控制微電網(wǎng)中的功率的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及微電網(wǎng)中的功率控制，特別是當(dāng)微電網(wǎng)從主電網(wǎng)斷開時控制微電網(wǎng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在像微電網(wǎng)那樣的較小電傳輸網(wǎng)中，頻率和電壓比在大電網(wǎng)中經(jīng)受更大的變化。微電網(wǎng)常常依賴于來自較大的主電網(wǎng)的功率以提供平衡的電壓。尤其是，如果微電網(wǎng)失去與主電網(wǎng)的連接，則平衡問題可能會發(fā)生。
[0003]US2012/0283890(D1)描述了一種用于微電網(wǎng)的控制裝置。D1討論了當(dāng)微電網(wǎng)從主電網(wǎng)斷開時對微電網(wǎng)進行控制。如果來自主電網(wǎng)的功率中斷時，控制系統(tǒng)可以增加功率產(chǎn)出并且減少微電網(wǎng)的功率消耗(參見圖1和第37段)。當(dāng)失去來自主電網(wǎng)的功率時，本地控制器從電網(wǎng)連接運行進入孤島運行(第43-44段)。
[0004]US2012/0283888(D2)描述了 D1的裝置的實施例，其中，功率生成計劃由中央控制器針對孤島運行而產(chǎn)生，以減輕當(dāng)微電網(wǎng)從主電網(wǎng)斷開并且變成孤島運行時的平衡問題(參見摘要，第43段)。對于孤島運行的功率生成計劃包括增加功率供給以及通過甩負(fù)荷來減輕負(fù)載(第45-46段)。功率生成計劃試圖匹配功率供給和負(fù)載(第45段)。根據(jù)D2，本地控制器對功率生成計劃的執(zhí)行應(yīng)該在過渡小于0.6秒時被執(zhí)行。
[0005]然而，從并網(wǎng)連接轉(zhuǎn)移到孤島運行時過渡階段是最關(guān)鍵的。如D2中所建議的那樣，為了孤島運行將供給和負(fù)載進行匹配的發(fā)電計劃的執(zhí)行對于過渡階段不是最佳的。按照孤島運行期間進行匹配相同的方式在過渡期間調(diào)節(jié)功率供給并執(zhí)行甩負(fù)荷(loadshedding)也可能會由于在過渡階段期間同時進行功率供給調(diào)整和甩負(fù)荷操作的交互而導(dǎo)致平衡問題。此外，當(dāng)失去來自主電網(wǎng)的功率供給時需要進行非常快速的響應(yīng)。D1和D2沒有提供關(guān)于提供快速響應(yīng)的細節(jié)和針對過渡階段特定的甩負(fù)荷和功率供給的任何細節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是減輕現(xiàn)有技術(shù)的缺點，并且當(dāng)孤島運行時(即從電網(wǎng)連接運行移到孤島運行時)在過渡階段期間提供更好的平衡性能。
[0007]本發(fā)明提供一種方法，用于尤其在孤島期間控制微電網(wǎng)中的電功率的方法，該微電網(wǎng)包括將所述微電網(wǎng)連接到主電網(wǎng)并且被布置用于接收來自所述主電網(wǎng)的功率的電網(wǎng)開關(guān)、至少一個功率源、以及多個負(fù)載。優(yōu)選地，所述微電網(wǎng)還包括多個負(fù)載開關(guān)，每個負(fù)載開關(guān)布置用于提供功率至負(fù)載中的相應(yīng)的一個負(fù)載。所述微電網(wǎng)還包括被配置用于執(zhí)行甩負(fù)荷并被配置用于控制所述至少一個功率源的至少一個控制器。所述至少一個控制器被配置來優(yōu)選地通過可操作地連接至負(fù)載開關(guān)的每一個來選擇性地斷開每個相應(yīng)負(fù)載。所述方法在當(dāng)所述微電網(wǎng)連接至所述主電網(wǎng)時的電網(wǎng)連接模式中、以及在當(dāng)與主電網(wǎng)的連接丟失時的孤島化模式中(即，當(dāng)從電網(wǎng)連接模式轉(zhuǎn)移到孤島模式時)被執(zhí)行。所述方法包括:確定在所述電網(wǎng)連接模式中的運行期間針對孤島化模式的甩負(fù)荷；監(jiān)控所述電網(wǎng)開關(guān)的狀態(tài)；當(dāng)所述電網(wǎng)開關(guān)關(guān)斷并且與所述主電網(wǎng)的連接丟失時從所述電網(wǎng)連接模式進入所述孤島化模式；并且在進入孤島化模式后通過斷開所述負(fù)載中的一個或多個來執(zhí)行甩負(fù)荷，根據(jù)所確定的甩負(fù)荷來進行所述甩負(fù)荷。
