控制微电网中的功率的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及微电网中的功率控制，特别是当微电网从主电网断开时控制微电网。
【背景技术】
[0002]在像微电网那样的较小电传输网中，频率和电压比在大电网中经受更大的变化。微电网常常依赖于来自较大的主电网的功率以提供平衡的电压。尤其是，如果微电网失去与主电网的连接，则平衡问题可能会发生。
[0003]US2012/0283890(D1)描述了一种用于微电网的控制装置。D1讨论了当微电网从主电网断开时对微电网进行控制。如果来自主电网的功率中断时，控制系统可以增加功率产出并且减少微电网的功率消耗(参见图1和第37段)。当失去来自主电网的功率时，本地控制器从电网连接运行进入孤岛运行(第43-44段)。
[0004]US2012/0283888(D2)描述了 D1的装置的实施例，其中，功率生成计划由中央控制器针对孤岛运行而产生，以减轻当微电网从主电网断开并且变成孤岛运行时的平衡问题(参见摘要，第43段)。对于孤岛运行的功率生成计划包括增加功率供给以及通过甩负荷来减轻负载(第45-46段)。功率生成计划试图匹配功率供给和负载(第45段)。根据D2，本地控制器对功率生成计划的执行应该在过渡小于0.6秒时被执行。
[0005]然而，从并网连接转移到孤岛运行时过渡阶段是最关键的。如D2中所建议的那样，为了孤岛运行将供给和负载进行匹配的发电计划的执行对于过渡阶段不是最佳的。按照孤岛运行期间进行匹配相同的方式在过渡期间调节功率供给并执行甩负荷(loadshedding)也可能会由于在过渡阶段期间同时进行功率供给调整和甩负荷操作的交互而导致平衡问题。此外，当失去来自主电网的功率供给时需要进行非常快速的响应。D1和D2没有提供关于提供快速响应的细节和针对过渡阶段特定的甩负荷和功率供给的任何细节。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是减轻现有技术的缺点，并且当孤岛运行时(即从电网连接运行移到孤岛运行时)在过渡阶段期间提供更好的平衡性能。
[0007]本发明提供一种方法，用于尤其在孤岛期间控制微电网中的电功率的方法，该微电网包括将所述微电网连接到主电网并且被布置用于接收来自所述主电网的功率的电网开关、至少一个功率源、以及多个负载。优选地，所述微电网还包括多个负载开关，每个负载开关布置用于提供功率至负载中的相应的一个负载。所述微电网还包括被配置用于执行甩负荷并被配置用于控制所述至少一个功率源的至少一个控制器。所述至少一个控制器被配置来优选地通过可操作地连接至负载开关的每一个来选择性地断开每个相应负载。所述方法在当所述微电网连接至所述主电网时的电网连接模式中、以及在当与主电网的连接丢失时的孤岛化模式中(即，当从电网连接模式转移到孤岛模式时)被执行。所述方法包括:确定在所述电网连接模式中的运行期间针对孤岛化模式的甩负荷；监控所述电网开关的状态；当所述电网开关关断并且与所述主电网的连接丢失时从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式；并且在进入孤岛化模式后通过断开所述负载中的一个或多个来执行甩负荷，根据所确定的甩负荷来进行所述甩负荷。
[0008]基于电网连接开关的状态的此类响应提供快速响应，并且该方法进入孤岛化模式，该模式提供向孤岛模式的过渡。
[0009]在实施例中，该方法包括通过监控在所述电网连接模式中以及在所述孤岛化模式中的所述微电网中的频率来执行基于频率的调整，并且包括在频率的变化的基础上调节所述功率源的至少一个的功率产出，并且在所述频率的变化的基础上执行甩负荷。
[0010]因此，提供在孤岛化模式中基于频率的调整。
[0011 ] 在实施例中，以比在孤岛化模式期间的功率产出的调节更快的响应执行在孤岛化模式期间的甩负荷。
[0012]在实施例中，以比甩负荷更快的响应(针对较小变化)执行在电网连接模式中的功率产出的调节。
[0013]在实施例中，所述孤岛化模式进一步包括确定所述微电网是否已经稳定，稳定的所述确定操作优选地基于所监控的频率，并且当所述微电网已经稳定时从所述孤岛化模式进入孤岛模式，所述孤岛模式包括监控在所述微电网中的频率，并且基于频率的变化，调节所述功率源的至少一个的功率产出，并且还执行甩负荷，其中在孤岛模式期间以比所述甩负荷更快的响应执行功率产出的调节。
[0014]在实施例中，所述方法包括监控所述微电网的电压，并且基于所述电压的变化，调节所述功率源的至少一个的功率产出。
[0015]在实施例中，所述至少一个功率源包括用于注入真实功率的装置以及用于注入无功功率的装置，功率产出的调节包括调节有功和无功功率。
