component (250). Control component is configured to detect power failure from public power source: to provide opening of main switch; determine which one or more of said plurality of tap breakers must receive standby power from local power supply source; ensure adjustment of branch switches in such a way that only certain one or more of said plurality of branch circuit breakers are in closed state, and ensure inclusion of local generating power source.EFFECT: providing safe putting into operation of local generating power source, matching load with power of local generating power source, and providing safe recovery of mains during power supply restoration.15 cl, 7 dwg

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross reference to related applications

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на изобретение США № 62/045,864, поданной 04.09.214 и включенной в настоящую заявку посредством ссылки.This application claims the priority of the provisional application for the invention of US No. 62 / 045,864, filed on 04.09.214 and incorporated into this application by reference.

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится в целом к электрораспределительным системам, а в частности, к системе и способу переключения энергосистемы, например, коммунальной энергосистемы, на местный генерирующий источник питания при нарушении энергоснабжения от основного источника питания общего пользования, без использования устройства автоматического переключения нагрузки на резервный источник питания или другого аналогичного устройства.The present invention relates generally to electrical distribution systems, and in particular, to a system and method for switching a power system, for example, a utility power system, to a local generating power source in the event of a power failure from the main power source for general use, without using an automatic load switching device to a backup power source. or other similar device.

Уровень техникиThe level of technology

Система распределенного электропитания, которую иногда именуют местным генерирующим источником или местным источником питания, представляет собой механизм производства электроэнергии малой мощности, используемый для создания резервного или оптимизированного традиционного устройства энергоснабжения. Системы распределенного электропитания содержат, например, по меньшей мере, фотоэлектрические (PV) модули (соединенные с преобразователями постоянного тока в переменный ток), ветряные энергетические установки (соединенные с преобразователями постоянного тока в переменный ток), энергетические установки, работающие на природном газе, резервные генераторы, накопители энергии, и источники бесперебойного питания.A distributed power supply system, sometimes referred to as a local generating source or local power source, is a low-power power generation mechanism used to create a backup or optimized traditional power supply device. Distributed power systems contain, for example, at least photovoltaic (PV) modules (connected to direct current converters to alternating current), wind power plants (connected to direct current converters to alternating current), natural gas power plants, backup generators, energy storage, and uninterruptible power supplies.

При установке PV модулей, генераторов и/или других, рассмотренных выше, местных генерирующих источников питания на постоянное место, например в здании, отсутствует возможность производства электроэнергии при нарушении энергоснабжения, если только они не отключены от местной энергосети. Такое ограничение используют для предотвращения рекуперации энергии, вырабатываемой местным генерирующим источником питания, в электрическую сеть при нарушении энергоснабжения, т.е. условия, представляющего угрозу для рабочих, обслуживающих эту электрическую сеть. When installing PV modules, generators and / or other local generating power sources discussed above, for example, in a building, there is no possibility of generating electricity in the event of a power failure unless they are disconnected from the local power grid. This restriction is used to prevent the recovery of energy generated by the local generating power source into the electrical network in the event of a power failure, i.e. conditions that pose a threat to workers serving this electrical network.

Как правило, для решения этой задачи используют систему 100 (фиг. 1) и устройство автоматического переключения нагрузки на резервный источник питания (ATS), обеспечивая безопасный переход к использованию местного генерирующего источника питания при нарушении энергоснабжения. Как известно в данной области техники, ATS - это электрический переключатель, обеспечивающий переключение нагрузки между двумя источниками питания. Как показано на фиг. 1, система 100 включает в себя источник 105 питания общего пользования, счетчик 110 расхода электроэнергии, и узел 115 нагрузки, соединенный со счетчиком 110 расхода электроэнергии, для получения питания от источника 105 питания общего пользования. Узел 115 нагрузки состоит из множества стандартных автоматических выключателей, включая стандартный главный автоматический выключатель 120, множества стандартных автоматических выключателей 125 ответвлений, и стандартного автоматического выключателя 130 местного источника питания (Local Energy Resource, LER) (представляющего собой стандартный автоматический выключатель, соединенный с местным генерирующим источником питания, который будет рассмотрен ниже). Как показано на фиг. 1, стандартные выключатели 125A и 125B ответвлений соединены с и обеспечивают защиту множества "некритических" нагрузок 130 (т.е. определенных заранее нагрузок, к которым не будет подводиться резервное питание при нарушении энергоснабжения). Другой стандартный выключатель ответвлений, обозначенный как 125C, соединен с ATS 135 (или, как вариант, с другим переключающим устройством, например, ручным переключателем). Выходной сигнал ATS 135 поступает на вспомогательный пульт 140, который, в свою очередь, питает, множество определенных "критических" нагрузок 145 (т.е. определенных заранее нагрузок, к которым будет подводиться резервное питание при нарушении энергоснабжения). Кроме того, система 100 содержит местный генерирующий источник 150 питания, которым может служить, например, по меньшей мере, PV модуль, соединенный с преобразователем, или любой другой соответствующий источник распределенного электропитания. Выходной сигнал местного генерирующего источника 150 питания поступает на ATS 135 и на разъединитель 155 сети. Таким образом, ATS 135 имеет два входа: для выходного сигнала стандартного выключателя 125C ответвлений и выходного сигнала местного генерирующего источника 150 питания, а также для одного выходного сигнала, который избирательно поступает на один из этих двух входов.As a rule, to solve this problem, the system 100 (Fig. 1) and the automatic transfer device to the backup power source (ATS) are used, ensuring a safe transition to the use of a local generating power source in the event of a power failure. As is known in the art, ATS is an electrical switch that switches the load between two power sources. As shown in FIG. 1, the system 100 includes a public power source 105, a power consumption meter 110, and a load node 115 connected to a power meter 110 for receiving power from the public power source 105. The load node 115 consists of a plurality of standard circuit breakers, including a standard main circuit breaker 120, a plurality of standard branch circuit breakers 125, and a standard local power supply circuit breaker 130 (Local Energy Resource, LER) (which is a standard circuit breaker connected to a local generating power source, which will be discussed below). As shown in FIG. 1, the standard tap switches 125A and 125B are connected to and provide protection for a variety of “non-critical” loads 130 (i.e., pre-defined loads that will not be supplied with backup power during a power failure). Another standard branching switch, labeled 125C, is connected to the ATS 135 (or, alternatively, to another switching device, such as a manual switch). The output of the ATS 135 is fed to the auxiliary console 140, which, in turn, feeds a number of defined "critical" loads 145 (i.e., predetermined loads to which the backup power will be supplied in the event of a power failure). In addition, system 100 includes a local generating power supply 150, which may be, for example, at least a PV module connected to a converter, or any other suitable distributed power supply. The output signal of the local generating source 150 is supplied to the ATS 135 and to the network disconnector 155. Thus, ATS 135 has two inputs: for the output signal of the standard tap switch 125C and the output signal of the local generating source 150, as well as for one output signal that selectively goes to one of these two inputs.

В нормальных условиях эксплуатации, при отсутствии аварии источника 105 питания общего пользования, устройство 135 автоматического переключения нагрузки на резервный источник питания выполнено таким образом, что входной сигнал от стандартного выключателя 125 ответвлений суммируется с выходным сигналом, поступающим на вспомогательный пульт 140. Кроме того, при таких нормальных условиях, разъединитель 155 сети находится в замкнутом положении, обеспечивая подачу энергии от местного генерирующего источника 150 питания обратно к источнику 105 питания общего пользования. При нарушении энергоснабжения от источника 105 питания общего пользования, разъединитель 155 сети принимает разомкнутое положение и отсоединяет местный генерирующий источник 150 питания от узла 115 нагрузки и источника 105 питания общего пользования, обеспечивая, таким образом, защиту рабочих, обслуживающих местную энергосеть. При размыкании разъединителя 155 сети устройство 135 автоматического переключения нагрузки на резервный источник питания обеспечивает переключение на схему, в которой входной сигнал, полученный от местного генерирующего источника 150 питания, суммируется с выходным сигналом, поступающим на вспомогательный пульт 140. В результате, при нарушении энергоснабжения, выбранные критические нагрузки 145 могут получать питание от местного генерирующего источника 150 питания.Under normal operating conditions, in the absence of a common power supply source 105, the automatic load transfer device 135 to the backup power source is designed so that the input signal from the standard tap switch 125 is summed with the output signal to the auxiliary console 140. Also, in such normal conditions, the network disconnector 155 is in a closed position, providing power from the local generating source 150 to the back to the pit source 105 general use. In the event of a power failure from the public power source 105, the network disconnector 155 takes the open position and disconnects the local generating power source 150 from the load node 115 and the public power source 105, thus protecting workers serving the local power grid. When the isolator 155 of the network is opened, the device 135 automatically switches the load to the backup power source to switch to a circuit in which the input signal received from the local generating source 150 is added to the output signal to the auxiliary console 140. As a result, in the event of a power failure, selected critical loads 145 may be powered by a local generating power supply 150.

Несмотря на эффективность рассмотренной выше системы 100, она создает дополнительные расходы и обеспечивает сложность коммунальной электрической системы. Кроме того, система 100 ограничена выбором заранее размера и схемы, в зависимости от заданных характеристик нагрузки, а именно характеристик отдельных, заранее определенных нагрузок, получающих, при нарушении энергоснабжения, питание от местного генерирующего источника 150. Следует понимать, что при этом исключается какая-либо гибкость при выборе нагрузок, получающих питание от местного генерирующего источника 150.Despite the effectiveness of the above system 100, it creates additional costs and ensures the complexity of the communal electrical system. In addition, the system 100 is limited by the choice in advance of the size and pattern, depending on the given characteristics of the load, namely the characteristics of individual, predetermined loads that receive, in the event of a power failure, powered by a local generating source 150. It should be understood that this excludes some or flexibility in the choice of loads receiving power from a local generating source 150.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

В одном примере осуществления изобретения предложено устройство для управления электрической системой. Устройство содержит главный выключатель, выполненный с возможностью соединения с источником питания общего пользования, выключатель местного источника питания, выполненный с возможностью соединения с местным генерирующим источником питания, множество выключателей ответвлений, каждый из которых соединен, по меньшей мере, с одной нагрузкой, а также компонент управления. Компонент управления выполнен таким образом, что при нарушении энергоснабжения от источника питания общего пользования: он обеспечивает размыкание главного выключателя; определяет, по меньшей мере, один выключатель ответвлений, на который будет подаваться резервное питание от местного генерирующего источника питания; обеспечивает замыкание, по меньшей мере, одного определенного выключателя ответвлений и включение местного генерирующего источника питания. In one embodiment of the invention, a device is proposed for controlling an electrical system. The device contains a main switch, configured to connect to a public power source, a local power switch, configured to connect to a local generating power source, a plurality of tap switches, each of which is connected to at least one load, and a component management. The control component is designed in such a way that in the event of a power failure from a public power source: it ensures that the main switch is opened; determines at least one tap-off switch to which backup power will be supplied from the local generating power source; ensures the closure of at least one particular switch of branches and the inclusion of a local generating power source.