[0008]基于電網(wǎng)連接開關(guān)的狀態(tài)的此類響應(yīng)提供快速響應(yīng)，并且該方法進入孤島化模式，該模式提供向孤島模式的過渡。
[0009]在實施例中，該方法包括通過監(jiān)控在所述電網(wǎng)連接模式中以及在所述孤島化模式中的所述微電網(wǎng)中的頻率來執(zhí)行基于頻率的調(diào)整，并且包括在頻率的變化的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)所述功率源的至少一個的功率產(chǎn)出，并且在所述頻率的變化的基礎(chǔ)上執(zhí)行甩負(fù)荷。
[0010]因此，提供在孤島化模式中基于頻率的調(diào)整。
[0011 ] 在實施例中，以比在孤島化模式期間的功率產(chǎn)出的調(diào)節(jié)更快的響應(yīng)執(zhí)行在孤島化模式期間的甩負(fù)荷。
[0012]在實施例中，以比甩負(fù)荷更快的響應(yīng)(針對較小變化)執(zhí)行在電網(wǎng)連接模式中的功率產(chǎn)出的調(diào)節(jié)。
[0013]在實施例中，所述孤島化模式進一步包括確定所述微電網(wǎng)是否已經(jīng)穩(wěn)定，穩(wěn)定的所述確定操作優(yōu)選地基于所監(jiān)控的頻率，并且當(dāng)所述微電網(wǎng)已經(jīng)穩(wěn)定時從所述孤島化模式進入孤島模式，所述孤島模式包括監(jiān)控在所述微電網(wǎng)中的頻率，并且基于頻率的變化，調(diào)節(jié)所述功率源的至少一個的功率產(chǎn)出，并且還執(zhí)行甩負(fù)荷，其中在孤島模式期間以比所述甩負(fù)荷更快的響應(yīng)執(zhí)行功率產(chǎn)出的調(diào)節(jié)。
[0014]在實施例中，所述方法包括監(jiān)控所述微電網(wǎng)的電壓，并且基于所述電壓的變化，調(diào)節(jié)所述功率源的至少一個的功率產(chǎn)出。
[0015]在實施例中，所述至少一個功率源包括用于注入真實功率的裝置以及用于注入無功功率的裝置，功率產(chǎn)出的調(diào)節(jié)包括調(diào)節(jié)有功和無功功率。
[0016]本發(fā)明還提供一種用于控制微電網(wǎng)中的電功率的方法，該方法由甩負(fù)荷控制器執(zhí)行。所述微電網(wǎng)包括將所述微電網(wǎng)連接至主電網(wǎng)以用于接收來自所述主電網(wǎng)的功率的電網(wǎng)開關(guān)，至少一個功率源，多個負(fù)載，并且包括被配置來通過選擇性地斷開每個負(fù)載來執(zhí)行甩負(fù)荷的甩負(fù)荷控制器。例如，所述微電網(wǎng)包括多個負(fù)載開關(guān)，其中每個負(fù)載開關(guān)被布置用于向相應(yīng)的負(fù)載提供功率，并且控制器可操作地連接至每個負(fù)載開關(guān)并且被配置來借助于負(fù)載開關(guān)執(zhí)行甩負(fù)荷。該方法由甩負(fù)荷控制器執(zhí)行，并且在當(dāng)所述微電網(wǎng)連接至所述主電網(wǎng)時的電網(wǎng)連接模式中、以及在當(dāng)與所述主電網(wǎng)的連接丟失時的在孤島化模式中被執(zhí)行。所述方法包括:獲取用于在所述電網(wǎng)連接模式中的運行期間針對孤島化模式的甩負(fù)荷指示；監(jiān)控所述電網(wǎng)開關(guān)的狀態(tài)；當(dāng)所述電網(wǎng)開關(guān)打開時并且與所述主電網(wǎng)的連接丟失時從所述電網(wǎng)連接模式進入所述孤島化模式；并且在進入孤島化模式后通過斷開所述負(fù)載的一個或多個來執(zhí)行甩負(fù)荷，根據(jù)所述甩負(fù)荷指示進行所述甩負(fù)荷。
[0017]在實施例中，所述方法進一步包括通過監(jiān)控所述微電網(wǎng)的頻率在電網(wǎng)連接模式期間以及在孤島化模式期間執(zhí)行基于頻率的甩負(fù)荷，并且在所監(jiān)控的頻率的基礎(chǔ)上執(zhí)行甩負(fù)荷。所述實施例進一步包括當(dāng)從所述電網(wǎng)連接模式進入所述孤島化模式時改變用于基于頻率的甩負(fù)荷的控制速度。
[0018]在實施例中，以在孤島化模式中的運行期間比在電網(wǎng)連接模式期間更快的響應(yīng)來執(zhí)行基于頻率的甩負(fù)荷。
[0019]在實施例中，孤島化模式進一步包括確定所述微電網(wǎng)的穩(wěn)定，并且當(dāng)所述微電網(wǎng)已經(jīng)穩(wěn)定時進入孤島模式，所述進入包括改變用于基于頻率的甩負(fù)荷的控制速度。
