[發明專利]用于控制供電系統的操作的方法和裝置

無效

• 申請號: 200980102381.1
• 申請日: 2009-01-22
• 公開（公告）號: CN101970868A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: H·卡倫
• 申請（專利權）人: 弗萊克尹克塞公司
• 主分類號: F03D9/02
• 分類號: F03D9/02;F03D9/00;H05K7/20;H01M10/50
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 周建秋;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種用于控制供電系統的操作的方法、包含在供電系統中的控制器以及此種供電系統。

背景技術

目前，在缺乏電能的可靠供應的部分世界中經常地需要電能。例如，會因救濟工作而暫時地需要電能，或者會在邊遠地區和/或難以到達的地區中或多或少地永久性地需要電能來例如為無線通信網絡中的電信設備供電。

特別是在后一情況中，需要電能的裝置應當進一步隨著時間可靠地運行來使得通信服務提供商提供基本上不間斷的服務。

傳統地，所述電信設備(例如基站)使用柴油發電機來供電。然而，該方式既沒有成本效益又不環保，因為很多燃料被消耗，導致溫室氣體被排放到大氣中。此外，燃料必須定期地被運輸到通常難以到達的基站位置。

除了柴油發電機之外，已經試圖通過用風能和/或太陽能來給邊遠位置的基站供電，來降低操作邊遠位置的基站的成本。然而，由于相對較高的投資成本和對頻繁燃料運輸的經常持續的需要，所述系統沒有被廣泛使用，所述頻繁燃料運輸至少部分地因為缺少足夠完善的供電控制系統。

發明內容

考慮到現有技術的上述以及其它缺點，本發明的目標是實現在邊遠地區的電子設備的更成本有效的和環保的操作，特別是提供對包括依賴于氣候的電能源和輔助電能源的供電系統的改進的控制。

根據本發明的第一方面，通過用于控制供電系統的操作的方法來實現這些以及其它目標，所述供電系統用于將電能提供到功率消耗裝置，所述供電系統包括依賴于氣候的電能源、輔助電能源以及與電能源電連接的用于存儲所生成的電能的能量存儲裝置，至少依賴于氣候的電能源和能量存儲裝置能夠連接到功率消耗裝置來對功率消耗裝置提供電能，其中，所述方法包括以下步驟：獲取指示功率消耗裝置的期望的將來功耗的功耗數據、指示能量存儲裝置的當前能量存儲水平的能量存儲數據以及指示來自依賴于氣候的電能源的當前電能供應的供電數據；如果從依賴于氣候的電能源得不到足夠的電能，則將來自能量存儲裝置的電能提供到功率消耗裝置；以及基于所獲取的功率消耗數據、能量存儲數據以及供電數據來確定應當被提供到能量存儲裝置以實現功率消耗裝置的操作的電能的能量存儲閾值水平。

應當注意的是，根據本發明的方法決不限于以任何特定的順序來執行以上步驟。

功率消耗裝置可以是為了其運行而需要電能供應的任意裝置。根據本發明的當前的優選實施方式，功率消耗裝置是包括在無線通信網絡的基站中的電信設備。

“依賴于氣候的電能源”應當被理解為能夠將本地可用的自然力轉換為電能的任意電源。因此，這種依賴于氣候的電能源的示例包括光伏電池、風輪機、波浪力發電裝置、水力發電裝置等。

“輔助電能源”通常是不直接依賴于本地可用自然力的電源。輔助能源的示例包括電網(electrical?power?grid)(可能不可靠)、基于內燃機的發電機(諸如柴油/生物燃料發電機等)。

能量存儲裝置可以是能夠存儲電能的任意裝置，例如一個或幾個不同種類的電池(鉛電池、鋰離子電池等)或電容器。

“功耗數據”可以是根據該數據可以推論出功率消耗裝置的期望的將來功耗的估計的任意數據。例如，功耗數據可以是功率消耗裝置的瞬時功耗的至少兩個樣本，所述樣本在時間上分離。可替換地，功耗數據可以是外部生成的功耗分布，在基站中的電信設備的示例情況中，功耗分布可以由無線通信網絡的運營商來提供。

“能量存儲數據”可以例如以電壓和電流的方式被提供。相對能量存儲水平之后可以以技術人員公知的方式來確定。例如，各個能量存儲裝置的相對充電水平可以根據將負載施加到能量存儲裝置之前和之后的電壓之間的電壓差來確定。此外，推論出的能量存儲水平可以是能量存儲裝置的絕對或相對存儲/充電水平。

“供電數據”可以被理解為可以推論出依賴于氣候的電能源的供電的任意數據。例如，在已知電阻上的電壓降可以用來確定功率。

本發明基于以下認知，即諸如無線通信網絡中的基站中的電信設備這樣的功率消耗裝置的環保、可靠以及經濟的有利操作可以通過使用預測的功耗和可用的依賴于氣候的電源的信息來確定何時對能量存儲裝置進行充電而得到實現。

基于功率消耗裝置的特性，供電系統一般在由依賴于氣候的電源和輔助電源所提供的平均電能之間劃分比例。在實踐中，所達到的比例代表在給定安裝地點處的環境條件的情況下在初始投資與操作成本之間的最佳平衡。

更具體地，依賴于氣候的電源(諸如太陽能板和/或風輪機)的最大容量、能量存儲裝置的存儲容量以及輔助電源的最大容量被用于實現給定安裝地點處的環境條件的情況下功率消耗裝置的經濟的有利操作。