[0001] 本公开涉及供具有或不具有可再生能源的电力系统使用的发电电路，其有时可以在可用性方面变化。

[0002] 在传统电力系统中，发电公司可以产生电能来以集中且单向的方式对负载中心供电。一般而言，基本的“负载遵循（load following）”控制方法包括发电遵循能量需求所按照的布置。因此，可以采用发电和电力需求（例如“负载”）间的平衡来实现稳定的发电系统。然而，鉴于分布式可再生能源（诸如风能和太阳能）的日益增加的使用，可以出现较不集中且动态的发电系统。例如，可再生能源可以按分布式的方式来安装，其中太阳能和/或风力发电容量的实际位置对电力公司是未知的。因此，特别是考虑到地理上变化的风速、云量等等，电力公司可能并不能够精确确定总发电量。虽然发电和负载可以通过临时的能量储存设施（诸如用于储存势能的蓄水池）和/或化学能量储存设施（诸如蓄电池）来缓和，但这些解决方案可能是有问题的。例如，化学储存可能花费过高。在另一个示例中，用于势能储存的蓄水池可能易受地理限制的影响。
附图说明

[0003] 在说明书的结束部分特别地指出并且清楚地要求保护了所要求保护的主题。连同其目的、特征和/或优点一起，所要求保护的主题可以在与附图一起阅读的情况下通过参考下面的详细描述而被更好地理解，在附图中：图1a示出了根据实施例的用于传输中的输出电压支持的串联无功功率补偿器的简化的控制原理图。

[0004] 图1b示出了根据实施例的基于功率逆变器电路的作为中央调光系统的串联无功功率补偿器的简化的控制原理图。

[0005] 图1c示出了根据实施例的作为电弹簧（electric spring）的串联无功功率补偿器的简化的控制原理图。

[0006] 图2示出了根据实施例的基于半桥功率逆变器和低通电感器-电容滤波器以及Undeland缓冲电路的电弹簧的单相版本。

[0007] 图3a示出了根据实施例的单相电力系统的原理图。

[0008] 图3b示出了根据实施例的包括电弹簧电路的使用的单相电力系统的原理图。

[0009] 图4示出了根据实施例的用于三相系统的单相电弹簧。

[0010] 图5示出了根据实施例的三相电弹簧。

[0011] 图6示出了根据实施例的用于单相系统的自适应电源。

[0012] 图7示出了根据实施例的用于三相系统的自适应电源。

[0013] 图8示出了根据实施例的安装在降压（step-down）变压器的高电压侧上的电弹簧。

[0014] 图9示出了根据实施例的另一个自适应电源。

[0015] 图10示出了根据实施例的自适应DC电源。

[0016] 图11示出了根据实施例的设立有标准电力出口的自适应DC电源。

[0017] 图12示出了根据实施例的形成电源基础设施的部分的自适应AC和/或DC电源。

[0018] 图13示出了根据实施例的DC总线电源。

[0019] 图14示出了根据实施例的未来电源的设置。

[0020] 图15示出了根据实施例的用于通过外部主体（诸如电力公司和当局）来改变输入电压参考的可访问机制。

[0021] 在以下详细描述中对形成了其一部分的附图做出了参考，在附图中同样的数字可以自始至终指定同样的部分，以指示对应的或类似的要素。为了说明的简单和/或清楚起见，在附图中所图示的要素并不一定是按比例绘制的。例如，为了清楚起见，一些要素的尺寸可以相对于其他要素而被夸大。进一步地，应该理解的是，在不脱离要求保护主题的范围的情况下，可以利用其他实施例以及可以做出结构的和/或逻辑的改变。同样应该注意的是，方向和参考（诸如例如上、下、顶部、底部、之上、上面等等）可以用来便于附图的讨论以及并未意图限制所要求保护主题的应用。因此，下面的详细描述并未以限制性意义来进行以及所要求保护主题的范围意图由所附权利要求及其等价方式来限定。

[0022] 在下面的详细描述中，陈述了许多具体细节来提供对所要求保护主题的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解的是，所要求保护的主题可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在其他实例中，尚未详细描述本领域普通技术人员所已知的方法、装置或系统以免使所要求保护的主题晦涩难懂。

