控制微电网中的功率的制作方法_3

文档序号:9673207阅读:来源:国知局
时都要执行能量存储的控制。图4A示出了能量存储控制器使用1%死区,并且在电网连接模式中当频率下降0.5%时注入功率以及在孤岛化模式中当频率下降2%时注入功率的示例。而且,能量存储在电网连接模式中当频率上升0.5%超过正常频率时吸收来自微电网的功率,以及在孤岛化模式中频率上升2%时吸收来自微电网的功率。因此,在孤岛化期间以比功率注入更快的对频率偏差的响应速度执行甩负荷,而当连接到电网时它是以其他方式来执行。
[0059]在孤岛模式中,S卩,在当微电网已经稳定时的孤岛化模式之后,能量存储控制比当频率下降时的甩负荷控制更快。因此,虽然未被示出,但是图4A和图4B能够被用于通过使用频率控制的电网连接模式作为孤岛模式的表示来比较孤岛模式与孤岛化模式。
[0060]除了在微电网1中执行基于频率的甩负荷之外,甩负荷控制器还被提供来执行事件触发的甩负荷。为此目的,甩负荷控制器19提供有用于监控电网连接9的状态的装置23以及通信装置24。通信装置24可通信地连接至主电网的控制器5,并且尤其被提供来接收来自主电网控制器5的甩负荷指示。甩负荷控制器19适于根据从主电网控制器5接收到的甩负荷指示在孤岛期间时执行初始甩负荷。甩负荷控制器被配置来使用用于监控电网连接9的装置23来监控电网连接9的状态,并且当电网连接断开时甩负荷控制器适于通过根据从主电网中的控制器5接收到的甩负荷指示执行甩负荷来开始孤岛化模式。
[0061]这种基于事件的甩负荷的目的是当来自主电网的功率供给被中断时执行快速的初始甩负荷。目的还在于将基于事件的甩负荷执行到能够合理预期所需要的程度。为了在电网连接丢失时提供良好的所需甩负荷的指示,主控制器5监控从主电网供给到微电网的功率并且确定供给到负载12A-D的供给功率的分数或百分比。当负载12A-D所使用的功率的某个百分比源自于主电网时,如果电网连接丢失则为了稳定微电网所需要的第一近似值的甩负荷可以是执行等于该百分比的甩负荷。然而,所确定的甩负荷百分比不需要等于从主电网供给的功率的百分比,因为能够预测微电网中的功率源10通过增加它们对微电网的功率产出来响应功率丢失。因此,主电网3中的控制器所确定的甩负荷百分比是基于监控到的从主电网供给到微电网的功率以及由负载12A-D所消耗的功率,但是甩负荷百分比的确定还可以包括主电网中的不同行为的预期,诸如功率产出的变化。主控制器5持续监控功率流,计算甩负荷并且向微电网1的甩负荷控制器19发送甩负荷指示。
[0062]甩负荷控制器19被布置来在电网连接模式中重复地接收甩负荷指示,例如甩负荷百分比,但是只根据作为从电网连接9的状态监控中确定的断开连接事件的响应的甩负荷百分比执行甩负荷。因此,甩负荷控制器19只根据微电网1中所监控到的功率在电网连接模式中执行甩负荷。然而,甩负荷控制器19被配置来当检测到孤岛时立即(即,当确定与主电网3的连接9丢失时立即)根据接收到的甩负荷指示执行事件触发的甩负荷。在执行基于事件的甩负荷之后,甩负荷控制器19继续在孤岛化模式中提供基于频率的甩负荷。
[0063]图2和图3分别示出了由甩负荷控制器19执行的方法以及由能量存储控制器18执行的方法的实施例。在替换实施例中,两个方法可以由适于执行甩负荷以及控制能量存储的双目的控制器17来执行。
[0064]本发明的目的在于在过渡阶段中稳定微电网,过渡阶段也称为孤岛化,当与主电网的连接以及从主电网的功率供给丢失时直到微电网稳定至断续的孤岛模式。因此所描述的方法主要描述了对微电网注入功率以及脱落或断开负载。然而,应当注意,在稳定化进程期间,功率还可以从微电网被引至任何能量存储单元16。
[0065]甩负荷控制器19所执行的方法在电网连接模式中通过接收201在丢失电网连接的事件中使用的潜在甩负荷百分比来开始。电网连接模式包括监控203微电网的频率以及基于所监控的频率确定205是否需要甩负荷。如果需要基于频率的甩负荷,则甩负荷控制器执行206甩负荷以稳定微电网。电网连接模式还包括监控207电网连接9的状态。如果微电网仍然连接到主电网,则甩负荷控制器返回到接收201潜在甩负荷百分比的步骤、监控203频率以及在步骤205、206中在需要时执行基于频率的甩负荷。电网连接模式不断重复直到电网连接的监控207确定电网连接丢失,即开关关断。在确定丢失电网连接之后甩负荷控制器立即按照先前接收到的甩负荷百分比(即,在电网连接模式中接收到的最近接收到的甩负荷指示)执行209甩负荷。
[0066]孤岛化模式继续,改变211用于基于频率的甩负荷的控制速度。孤岛化模式继续,监控频率213,并且基于所监控的频率确定215是否需要甩负荷以稳定微电网。如果需要,则孤岛化模式继续,执行216甩负荷,即,基于频率的甩负荷。孤岛化模式进一步包括确定217微电网是否已经稳定,稳定化的确定基于所监控的频率。孤岛化模式继续,监控213频率,并且执行基于频率的甩负荷(步骤215、216)直到微电网已经稳定。当确定217微电网已经稳定时,该方法离开孤岛化模式并且进入孤岛模式。孤岛模式包括改变219用于基于频率的甩负荷的控制速度或者响应速度。控制速度例如可以改变回到在电网连接模式中所使用的控制速度。
