用于具有der和ev的配电网的协调控制方法及其控制系统的制作方法_2

文档序号:8909406阅读:来源:国知局
馈模块,所述反馈模块 被配置为向DMS反馈配电网信息,其中所述配电网信息包括配电网的总的有功/无功功率 的消耗、配电网的PCC的电压电平和将配电网连接到主干电网的断路器的状态。
[0028] 根据本发明的另一优选的实施例,断路器可以由单个断路器或多个并联的断路器 组成。
[0029] 根据本发明的另一优选的实施例,计算模炔基于状况指标进一步计算变压器的允 许的过载容量;以及基于变压器的过载容量、配电网与主干电网之间的P/Q交换的给定范 围和/或预测结果,计算配电网的PCC的P/Q限制、DER的P/Q限制、EV的P/Q限制和负载 的P/Q限制;其中P/Q限制包括最大限制和最小限制。
[0030] 根据本发明的另一优选的实施例,协调控制系统还包括识别模块,所述识别模块 被配置为识别计算的实际P/Q是否满足P/Q限制;以及如果不是,则计算模块计算用于 DER、EV和/或负载的增加的P/Q基准和/或断路器命令。
[0031] 根据本发明的另一优选的实施例,协调控制系统还包括识别模块,所述识别模块 被配置为识别实际频率是否满足预设的频率范围;以及如果不是,则计算模块计算用于 DER、EV和/或负载的增加的P基准和/或断路器命令。
[0032] 根据本发明的另一优选的实施例,协调控制系统还包括识别模块,所述识别模块 被配置为识别实际电压是否满足能接受的电压电平;以及如果不是,则计算模块计算用于 DER、EV和/或负载的增加的Q基准和/或断路器命令。
[0033] 根据本发明的另一优选的实施例,用于DER、EV和/或负载的总的P/Q基准可以通 过加上增加的P/Q基准来更新。
[0034] 根据本发明的另一优选的实施例,如果配电网的PCC的实际P大于配电网的P最 大限制,以及/或者配电网的实际频率小于预设的频率范围,则DER的增加的P基准和/或 断路器命令基于预测结果和DER的P限制增加发电量;如果仍旧不满足或DER的实际P达 到DER的P限制,则EV的增加的P基准和/或断路器命令基于预测结果和EV的P限制减 小充电功率和/或增大放电功率;以及如果仍旧不满足或EV的实际P达到EV的P限制,则 负载的增加的P基准和/或断路器命令基于预测结果和负载的P限制减小负载电平。
[0035] 根据本发明的另一优选的实施例,如果配电网的PCC的实际P小于配电网的P最 小限制,以及/或者配电网的实际频率大于预设的频率范围,则负载的增加的P基准和/或 断路器命令基于预测结果和负载的P限制增大负载电平;如果仍旧不满足或负载的实际P 达到负载的P限制,则EV的增加的P基准和/或断路器命令基于预测结果和EV的P限制 增大充电功率和/或减小放电功率;以及如果仍旧不满足或EV的实际P达到EV的P限制, 贝lj DER的增加的P基准和/或断路器命令基于预测结果和DER的P限制减小发电量。
[0036] 根据本发明的另一优选的实施例,如果配电网的PCC的实际Q大于配电网的Q限 制,以及/或者配电网内的实际电压小于能接受的电压电平,则EV的增加的Q基准和/或 断路器命令基于EV的Q限制减小电感Q和/或增大电容Q ;如果仍旧不满足或实际Q达到 EV的Q限制,则DER的增加的Q基准和/或断路器命令基于DER的Q限制减小电感Q和/ 或增大电容Q ;以及如果仍旧不满足或实际Q达到DER的Q限制,则负载的增加的Q基准和 /或断路器命令基于负载的Q限制减小电感Q和/或增大电容Q。
[0037] 根据本发明的另一优选的实施例,如果配电网的PCC的实际Q小于配电网的Q限 制,以及/或者配电网内的实际电压大于能接受的电压电平,则EV的增加的Q基准和/或 断路器命令基于EV的Q限制增大电感Q和/或减小电容Q ;如果仍旧不满足或实际Q达到 EV的Q限制,则DER的增加的Q基准和/或断路器命令基于DER的Q限制增大电感Q和/ 或减小电容Q ;以及如果仍旧不满足或实际Q达到DER的Q限制,则负载的增加的Q基准和 /或断路器命令基于负载的Q限制减小电感Q和/或减小电容Q。
[0038] 当配电网运行在并网模式下时,用于具有DER和EV的配电网的协调控制方法可充 分利用配电网的允许的负载容量来满足能源需要并维持能接受的电压分布,而不牺牲DER 发电;在孤岛模式下,提出的方法和系统充分利用分布式EV充电基础设施的电源/能量容 量以支持本地发电机,从而减轻DER的间断对网络电压和频率控制的影响。
【附图说明】
[0039] 下文中将结合附图中所示出的优选的示例性实施例对本发明的主题进行更加详 细的解释,其中:
[0040] 图1示出配电网的系统布局;
[0041] 图2示出根据本发明实施例的配电网的控制系统布局;
[0042] 图3示出根据本发明实施例的用于具有DER和EV的配电网的协调控制方法的流 程图;
[0043] 图4示出根据本发明的另一实施例的用于具有DER和EV的配电网的协调控制方 法的流程图;