[0020]在實施例中，所述方法進一步包括在孤島模式期間執(zhí)行基于頻率的甩負(fù)荷，以在孤島化模式中的運行期間比在孤島模式期間更快的響應(yīng)來執(zhí)行所述基于頻率的甩負(fù)荷。
[0021]并且，在孤島模式期間的所述基于頻率的甩負(fù)荷的響應(yīng)速度與在電網(wǎng)連接模式中的相同，或者至少大約相同。
[0022]本發(fā)明還提供一種由能量存儲控制器執(zhí)行的方法，該方法尤其在孤島期間控制微電網(wǎng)中的電氣功率。所述微電網(wǎng)包括用于提供對主電網(wǎng)的連接以被布置用于接收來自所述主電網(wǎng)的功率的電網(wǎng)開關(guān)。所述微電網(wǎng)還包括包含能量存儲的至少一個功率源，多個負(fù)載，以及能量存儲控制器，能量存儲控制器可操作地連接至所述能量存儲并且被配置來調(diào)節(jié)由所述能量存儲所提供的功率。所述方法在當(dāng)所述微電網(wǎng)連接至所述主電網(wǎng)時的電網(wǎng)連接模式中、以及在當(dāng)與所述主電網(wǎng)的連接丟失時的孤島化模式中由能量存儲控制器執(zhí)行。所述方法包括:監(jiān)控在電網(wǎng)連接模式期間在所述微電網(wǎng)中的頻率；在所述電網(wǎng)連接模式中的所述頻率的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)來自所述能量存儲的功率供給，以第一控制速度執(zhí)行該調(diào)節(jié)；監(jiān)控所述電網(wǎng)開關(guān)的狀態(tài)；當(dāng)所述開關(guān)關(guān)斷時從所述電網(wǎng)連接模式進入所述孤島化模式；以及當(dāng)進入到所述孤島化模式中時改變所述控制速度，所述控制速度在孤島化模式期間比在電網(wǎng)連接模式期間更慢。
[0023]以這種方式，基于頻率的功率供給不擾亂在孤島階段期間的平衡。
[0024]在實施例中，所述方法包括監(jiān)控在孤島化模式期間在所述微電網(wǎng)中的電壓；以及在所述孤島化模式中所監(jiān)控的電壓的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)來自所述能量存儲的功率供給。
[0025]在實施例中，所述方法包括在所監(jiān)控的頻率和/或所監(jiān)控的電壓的基礎(chǔ)上確定所述微電網(wǎng)在孤島化模式中是否穩(wěn)定，并且當(dāng)所述微電網(wǎng)已經(jīng)穩(wěn)定時從所述孤島化模式進入所述孤島模式
[0026]例如，穩(wěn)定監(jiān)控利用針對穩(wěn)定的準(zhǔn)則，該準(zhǔn)則定義了針對頻率變化和/或電壓變化的穩(wěn)定時間間隔。
[0027]在實施例中，所述方法包括當(dāng)進入到所述孤島模式時改變所述控制速度，所述控制速度在孤島模式期間比在孤島化模式期間更快。
[0028]因此，所述方法優(yōu)選地提供三種不同的運行模式，電網(wǎng)連接模式，孤島化模式，以及孤島模式，其中尤其是孤島化模式主要使用甩負(fù)荷。在孤島化期間的甩負(fù)荷的響應(yīng)比功率注入響應(yīng)更快。在電網(wǎng)連接模式中以及在孤島模式中，以比甩負(fù)荷響應(yīng)更快的響應(yīng)提供功率注入。
[0029]本發(fā)明還提供一種用于控制微電網(wǎng)中的電功率的甩負(fù)荷控制器，微電網(wǎng)包括將所述微電網(wǎng)連接至主電網(wǎng)的電網(wǎng)開關(guān)，至少一個功率源，和多個負(fù)載。所述甩負(fù)荷控制器被配置來執(zhí)行甩負(fù)荷并且包括:負(fù)載開關(guān)控制器，被布置來選擇性地斷開負(fù)載中的任何負(fù)載；被配置來接收甩負(fù)荷指示的通信裝置，所述指示優(yōu)選地來自所述主電網(wǎng)控制器的控制器；以及用于監(jiān)控所述電網(wǎng)開關(guān)的狀態(tài)的裝置。所述甩負(fù)荷控制器適于當(dāng)所述電網(wǎng)連接開關(guān)的狀態(tài)從已連接變成斷開時執(zhí)行事件觸發(fā)的甩負(fù)荷，該事件觸發(fā)的甩負(fù)荷根據(jù)在所述狀態(tài)改變?yōu)閿嚅_之前的電網(wǎng)連接期間接收到的甩負(fù)荷指示來進行。
[0030]以這種方式，當(dāng)所述電網(wǎng)連接開關(guān)的狀態(tài)從已連接變成斷開時甩負(fù)荷從電網(wǎng)連接模式進入孤島化模式。[0031 ] 在實施例中，所述甩負(fù)荷控制器進一步包括用于監(jiān)控所述微電網(wǎng)中的所述電功率的頻