В другом примере осуществления изобретения, предложен способ управления электрической системой, содержащей главный выключатель, который входит в состав узла нагрузки и соединен с источником питания общего пользования, выключатель местного источника питания, который также входит в состав узла нагрузки и соединен с местным генерирующим источником питания, а также множество выключателей ответвлений, входящих в состав узла нагрузки, каждый из которых соединен, по меньшей мере, с одной нагрузкой. Способ состоит в том, что при нарушении энергоснабжения узла нагрузки от источника питания общего пользования размыкают главный выключатель путем подачи на него первого коммуникативного сообщения, определяют, по меньшей мере, один выключатель ответвлений, получающий резервное питание от местного генерирующего источника питания, замыкают, по меньшей мере, один определенный выключатель ответвлений путем подачи второго коммуникативного сообщения на выключатели ответвлений, не получающие резервного питания, а также включают местный генерирующий источник питания путем подачи на него третьего коммуникативного сообщения. In another embodiment of the invention, a method is proposed for controlling an electrical system comprising a main switch, which is included in the load node and is connected to a public power source, a switch of the local power source, which is also part of the load node and is connected to a local generating power source, as well as a plurality of branching switches included in the load node, each of which is connected to at least one load. The method consists in the fact that in case of a power failure of the load node from the public power source, the main switch is opened by supplying the first communication message to it, the at least one tap switch receiving backup power from the local generating power source is closed, at least At least one particular branch switch by submitting a second communication message to branch switches that do not receive backup power, and also includes the local gene Serial power source by submitting a third communication message to it.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Для более полного понимания сущности настоящего изобретения ниже приведено подробное описание предпочтительных примеров осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:For a more complete understanding of the essence of the present invention, a detailed description of preferred embodiments of the invention is given below with reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг. 1 показана принципиальная схема известной системы, в которой использовано устройство автоматического переключения нагрузки на резервный источник питания, обеспечивающее, при нарушении энергоснабжения, безопасный переход к использованию местного генерирующего источника питания; in fig. 1 shows a schematic diagram of a known system in which a device for automatically switching the load to a backup power source is used, ensuring, in the event of a power failure, a safe transition to the use of a local generating power source;

на фиг. 2 показана принципиальная схема системы, которая при нарушении энергоснабжения обеспечивает безопасный переход к использованию местного генерирующего источника питания, согласно примеру осуществления настоящего изобретения;in fig. 2 is a schematic diagram of a system that, in the event of a power failure, ensures a safe transition to the use of a local generating power source, in accordance with an embodiment of the present invention;

на фиг. 3 показана структурная схема, иллюстрирующая способы управления системой, изображенной на фиг. 2, согласно примеру осуществления настоящего изобретения;in fig. 3 is a block diagram illustrating methods for controlling the system shown in FIG. 2, according to an embodiment of the present invention;

на фиг. 4-7 показаны чертежи типового выключателя, используемого для реализации устройства, изображенного на фиг. 2, и способа, изображенного на фиг. 3. in fig. 4-7 show drawings of a typical switch used to implement the device shown in FIG. 2, and the method shown in FIG. 3

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Если явно не указано иное, то встречающиеся в настоящем описании фразы, характеризующие направление, например, левый, правый, вперед, назад, верхний, нижний и их производные, относятся к ориентации элементов, показанных на чертежах, и не являются ограничительными признаками формулы изобретения.Unless explicitly stated otherwise, the phrases characterizing the direction in the present description, for example, left, right, forward, backward, upper, lower, and their derivatives, refer to the orientation of the elements shown in the drawings and are not restrictive.

Для целей настоящего изобретения, термин "множество" подразумевает один или целое число большее одного (т.е. несколько).For the purposes of the present invention, the term "plurality" means one or an integer greater than one (i.e., several).

Для целей настоящего изобретения, утверждение, что, по меньшей мере, два элемента "соединены" между собой подразумевает, что элементы соединены друг с другом непосредственно, или, по меньшей мере, через один промежуточный элемент. For the purposes of the present invention, the statement that at least two elements are "connected" with each other implies that the elements are connected to each other directly, or through at least one intermediate element.

Для целей настоящего изобретения, под термином "компонент" понимают объект, относящийся к компьютеру, например, аппаратное оборудование, сочетание аппаратных и программных средств, программный продукт или исполняемое программное обеспечение. Например, компонентом может служить, помимо прочего, выполняемая процессором операция, сам процессор, объект, исполняемая программа, поток вычислений, программа и/или компьютер. В качестве примера компонентом может служить приложение, исполняемое процессором или сервером, либо сам процессор или сервер. По меньшей мере, один компонент может быть включен в процесс или поток вычислений; компонент может быть размещен на одном компьютере/процессоре и/или распределен между двумя или более компьютерами/процессорами. For the purposes of the present invention, the term "component" means an object related to a computer, for example, hardware, a combination of hardware and software, a software product, or executable software. For example, a component may be, among other things, the operation performed by the processor, the processor itself, the object, the executable program, the computing stream, the program and / or the computer. As an example, a component can be an application executed by a processor or server, or the processor itself or a server. At least one component can be included in a process or a computation flow; A component can be placed on one computer / processor and / or distributed between two or more computers / processors.

На фиг. 2 показана электрораспределительная система 200 согласно одному неограничительному примеру осуществления настоящего изобретения. Согласно подробному описанию, система 200 включает в себя комплекс управляемых (а в примере осуществления изобретения еще и измерительных) выключателей, включая главный выключатель и комплект выключателей ответвлений, расположенных за главным выключателем. В системе 200 реализован способ управления (который показан и подробно рассмотрен на фиг. 3), обеспечивающий, при нарушении энергоснабжения, безопасный ввод в эксплуатацию местного генерирующего источника питания, в частности, например, PV модуля, соединенного с преобразователем, без использования ATS, например ATS 135, изображенного на фиг. 1, или аналогичного коммутирующего устройства. Как подробно рассмотрено в примере осуществления изобретения, согласно предложенному способу при нарушении энергоснабжения от источника питания, отсоединяют группу нагрузок, соединенную с местной энергосетью, обеспечивают безопасный ввод в эксплуатацию на необходимый срок местного генерирующего источника питания, согласовывают нагрузку с мощностью местного генерирующего источника питания, и обеспечивают безопасное восстановление сетевого питания при восстановлении энергоснабжения. Для согласования нагрузки с мощностью, генерируемой местным источником питания, при реализации способа используют компонент управления, обеспечивающий управление нагрузкой (т.е. соединение нагрузки с местным генерирующим источником питания путем замыкания соответствующих выключателей), таким образом, что нагрузка не превышает фактической мощности местного генерирующего источника питания. В некоторых случаях при реализации способа может быть использована синхронизация множества местных генерирующих источников питания при их наличии и/или синхронизация по фазе с сетевой мощностью для плавной или "blinkless" (мгновенной) передачи мощности. Согласно подробному описанию, реализацию этого способа управления обеспечивают посредством непосредственного управления выключателями в системе 200, а не за счет использования традиционного механизма переключения, например, ATS. Размыкание главного выключателя обеспечивает возможность отсоединения от сети группы нагрузок, соединенной с местной энергосетью, а замыкание и размыкание множества выключателей разветвлений обеспечивает уравнивание нагрузки для согласования с мощностью местного генерирующего источника питания. Другими словами, можно обеспечить управление потребляемой мощностью нагрузки, таким образом, чтобы она не превышала мощности местного генерирующего источника питания. На практике, система 200 выполнена с возможностью динамичного определения мощности, вырабатываемой местным источником питания (местным генерирующим источником 245 питания рассматриваемым в настоящем описании) и последующей координации с другими выключателями (выключателями 230 ответвлений, рассматриваемыми в настоящем описании) для обеспечения замыкания только тех выключателей, которые получают питание от местного генерирующего источника питания без перегрузки.FIG. 2 illustrates an electrical distribution system 200 according to one non-limiting embodiment of the present invention. According to the detailed description, system 200 includes a set of controllable (and in the exemplary embodiment of the invention, also measuring) switches, including a main switch and a set of branch switches, located behind the main switch. System 200 implements a control method (which is shown and discussed in detail in Fig. 3), which ensures, in the event of a power failure, the safe commissioning of a local generating power source, in particular, for example, a PV module connected to a converter, without using ATS, for example ATS 135 shown in FIG. 1, or a similar switching device. As described in detail in an example embodiment of the invention, according to the proposed method, when a power supply is interrupted from a power source, a load group connected to the local power grid is disconnected, the safe local power supply is commissioned for the required period, the load is matched to the power of the local power source, and provide safe restoration of network power supply when power is restored. In order to match the load with the power generated by the local power source, when implementing the method, the control component is used that provides load control (i.e. the load is connected to the local generating power source by closing the corresponding switches) so that the load does not exceed the actual power of the local generating power source. power source. In some cases, when implementing the method, synchronization of a plurality of local generating power sources can be used, if available, and / or phase synchronization with the network power for smooth or "blinkless" (instantaneous) power transfer. According to the detailed description, the implementation of this control method is provided by directly controlling the switches in system 200, and not by using a traditional switching mechanism, for example, ATS. Opening the main switch provides the ability to disconnect a group of loads connected to the local power grid, and closing and opening a plurality of branch switches provides load balancing to match the power of the local generating source. In other words, it is possible to control the power consumption of the load so that it does not exceed the capacity of the local generating power source. In practice, system 200 is configured to dynamically determine the power generated by a local power source (local generating power source 245 discussed in the present description) and subsequent coordination with other switches (branch breakers 230 discussed in the present description) to ensure only those switches which receive power from the local generating power source without overloading.