[0044] 图5示出根据本发明的另一实施例的用于具有DER和EV的配电网的协调控制方 法中的最佳有功功率控制过程的流程图;
[0045] 图6示出根据本发明的另一实施例的用于具有DER和EV的配电网的协调控制方 法中的最佳无功功率控制过程的流程图;
[0046] 图7示出根据本发明的另一实施例的用于具有DER和EV的配电网的协调控制方 法中的频率控制过程的流程图;
[0047] 图8示出根据本发明的另一实施例的用于具有DER和EV的配电网的协调控制方 法中的电压控制过程的流程图;以及
[0048] 图9示出根据本发明的另一实施例的用于具有DER和EV的配电网的协调控制系 统。
【具体实施方式】
[0049] 结合附图对本发明的示例性实施例进行描述。为简明清晰起见,说明书中并未对 实际实施例的所有特征进行描述。
[0050] 图1示出了具有DER与EV充电基础设施集成的配电网的系统布局,其中局域网通 过变电站中的断路器和电网变压器连接到电网。局域网包括分布式的DER、EV站和负载聚 合,它们通过各自的变压器和断路器连接到变电站的馈电线。DER站可以使用燃气轮机发电 机和/或可再生能量源,如风力,光伏发电等。EV站表示EV充电站和/或电池更换站。负 载聚合可具有下游网络,所述下游网络包括传统负载、分布式充电粧和小规模的可再生发 电等。
[0051] 图2示出根据本发明实施例的配电网的控制系统布局。为使其简便且易于解释, 该图中仅示出了一个示例性的DER站、EV站和负载聚合;然而本领域技术人员清楚实际的 分布式网络可以包括更多的DER站、EV站和负载聚合。
[0052] 如图2所示,电网变压器(GT)控制器是负责执行协调控制方法的主控制器。为了 实现所提出的功能,其他四个控制器也被配置并包含进来以用于运行状态反馈(图2中的 附图标记"S")和命令执行(图2中的附图标记"C")。具体地,它们分别是配电管理系统 (DMS)控制器、DER变压器(DT)控制器、EV变压器(ET)控制器和负载变压器(LT)控制器。
[0053] 表1中列出了栅极控制器与其他四个控制器之间的详细的信息流。
[0054]
[0056] 表1信息标记及其描述
[0057] 图3示出了根据本发明实施例的用于具有DER和EV的配电网的协调控制方法的 流程图。
[0058] 如图3所示,用于配电网的协调控制方法包括以下步骤:
[0059] 步骤302,从至少一个DER控制器、至少一个EV控制器和/或至少一个负载控制 器获取信息。这些信息包括电压、电流、状况指标、预测结果、断路器的状态和能接受的电压 电平等。具体地,电压可用于计算实际频率;电压和电流可用于计算实际P/Q ;状况指标包 括变压器状况监测数据,其中变压器可以是用于配电网、DER、EV和/或负载的变压器;预测 结果包括DER发电容量、EV充电/放电容量和/或负载电平;以及断路器的状态包括"开/ 关"状态。
[0060] 步骤304,基于有功/无功功率平衡、电压和/或频率需求,计算用于DER、EV和负 载的有功/无功功率(P/Q)基准和/或断路器控制命令。
[0061] 步骤306,基于DER、EV和负载的位置和可用容量向DER、EV和负载分配基准和/ 或控制命令。
[0062] 步骤308,向DER、EV和负载输出分配的基准和/或控制命令。
[0063] 根据本发明的优选实施例,获取信息的步骤302还包括:从DMS获取主干电网基 准,其中所述主干电网基准包括配电网的PCC的电压电平的给定范围和配电网与主干电网 之间的P/Q交换的给定范围。
[0064] 根据本发明的优选实施例,协调控制方法还包括:向DMS反馈配电网信息,其中所 述配电网信息包括配电网的总的有功/无功功率的消耗、配电网的PCC的电压电平和将配 电网连接到主干电网的断路器的状态。
[0065] 值得注意的是,将配电网连接到主干电网的断路器可以包括单个断路器或多个并 联的断路器。
[0066] 图4示出根据本发明的另一实施例的用于具有DER和EV的配电网的协调控制方 法的流程图。
[0067] 如图4所示,用于配电网的协调控制方法包括以下步骤:
[0068] 步骤401,从至少一个DER控制器、至少一个EV控制器和/或至少一个负载控制器 获取彳目息。
[0069] 步骤402,从DMS获取主干电网基准。
[0070] 步骤403,基于状况指标计算电网变压器的允许的过载容量。
[0071] 步骤404,基于变压器过载容量、配电网与主干电网之间的P/Q交换的给定范围和 /或预测结果,计算配电网的PCC的P/Q限制、DER的P/Q限制、EV的P/Q限制和负载的P/ Q限制;其中P/Q限制包括最大限制和最小限制。
[0072] 步骤405,识别计算的实际P/Q是否满足P/Q限制;如果不是,则转到步骤406;否 贝丨J,转到步骤407。
[0073] 步骤406,计算用于DER、EV和/或负载的增加的P/Q基准和/或断路器命令。
[0074] 步骤407,识别实际频
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