[0023] 遍及本说明书对一个实施方式、实施方式、一个实施例、实施例等等的参考可以意指结合特定实施方式或实施例所描述的特定的特征、结构或特性可以被包括在所要求保护主题的至少一个实施方式或实施例中。因此，这样的词组遍及本说明书在各个地方的出现并不一定意图指的是相同的实施方式或所描述的任意一个特定实施方式。此外，要理解的是，所描述的特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施方式中以各种方式被组合。一般而言，当然这些和其他问题可以随着特定的情境而变化。因此，对这些术语的描述或使用的特定情境可以提供关于将针对该特定情境而提出的推论的有帮助的指导。

[0024] 类似地，如本文中所使用的术语“和”、“和/或”和“或”可以包括各种含义，其将再次至少部分地取决于这些术语所使用的情境。典型地，如果被用于关联列表（诸如A、B或C），“和/或”以及“或”意图意指A、B或C（这里以排他性意义来使用）以及A、B和C。此外，如本文使用的术语“一个或多个”可以用来描述按照单数的任意特征、结构或特性或者可以用来描述特征、结构或特性的一些组合。

[0025] 实施例可以包括各种需求侧的电力管理方法。针对2005至2012年时期的文献综述示出了需求侧（例如负载）的管理（或有时被称为需求响应）[1]、[2]可以被宽泛地概述为：· 延时容许电力需求任务的安排[3-5]
· 减轻尖峰需求的能量存储的使用[6]
· 实时定价[7-9]
· 智能负载的直接负载控制或开-关控制[10-12]
虽然上文标识的方法可以具有特定优点，但至少一些方法可能受到某些限制的影响。
例如，尽管预先按照天或甚至小时来安排电力需求可能是实际的，但对实时功率波动的响应可能是更加有问题的。此外，尽管能量储存可以表现一个或多个相对有利的解决方案，但蓄电池的使用可能是相对昂贵的。此外，诸如蓄水池的使用（在蓄水池中水被向上推动以供以后从势能转换成电能），这样的解决方案在山区可能是更实际的而在低洼区域是不太实际的。在其他实例中，例如，实时定价对于抑制价格敏感的大量消费者的电力需求可能是相对有效的，但可能不适应于普通的家庭消费者。

[0026] 在某些环境下，电力公司可以采用直接负载控制来摆脱（shed）电力负载以避免电力系统崩溃。然而，这样的集中控制策略对于供未来电网使用可能并不是有效的，该未来电网可以包括在配电网络的输入侧处提供电能的相对分散且间歇可用的可再生能源。尽管已经提出了电负载（诸如热水器和空调）的开-关控制，但这样的方法可能是过度侵入性的以及对消费者导致相当的不便。基于对节点电压水平实时追踪的广域测量结果的最近的工作（例如供数据中心用于对分布式区域的中心和区域控制）已经被检查。节点电压水平的这样的实时追踪通常是基于信息和通信技术（ITC），诸如无线通信、卫星同步和互联网/内联网控制。在一些实例中，这个方法在正常操作条件下可能是有效的，但在天气紧急情况下或在不适宜的大气条件（诸如强太阳风暴）期间在无线通信系统失效的情况下可能更难以实施。在其他实例中，例如由于在报告节点电压水平方面所涉及到的对服务器的黑客行为，互联网基础设施的使用也可能是不合意的。

[0027] 负载响应中最近的创新可以与“电弹簧”的发展有关[13]、[14]。电弹簧可以包括用于基于功率电子的功率控制器的电路，该功率控制器采用“输入电压控制”以用于调节电力系统的供给电压。在这个特定的情境中，应该理解的是，术语需求意图指的是电子负载以及自始至终术语需求的使用应该以与这样的理解相一致的方式来解释。类似地，术语控制意图指的是至少部分地控制和/或至少能够部分地调节。再者，自始至终术语控制的使用应该以与这样的理解相一致的方式来解释。同样地，术语“基于”（诸如X是“基于”Y或X可以“基于”Y的描述）意图表明X是至少部分地基于Y或可以至少部分地基于Y；然而，也可以存在可能不一定已经明确表达出的其他因素或考虑。再者，自始至终术语“基于”的使用应该以与这样的理解相一致的方式来解释。

