用以減少微電網(wǎng)孤島風(fēng)險(xiǎn)的冗余公共耦合點(diǎn)(pcc)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及連接至少一個(gè)分布式發(fā)電機(jī)并具有到交流電(AC)電力網(wǎng)的第一和第二公共耦合點(diǎn)(PCC)的微電網(wǎng)。
【背景技術(shù)】
[0002 ]微電網(wǎng)是經(jīng)由公共耦合點(diǎn)(PCC)連接到傳統(tǒng)集中式電網(wǎng)(宏電網(wǎng))的正常操作的發(fā)電、儲能及負(fù)載本地化群組。與宏電網(wǎng)的單個(gè)公共耦合點(diǎn)可以斷開連接，使微電網(wǎng)孤島化。微電網(wǎng)是用于所謂的分布式發(fā)電(DG)的結(jié)構(gòu)的一部分，分布式發(fā)電旨在從許多小的能量源在本地產(chǎn)生電功率。
[0003]微電網(wǎng)(在電網(wǎng)連接模式下，即連接到宏電網(wǎng))從連接DG點(diǎn)供應(yīng)優(yōu)化或最大功率輸出，并且功率的其余部分由宏電網(wǎng)供應(yīng)。微電網(wǎng)通過可控開關(guān)在PCC處連接到宏電網(wǎng)。在電網(wǎng)故障期間失去此電網(wǎng)連接并且微電網(wǎng)被孤島化。
[0004]US 8,447,435—般性地公開了利用PCC到宏電網(wǎng)的多個(gè)微電網(wǎng)之間的連接及其控制。
[0005]為了避免孤島化，可以使用多個(gè)PCC?？商峁┒鄠€(gè)PCC連接以改善電網(wǎng)可靠性，但是電源管理、保護(hù)、電力潮流控制、穩(wěn)定性和孤島檢測(在一個(gè)PCC點(diǎn)處)變得更加復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是通過在避免使用多個(gè)PCC的增加復(fù)雜性的同時(shí)降低孤島的風(fēng)險(xiǎn)，來緩解上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。本發(fā)明的解決方案是僅在一個(gè)PCC處連接，但是能夠在檢測到孤島時(shí)經(jīng)由另一 PCC連接。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種被連接在至少一個(gè)分布式發(fā)電機(jī)處的微電網(wǎng)。該微電網(wǎng)包括第一開關(guān)，其被配置成用于在閉合位置，在第一公共耦合點(diǎn)(PCC)處將該微電網(wǎng)連接到第一網(wǎng)絡(luò)線路，并且用于在斷開位置，在第一 PCC處將該微電網(wǎng)從第一網(wǎng)絡(luò)線路斷開連接;第二開關(guān)，其被配置成用于在閉合位置，在第二 PCC處將該微電網(wǎng)連接到第二網(wǎng)絡(luò)線路，并用于在斷開位置，在第二PCC處將該微電網(wǎng)從第二網(wǎng)絡(luò)線路斷開連接；以及控制單元，其被配置成用于當(dāng)在第二開關(guān)處于其閉合位置且第一開關(guān)處于其斷開位置時(shí)已檢測到孤島事件時(shí)，進(jìn)行動(dòng)作以閉合第一開關(guān)，使其進(jìn)入其閉合位置。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種由控制單元針對微電網(wǎng)執(zhí)行的方法。該微電網(wǎng)連接至少一個(gè)分布式發(fā)電機(jī)，并包括第二開關(guān)和第一開關(guān)，該第二開關(guān)在閉合位置，在第二PCC處將該微電網(wǎng)連接到第二網(wǎng)絡(luò)線路，該第一開關(guān)在斷開位置，在第一 PCC處將該微電網(wǎng)從第一網(wǎng)絡(luò)線路斷開連接。該方法包括檢測孤島事件發(fā)生;并且響應(yīng)于檢測到的孤島而進(jìn)行動(dòng)作以使閉合第一開關(guān)，使其進(jìn)入其閉合位置。因此，當(dāng)檢測到孤島、促使第一開關(guān)的閉合以便將位微電網(wǎng)連接到第一網(wǎng)絡(luò)線路時(shí)，使微電網(wǎng)經(jīng)由第二開關(guān)連接到第二網(wǎng)絡(luò)線路。
[0009]借助于本發(fā)明的實(shí)施例，可以通過使用多個(gè)可用PCC來處理孤島，同時(shí)通過并不使所有可用PCC同時(shí)激活來保持低的控制復(fù)雜性。
[0010]在某些實(shí)施例中，控制單元還被配置成用于檢測孤島事件發(fā)生，并且進(jìn)行動(dòng)作以閉合第一開關(guān)響應(yīng)于檢測到的孤島。替換地，可以以某種其它方式(例如，手動(dòng)地)檢測孤島，并且可以將關(guān)于發(fā)生的孤島的信息輸入到控制單元。
[0011]在某些實(shí)施例中，控制單元被配置成用于響應(yīng)于檢測到的孤島而進(jìn)行動(dòng)作以斷開第二開關(guān)，使其進(jìn)入其斷開位置。這可以便于避免經(jīng)由第二 PCC而發(fā)生任何干擾。