В неограничительном примере осуществления настоящего изобретения каждый управляемый выключатель, используемый в рассматриваемой системе 200, представляет собой выключатель 400 цепи автомата по продажи электроэнергии, подробное описание которого приведено в заявках на патент США №№ 2014/0211345 и 2014/0214218, права на которые принадлежат патентообладателю настоящего изобретения, а описания включены в настоящую заявку посредством ссылки во всей их полноте. Однако следует понимать, что выключатель 400 цепи автомата по продажи электроэнергии использован в системе 200 исключительно в иллюстративных целях и не является ограничительным признаком, поскольку возможно также использование управляемых выключателей другого типа. Например, по меньшей мере, один управляемый выключатель, используемый в системе 200, может представлять собой выключатель со встроенной логикой, описание которого приведено в заявке на патент США № 14/264,409, озаглавленной “Микросеть, выполненная с возможностью определения режима перегрузки и принятия соответствующих корректирующих действий”, права на которую принадлежат патентообладателю настоящей заявки на изобретение и которая включена в настоящую заявку посредством ссылки, или выключатель с дистанционным управлением, имеющий вторую пару разъемных контактов, соединенных последовательно с главными разъемными контактами (см. например описания патентов США №№ 5,301,083; 5,373,411; 6,477,022; и 6,507,255). In the non-limiting embodiment of the present invention, each controlled switch used in the system 200 in question is a circuit breaker 400 of a power selling automat, the details of which are described in US Patent Application Nos. 2014/0211345 and 2014/0214218, the rights to which belong to the patentee the present invention, and descriptions are incorporated into the present application by reference in their entirety. However, it should be understood that the circuit breaker 400 of the circuit breaker for the sale of electricity used in the system 200 is for illustrative purposes only and is not a restrictive feature, since it is also possible to use other type of controlled circuit breakers. For example, at least one controllable switch used in system 200 may be a switch with embedded logic, as described in US Patent Application No. 14 / 264,409, entitled “Microgrid, configured to detect overload conditions and adopt appropriate corrective actions ”, the rights to which belong to the patentee of this application for an invention and which is incorporated into this application by reference, or a remote control switch having a second a pair of plug-in contacts connected in series with the main plug-in contacts (see, for example, the descriptions of US Patent Nos. 5,301,083; 5,373,411; 6,477,022; and 6,507,255).

На фиг. 4 схематично показан типовой выключатель 400 цепи автомата по продажи электроэнергии, который обладает следующими четырьмя функциональными возможностями: (1) защита цепи, в т.ч. защита традиционной термомагнитной цепи, защита от короткого замыкания, защита от перегрузки, защита от замыканий на землю, защита от дуговых коротких замыканий, и/или другие виды необходимых защит; FIG. 4 schematically shows a typical circuit breaker 400 of a circuit breaker for the sale of electricity, which has the following four functional capabilities: (1) circuit protection, incl. protection of the traditional thermomagnetic circuit, protection against short circuits, overload protection, protection against earth faults, protection against arc short circuits, and / or other types of necessary protection;

(2) учет энергопотребления в сетях ответвлений, в т.ч. учет электроэнергии, производимой сетью электропитания (±0,2%) и показаний с привязкой ко времени; (2) energy metering in branch networks, incl. metering of electricity produced by the power supply network (± 0.2%) and readings with reference to time;

(3) дистанционное управление управляемыми контактами, в т.ч. релейное управление замыканием/размыканием, независимо от размыкающего механизма выключателя;(3) remote control of managed contacts, incl. relay control closing / opening, regardless of the opening mechanism of the switch;

(4) проводные и/или беспроводные системы связи, в т.ч. обеспечивающие возможность передачи и приема управляющей информации и информации о состоянии датчика, дублирование систем связи при нарушении энергоснабжения и, дополнительно, средства/сигналы управления нагрузкой, обеспечивающие контроль за подключенными нагрузками конкретного типа (например, выключатель устройства питания электротранспортного средства (EVSE), обеспечивающий прямую зарядку электротранспортного средства (EV), HVAC выключатель, обеспечивающий непосредственное и независимое управление вентилятором, компрессором и нагревательным элементом путем замыкания и размыкания контуров или путем низковольтной передачи сигналов, по существу, исключающий необходимость использования регулирующего термостата, а также выключатель освещения, обладающий способностью регулирования яркости; рассматриваемый в настоящем описании выключатель 240 местного источника питания служит другим примером использования средств управления нагрузкой, обеспечивающих включение и отключение, по мере необходимости, местного генерирующего источника питания). В примере осуществления настоящего изобретения, контроль за выполнением функций (2)-(4) обеспечивается микроконтроллером 401, которым может служить, например, по меньшей мере, микропроцессор или любое другое соответствующее устройство для обработки данных. Кроме того, несмотря на то, что в примере осуществления настоящего изобретения микроконтроллер 401 не осуществляет контроля за выполнением функции (1), следует понимать, что в других примерах осуществления изобретения микроконтроллер 401 может осуществлять контроль за выполнением функции (1). Также, в рассматриваемом примере осуществления изобретения, выключатель 400 цепи автомата по продажи электроэнергии имеет управляемый микропроцессором 401 индикатор (обозначенный (5)), отображающий информацию, например, относительно неисправных состояний и/или тока, проходящего через выключатель 400 цепи автомата по продажи электроэнергии.(4) wired and / or wireless communication systems, incl. providing the ability to transmit and receive control information and information about the sensor status, duplication of communication systems in the event of a power failure, and, additionally, load control tools / signals that control the connected loads of a particular type (for example, an electric vehicle power supply switch (EVSE) that provides direct electric vehicle charging (EV), HVAC switch, providing direct and independent control of the fan, compressor and heat element by closing and opening circuits or by low-voltage signal transmission, essentially eliminating the need for a regulating thermostat, as well as a light switch that has the ability to control brightness; the local power switch 240 described in the present description serves as another example of using load control tools that provide switching on and off, as necessary, local generating power supply). In an exemplary embodiment of the present invention, the control over the execution of functions (2) - (4) is provided by a microcontroller 401, which can be, for example, at least a microprocessor or any other appropriate data processing device. In addition, despite the fact that in the exemplary embodiment of the present invention, microcontroller 401 does not control the execution of function (1), it should be understood that in other embodiments of the invention, microcontroller 401 can control the execution of function (1). Also, in the exemplary embodiment of the invention, the circuit breaker 400 of the power selling machine has a microprocessor-controlled 401 indicator (labeled (5)) displaying information, for example, on the faulty states and / or current passing through the power transfer circuit breaker 400.

Прежде чем приступить к подробному описанию отдельных элементов или операций системы 200 согласно примеру осуществления настоящего изобретения, необходимо рассмотреть приведенное ниже, со ссылкой на фиг. 5, 6 и 7, подробное описание выключателя 400 цепи автомата по продажи электроэнергии в соответствии с заявками на патент США №№ 2014/0211345 и 2014/0214218. Before proceeding with a detailed description of the individual elements or operations of the system 200 according to the exemplary embodiment of the present invention, it is necessary to consider the following, with reference to FIG. 5, 6 and 7, a detailed description of the circuit breaker 400 of the circuit breaker for the sale of electricity in accordance with US Patent Application Nos. 2014/0211345 and 2014/0214218.

Выключатель 400 цепи автомата по продажи электроэнергии может выставлять потребителям счета за потребляемую через него электроэнергию. Например, в функциональном блоке измерений 402 (фиг. 5) используют логическую схему 404 (фиг. 5 и 6), обеспечивающую сохранение показаний с привязкой ко времени 406 в длительно хранимой базе данных 408 в запоминающем устройстве 410. Функциональный блок измерений 402 и логическая схема 404 расположены внутри корпуса выключателя 400 цепи автомата по продажи электроэнергии. Значения энергии 406 при определенных временных метках могут быть "отмечены" как принадлежащие группе отдельных потребителей, что обеспечивает доставку электроэнергии каждому конкретному потребителю из этой группы. Например, при подключенной электрической нагрузке 412 (показанной на чертеже штрих-пунктирной линией), энергия может быть направлена соответствующим образом в определенную сеть электропитания (например, в электрическую нагрузку 412 (показанную на фиг. 5 штрихпунктирной линией) через входы 414,416).The circuit breaker 400 of the automatic machine for the sale of electricity can bill consumers for the electricity consumed through it. For example, in measurement function block 402 (FIG. 5), logic 404 (FIGS. 5 and 6) is used to store readings with a time reference 406 in a long-stored database 408 in memory 410. Measurement function block 402 and logic 404 are located inside the case of the circuit breaker 400 of the circuit breaker for the sale of electricity. The energy values of 406 at certain time marks can be "marked" as belonging to a group of individual consumers, which ensures the delivery of electricity to each specific consumer from this group. For example, when an electrical load 412 is connected (indicated by a dash-dotted line in the drawing), energy can be directed accordingly to a specific power supply network (for example, to an electrical load 412 (shown in FIG. 5 by a dash-dotted line) through inputs 414,416).

При готовности источника питания, например, энергосистемы 418 общего пользования (показанной на фиг. 5 и 6 штрихпунктирной линией), обеспечивающего подачу питания на силовой контакт 420 выключателя, (например, от линии под напряжением или токопроводящей шины (не показана) и нейтральный вывод 422 (например, на нейтральную шину (не показана)) приборной панели или узла нагрузки (не показан), выставить счет потребителю, он может выполнить это действие различными способами через систему связи, проходящую через порт расширения 424 (фиг. 6), или, в некоторых случаях, через встроенный беспроводной интерфейс (например, по меньшей мере, Wi-Fi; BlueTooth). Одним из примеров способа могут служить "показания“ полной энергии в момент их снятия с главного выключателя (не показан, но который может быть, по существу, таким же или подобным выключателю 400, за исключением наличия относительно большого значения номинального тока) соответствующей приборной панели или узла нагрузки (не показан). Значение "показания" сравнивают со значением "показания", например, предыдущего месяца, и выставляют счет на оплату разницы между этими показаниями.When a power source is available, for example, a public power system 418 (shown in FIGS. 5 and 6 by a dash-dotted line) providing power to the breaker power contact 420 (for example, from a live line or conductive bus (not shown) and a neutral terminal 422 (for example, to a neutral bus (not shown)) of the dashboard or load node (not shown), bill the consumer, he can perform this action in various ways through the communication system passing through expansion port 424 (Fig. 6), or, of some through the built-in wireless interface (for example, at least Wi-Fi; BlueTooth). One example of the method is the “indication” of the total energy at the moment of their removal from the main switch (not shown, but which can be essentially the same or similar to the switch 400, except for the presence of a relatively large value of the rated current) of the corresponding dashboard or load node (not shown). The value of "readings" is compared with the value of "readings", for example, of the previous month, and is billed to pay the difference m Between these indications.