[0028] 由于功率逆变器电路常用于电力系统应用中，确定输入和输出控制方法之间的区别可以是有用的。例如，图1a示出了用于传输中的输出电压支持的（VO调节的）串联无功功率补偿器的简化的控制原理图，以及图1b示出了基于功率逆变电路的作为中央调光系统的（VO调节的）串联无功功率补偿器的简化的控制原理图。在图1和2中，突出显示了有功功率（例如电流）流的方向。在图1和2中，输出端（VO）指的是功率流的输出方向。

[0029] 图1c示出了作为电弹簧的（VS调节的）串联无功功率补偿器的简化的控制原理图。不同于在图1a和图1b中所图示的示例，电弹簧采用输入电压控制，其中输入端（VS）指的是有功功率流的输入端。例如，输入功率端可以指的是输电干线（例如母线）。

[0030] 在特定实施例中，电弹簧包括切换模式功率逆变器、低通滤波器和用于调节输入AC电压（通常是本地AC干线的节点电压）的输入电压控制。在图2中示出了基于半桥功率逆变器和低通电感器-电容滤波器以及Undeland缓冲电路的电弹簧的单相版本。原则上，电路（诸如图2的电路）可以能够适应有功和无功功率两者，因此给予电路至少在理论上在电力系统中贡献电压和频率稳定性的能力。在一些实施例中，半桥、全桥和多级功率逆变器可以形成一个或多个电弹簧电路。此外，实践上已经证明电弹簧的使用可以允许负载需求遵循间歇性发电[14]以及也使电力系统中能量储存要求方面的降低能够实现[15]。随着下垂控制[16]的结合，电弹簧可以被分布在电网上来提供对电网的分布式稳定性支持。

[0031] 在实施例中，一个或多个电弹簧的使用存在于“需求侧”。例如，电弹簧可以与非关键负载相关联，该非关键负载可以被表征为能够容许供给电压的一定变化的电负载。电弹簧可以被嵌入到电器（诸如电热水器和/或电冰箱）中来形成可以对波动的电源自适应的智能负载。在实施例中，我们描述了在“电源侧”上的电弹簧的改进的概念以及延伸并结合电弹簧概念来形成“智能电源”。不同于可以采取例如仅“输入电压控制”的电弹簧的一些实施方式，改进的智能电源可以采用“输入电压和/或输出电压”控制。此外，例如，电弹簧可以被认为与电源相关联，这相对于与电负载相关联。

[0032] 实施例可以涉及用于AC或DC电源的电力系统基础设施，该AC或DC电源可以结合电弹簧来形成一个和多个自适应电源。一个或多个实施方式可以以AC电源的形式来描述。随后，描述了基于一个或多个类似原理的自适应DC电源。

[0033] 图3a示出了单相电力系统的原理图。然而，应该指出的是，虽然在图3a中使用的变压器符号可以表明单相系统，但在实施例中可以采用多相电力系统，诸如例如三相电力系统。为了简单起见，单相系统仅用于说明性目的，以及所要求保护的主题并未限制于这点上。在图3a中，端子“L”可以指的是“带电（live）”端子以及N可以指的是中性端子。标准AC干线，带电到中性电压可以指的是相电压，其对于大约50.0Hz的电力系统可以典型地在220.0V-240.0V的范围中以及对于大约60Hz的电力系统可以典型地在100.0V-110.0V的范围中。在许多国家，电力公司可以在一定百分比（例如在香港标称AC干线电压的+/-6%）的紧密度容限内调节AC干线电压。针对标准AC干线的容限在图3中被标注为X%。

[0034] 如图3b中所示，实施例可以包括使用电弹簧电路，该电弹簧电路可以至少部分基于用于AC电压输出的AC到AC的功率逆变器，以及可以用来形成自适应AC电源。自适应AC电源的“带电”端子被叫做Ladapt。