[0012]在某些實(shí)施例中，所述第一網(wǎng)絡(luò)線路與所述第二網(wǎng)絡(luò)線路被包括在相同的網(wǎng)絡(luò)中。
[0013]在某些其它實(shí)施例中，所述第一網(wǎng)絡(luò)線路包括在第一網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)中，并且所述第二網(wǎng)絡(luò)線路包括在不同于第一網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)的第二網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)中。
[0014]在某些實(shí)施例中，所述控制單元被配置成用于接收關(guān)于微電網(wǎng)中的至少一條總線的電壓和分布式發(fā)電機(jī)的功率的信息。
[0015]在某些實(shí)施例中，所述控制單元被配置成用于周期性地接收關(guān)于微電網(wǎng)中的電力潮流的信息。
[0016]在某些實(shí)施例中，所述控制單元被配置成用于當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)處于其斷開位置時(shí)周期性地接收關(guān)于第一網(wǎng)絡(luò)線路的電網(wǎng)電壓的信息。
[0017]在某些實(shí)施例中，所述控制單元被配置成用于當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)處于其斷開位置時(shí)計(jì)算用于第一 PCC的潮流參考，并用于當(dāng)?shù)诙_關(guān)處于其閉合位置時(shí)將所述功率參考用于控制第一PCC上的電力潮流。
[0018]在某些實(shí)施例中，所述控制單元包括中央控制器以及用于控制第一PCC上的電力潮流的第一接口控制器和用于控制第二 PCC上的電力潮流的第二接口控制器。
[0019]在某些實(shí)施例中，所述微電網(wǎng)包括第三開關(guān)，其被配置成用于在閉合位置，在第三PCC處將微電網(wǎng)連接到第三網(wǎng)絡(luò)線路，并且用于在斷開位置，在第三PCC處將微電網(wǎng)從第三網(wǎng)絡(luò)線路斷開連接;其中，控制單元被配置成用于響應(yīng)于檢測到的孤島而進(jìn)行動(dòng)作以閉合第三開關(guān)，使其從其斷開位置進(jìn)入其閉合位置。
[0020]—般地，在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語應(yīng)根據(jù)其在技術(shù)領(lǐng)域中的普通意義來解釋，除非在本文中另外明確地定義。應(yīng)將對“一 / 一個(gè)/該元件、裝置、組件、部件、步驟等”的所有提及開放地解釋為提及元件、裝置、組件、部件、步驟等的至少一個(gè)實(shí)例，除非另外明確地說明。本文公開的任何方法的步驟不必按照公開的精確順序執(zhí)行，除非明確地說明。本公開的用于不同特征/組件的“第一”、“第二”等的使用僅僅意圖將該特征/組件與其它類似特征/組件區(qū)別開而不對特征/組件賦予任何順序或等級。
【附圖說明】
[0021]將參考附圖僅以示例的方式來描述實(shí)施例，在所述附圖中:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的微電網(wǎng)的實(shí)施例的示意性框圖。
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明的微電網(wǎng)的另一實(shí)施例的示意性框圖。
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的微電網(wǎng)的另一實(shí)施例的示意性框圖。
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明的微電網(wǎng)的另一實(shí)施例的示意性框圖。
[0026]圖5是根據(jù)本發(fā)明的微電網(wǎng)的另一實(shí)施例的示意性框圖。
[0027]圖6是根據(jù)本發(fā)明的微電網(wǎng)的另一實(shí)施例的示意性框圖。
[0028]圖7是根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例的示意性流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]現(xiàn)在將在下文中參考其中示出了某些實(shí)施例的附圖來更全面地描述實(shí)施例。然而，在本公開的范圍內(nèi)可以有許多不同形式的其它實(shí)施例。相反地，以下實(shí)施例是以示例的方式提供的，以使得本公開將是徹底且完整的，并且將向本領(lǐng)域的技術(shù)人員全面地傳達(dá)本公開的范圍。相同的附圖標(biāo)記遍及各圖指代相同元件。