Как вариант, энергосистема 418 общего пользования может загрузить базу 408 данных каждого выключателя, например, 400, в ее полноте, запросить значения 406 энергии, если это уместно, а затем загрузить соответствующую структуру тарифов, используя временные метки, дополнительные схемы, и некоторые метки распределения. Alternatively, the public power system 418 may load each switch data base 408, for example, 400, in its entirety, request energy values 406, if appropriate, and then load the appropriate tariff structure using time stamps, additional schemes, and some distribution tags .

На фиг. 5-7 приведен пример управляемого выключателя 400 цепи автомата по продажи электроэнергии, который, как будет рассмотрено ниже, может содержать дополнительный носитель информации и/или множество различных модулей расширения 426. FIG. 5-7 is an example of a controlled circuit breaker 400 of a circuit breaker for selling electricity, which, as will be discussed below, may contain additional storage media and / or a plurality of different expansion modules 426.

Со ссылкой на фиг. 5, типовой выключатель 400 цепи автомата по продажи электроэнергии может содержать множество дополнительных модулей 426 расширения. Электрическая цепь переменного тока, проходящая через выключатель 400 цепи автомата по продажи электроэнергии от источника 418 питания к нагрузке 412, содержит функциональный блок 428 термомагнитной защиты, функциональный блок 402 измерений и управляемые разъемные контакты 430. Преобразователь 432 переменного напряжения в постоянное обеспечивает подачу мощности постоянного тока, например, в логическую схему 404 и цепь 434 связи. Как вариант, источник 432 постоянного тока может быть расположен снаружи выключателя 400 цепи автомата по продажи электроэнергии и обеспечивает подачу на него мощности постоянного тока. Множество дополнительных модулей 426 расширения могут обеспечить выполнение специальной логической функции и/или функции ввода - вывода и образуют цепь 436 связи. Дополнительные функции 438,440 программного обеспечения дистанционного управления могут, в некоторых случаях, обеспечивать связь с цепями 434,436 связи. Referring to FIG. 5, a typical circuit breaker 400 of a power automaton may comprise a plurality of additional expansion modules 426. An alternating current electrical circuit passing through the circuit breaker 400 of the automatic machine for selling electricity from the power source 418 to the load 412 comprises a thermomagnetic protection function block 428, a measurement function block 402 and controlled detachable contacts 430. AC voltage-DC converter 432 provides DC power , for example, in logic circuit 404 and communication circuit 434. Alternatively, the DC source 432 may be located outside the circuit breaker 400 of the power selling machine and provides DC power to it. The plurality of additional extension modules 426 may provide a specific logic function and / or I / O function and form a communication circuit 436. Additional functions of the 438,440 remote control software can, in some cases, provide communication with the communication circuits 434,436.

На фиг. 6 более подробно рассмотрен типовой выключатель 400 цепи автомата по продажи электроэнергии, содержащий внешний ручной привод 442, взаимодействующий с функциональным блоком 428 термомагнитного отключения, обеспечивая размыкание, замыкание и/или возврат в исходное положение соответствующих разъемных контактов 429 (фиг. 7), ОК индикатор (индикатор подтверждения ввода данных) 444, управляемый логической схемой 404, а также кнопку 446 test/reset, обеспечивающую ввод данных в логическую схему 404. FIG. 6 shows in more detail a typical circuit breaker 400 of a power automaton circuit containing an external manual actuator 442 interacting with a thermomagnetic tripping function block 428, providing opening, closing and / or resetting of the respective plug contacts 429 (Fig. 7), OK indicator (data entry confirmation indicator) 444, controlled by logic circuit 404, as well as test / reset button 446, which provides data input to logic circuit 404.

В этом примере, присутствуют линия под напряжением и нейтраль (нейтральный провод), проходящие через выключатель 400 цепи автомата по продажи электроэнергии, а также соответствующие датчики 448,449 тока, датчики 450,451 напряжения, и разъемные контакты 430A, 430B каждой электрической линии или силового проводника. На вход схемы 452 измерения мощности функционального блока 402 измерений поступают данные датчиков 448,449 тока и датчиков 450,451 напряжения, а на выходе получают соответствующие значения мощности, поступающие в логическую схему 404, функция 454 таймер/часы которой обеспечивает ввод соответствующих значений 406 энергии с меткой времени в базу 408 данных запоминающего устройства 410. Датчики 448,449 тока могут иметь последовательное соединение с соответствующими разъемными контактами 430A, 430B и могут быть выполнены в виде трансформаторов тока, соединенных с питающим проводами, или в виде других соответствующих устройств для измерения тока. Датчики 450,451 напряжения 450,451 могут быть соединены с соответствующими питающими проводами, иметь последовательное соединение с соответствующими разъемными контактами 430A, 430B, и могут быть выполнены в виде трансформаторов напряжения или других соответствующих устройств для измерения напряжения. In this example, there is a live line and neutral (neutral wire) passing through the circuit breaker 400 of the automatic electricity sales circuit, as well as the corresponding current sensors 448.449, voltage sensors 450.451, and detachable contacts 430A, 430B of each electrical line or power conductor. The input of the power measurement circuit 452 of the measurement functional unit 402 receives data from current sensors 448.449 and voltage sensors 450,451, and the output receives the corresponding power values supplied to logic 404, the timer / clock function 454 which provides input of corresponding energy values 406 with time stamp to database 408 data storage device 410. Sensors 448,449 current can be serially connected with the corresponding plug contacts 430A, 430B and can be made in the form of current transformers connected to supply wires, or in the form of other appropriate devices for measuring current. Sensors 450,451 voltage 450,451 can be connected to the corresponding supply wires, have a serial connection with the corresponding plug contacts 430A, 430B, and can be made in the form of voltage transformers or other appropriate devices for measuring voltage.

На фиг. 7 показана однолинейная схема типового выключателя 400 цепи автомата по продажи электроэнергии. Несмотря на наличие одной фазы (например, линии под напряжением и нейтрали (нейтрального провода)), настоящее изобретение применимо к выключателям цепи автомата по продажи электроэнергии, имеющим любое количество фаз или полюсов. Линию под напряжением получают посредством неразъемного соединения 420 с токопроводящей шиной (не показана). Электрический ток проходит через первый отключающий элемент 429 функционального блока 428 термомагнитной защиты от перегрузки и далее, через группу управляемых разъемных контактов 430 (в данном примере показана только одна группа контактов линии под напряжением), к выводу нагрузки 414. Первый трансформатор тока (СТ) 448 обеспечивает возможность измерения тока и обнаружения короткого замыкания на землю с помощью уставок, настраиваемых на расцепление. Путь обратного тока от нагрузки 412 (фиг. 5) проходит от вывода 416 нейтрали нагрузки обратно к нейтральному выводу 422, обеспечивающему электрическое соединение, например, с нейтральной шиной приборной панели или узла нагрузки (не показана). Второй трансформатор тока 449 обеспечивает возможность измерения тока и обнаружения короткого замыкания на землю с помощью уставок, настраиваемых на расцепление. Выводы трансформаторов тока 448,449 являются входами логической схемы 404, которая управляет разъемными контактами 430. Источник питания 432 получает питание от линии под напряжением и нейтрального провода. Цепь связи логической схемы 434 также подведена к месту подключения 456 системы связи порта расширения 424 (фиг. 6).FIG. 7 shows a single-line diagram of an exemplary circuit breaker 400 of a circuit breaker for selling electricity. Despite the presence of a single phase (for example, a live line and a neutral (neutral wire)), the present invention is applicable to circuit breakers for a power automaton circuit having any number of phases or poles. The live line is obtained by permanent connection 420 with a conductive bus (not shown). An electric current passes through the first disconnecting element 429 of the functional block 428 of the thermomagnetic overload protection and further, through a group of controlled detachable contacts 430 (in this example only one group of line contacts is shown under voltage) to the output 414. The first current transformer (CT) 448 provides the ability to measure current and detect a short circuit to earth using settings that are configured for tripping. The reverse current path from 412 (FIG. 5) runs from the load neutral terminal 416 back to the neutral terminal 422, providing an electrical connection, for example, to a dashboard bus or load node (not shown). The second current transformer 449 provides the ability to measure current and detect a short circuit to earth using setpoints that can be tripped. The outputs of current transformers 448,449 are the inputs of logic circuit 404, which controls the detachable contacts 430. The power source 432 receives power from the live line and the neutral wire. The communication circuit of the logic circuit 434 is also connected to the connection point 456 of the communication system of the expansion port 424 (Fig. 6).

Ниже со ссылкой на фиг. 2 приведено описание элементов системы 200 согласно неограничительному примеру осуществления настоящего изобретения. Система 200 включает в себя источник 205 питания общего пользования, соединенный со счетчиком 210 расхода электроэнергии. Соединение узла 215 нагрузки с выходом счетчика 210 расхода электроэнергии обеспечивает возможность получения питания от местной энергосети источника 205 питания общего пользования. Узел 215 нагрузки состоит из главного выключателя 220, соединенного со счетчиком 210 расхода электроэнергии. В других примерах осуществления изобретения, счетчик 210 расхода электроэнергии может быть исключен, а узел 215 нагрузки соединен непосредственно с источником 205 питания общего пользования. Как будет показано ниже, в любых таких примерах осуществления изобретения, функция измерения может вместо этого обеспечиваться главным выключателем 220.Below with reference to FIG. 2, a description is given of the elements of the system 200 according to a non-limiting embodiment of the present invention. The system 200 includes a public power supply 205 connected to an electric power consumption meter 210. The connection node 215 load with the output of the meter 210 power consumption provides the ability to receive power from the local grid source 205 power common use. Node 215 load consists of a main switch 220 connected to the meter 210 power consumption. In other embodiments of the invention, the meter 210 power consumption can be excluded, and the node 215 load is connected directly to the source 205 of the public power. As will be shown below, in any such embodiments, the measurement function may instead be provided by the main switch 220.