[0035] 对于单相系统，电弹簧可以包括在图4中示出的半桥功率逆变器电路。在其他实施例中，可以使用全桥功率逆变器或其他类型的功率逆变器（诸如例如多级功率逆变器）。功率逆变器的输出电压可以是正弦脉宽调制（PWM）信号，可以使用低通滤波器来对该正弦脉宽调制（PWM）信号进行滤波以生成可控的正弦电压作为电弹簧电压。电弹簧的功率逆变器可以适应无功功率和/或实际功率。功率逆变器的DC支撑（DC link）电容器可以提供储存能量，其可以提供用于例如在AC干线上调节节点电压的无功功率补偿。对于无功功率控制，流入自适应电源的负载中的电流矢量可以至少近似垂直于电弹簧的电压矢量。使用纯无功功率控制的用于电压调节的电弹簧的控制方法的示例可以在[13]-[16]中被描述。

[0036] 如果实际功率和无功功率控制被确定为是有利的，DC功率源（诸如蓄电池）例如可以与一个或多个电容器并联连接或者可以用来整体代替电容器。已经在[13]中论述了有供功率源的使用。在这个实例中，例如，自适应电源中负载的电流矢量可以并不近似垂直于电弹簧的电压矢量。利用实际功率和无功功率控制两者的这样的电弹簧的操作模式已经由发明人在[17]中进行了报导。

[0037] 对于三相系统，例如，单相电弹簧（诸如图4中所示出的）可以用于一个或多个相。在实施例中，例如，单相电弹簧可以被用于三相系统的每个相。在图5中示出了三相电弹簧电路的实施例。具有DC环节电容器和/或有功DC电压源（诸如蓄电池）的三相功率逆变器和低通滤波器（包括电感器和电容器）形成了三相电弹簧电路的基本单元。通过具有端子X1、Y1和Z1的三相变压器X-Y-Z的初级绕组，经滤波的电弹簧电压可以被耦合到具有端子X2、Y2和Z2的三个次级绕组。输出端子XX、YY和ZZ可以因此形成三相自适应电源的三相线电压输出端子。星形连接的负载和三角连接的负载均可以被连接到（诸如例如图5中示出的）三相自适应电源。应当注意的是，三相变压器也可以由例如三个单相变压器来代替，假设三个单相变压器的连接与图5中示出的那些是等效的或至少类似的。

[0038] 至少部分地基于电弹簧概念的自适应电源并不限于例如低电压配电网络，以及至少原则上可以被应用于中电压和高电压电力网络。对于中电压和高电压应用，例如，供更高电压下（例如更高的额定电压下）使用的多级功率逆变器可以例如代替图5中示出的二级功率逆变器的至少部分。

[0039] 图6图示了根据实施例的用于单相系统的自适应电源。电弹簧以及输入和输出控制环被实现在配电线路的低电压侧上。类似的原理可以被应用于如图7中所示的三相电力系统。如果愿意，电弹簧可以如图8中所示被安装在降压变压器的高电压侧上。

[0040] 实施例至少在三方面区别于在[13]-[16]中报导的电弹簧的先前概念。

[0041] · 不管负载类型如何，电弹簧电路可以（作为电源基础设施的部分）被结合到电源侧中。在先前的报导中，电弹簧可以是电源外部的独立电路和/或被嵌入在电器中。

[0042] · 自适应电源可以采用输入电压控制和输入频率控制两者（用于按照[13]-[16]中报导的电弹簧的传统意义调节标准AC干线电压以及减小频率不稳定性）。如图3b中图示的输出电压控制（用于限制自适应AC干线电压的最大和最小电压值以及根据输入电压控制和输入频率控制允许输出AC电压在最大电压水平和最小电压水平之内变化）。

[0043] · 有功DC功率源（诸如蓄电池）的使用可以使电压控制环和频率控制环两者能够被包括在如图9中所示的自适应电源系统中。

[0044] 如在图9的实施例中所示，例如在控制方案中可以存在四个主要控制块。控制块1可以执行基于输入频率控制的自适应电压调节功能。控制块2可以执行基于输入电压控制的自适应电压调节功能。控制块3可以执行至少部分地基于输入功率位移角控制的无功功率补偿功能。控制块4可以执行至少部分地基于输出电流检测的过流保护功能。