[0016]本发明还提供一种用于控制微电网中的电功率的方法，该方法由甩负荷控制器执行。所述微电网包括将所述微电网连接至主电网以用于接收来自所述主电网的功率的电网开关，至少一个功率源，多个负载，并且包括被配置来通过选择性地断开每个负载来执行甩负荷的甩负荷控制器。例如，所述微电网包括多个负载开关，其中每个负载开关被布置用于向相应的负载提供功率，并且控制器可操作地连接至每个负载开关并且被配置来借助于负载开关执行甩负荷。该方法由甩负荷控制器执行，并且在当所述微电网连接至所述主电网时的电网连接模式中、以及在当与所述主电网的连接丢失时的在孤岛化模式中被执行。所述方法包括:获取用于在所述电网连接模式中的运行期间针对孤岛化模式的甩负荷指示；监控所述电网开关的状态；当所述电网开关打开时并且与所述主电网的连接丢失时从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式；并且在进入孤岛化模式后通过断开所述负载的一个或多个来执行甩负荷，根据所述甩负荷指示进行所述甩负荷。
[0017]在实施例中，所述方法进一步包括通过监控所述微电网的频率在电网连接模式期间以及在孤岛化模式期间执行基于频率的甩负荷，并且在所监控的频率的基础上执行甩负荷。所述实施例进一步包括当从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式时改变用于基于频率的甩负荷的控制速度。
[0018]在实施例中，以在孤岛化模式中的运行期间比在电网连接模式期间更快的响应来执行基于频率的甩负荷。
[0019]在实施例中，孤岛化模式进一步包括确定所述微电网的稳定，并且当所述微电网已经稳定时进入孤岛模式，所述进入包括改变用于基于频率的甩负荷的控制速度。
[0020]在实施例中，所述方法进一步包括在孤岛模式期间执行基于频率的甩负荷，以在孤岛化模式中的运行期间比在孤岛模式期间更快的响应来执行所述基于频率的甩负荷。
[0021]并且，在孤岛模式期间的所述基于频率的甩负荷的响应速度与在电网连接模式中的相同，或者至少大约相同。
[0022]本发明还提供一种由能量存储控制器执行的方法，该方法尤其在孤岛期间控制微电网中的电气功率。所述微电网包括用于提供对主电网的连接以被布置用于接收来自所述主电网的功率的电网开关。所述微电网还包括包含能量存储的至少一个功率源，多个负载，以及能量存储控制器，能量存储控制器可操作地连接至所述能量存储并且被配置来调节由所述能量存储所提供的功率。所述方法在当所述微电网连接至所述主电网时的电网连接模式中、以及在当与所述主电网的连接丢失时的孤岛化模式中由能量存储控制器执行。所述方法包括:监控在电网连接模式期间在所述微电网中的频率；在所述电网连接模式中的所述频率的基础上调节来自所述能量存储的功率供给，以第一控制速度执行该调节；监控所述电网开关的状态；当所述开关关断时从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式；以及当进入到所述孤岛化模式中时改变所述控制速度，所述控制速度在孤岛化模式期间比在电网连接模式期间更慢。
[0023]以这种方式，基于频率的功率供给不扰乱在孤岛阶段期间的平衡。
[0024]在实施例中，所述方法包括监控在孤岛化模式期间在所述微电网中的电压；以及在所述孤岛化模式中所监控的电压的基础上调节来自所述能量存储的功率供给。
[0025]在实施例中，所述方法包括在所监控的频率和/或所监控的电压的基础上确定所述微电网在孤岛化模式中是否稳定，并且当所述微电网已经稳定时从所述孤岛化模式进入所述孤岛模式
[0026]例如，稳定监控利用针对稳定的准则，该准则定义了针对频率变化和/或电压变化的稳定时间间隔。
[0027]在实施例中，所述方法包括当进入到所述孤岛模式时改变所述控制速度，所述控制速度在孤岛模式期间比在孤岛化模式期间更快。
[0028]因此，所述方法优选地提供三种不同的运行模式，电网连接模式，孤岛化模式，以及孤岛模式，其中尤其是孤岛化模式主要使用甩负荷。在孤岛化期间的甩负荷的响应比功率注入响应更快。在电网连接模式中以及在孤岛模式中，以比甩负荷响应更快的响应提供功率注入。
[0029]本发明还提供一种用于控制微电网中的电功率的甩负荷控制器，微电网包括将所述微电网连接至主电网的电网开关，至少一个功率源，和多个负载。所述甩负荷控制器被配置来执行甩负荷并且包括:负载开关控制器，被布置来选择性地断开负载中的任何负载；被配置来接收甩负荷指示的通信装置，所述指示优选地来自所述主电网控制器的控制器；以及用于监控所述电网开关的状态的装置。所述甩负荷控制器适于当所述电网连接开关的状态从已连接变成断开时执行事件触发的甩负荷，该事件触发的甩负荷根据在所述状态改变为断开之前的电网连接期间接收到的甩负荷指示来进行。
[0030]以这种方式，当所述电网连接开关的状态从已连接变成断开时甩负荷从电网连接模式进入孤岛化模式。[0031 ] 在实施例中，所述甩负荷控制器进一步包括用于监控所述微电网中的所述电功率的频