Кроме того, узел 215 нагрузки содержит главную систему шин 225 и множество, соединенных с ней, выключателей 230 ответвлений. Как показано на фиг. 2, каждый выключатель 230 ответвлений соединен с соответствующей нагрузкой или нагрузками 235. В показанном примере осуществления, узел 215 нагрузки обеспечивает питание специализированных цепей, т.е. каждый выключатель 230 ответвлений обеспечивает питание и соединен с одной нагрузкой 235 (однако, каждая нагрузка 235 не обязательно является специализированной цепью). Следует, однако, понимать, что это приведено исключительно для примера, и в пределах объема настоящего изобретения могут использоваться другие схемы, содержащие неспециализированные цепи и/или сочетание специализированных и неспециализированных цепей. Кроме того, узел 215 нагрузки содержит выключатель 240 местного источника питания, соединенный с местным генерирующим источником 245 питания. Местным генерирующим источником 245 питания может служить распределенный источник питания любого типа, например, по меньшей мере, распределенный источник питания, в котором использованы PV модуль, генератор, ветряной двигатель, турбина, использующая природный газ или аккумуляторная батарея.In addition, the load node 215 contains the main bus system 225 and a plurality of branch breakers 230 connected to it. As shown in FIG. 2, each tap-off switch 230 is connected to a corresponding load or loads 235. In the shown embodiment, the load node 215 provides power to the specialized circuits, i.e. Each tap-off switch 230 provides power and is connected to one load 235 (however, each load 235 is not necessarily a dedicated circuit). It should be understood, however, that this is given solely by way of example, and other schemes may be used within the scope of the present invention containing unspecialized circuits and / or a combination of specialized and unspecialized circuits. In addition, the node 215 load contains a switch 240 local power source connected to the local generating source 245 power. The local generating power source 245 may be a distributed power source of any type, for example, at least a distributed power source that uses a PV module, a generator, a wind turbine, a turbine using natural gas, or a battery.

В приведенном неограничительном примере осуществления настоящего изобретения в качестве главного выключателя 220, выключателей 230 ответвлений, и выключателя 240 местного источника питания выбраны выключатели 400 цепи автомата по продажи электроэнергии, подробное описание которых приведено в другом месте настоящего документа. Таким образом, согласно настоящему описанию каждый из этих выключателей обладает функцией защиты, функцией измерений в сетях ответвлений, функцией дистанционного управления и функцией связи (фиг. 4).In the present non-limiting embodiment of the present invention, circuit breakers 400 of the circuit breaker for selling electricity, the details of which are given elsewhere in this document, are selected as the main switch 220, the tap switches 230, and the local power switch 240. Thus, according to the present description, each of these switches has a protection function, a measurement function in a branch network, a remote control function and a communication function (FIG. 4).

Кроме того, как показано на фиг. 2, узел 215 нагрузки содержит компонент 250 управления. Согласно настоящему описанию компонент 250 управления выполнен с возможностью управления работой системы 200, и, в частности выполнен и запрограммирован с возможностью реализации способа управления, проиллюстрированного на фиг. 3, подробное описание которого будет приведено ниже. Компонент 250 управления может быть расположен в любом месте внутри узла 215 нагрузки, например, внутри главного выключателя 220, выключателей 230 ответвлений, выключателя 240 местного источника питания, или может быть рассредоточен между множеством узлов и размещен, по меньшей мере, на одном таком узле. В другом примере осуществления изобретения, компонент управления может быть выполнен в виде вычислительного устройства, имеющего процессор и программируемое запоминающее устройство, используемое в узле 215 нагрузки. Согласно настоящему описанию в еще одном примере осуществления изобретения, компонент управления может быть расположен на удалении от узла 250 нагрузки, тем не менее, имея связь с ним и обеспечивая управление. В примере осуществления настоящего изобретения, приведенном для иллюстративных целей, компонент 250 управления образует часть главного выключателя 220, обеспечивая возможность работы главного выключателя 220 в качестве управляющего устройства узла 215 нагрузки. In addition, as shown in FIG. 2, the load node 215 comprises a control component 250. According to the present disclosure, the control component 250 is adapted to control the operation of the system 200, and, in particular, is implemented and programmed to implement the control method illustrated in FIG. 3, a detailed description of which will be given below. The control component 250 may be located anywhere within the load node 215, for example, inside the main switch 220, the switch breakers 230, the switch 240 of the local power source, or it may be dispersed between a plurality of nodes and located in at least one such node. In another embodiment of the invention, the control component may be configured as a computing device having a processor and programmable memory used in the load section 215. According to the present description in another embodiment of the invention, the control component may be located far from the load node 250, however, having a connection with it and providing control. In an exemplary embodiment of the present invention, provided for illustrative purposes, the control component 250 forms part of the main switch 220, allowing the main switch 220 to operate as a control device of the load section 215.

Ниже, со ссылкой на фиг. 3, приведено описание способа управления согласно примеру осуществления настоящего изобретения. Реализацию способа начинают с выполнения шага 300, согласно которому обнаруживают нарушение энергоснабжения от источника 205 питания общего пользования. В примере осуществления настоящего изобретения, эту неисправность определяют с помощью главного выключателя 220, посредством определения падения напряжения источника 205 питания общего пользования ниже определенного заданного значения. Далее выполняют шаг 305, согласно которому компонент 250 управления размыкает главный выключатель 220, обеспечивая отсоединение узла 215 нагрузки и местного генерирующего источника 245 питания от магистральной сети источника 205 питания общего пользования. Затем выполняют шаг 310, согласно которому компонент управления обеспечивает размыкание выключателя 240 местного источника питания путем подачи на него управляющего сигнала (через соответствующее проводное или беспроводное соединение). Как вариант, порядок выполнения шагов 305 и 310 может быть изменен таким образом, что сначала выполняют шаг 310, а затем выполняют шаг 305. Затем, выполняют шаг 315, согласно которому компонент 250 управления определяет, какие из выключателей 230 ответвлений не должны получать резервное питание от местного генерирующего источника 245 питания. Этот шаг может быть выполнен несколькими способами и включает в себя определение, какие выключатели будут получать резервное питание, а какие нет, на основе, по меньшей мере, одного из сохраненных и/или измеренных параметров и/или функций. Например, компонент 250 управления может быть запрограммирован на выбор определенных заданных нагрузок 235, на которые должно поступать резервное питание при нарушении энергоснабжения (т.е. “критических нагрузок”), и таким образом, на этапе выполнения шага 315 будут определены нагрузки 235, не являющиеся “критическими". Программирование и определение “критических нагрузок” в данной конкретной разработке могут быть выполнены коммунальной службой и или местным пользователем узла 215 нагрузки, и таким образом этот аспект настоящего изобретения создает большую гибкость (маневренность) в обеспечении резервным питанием, за счет возможности динамического управления нагрузкой при нарушении энергоснабжения. Программирование и определение “критических нагрузок” также выполняют в соответствии с приоритетом, таким образом, что при нарушении энергоснабжения, нагрузки 235, на которые будет подано резервное питание, выбирают, исходя из располагаемой мощности согласно заданному приоритету. Как вариант, компонент 250 управления можно запрограммировать с возможностью динамического выбора тех нагрузок 235, на которые будет подаваться резервное питание, исходя из заданных параметров времени суток и/или даты, причем некоторые нагрузки, на которые будет подаваться резервное питание, могут быть определены на основе текущего состояния этих параметров. Below, with reference to FIG. 3, a description of a control method according to an embodiment of the present invention. The implementation of the method begins with the execution of step 300, according to which a power failure is detected from the public power supply 205. In the exemplary embodiment of the present invention, this fault is determined by the main switch 220, by determining the voltage drop of the common use power source 205 below a certain predetermined value. Next, perform step 305, according to which the control component 250 opens the main switch 220, providing disconnection of the load node 215 and the local generating source 245 of the power supply from the main network of the public-supply source 205. A step 310 is then performed, according to which the control component opens the local power supply switch 240 by supplying a control signal to it (via an appropriate wired or wireless connection). Alternatively, the order of execution of steps 305 and 310 can be changed in such a way that step 310 is first performed and then step 305 is executed. Then step 315 is executed, according to which the control component 250 determines which of the tap-off switches 230 should not receive backup power from the local generating source 245 power. This step can be performed in several ways and includes determining which switches will receive backup power and which will not, based on at least one of the saved and / or measured parameters and / or functions. For example, control component 250 may be programmed to select certain predetermined loads 235 to which backup power should be supplied in the event of a power failure (i.e., “critical loads”), and thus, in step 315, loads 235 will be determined, not being “critical.” The programming and definition of “critical loads” in this particular design can be performed by the utility and or by the local user of the load node 215, and thus this aspect of the present invention I create greater flexibility (maneuverability) in providing back-up power, due to the possibility of dynamic load management in the event of a power failure. ”Critical loads” are also programmed and defined in accordance with the priority, so that in the event of a power failure, backup power is supplied, selected based on the available power according to the specified priority. Alternatively, the control component 250 can be programmed with the ability to dynamically select The look of those loads 235 to which the backup power will be supplied based on the specified time of day and / or date parameters, and some loads to which the backup power will be supplied can be determined based on the current state of these parameters.

Кроме того, существует также большое количество дополнительных вариантов схем управления. Например, в одном варианте схемы управления, каждая нагрузка 235 определена заранее как "критическая" или "некритическая", а компонент 250 управления выполнен с возможностью согласования своих действий с данными, измеренными соответствующим выключателем ответвлений, например, 230, обеспечивая рабочее состояние максимально возможного количества "критических" нагрузок без перенапряжения/перегрузки местного генерирующего источника 245 питания (т.е. без превышения нагрузочной способности источника питания). В другом варианте схемы управления каждой нагрузке 235 присвоен соответствующий уровень приоритета, где, за наивысший уровень принята, например, “1” и т.п. Далее, компонент 250 управления согласовывает свои действия с данными, измеренными соответствующими выключателями 230 ответвлений, обеспечивая рабочее состояние максимально возможного количества нагрузок 235 с наивысшим приоритетом без перенапряжения/перегрузки местного генерирующего источника 245 питания. Таким образом, схема по первому, рассмотренному выше, примеру, по существу, представляет собой, пример второй схемы управления с двумя приоритетными уровнями. В еще одной схеме управления, для каждой нагрузки 235 установлены соответствующий приоритет и предпочтительное “время работы". Далее компонент 250 управления согласовывает свои действия с измеренными данными и данными времени, обеспечивая рабочее состояние максимально возможного количества нагрузок 235 с наивысшим приоритетом и заданным временем работы, по окончании которого соответствующие выключатели ответвлений других нагрузок 235 с меньшим уровнем приоритета будут находиться в замкнутом положении. В еще одной схеме управления, компонент 250 управления может использовать любую из вышеупомянутых схем с “корректируемым потребителем" компонентом, согласно которой потребитель может выбирать какой конкретно из выключателей 230 ответвлений должен быть замкнут или разомкнут. In addition, there are also a large number of additional options for control schemes. For example, in one version of the control circuit, each load 235 is defined in advance as “critical” or “non-critical”, and the control component 250 is configured to coordinate its actions with data measured by a corresponding tap switch, for example, 230, ensuring that the maximum possible amount of "critical" loads without over-voltage / overload of the local generating source 245 (i.e., without exceeding the load capacity of the power source). In another embodiment, the control circuit for each load 235 is assigned the appropriate priority level, where, for example, “ 1” is taken as the highest level, etc. Further, the control component 250 coordinates its actions with the data measured by the respective branch breakers 230, ensuring that the maximum possible load 235 is operating at the highest priority without over-voltage / overload of the local generating source 245. Thus, the circuit according to the first example described above is essentially an example of a second control scheme with two priority levels. In yet another control scheme, for each load 235 an appropriate priority and preferred “operation time” are set. Next, control component 250 coordinates its actions with measured data and time data, ensuring the working state of the maximum possible number of loads 235 with the highest priority and specified operating time. at the end of which the corresponding switches of the branches of other loads 235 with a lower priority level will be in the closed position. In yet another control circuit, the component ent control 250 may use any of the above schemes, "the corrected consumer" component, according to which the consumer may select a particular tap of the switches 230 should be open or closed.