[0045] 在实施例中，控制块1可以包括实施检测输入电压VS的频率fS的方法的电路或其他装置。检测到的频率可以与针对输入电压的期望频率fS（preset）相比较。这两个频率之间的差Efs通过因子Kf缩放以及然后被传递经过限制器并且被输入到加法器Sum中。在控制块2中，采取了检测输入电压的RMS值（例如VS,rms）的电路或方法。检测到的RMS电压与预先设定和/或期望的RMS电压VS,rms（preset）相比较。这两个电压的差EVS,rms可以通过因子KV缩放以及被传递经过限制器并且被输入到标注为“Sum”的加法器中。在加法器“Sum”处，来自控制块1和控制块2的信号可以与输出电压的期望参考值VO（preset）相加来提供VO（preset）±ΔV的自适应输出电压参考值。Sum的输出可以被传递经过例如限制器，其可以例如将输出电压参考点的一个或多个限度|VOref|设置为不小于Vmin并且不大于Vmax，使得Vmin≤|VOref|≤Vmax。Vmax和Vmin的值可以被设置和/或可以是可编程的。控制块1和2可以执行例如自动负载摆脱或负载增长（boosting）的功能。当检测到的fS比fS（preset）高时，这可以表明例如电力总线（例如母线）是欠载的，输出电压参考被自适应地调整为更高的值以使得在Ladapt处经调节的输出电压更高。在一些实施例中，对于无源负载，更高的Ladapt可以导致从干线汲取的更大的功率。这对于比fS（preset）低的fS可以是相反成立的。同时，当检测到的VS,rms比VS,rms（preset）高时，这也可以表示电力总线是欠载的，输出电压参考可以被自适应地调整为更高的值以使得在Ladapt处经调节的输出电压更高，反之亦然。

[0046] 例如，通过检测输入电压VS（LF）和输入电流IS（LF）之间的位移角，可以在控制块3处执行无功功率补偿。例如，输入电压VS和输入电流IS可以被传递经过低通滤波器来保持它们的基频分量（例如VS（LF）和IS（LF））。信号可以传递经过相位角检测电路/方法来获得相位角位移±θ。+θ的正角度可以表示输入电流正领先于输入电压，这可以等价于或至少类似于由电容电路所展现出的行为。负角度（-θ）可以例如表明输入电流可能落后于输入电压，例如这可以展现出与电感电路的行为类似的行为。

[0047] θ随后可以与期望的位移角θ（preset）相比较，两者的差Eθ可以在被馈送到相位延迟电路中之前被传递经过补偿器和/或限制器来将正弦信号sin2πft改变为sin（2πft+θcom）。通过改变角度θcom，可以执行不同的无功功率补偿。对于功率因数校正，期望的相位角被设置为θ（preset）=0。在+θ的情况下,θcom将是负值，这应该导致电弹簧生成创建电感功率来补偿负载的电容效应的电压。在-θ的情况下,θcom可以是正值，这应该导致电弹簧生成创建电容功率来补偿负载的电感效应的电压。

[0048] 以sin2πft变化的正弦信号对应输入电压VS的振荡频率以及它使用VS（LF）通过频率同步电路来获得。可以用来自加法器/限制器（Sum/Limiter）的输出（例如包括信号|VOref|）调制包括信号sin（2πft+θcom）的相位延迟电路的输出。这可以给出VOref的瞬时输出电压参考，其可以用于Ladapt处的自适应输出电压VO的实时控制。对于电压反馈控制，VO可以与VOref进行比较，两者的差可以在传递到选通模式生成器中以用于控制电弹簧的一个或多个切换动作之前被补偿和限制。

[0049] 在控制块4中，至少在一些实施方式中，例如，负载电流IO可以被感测以及与经过比较器的最大可允许电流IO（lim）的值相比较。例如，如果在输出负载处发生过流或短路以使得IO＞IO（lim），作为响应，比较器可以触发输出高信号来复位触发器，从而关闭选通模式生成器。复位可以重启电弹簧。

