電力節約系統和方法技術方案

本發明專利技術涉及降低尤其是電力網處基于波紋的能量消耗的方法和系統，波紋為短期電力短缺或電力過剩。該方法基于如下理念：如果能量消耗裝置的運行不是必要的，則在電力短缺期間關閉能量消耗裝置，并且如果能量可以存儲在能量消耗裝置中，尤其是當能量能夠以能量消耗裝置的運行的一部分（諸如冷凍器的溫度）、作為一些物理參量或者變量存儲時，在電力過剩期間選擇性地打開這種能量消耗裝置。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】電力節約系統和方法
本專利技術涉及降低尤其是電力網處由于波紋的能量消耗的方法和系統，波紋為短期電力短缺或電力過剩。該方法基于如下理念：如果能量消耗裝置的運行不是必要的，則在電力短缺期間關閉能量消耗裝置，并且如果能量可以存儲在能量消耗裝置中，尤其是當能量能夠以能量消耗裝置的運行的一部分、作為一些物理參量或者變量(諸如冷凍器的溫度)存儲時，在電力過剩期間選擇性地打開這種能量消耗裝置。
技術介紹
目前，電廠產生的電不存儲在輸電系統中，而是在生成的同時消耗。因此，必須隨時保持儲備從而及時響應消耗中無法預料的變化。這些無法預料的變化尤其是以數分鐘或者甚至少于一分鐘的量級的波動的短期負載變動，也稱為波紋。儲備在數秒鐘內被激活從而補償負載變動，這里調整能量產生的一些選項為燃料調整、節流蒸汽閥或者冷凝流控制。所有這些導致電力生成的低效，而且估計電力工業中運行消耗的每年全球成本的量超過14.000.000歐元。文獻US7123994描述了一種管理能量消耗裝置組所消耗的能量的電力消耗管理方法。能量消耗裝置根據能量管理控制協議經通信媒介交換信息。能量管理控制協議包括用于通知未來能量消耗的能量預訂信息類別，用于通知可能的能量消耗減小的能量減小指示信息類別，以及用于準許能量預訂信息和/或能量減小指示的準許信息類別。能量消耗裝置通過根據能量消耗控制協議所交換的信息協商它們的能量消耗并根據協商的結果控制它們的能量消耗。當接收到減小電力消耗的請求時，能量消耗裝置確定可能的能量消耗的減小、分配給這些可能性優先級并且通過指示信息向其它能量消耗裝置告知這些可能性。例子之一是壓縮機或者制冷機或者冷凍器的運行。如果制冷機或者冷凍器的冷卻溫度沒有超過預定臨界溫度，壓縮機或者制冷機或者冷凍器的運行可被打斷一定時間。如果冷卻溫度超過這種溫度，控制單元分配相應高的優先級給預訂信息和指示信息。另一個例子是一種可以在沒有任何運行問題的情況下在預定期限內被打斷的滾筒式烘衣機。還有一個例子是一種能夠在洗衣環節階段停止并且會延遲甩干環節的啟動的洗衣機。此外，有可能在調度規則中不同的裝置優先級分配給不同的能量消耗裝置。這種裝置優先級反應用戶為其不同的能量消耗裝置所選的優先級。因此系統包括利用協議獲知裝置組的未來能量消耗，而與短期不可預測的波紋不相關。另一個文獻WO06128709與電網響應控制裝置相關，描述一種負載控制裝置，其響應于表示電網上的負載與發電之間的平衡的物理變量。控制裝置基于電網的物理變量的當前值相對于該物理變量的中心值改變負載的能量消耗，中心值從電網的物理變量的過去的讀數中獲得。電網響應控制裝置在確定是否應該提供電網變量負載控制時還考慮自負載上次改變其能量消耗以來的時間。此外，該文獻提到負載的基本功能是將物理變量保持在特定控制限度內。負載基本以占空比運行，通常是以負載打開的期間和以負載關閉的期間運行。然而，該文獻描述了一種與個別裝置的測量歷史相關的方法，因此不是非常適合對電力網上波紋的短期響應。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提出一種消除公用電力網上的這種波紋從而節約能量和費用的方法和系統。本專利技術的主要理念為利用許多能量消耗裝置(諸如如US7123994和WO06128709中描述的那些)通常不會連續地開啟這一事實。確實，許多系統通過重復開啟和關閉而以占空比運行，諸如制冷機和冷凍器，當它們的內部溫度降低到某個下限時開始冷凍，并且當它們的內部溫度上升到某個上限時再次停止。這種系統利用能量以獲得諸如溫度的物理參量的狀態，接著讓系統“漂移”直至需要新的能量被輸送至該系統。可以說將能量存儲到裝置運行的物理參量(可變物理參量)中。物理參量可以是任何東西，諸如熱能、動能(如電機軸的旋轉)、或者可替換地如由空氣調節器控制的周邊環境狀態、空氣濕度等條件，但是，對于本專利技術來說，它們還可以涉及運行，諸如滾筒式烘衣機或洗衣機的運轉，這里連續運行不是關鍵。該目的通過引入一種管理、調節和/或控制能量消耗裝置組所消耗的能量的方法而實現，這里，能量消耗裝置能夠增加或者減小物理參量。該方法包括從控制器接收減小能量消耗或增加能量消耗的信息的步驟，其中，當所述信息為減小能量消耗時，處于增加其物理參量的過程中的每個能量消耗裝置被指示以停止增加其物理參量，并且，當所述信息為增加能量消耗時，處于減小其物理參量的過程中的每個能量消耗裝置被指示以開始增加其物理參量。