После выполнения шага 315, приступают к выполнению шага 320, согласно которому компонент 250 управления обеспечивает размыкание выключателей 230B ответвлений, выбранных при выполнении шага 315. Далее, при выполнении шага 325, компонент 250 управления подает сигнал на местный генерирующий источник 245 питания (посредством соответствующего проводного и/или беспроводного соединения между этими элементами), обеспечивающий подключение источника 245. Затем выполняют шаг 330, согласно которому компонент 250 управления обеспечивает замыкание выключателя 240 местного источника питания путем подачи на него сигнала (через соответствующее проводное или беспроводное соединение этих элементов). После выполнения шага 330, приступают к выполнению шага 335, согласно которому работу системы 200 обеспечивает местный генерирующий источник 245, питающий любую нагрузку 235, которая не была выбрана при выполнении операции 315. After step 315, proceed to step 320, according to which the control component 250 opens the tap switches 230B selected in step 315. Next, in step 325, the control component 250 sends a signal to the local generating power source 245 (via an appropriate wired and / or a wireless connection between these elements), providing a 245 source connection. Then step 330 is performed, according to which the control component 250 closes the switch 240 m stnogo power source by supplying a signal (via an appropriate wired or wireless connection of these elements). After step 330, proceed to step 335, according to which the operation of the system 200 is provided by a local generating source 245 supplying any load 235 that was not selected in step 315.

Шаг 340 заключается в определении, удалось ли восстановить энергоснабжение источника 205 питания общего пользования. В случае отрицательного ответа, возвращаются к выполнению шага 335. В этот момент, потребитель узла 215 нагрузки может изменить конфигурацию системы, путем изменения выбора замкнутых (разомкнутых) выключателей 230 ответвлений, а, следовательно, и нагрузок 235, которые получают питание при использовании компонентов 250 управления. Например, если при нарушении энергоснабжения, потребитель принимает решение о необходимости нагрузки 235, первоначально определенной как "некритическая" или обладающая низким уровнем приоритета, этот контур замыкают, и, в случае надобности, размыкают другой контур с более низким приоритетом, предотвращая, тем самым, перегрузку местного генерирующего источника 240 питания (как будет указано ниже). Если потребитель приходит к решению о необходимости перезарядки EV, который был первоначально определен как "некритический", он может временно отключить устройство кондиционирования воздуха, обеспечивая, тем самым, возможность зарядки EV. Затем, после достаточной зарядки EV, потребитель может принять решение об отключении EVSE и подключении вновь устройства кондиционирования воздуха. За счет этого потребитель приобретает значительную дополнительную гибкость и устойчивость, которые не могут предложить обычные системы. Тем не менее, следует проявлять осторожность при управлении/согласовании подключенных нагрузок 235, во избежание перегрузки местного генерирующего источника 245 питания, а также размыкания цепи подпитки или ее перегрузки до критической точки (критического значения). В примере осуществления настоящего изобретения, компонент 250 управления включает в себя средство управления, способствующее управлению и согласованию нагрузок 235 для предотвращения перегрузки местного генерирующего источника 245 питания. Например, до внесения каких-либо изменений, компонент 250 управления может анализировать данные измерений и определять влияние этих изменений на нагрузку, а также предотвратить любые изменения, которые могут привести к перегрузке. В случае же положительного ответа при выполнении шага 340, переходят к выполнению шага 345, согласно которому компонент 250 управления обеспечивает размыкание выключателя 240 местного источника питания. Затем, при выполнении шага 350, компонент 250 управления обеспечивает отключение местного генерирующего источника 245 питания. После этого, при выполнении шага 355, компонент 250 управления обеспечивает замыкание главного выключателя 220. Далее выполняют шаг 360, согласно которому компонент управления обеспечивает замыкание всех выключателей 230 ответвлений путем подачи одного или более сигналов на эти выключатели 230 (через соответствующее проводное или беспроводное соединение этих элементов). Как вариант, порядок выполнения шагов 355 и 360 может быть изменен таким образом, что сначала выполняют шаг 360, а затем выполняют шаг 355. В заключение, при выполнении шага 365, компонент 250 управления обеспечивает подключение местного генерирующего источника 245 питания для переключения его на резервный источник 205 питания общего пользования после устранения нарушения энергоснабжения.Step 340 is to determine whether the power supply of the public power supply 205 has been restored. In the event of a negative response, return to step 335. At this point, the consumer of the load node 215 can change the system configuration by changing the selection of closed (open) branch breakers 230, and therefore the loads 235, which are powered when using components 250 management. For example, if in the event of a power failure, the consumer decides whether the load 235, originally defined as "non-critical" or having a low priority level, is necessary, this circuit is closed, and, if necessary, opens another circuit with a lower priority, thereby preventing overload of local generating power supply 240 (as will be indicated below). If the consumer decides to recharge the EV, which was originally defined as “non-critical,” he can temporarily turn off the air conditioning device, thus ensuring that EV can be charged. Then, after sufficiently charging the EV, the consumer may decide to turn off the EVSE and reconnect the air conditioning device. Due to this, the consumer acquires significant additional flexibility and stability that conventional systems cannot offer. However, care should be taken in controlling / coordinating the connected loads 235, in order to avoid overloading the local generating source 245, as well as opening the make-up circuit or overloading it to a critical point (critical value). In an exemplary embodiment of the present invention, the control component 250 includes control means to assist in controlling and harmonizing loads 235 to prevent overloading of the local generating source 245. For example, before making any changes, control component 250 can analyze the measurement data and determine the effect of these changes on the load, as well as prevent any changes that could lead to overload. In the case of a positive response in step 340, go to step 345, according to which the control component 250 opens the local power supply switch 240. Then, at step 350, control component 250 shuts off the local generating power source 245. Thereafter, at step 355, the control component 250 closes the main switch 220. Next, perform step 360, according to which the control component closes all tap switches 230 by applying one or more signals to these breakers 230 (via the appropriate wired or wireless connection of these elements). Alternatively, the order of execution of steps 355 and 360 can be changed so that step 360 is first performed, and then step 355 is executed. Finally, when step 365 is completed, the control component 250 connects the local generating power source 245 to switch it to standby source 205 of the public power after the elimination of the power failure.

Следовательно, рассмотренный выше и показанный на фиг. 3 способ создает безопасный механизм переключения, при нарушении энергоснабжения, на резервное питание через местный генерирующий источник питания, и обратно, после устранения нарушения энергоснабжения, который не требует дорогостоящего, сложного и не допускающего изменений механизма переключения, такого как ATS (фиг. 1).Consequently, the above and shown in FIG. Method 3 creates a safe switching mechanism, with a power failure, to backup power through a local generating power source, and vice versa, after eliminating a power failure that does not require an expensive, complicated, and non-modifying switching mechanism, such as ATS (Fig. 1).

Несмотря на то, что система 200, показанная на фиг. 2 и способ, описание которого приведено со ссылкой на фиг. 3, включают в себя только один местный генерирующий источник 245 питания, следует понимать, что настоящее изобретение может также использоваться в системах, содержащих множество местных генерирующих источников 245 питания и множество выключателей 240 местного источника питания. В таком варианте, использование предложенного способа в компоненте 250 управления 250, будет обеспечивать возможность синхронизации между собой множества местных генерирующих источников 245 питания. В одном примере осуществления настоящего изобретения, один местный генерирующий источник 245 питания может быть использован как "сеть питания" и соединен с главной токопроводящей шиной 225. В этом случае этот местный генерирующий источник 245 питания обеспечивает смягчающее напряжение для синхронизации других местных генерирующих источников 245 питания. В другом варианте примера осуществления изобретения, компонент 250 управления получает метаданные о местном генерирующем источнике 245 питания, например, метеоданные для конструкций, использующих энергию солнца, или данные о расходе топлива для генераторов, причем данные измерений, полученные от выключателей 230 ответвлений, могут использоваться для прогнозирования "остаточного срока службы", т.е. как долго местный генерирующий источник 245 питания может обеспечивать энергией соединенные с ним нагрузки 235. Решения по вопросам управления нагрузкой могут быть более грамотными при дополнительном использовании метаданных, позволяющих получить важные статистические данные, в том числе, например, относительно "остаточного срока службы".Although the system 200 shown in FIG. 2 and the method described with reference to FIG. 3, include only one local generating power source 245, it should be understood that the present invention can also be used in systems containing a plurality of local generating power sources 245 and a plurality of local power supply switches 240. In this embodiment, the use of the proposed method in component 250 of control 250 will provide the ability to synchronize among themselves many local generating sources 245. In one embodiment of the present invention, one local generating power source 245 may be used as a “power network” and connected to the main conductor bus 225. In this case, this local generating power source 245 provides softening voltage to synchronize other local generating power sources 245. In another embodiment of the invention, the control component 250 receives metadata about the local generating power source 245, for example, weather data for structures that use solar energy, or fuel consumption data for generators, and measurement data from branch switches 230 can be used for prediction of "residual life", i.e. how long the local generating power source 245 can supply the connected loads with energy 235. Solutions to load management issues can be more literate with the additional use of metadata to obtain important statistical data, including, for example, on the "residual life".