[0050] 标准AC干线和自适应AC干线的实施例之间至少有三个区别：· 常规AC干线对于电压波动经常采用X%的紧密度容限。然而，自适应AC干线可以展现出可以在具有最大值（标称值的+n%）和最小值（标称值的-m%）的更宽容限内被调节的输出电压。

[0051] · 标准AC干线可以由电力公司调节来履行承诺以在紧密度容限内保持良好的稳压电源。然而，当使用自适应电源时，可以在更宽的电压内调节输出电压以针对正被供应电力的负载改变负载功率消耗。

[0052] · 对于电弹簧的实施例不再有在关键负载和非关键负载之间进行区分的需要。自适应电源可以是基于电弹簧技术，该电弹簧技术现在是电源基础设施的部分。假如负载可以适应在自适应电源的最大电压水平和最小电压水平内的变化的电压，可变的和/或恒定的电力负载可以被连接到自适应电源。

[0053] 本质上，通过自适应电源的实施例，可再生发电量的间歇性质可以由负载需求变化来匹配。这可以允许通过负载需求来平衡发电量。如果达到了这样的功率平衡，标准电源的电压可以被调节到标称值。

[0054] 如果在一个瞬间的总发电量低于负载需求，自适应电源的电压可以被动态地减小以便减小（除了恒定功率类型的那些负载外的）电负载的功率消耗。如果发电量少于负载需求，使得自适应电源的电压达到其最小值，一些负载功率可以经由电弹簧的功率逆变器来自于自适应电源的能量储存器（诸如蓄电池）。通过使用输入电压控制来调节AC干线电压（例如标准电源的电压），自适应电源的电压可以以这样的方式进行变化：使用自适应电源的负载的总功率消耗可以改变以便达到所供给的功率和功率加载之间的功率平衡。

[0055] 如果在任意时刻的发电量都大于负载需求，自适应电源可以以这样的方式增加电压：总功率消耗可以增加以便平衡发电量或者至少减小发电量的不平衡。当达到自适应电源电压水平的最大值时，额外的发电量可以被分流到蓄电池中用于储存。以这种方式，仍然可以维持发电量和负载需求之间的平衡。

[0056] 自适应AC电源的实施例可以扩展到如图10中所示的用于DC电负载的自适应DC电源。类似于AC对应部分，DC电压输出具有可以被设置和编程的最大和最小水平。例如，对于大约48.0V的标称DC电压，最大水平可以是比大约48V高n%以及最小水平可以是比大约48V低m%。可以以这样的方式来控制DC电压变化：DC负载功率消耗将平衡发电量和负载需求或者减小发电量和负载需求的不平衡。自适应DC电源可以被设立有如图11中示出的标准电力出口。

[0057] 诸如自适应AC和/或DC电源的实施例可以形成如图12中所示的电压基础设施的部分。由标准AC干线所馈送的AC和DC功率源可以适应具有动态改变的可再生能源的高穿透性的未来电网的间歇性质。实施例提供了可以满足控制范例的自适应电源基础设施，在控制范例中负载需求遵循发电量——这对于未来智能电网可以是合意的。图13图示了至少部分地基于特定实施例的标准电源和自适应电源的单相示例。具有实际功率消耗的电弹簧电路典型地需要安装DC能量储存系统，诸如蓄电池储存系统。使用特定的实施例，蓄电池储存系统可以可选地由DC总线电源来代替，如图13中所示。

[0058] 图14图示了关于未来电源的设置的本发明的一个实施例。其示出了自适应AC电源可以源自于标准AC干线供电。其也示范了自适应高电压DC电源和低电压电源也可以源自于同样的标准AC干线供电。

[0059] 迄今为止基于电弹簧的使用的自适应电源的描述假定电弹簧一直作为个体单元进行操作。然而，应该注意的是，这些电弹簧也可以将下垂控制结合到输入电压控制环中以使得这些电弹簧可以帮助自适应电压源来以协调的方式调节干线电压——如在专利申请[16]中所描述的。