[0067]孤岛模式优选地继续(然而并未示出),以与电网连接模式的步骤203、205、206类似的方案监控频率并且执行基于频率的甩负荷。
[0068]在孤岛期间所使用的控制速度应该比连接到主电网时的速度更快。然而,更重要的是:在孤岛期间甩负荷比来自能量存储的供给更快。因此,可以预期的是:在替换实施例中基于频率的甩负荷的控制速度不必改变,而是替换为改变能量存储控制的控制速度以使得在孤岛期间用负荷响应比能量存储响应更快。
[0069]在图3中示出的由能量存储控制器18执行的方法在电网连接模式中以监控301微电网的频率以及监控303微电网的电压开始。该方法继续确定305是否需要功率,此确定基于所监控的频率和电压。同样,该方法可以包括确定是否应该从电网移除能量以及将能量存储在能量存储中。如果需要功率,则该方法继续向微电网注入306功率,有功功率和或无功功率。该方法的电网连接模式还包括监控307电网连接的状态,并且如果仍然处于连接中,则该方法返回如下步骤:监控频率和电压301、303并且执行305、306基于频率和电压的功率注入至微电网中。如果在步骤307中确定电网连接丢失,则该方法进入孤岛化模式,其始于改变309基于频率和基于电压的功率注入的控制频率。因此,孤岛化模式继续,监控311频率、监控电压313并且确定315是否需要功率。如果如基于所监控的频率311和/或所监控的电压313确定的那样需要功率,则孤岛化模式继续注入316有功和/或无功功率的步骤。孤岛化模式继续确定317微电网是否已经稳定,该确定基于所监控的频率和所监控的电压来做出。如果微电网已经稳定,则能量存储控制器进入孤岛模式。否则能量存储控制器继续处于孤岛化模式直到微电网已经稳定。因此,如果微电网尚未稳定,则该方法返回至监控311频率并且监控313电压并且执行功率注入的基于频率和电压的控制,步骤315、316直到确定317微电网已经稳定。当微电网已经稳定时,由能量存储控制器执行的该方法进入孤岛模式并且改变基于频率和电压的功率注入的控制速度或响应。
[0070]对图4A和图4B中所描述的死区尺寸的变化的一种替换,可以使用时间延迟。因此,当孤岛化阶段时可以针对基于频率和电压的能量存储控制引入时间延迟,以使甩负荷在孤岛化模式中更快,但是能量存储控制在电网连接模式中以及在孤岛模式中则更快。
[0071]因此,描述了用于控制微电网1中的电气功率的方法和系统17,尤其是在微电网从主电网断开时的孤岛期间。当微电网连接到主电网3时确定用于孤岛的潜在甩负荷。当将微电网连接至主电网3的电网开关9关断时执行该潜在甩负荷。优选地,还执行对微电网1的基于频率的功率注入控制和基于频率的甩负荷。在这样的情形中,在孤岛期间以比功率注入控制更快的响应执行基于频率的甩负荷。而且,当微电网1连接到主电网3时以比基于频率甩负荷更快的响应执行基于频率的功率注入控制。
[0072]甩负荷控制器19、能量存储控制器18以及分别由甩负荷控制器和能量存储控制器所执行的方法的实施例也已经进行了描述。
[0073]上面参考一些实施例已经大体上描述了本发明。然而,正如本领域技术人员应当意识到的那样,除了在上面所公开的那些实施例之外的其他实施例也同样可能落入所附专利权利要求书所限定的本发明的范围之内。
【主权项】
1.一种用于控制微电网(1)中的电功率的方法,所述微电网(1)包括将所述微电网连接到主电网(3)以用于接收来自所述主电网(3)的功率的电网开关(9),至少一个功率源(10,16),多个负载(12A-D)以及被配置用于执行甩负荷并且被配置用于控制所述至少一个功率源(10,16)的至少一个控制器(5,17,18,19),所述至少一个控制器(5,17,18,19)被配置来选择性地断开每个相应负载(12A-D),所述方法在当所述微电网(1)连接至所述主电网(3)时的电网连接模式中、以及在当与所述主电网(3)的连接丢失时的孤岛化模式中被执行,所述方法包括: 在所述电网连接模式中的运行期间确定针对孤岛化模式的甩负荷; 监控所述电网开关(9)的状态; 当所述电网开关(9)关断时从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式; 在进入孤岛化模式后通过断开所述负载(12A-D)中的一个或多个负载来执行甩负荷,根据所确定的甩负荷来进行所述甩负荷。2.根据权利要求1所述的方法,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(1)
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