[0030]圖1示意性地圖示出微電網(wǎng)100的實(shí)施例。該微電網(wǎng)包括至少一個(gè)分布式發(fā)電機(jī)(DG)130，常常是多個(gè)DG 130，以及可能的一個(gè)或多個(gè)負(fù)載。DG 130通?？梢援a(chǎn)生直流電(DC)，這就是為什么微電網(wǎng)通?？梢允荄C電網(wǎng)。微電網(wǎng)100包括第一開關(guān)111，第一開關(guān)111被配置成用于在閉合位置，在第一 PCC 141處將微電網(wǎng)100連接到第一網(wǎng)絡(luò)線路121，并用于在斷開位置，在第一 PCC處將微電網(wǎng)從第一網(wǎng)絡(luò)線路斷開連接。第一網(wǎng)絡(luò)線路121是第一網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)101的一部分，第一網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)101諸如是交流電(AC)電網(wǎng)，例如公共AC網(wǎng)絡(luò)或宏電網(wǎng)。微電網(wǎng)100還包括第二開關(guān)112，其被配置成用于在閉合位置，在第二 PCC 142處將微電網(wǎng)連接到第二網(wǎng)絡(luò)線路122，并且用于在斷開位置，在第二 PCC處將微電網(wǎng)從第二網(wǎng)絡(luò)線路斷開連接。第二網(wǎng)絡(luò)線路122也可以是第一網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)101的一部分，或者其可以是不同的(第二)網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)102的一部分，該不同的網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)102諸如是交流電(AC)電網(wǎng)，例如公共AC網(wǎng)絡(luò)或宏電網(wǎng)，其與第一網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)101分離。微電網(wǎng)100還包括控制單元150，其用于控制第一和第二開關(guān)111和112的斷開和閉合以及用于根據(jù)期望執(zhí)行對微電網(wǎng)100和/或第一和第二 PCC141和142的例如潮流和電壓的其它控制。圖1示出了其中第二開關(guān)112處于其閉合位置而第一開關(guān)111處于其斷開位置的情況，這是為什么僅僅第二PCC 142是激活的的原因，電功率的潮流(P，Q)在第二 PCC 142上通過，其中P是有功功率且Q是無功功率。取決于由所述至少一個(gè)DG 130產(chǎn)生的功率是多于還是少于微電網(wǎng)100中的任何負(fù)載所消耗的任何功率，第二PCC 142上的潮流可以是經(jīng)由第二網(wǎng)絡(luò)線路122從微電網(wǎng)100進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)102，或者經(jīng)由第二網(wǎng)絡(luò)線路122從網(wǎng)絡(luò)102進(jìn)入微電網(wǎng)100。雖然微電網(wǎng)100從第一網(wǎng)絡(luò)線路121斷開連接，但控制單元150仍可獲得關(guān)于第一 PCC 141的信息，并且可以在由于第二 PCC 142處的故障(孤島)而需要將第一 PCC激活(使第一開關(guān)111閉合)的情況下，計(jì)算用于第一 PCC 141上的潮流的參考(Pref和Qref)。孤島之前的電力潮流(P，Q)可以被控制單元150用來計(jì)算用于新(第一)PCC 141 的功率參考(Pref，Qref)。
[0031]圖2示意性地圖示出微電網(wǎng)100的另一實(shí)施例。本圖類似于上述圖1，并且對該討論進(jìn)行參考。圖2具體地示出了其中第一網(wǎng)絡(luò)線路121和第二網(wǎng)絡(luò)線路122兩者是同一網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)(即第一網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)101)的一部分的情況。因此，第一網(wǎng)絡(luò)線路121可以與第二網(wǎng)絡(luò)線路122包括在相同的網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)101中。
[0032]圖3示意性地圖示出微電網(wǎng)100的另一實(shí)施例。本圖類似于上述圖1，并且對該討論進(jìn)行參考。圖3示意性地圖示出其中在第一 PCC 141處控制單元150接收電壓的測量結(jié)果(Vgridl和Sgridl)的實(shí)施例，其中Vgridl是電壓幅度且是Sgridl電壓相角。這些電壓測量結(jié)果然后可被用于計(jì)算用于第一PCC 141的功率參考(P，Q)，以便在需要通過使第一開關(guān)111閉合來激活第一 PCC 141的情況下使用。
[0033]因此，控制單元150被配置成用于當(dāng)?shù)?