[0060] 此外，所提出的是提供一种可访问机制以使得电力公司或当局可以在电弹簧的控制环中控制参考干线电压，以便提供新的机制来控制电网的不同部分中的干线电压水平。电压控制使电力公司能够出于各种目的而控制电网的不同部分中的干线电压。示例是改变电压水平以便减少配电网络中不必要的电流流动，以便减小传导损失。在图15中图示了用于通过外部主体（诸如电力公司或当局）改变输入电压参考的这种可访问机制。由外部主体提供的电压参考可以通过有线或无线机制来传输。

[0061] 此外，还提出的是提供一种具有输出信号的负载设置控制机制以使得电力消费者可以将它用于对他们的智能电器或智能负载中所使用的电力量进行自动控制。在图15中图示了可以在自适应电源中可选地采用以用于直接改变负载功率的这种机制。该控制机制检测输入频率和电压水平以及确定电网是超载还是欠载。它提供了输出信号Rset，其包含关于电网中可用的加载水平的信息。未来智能电器可以被设计成基于由Rset提供的信息来调整它的功率消耗。作为示例，负载设置控制可以与具有接地的自适应电源集成来形成四针电源插座出口，如在图13中所示。这样的集成可扩展到所有自适应电源。

[0062] 类似于图9，在图15中的控制方案中存在四个主要控制块。这里，引入了可选的负载设置控制块以用于在智能电器中执行负载功率控制。电压参考的超控（override）控制被包括在控制块1和控制块2中。控制块1执行基于输入频率控制的自适应电压调节功能。控制块2执行基于输入电压水平控制的自适应电压调节功能。控制块3执行基于输入功率位移角控制的无功功率补偿功能。控制块4执行基于输出电流检测的过流保护功能。

[0063] 在控制块1中，采取了检测输入电压VS的频率fS的电路或方法。检测到的频率可以与针对输入电压的参考频率fSref相比较。这两个频率之间的差Efs通过因子Kf缩放以及然后被传递经过限制器并且被输入到加法器Sum中。这里，该参考频率fSref典型地是内部预设的期望频率fS（preset），其是电网的默认频率。包括了超控函数以使得如果电力局希望改变输电频率，其可以通过 将“真”信号和新的期望频率参考fS（ext）馈送到超控块来完成，该超控块然后将采取fSref作为fS（ext）。

[0064] 在控制块2中，采取了检测输入电压的RMS值（例如VS,rms）的电路或方法。检测到的RMS电压与参考RMS电压VS,ref相比较。这两个电压的差EVS,rms通过因子KV缩放，然后被传递经过限制器并且被输入到加法器Sum中。这里，该参考RMS电压VS,ref典型地是内部预设的期望RMS电压VS（preset），其是电网的默认频率。包括了超控函数以使得如果电力局希望改变输电电压，其可以通过 “真”信号和新的期望RMS电压参考VS（ext）馈送到超控块来完成，该超控块然后将采取VSref作为VS（ext）。

[0065] 在负载设置控制块中，频率误差Efs和RMS电压误差EVS.rms两者分别通过因子Ky和Kx缩放以及然后被传递经过限制器并且被输入到加法器中。输出是信号±ΔΡ，其正值对应于电网发电量的过剩以及负值对应于电网发电量的短缺。±ΔΡ被馈送到量化器，该量化器将±ΔΡ转化成离散值（例如在-2、-1、0、1、2的范围内）的输出信号Rset，该离散值对连接到电源的智能电器具有隐含的含义。例如，Rset = -2可以表明因为存在发电量的短缺，智能电器在其最低功率下进行操作。Rset = -1意味着智能电器的较低功率操作。Rset= 0意味着正常操作。Rset = 1意味着较高功率操作以及Rset = 2意味着在最大功率下操作该电器。