В еще одном варианте примера осуществления изобретения, местный генерирующий источник 245 питания , показанный на фиг. 2, может быть установлен не в месте нахождения заказчика, например, здании, а скорее предназначаться для группы потребителей в пределах электрораспределительной системы (например, "соседний" местный генерирующий источник питания). Местным генерирующим источником 245 питания может служить местный аккумулятор энергии (например, батарея), выполненный с возможностью обслуживания множества потребителей в определенном районе при нарушении энергоснабжения. Согласно описанию, при такой конфигурации, один или множество потребителей могут иметь узел 215 нагрузки, выключатель 240 местного источника питания которого соединен с этим "соседним" местным генерирующим источником 245 питания. Таким образом, каждый потребитель, обладающий узлом 215 нагрузки такого типа, имеет возможность выбирать, какие нагрузки 235 будут получать резервное питание от "соседнего" местного генерирующего источника 245 питания при нарушении энергоснабжения. Кроме того, так как, согласно описанию, в примере осуществления настоящего изобретения главный выключатель 220, выключатель 240 местного источника питания и выключатели 230 ответвлений являются выключателями 400 цепи автомата по продажи электроэнергии, выполняющими функцию учета энергопотребления, то предприятие, обслуживающее "соседний" местный генерирующий источник 245 питания, имеет возможность выставлять потребителям счета за использованную электроэнергию. В одном примере, потребители имеют возможность неограниченного использования, в этом случае они оплачивают всю потребляемую энергию. В другом примере осуществления изобретения, потребители могут заказать (и оплатить) определенное количество резервного питания на случай нарушения энергоснабжения, и их доступ к "соседнему" местному генерирующему источнику будет ограничен количеством мощности, покрываемой их подписным взносом (т.е. выключатель 240 местного источника питания будет разомкнут, как только будет использовано заказанное количество мощности). В этом случае, согласно описанию, потребитель может изъявить желание активно управлять нагрузками 235 узла 215 нагрузки для нормирования электроэнергии, к которой они имеют доступ.In yet another embodiment of the invention, the local power source 245 shown in FIG. 2, may not be installed at the location of the customer, for example, a building, but rather be intended for a group of consumers within an electrical distribution system (for example, a “neighboring” local generating power source). Local generating power source 245 can be a local energy storage battery (eg, a battery), configured to serve multiple consumers in a specific area in the event of a power failure. According to the description, with this configuration, one or multiple consumers can have a load node 215, the switch 240 of the local power supply of which is connected to this “neighboring” local generating power source 245. Thus, each consumer with a load 215 of this type has the ability to choose which loads 235 will receive backup power from the "neighboring" local generating source 245 of power in the event of a power failure. In addition, since, according to the description, in the exemplary embodiment of the present invention, the main switch 220, the local power supply switch 240, and the branch breakers 230 are circuit breakers 400 of a power selling circuit that perform the function of energy metering, the company serving the neighboring local generator power supply 245 has the ability to bill consumers for used electricity. In one example, consumers have unrestricted use, in which case they pay for all the energy consumed. In another embodiment of the invention, consumers can order (and pay for) a certain amount of backup power in case of a power failure, and their access to the “neighboring” local generating source will be limited by the amount of power covered by their subscription fee (i.e. switch 240 local source) the power supply will be open as soon as the ordered amount of power is used). In this case, according to the description, the consumer may express a desire to actively manage the loads 235 of the load node 215 to ration the electricity to which they have access.

Хотя настоящее изобретение раскрыто на примере конкретных вариантов реализации изобретения, специалистами в данной области могут быть внесены многочисленные модификации и изменения. Определенные конкретные рассмотренные аспекты и примеры осуществления изобретения приведены исключительно для иллюстрации его использования и не ограничивают его объема, который со всей полнотой сформулирован в приведенной ниже формуле изобретения.Although the present invention has been disclosed on the example of specific embodiments of the invention, numerous modifications and changes can be made by those skilled in the art. Certain specific aspects considered and examples of the invention are given solely to illustrate its use and do not limit its scope, which is fully formulated in the claims below.

Claims (34)

1. Устройство (215) для управления электрической системой (200), содержащее:1. A device (215) for controlling an electrical system (200), comprising: главный выключатель (220), выполненный с возможностью соединения с источником (205) питания общего пользования;the main switch (220), made with the possibility of connection to the source (205) of the public power; выключатель (240) местного источника питания, выполненный с возможностью соединения с местным генерирующим источником (245) питания;a switch (240) of a local power source, configured to be connected to a local generating source (245) of power; по меньшей мере один выключатель (230) ответвлений, каждый из которых выполнен с возможностью соединения с одной или более нагрузками (235) и выполнения функции измерения энергопотребления для учета потребляемой через них энергии; и at least one switch (230) of branches, each of which is configured to connect with one or more loads (235) and perform the function of measuring energy consumption to account for the energy consumed through them; and компонент (250) управления, выполненный с возможностью при обнаружении нарушения энергоснабжения от источника питания общего пользования:control component (250), made with the possibility of detecting a power failure from a public power source: обеспечивать размыкание главного выключателя; ensure opening of the main switch; принимать данные энергопотребления, измеренные каждым из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений; receive energy consumption data measured by each of the specified at least one tap-off switch; определять, какие один или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений должны получать резервное питание от местного генерирующего источника, по меньшей мере частично на основании полученных данных по энергопотреблению; determine which one or more of the specified at least one tap-off switch should receive backup power from a local generating source, at least in part based on the received data on power consumption; обеспечивать настройку выключателей ответвлений так, чтобы только определенные один или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений находились в замкнутом состоянии; и ensure that the tap switches are configured so that only one or more of the specified at least one tap switches are in the closed state; and обеспечивать включение местного генерирующего источника питания.ensure the inclusion of a local generating power source. 2. Устройство по п. 1, в котором компонент управления выполнен с возможностью обеспечивать размыкание выключателя местного источника питания перед определением того, какие один или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений должны получать резервное питание от местного генерирующего источника, и обеспечивать замыкание выключателя местного источника питания после включения местного генерирующего источника питания.2. The device according to claim 1, wherein the control component is configured to open the local power source switch before determining which one or more of the specified at least one tap switch should receive backup power from the local generating source and provide the circuit breaker local power supply after switching on the local generating power supply. 3. Устройство по п. 1, в котором главный выключатель, выключатель местного источника питания и каждый из выключателей ответвлений выполнены с возможностью дистанционного управления их управляемыми контактами, обмена информацией для передачи и получения данных, и возможностью защиты цепи, включая термомагнитную защиту цепи.3. The device according to claim 1, wherein the main switch, the local power supply switch and each of the branch switches are configured to remotely control their controlled contacts, exchange information for transmitting and receiving data, and protect the circuit, including the thermomagnetic protection of the circuit. 4. Устройство по п. 1, в котором компонент управления: 4. The device according to claim 1, wherein the control component: (i) является частью главного выключателя, (i) is part of the main switch, (ii) является частью выключателя местного источника питания или одного из выключателей ответвлений, (ii) is part of a local power switch or one of the branch breakers, (iii) расположен на удалении от главного выключателя, выключателя местного источника питания и каждого из выключателей ответвлений, или (iii) is located away from the main switch, the local power source switch and each of the branch switches, or (iv) распределен между по меньшей мере двумя выключателями из группы, состоящей из главного выключателя, выключателя местного источника питания и по меньшей мере одного выключателя ответвлений.(iv) distributed between at least two switches from the group consisting of a main switch, a local power supply switch and at least one tap-off switch. 5. Устройство по п. 1, в котором компонент управления выполнен с возможностью обеспечения размыкания выключателя местного источника питания после размыкания главного выключателя и обеспечения замыкания выключателя местного источника питания после включения местного генерирующего источника питания.5. The device according to claim 1, wherein the control component is configured to provide the opening of the local power supply switch after opening the main switch and ensuring the closing of the local power switch after turning on the local generating power source. 6. Устройство по п. 1, в котором компонент управления выполнен с возможностью при обнаружении восстановления энергоснабжения обеспечивать размыкание выключателя местного источника питания, отключение местного генерирующего источника питания, замыкание главного выключателя, замыкание всех из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений, и включение местного генерирующего источника.6. The device according to claim 1, wherein the control component is configured to, upon detection of a power recovery, provide the opening of the local power supply switch, disconnect the local generating power supply, close the main switch, close all of the specified at least one branch switch, and turn on the local generating source. 7. Устройство по п. 1, в котором компонент управления выполнен с возможностью определения, какие один или более из указанного множества выключателей ответвлений должны получать резервное питание от местного генерирующего источника питания, на основании полученных данных по энергопотреблению, а также сохраненных, заданных идентификационных данных некоторых из указанного множества выключателей ответвлений. 7. The device according to claim 1, wherein the control component is configured to determine which one or more of the specified set of tap switches should receive backup power from the local generating power source, based on the received data on power consumption, as well as stored, specified identification data some of the specified set of branch breakers. 8. Устройство по п. 1, в котором компонент управления выполнен с возможностью определения, какие один или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений должны получать резервное питание от местного генерирующего источника питания, на основании полученных данных по энергопотреблению, а также сохраненных, заданных приоритетов указанных одной или более нагрузок. 8. The device according to claim 1, wherein the control component is configured to determine which one or more of said at least one tap switch should receive backup power from a local generating power source based on the received power consumption data as well as those stored, specified priorities of one or more of the loads. 9. Устройство по п. 1, в котором компонент управления выполнен с возможностью определения, какие один или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений должны получать резервное питание от местного генерирующего источника питания, на основании полученных данных по энергопотреблению, а также одного или более заданных параметров, измеренного, определенного или полученного компонентом управления.9. The device according to claim 1, wherein the control component is configured to determine which one or more of said at least one tap switch should receive backup power from a local generating power source based on the received data on power consumption, as well as one or more than specified parameters measured, determined or obtained by the control component. 10. Устройство по п. 1, в котором компонент управления выполнен с возможностью определения, какие один или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений должны получать резервное питание от местного генерирующего источника, посредством выбора указанных одного или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений таким образом, чтобы требования по нагрузке через указанный один или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений не превышали нагрузочной способности местного генерирующего источника питания при его включении.10. The device according to claim 1, wherein the control component is configured to determine which one or more of said at least one tap switch should receive backup power from a local generating source by selecting said one or more of said at least one branch switch so that the load requirements through the specified one or more of the specified at least one branch switch does not exceed the load capacity of the local generating power supply when it is turned on. 11. Устройство по п. 1, в котором компонент управления выполнен с возможностью определения, какой один или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений должны получать резервное питание от местного генерирующего источника, на основании полученных данных по энергопотреблению, а также сохраненного, заданного приоритета, присвоенного каждому из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений. 11. The device according to claim 1, wherein the control component is configured to determine which one or more of said at least one tap switch should receive backup power from a local generating source, based on the received data on power consumption, as well as stored, specified priority assigned to each of the specified at least one switch branch. 12. Устройство по п. 1, в котором компонент управления выполнен также с возможностью обеспечения получения резервного питания максимальным количеством выключателей ответвлений без превышения нагрузочной способности местного генерирующего источника питания при его включении, а указанный один или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений, которые должны получать резервное питание от местного генерирующего источника питания, определен на основании полученных данных по энергопотреблению, а также сохраненного, заданного приоритета, присвоенного каждому из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений. 12. The device according to claim 1, wherein the control component is also configured to provide backup power supply with a maximum number of branch switches without exceeding the load capacity of the local generating power source when it is turned on, and the specified one or more of the specified at least one branch switch, which should receive backup power from a local generating power source, determined on the basis of the received data on power consumption, as well as stored, back priority assigned to each of the specified at least one tap switch. 13. Устройство по п. 1, в котором компонент управления выполнен с возможностью определения, какой один или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений должны получать резервное питание от местного генерирующего источника питания, на основании полученных данных по энергопотреблению, а также сохраненного, заданного приоритета и сохраненного, заданного времени работы, присвоенного каждому из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений. 13. The device according to claim 1, wherein the control component is configured to determine which one or more of said at least one tap switch should receive backup power from a local generating power source based on the received power consumption data as well as stored power, a predetermined priority and a stored, predetermined operating time assigned to each of the specified at least one tap-off switch. 14. Устройство по п. 1, в котором компонент управления выполнен с возможностью обеспечения изменения, во время нарушения энергоснабжения и после включения местного генерирующего источника питания, конфигурации электрической системы путем получения идентификационных данных тех из выключателей ответвлений, которые должны получать питание, и тех из выключателей ответвлений, которые не должны получать питание, и обеспечения, в ответ на получение этих данных, настройки выключателей ответвлений так, чтобы только определенные из выключателей ответвлений находились в замкнутом состоянии.14. The device according to claim 1, wherein the control component is configured to provide a change, during a power failure and after turning on the local generating power source, the electrical system configuration by obtaining identification data of those of the tap switches that are to be powered, and those of branch switches, which should not receive power, and ensure, in response to receiving this data, branch switch settings so that only certain of the switches branches were in a closed state. 15. Способ управления электрической системой (200), содержащей главный выключатель (220), который входит в состав узла (215) нагрузки и соединен с источником (205) питания общего пользования, выключатель (240) местного источника питания, который входит в состав узла нагрузки и соединен с местным генерирующим источником (245) питания, и по меньшей мере один выключатель (230) ответвлений, которые входят в состав узла нагрузки и каждый из которых соединен с одной или более нагрузками (235) и выполнен с возможностью выполнения функции измерения энергопотребления для учета потребляемой через них энергии, согласно которому:15. The method of controlling an electrical system (200) containing a main switch (220), which is part of a load node (215) and connected to a source of general use power supply (205), a switch (240) of a local power source, which is part of a node load and connected to a local generating source (245) power supply, and at least one switch (230) branches, which are part of the load node and each of which is connected to one or more loads (235) and configured to perform the function of measuring energy consumption I have to account for the consumption of energy through them, according to which: обнаруживают в узле нагрузки нарушение энергоснабжения от источника питания общего пользования;detect in the load node a power failure from a public power source; в ответ на обнаружение нарушения энергоснабжения от источника питания, обеспечивают размыкание главного выключателя путем подачи на него первого коммуникативного сообщения; in response to the detection of a power failure from the power source, the main switch is opened by supplying the first communication message to it; принимают данные по энергопотреблению, измеренные каждым из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений; receive data on power consumption, measured by each of the specified at least one switch branching; определяют, какой один или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений должны получать резервное питание от местного генерирующего источника питания, по меньшей мере частично на основании полученных данных по энергопотреблению; determine which one or more of the specified at least one switch branch should receive backup power from a local generating power source, at least in part based on the received data on power consumption; обеспечивают настройку выключателей ответвлений так, чтобы только определенный один или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений находились в замкнутом состоянии, путем подачи второго коммуникативного сообщения на выключатели ответвлений, отличные от указанного одного или более из указанных по меньшей мере одного выключателя ответвлений, которые должны получать резервное питание, иprovide configuration of the tap switches so that only a specific one or more of the specified at least one tap switches is in a closed state, by sending a second communication message to the tap switches other than the one or more of the specified at least one tap switches, which should receive backup power, and обеспечивают включение местного генерирующего источника питания путем подачи на него третьего коммуникативного сообщения.provide inclusion of the local generating power source by filing a third communication message to it.
RU2017109161A 2014-09-04 2015-04-06 System and method of switching an electrical system to a backup power supply in case of power failure RU2690008C1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462045864P 2014-09-04 2014-09-04
US62/045,864 2014-09-04
PCT/US2015/024423 WO2016036419A1 (en) 2014-09-04 2015-04-06 System and method for switching an electrical system to backup power during a utility power outage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2690008C1 true RU2690008C1 (en) 2019-05-30