在本專利技術的一個優選實施方式中，能量消耗裝置設為在最小物理參量和最大物理參量所限定的物理參量范圍內運行。在這個實施方式中，當達到最小物理參量或者最大物理參量時，每個能量消耗裝置優選否決所述信息并改變階段，這樣當其達到最大物理參量時能量消耗裝置改變以減小物理參量而當其達到最小物理參量時能量消耗裝置改變以增加物理參量。本專利技術的物理參量可以為溫度，空氣濕度，CO2濃度或者與系統相關的任何其它環境值。在一個優選實施方式中，能量消耗裝置是制冷機、冷凍裝置、HVAC系統中的一個。在一個優選實施方式中，信息以如下方式與電力網上的波紋相關聯，即，當所述電力網所輸送的總能量增加到期望輸送能量變化范圍之上時，所述信息為減小能量消耗，并且，當所述電力網所輸送的總能量減小到期望輸送能量變化范圍之下時，所述信息為增加能量消耗。根據本專利技術的一個方面，波紋表示從期望輸送能量變化范圍由所述電力網所輸送的能量的任何波動，所述期望輸送能量變化范圍具有少于30分鐘、或者更優選地少于10分鐘、或者更優選地少于1分鐘的時間間隔。一個非限制性的實例，可以有利地引用的方法和系統為(例如超市里可見的)商業制冷或者冷凍系統。每一種制冷實體包括一個或更多個蒸發器，每個蒸發器適于處在允許制冷劑流沿著蒸發表面經過的工作狀態，和非工作狀態，在非工作狀態防止這種制冷劑流。蒸發器可以在工作狀態和非工作狀態之間切換以獲得制冷實體的制冷室內部的期望溫度范圍內的溫度并將該溫度保持在期望溫度范圍內。這種制冷系統常常包括可變容量壓縮機裝置，例如兩個或更多個壓縮機的壓縮機組形式的可變容量壓縮機裝置。因而可能調節制冷系統的制冷容量(即被壓縮機從制冷實體的蒸發器去除的液體制冷劑量)以滿足制冷需求(即蒸發器產生的氣態制冷劑量)。在可變壓縮機裝置為壓縮機組形式的情況下，制冷容量通常通過開啟或者關閉壓縮機組的壓縮機而進行調整。如果這相對頻繁地進行，將導致壓縮機明顯的磨損。每個制冷實體的制冷要求取決于所采用的控制策略以及所討論的制冷實體的外部負載。在本文中，術語“負載”應該被解釋為表示施加在制冷實體上的熱量。因此，負載的改變通常由外部原因所致，諸如將新的(最大可能為更熱的)制品放在制冷實體的制冷室，或者將夜遮幕應用到一個或多個制冷實體上。在本文中，術語“制冷實體”應該被解釋為表示制冷制品產生的位置。因此，制冷實體可以是冷藏陳列柜，例如，通常在超市里使用的那種。冷藏陳列柜可以是開口冷藏陳列柜，或者具有用戶需要開啟以取得被冷藏的制品的門的冷藏陳列柜。可替換地，制冷實體可以是更大的實體，諸如封閉的冷藏室，例如可以在餐廳或者屠宰場中使用的那種。制冷系統可以包括各種制冷實體，例如，兩個或兩個以上上述的那種制冷實體。可替換地，制冷系統可以包括僅一種制冷實體。經過制冷實體的每個蒸發器的制冷劑流優選地通過一個或者多個閥控制。因此本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種管理、調節和／或控制能量消耗裝置組所消耗的能量的方法，所述能量消耗裝置能夠增加或者減小物理參量，所述方法包括從控制器接收信息以減小能量消耗或增加能量消耗的步驟，并且能量消耗的減小或者增加通過改變物理參量而實現。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】DKPA2008017822008年12月15日1.一種管理、調節和/或控制能量消耗裝置組所消耗的能量的方法，所述能量消耗裝置能夠增加或者減小物理參量，所述方法包括從控制器接收信息以減小能量消耗或增加能量消耗的步驟，并且能量消耗的減小或者增加通過改變物理參量而實現，其中，當所述信息為減小能量消耗時，處于減小其物理參量的過程中的每個能量消耗裝置被指示以停止減小其物理參量，并且，當所述信息為增加能量消耗時，處于增加其物理參量的過程中的每個能量消耗裝置被指示以開始減小其物理參量，其中，所述信息以如下方式與電力網上的波紋相關聯：當所述電力網所輸送的總能量增加到期望輸送能量變化范圍之上時，所述信息為減小能量消耗，并且，當所述電力網所輸送的總能量減小到期望輸送能量變化范圍之下時，所述信息為增加能量消耗，其中，所述物理參量為溫度，并且其中，所述能量消耗裝置是制冷裝置或冷凍裝置。2.如權利要求1所述的方法，其中，所述能量消耗裝置設為在最小物理參量和最大物理參量所限定的物理參量的范圍內運行。3.如權利要求2所述的方法，其中，當達到最小物理參量或者最大物理參量時，每個能量消耗裝置否決所述信息并改變階段，這樣當所述物理參量達到最大物理參量時能量消耗裝置改變以減小物理參量，而當所述物理參量達到最小物理參量時能量消耗裝置改變以增加物理參量。4.如權利要求1所述的方法，其中，所述波紋為從所述期望輸送能量...

【專利技術屬性】
技術研發人員：海爾格·范德爾·延森，
申請(專利權)人：丹佛斯公司，
類型：發明
國別省市：DK