[0066] 在前述描述中，已经描述了所要求保护主题的各种方面。出于解释的目的，陈述具体数字、系统或配置来提供对所要求保护主题的透彻理解。然而，对已经从本公开中获益的本领域技术人员应该明显的是，可以在没有具体细节的情况下对所要求保护的主题进行实践。在其他实例中，公知的特征被省略或简化以免使所要求保护的主题晦涩难懂。虽然在本文中已经说明或描述了某些特征，但许多修改、替换、改变或等同方式现在将被本领域技术人员想到。因此，要理解的是，所附权利要求意图覆盖落入所要求保护主题的精神内的所有这种修改或改变。

[0067] 参考文献[1] P. Palensk和D. Dietrich，“Demand Side Management：Demand Response, Intelligent Energy Systems, and Smart Loads，IEEE工业信息学报，2011年第3期，第7卷，381-388页
[2] I. Koutsopoulos和L. Tassiulas，“Challenges in demand load control for the smart grid”，IEEE网络，2011年第5期，第25卷，16 – 21页
[3] A. Mohsenian-Rad，V.W.S. Wong，J. Jatskevich，R. Schober，A. Leon-Garcia. “Autonomous Demand-Side Management Based on Game-Theoretic Energy Consumption Scheduling for the Future Smart Grid”，IEEE智能电网学报，2010年第3期，第1卷，320 – 331页
[4] M. Parvania和M. Fotuhi-Firuzabad，“Demand Response Scheduling by 
Stochastic SCUC”，IEEE智能电网学报，2010年第1期，第1卷，89 -98页
[5] M. Pedrasa T.D.，Spooner和I. F. MacGill，“Scheduling of Demand Side Resources Using Binary Particle Swarm Optimization”，IEEE电力系统学报，2008年第
3期，第24卷，1173 - 1181页
[6] F. Kienzle，P.，Ahc in和G. Andersson，“Valuing Investments in Multi-Energy Conversion，Storage, and Demand-Side Management Systems Under 
Uncertainty”，IEEE可持续能源学报，2011年第2期，第2卷，194 - 202页
[7] A.J. Conejo，J.M. Morales和L. Baringo，“Real-Time Demand Response Model”，IEEE智能电网学报，2010年第3期，第1卷，236 - 242页
[8] A.-H. Mohsenian-Rad和A. Leon-Garcia，“Optimal Residential Load Control with Price Prediction in Real-Time Electricity Pricing Environments”，IEEE智能电网学报，2010年第2期，第1卷，120 - 133页
[9] A.J. Roscoe和G. Ault，“Supporting high penetrations of renewable 
generation via implementation of real-time electricity pricing and demand response”，IET可再生发电，2010第4期，第4卷，369 - 382页
[10] S.C. Lee，S.J. Kim和S.H. Kim，“Demand Side Management with Air 
Conditioner Loads Based on the Queuing System Model”，IEEE电力系统学报，2011年第2期，第26卷，661 - 668页
[11] GC. Heffner，C.A. Goldman和M.M. Moezzi，“Innovative approaches to verifying demand response of water heater load control”，IEEE输电学报，2006年第
1期，第21卷，388 - 397页
[12] A. Brooks，E. Lu，D. Reicher，C. Spirakis和B. Weihl，“Demand Dispatch”，IEEE电力和能量杂志，2010年第3期，第8卷，20 - 29页
[13] S.Y.R. Hui，C.K. Lee和F.F. Wu，“Power control circuit and method for stabilizing a Power Supply”，PCT专利申请 61/389,489，2010年11月4日提交[14] S.Y.R. Hui，C.K. Lee和F. Wu，“Electric Springs - A New Smart Grid Technology”，IEEE智能电网学报，2012年9月第3号，第3卷，1552-1561
[15] C.K. Lee和S.Y.R. Hui，“Reduction of energy storage requirements for smart grid using electric springs”，IEEE智能电网学报 (印刷中)
[16] N. Chaudhuri，B. Chaudhuri，C.K. Lee和S.Y. R. Hui，“Control methods for distributed power systems”，英国专利申请，申请号：1206318.6，2012年
[17] S.C. Tan，C.K. Lee和S.Y.R. Hui，“General steady-state analysis and control principle of electric springs with active and reactive power 
compensations”，IEEE电力电子学报，第8期，第28卷，3958 - 3969页。