Family

ID=52875817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017109161A RU2690008C1 (en) 2014-09-04 2015-04-06 System and method of switching an electrical system to a backup power supply in case of power failure

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP3189572A1 (en)
CN (1) CN106688155B (en)
BR (1) BR112017003386B1 (en)
CA (1) CA2959590C (en)
MX (1) MX2017002146A (en)
RU (1) RU2690008C1 (en)
WO (1) WO2016036419A1 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3232529A1 (en) 2016-04-14 2017-10-18 DET International Holding Limited Power supply arrangement
US11114855B2 (en) * 2016-05-24 2021-09-07 Solaredge Technologies Ltd. Load management in hybrid electrical systems
FR3053808B1 (en) * 2016-07-07 2020-03-06 Schneider Electric Industries Sas METHOD FOR CONTROLLING AN ELECTRICAL INSTALLATION FROM A REMOTE LOCATION
AU2017326016B2 (en) * 2016-09-15 2022-08-04 Savant Systems, Inc. System and methods for creating dynamic nano grids and for aggregating electric power consumers to participate in energy markets
US11316471B2 (en) 2016-11-08 2022-04-26 Tesla, Inc. Manual transfer switch for onsite energy generation and storage systems
US10852799B2 (en) * 2017-07-14 2020-12-01 Analog Devices Global Unlimited Company Adaptive use of multiple power supplies in communication systems
CN109560606A (en) * 2017-09-26 2019-04-02 中兴通讯股份有限公司 A kind of alternating current power generation automatic switching method and device
CN109696629A (en) * 2018-12-21 2019-04-30 中广核研究院有限公司 Nuclear power plant's diesel generating set test method
CN112682973B (en) * 2020-12-21 2023-02-03 北京能高自动化技术股份有限公司 Load heating time control method applied to photovoltaic heat storage system
US11817701B2 (en) 2021-01-29 2023-11-14 Eaton Intelligent Power Limited Multi-port split-phase power system
US11424641B1 (en) 2021-06-09 2022-08-23 Savant Systems, Inc. Flexible load management system
US11621580B2 (en) 2021-08-31 2023-04-04 Savant Systems, Inc. Microgrid switchover using zero-cross detection

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318281C1 (en) * 2006-11-13 2008-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Технологическая лаборатория" Computerized system for no-break power supply to stationary equipment
RU2353035C1 (en) * 2008-05-12 2009-04-20 Юрий Петрович Баталин Electric power complex

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7015599B2 (en) * 2003-06-27 2006-03-21 Briggs & Stratton Power Products Group, Llc Backup power management system and method of operating the same
US7615888B2 (en) * 2007-04-23 2009-11-10 Eaton Corporation Multiple generator loadcenter and method of distributing power from multiple generators
US9246432B2 (en) * 2011-02-14 2016-01-26 Beckman Coulter, Inc. Regenerative braking safety system and method of use
US20140088780A1 (en) * 2012-09-26 2014-03-27 Hongxia Chen Automatic local electric management system
US10067199B2 (en) * 2013-01-30 2018-09-04 Eaton Intelligent Power Limited Electric power distribution system including metering function and method of evaluating energy metering
US20140211345A1 (en) * 2013-01-30 2014-07-31 Eaton Corporation Annunciating or power vending circuit breaker for an electric load

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318281C1 (en) * 2006-11-13 2008-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "Технологическая лаборатория" Computerized system for no-break power supply to stationary equipment
RU2353035C1 (en) * 2008-05-12 2009-04-20 Юрий Петрович Баталин Electric power complex

Also Published As

Publication number Publication date
EP3189572A1 (en) 2017-07-12
BR112017003386B1 (en) 2022-08-09
BR112017003386A2 (en) 2017-11-28
CN106688155B (en) 2020-11-17
CN106688155A (en) 2017-05-17
MX2017002146A (en) 2017-05-03
CA2959590C (en) 2023-10-10
CA2959590A1 (en) 2016-03-10
WO2016036419A1 (en) 2016-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2690008C1 (en) System and method of switching an electrical system to a backup power supply in case of power failure
Fan et al. Restoration of smart grids: Current status, challenges, and opportunities
US10901383B2 (en) Systems and methods for integrated microgrid management system in electric power systems
Khodayar et al. Integration of high reliability distribution system in microgrid operation
TWI550987B (en) Multipurpose power management system and method
Liang et al. Planning and service restoration through microgrid formation and soft open points for distribution network modernization: A review
Meneses et al. Improving the grid operation and reliability cost of distribution systems with dispersed generation
CN104936817A (en) Annunciating or power vending circuit breaker for an electric load
JP6463772B2 (en) Method and apparatus for detecting and correcting instability within a distribution system
Chadwick How a smarter grid could have prevented the 2003 US cascading blackout
JP5986428B2 (en) Distribution protection system and method
US11689011B2 (en) Methods and systems for electrical system monitoring and/or control
Mak et al. Synchronizing SCADA and smart meters operation for advanced smart distribution grid applications
US20230208187A1 (en) Photovoltaic disconnect device for storage integration
Balakrishna et al. Application benefits of Distribution Automation and AMI systems convergence methodology for distribution power restoration analysis
Lai et al. A MILP optimization model for siting isolation devices in distribution systems with DERs to enhance reliability
JP6738074B1 (en) Power feeding control system, power feeding control method, and power feeding control program
Alexander et al. Networks renewed: Technical analysis
Ozansoy A methodology for determining fault current impact coefficients of distributed energy resources in an adaptive protection scheme
Wan Protection coordination in power system with distributed generations
Thentral et al. Recent trends in smart grid technology—A review paper
Miow Development Of Microgrid With Energy Storage System
Rehan et al. Power Line Control and Monitoring Using FPGA
Hettiarachchi et al. Controlling of the micro grid test bed with an automated distribution system
Misak et al. Hybrid Off-Grid Systems Using Renewable Energy Sources