配电系统故障控制装置和方法与流程

本发明总体上涉及用于控制配电系统中的分布式能源的故障控制装置和方法。

背景技术：

1、电网包括诸如燃煤电厂、燃气电厂和核电厂的常规发电站和分布式能源(der)。常规发电站是集中式的，并且需要在较长的距离上传输电能。der是位于消耗能源的负载中或附近的小型、模块化、分散式、并网能量系统。der和负载形成耦合到电网的分布式电力网络。

2、在操作中，电网处可能出现故障。电网故障可能降低配电网的电压，并导致der的灵敏跳闸。跳闸的der导致较大地理区域上能源供应的大量损失。短时间段内的意外能源供应损失可能会导致更复杂的后果，诸如电网的输电线路的过载以及故障引起的延迟电压恢复(fidvr)。fidvr指正常清除故障后电压恢复到其标称值的意外延迟。在故障被清除后，配电网的电压在几秒钟内保持处于显著降低的水平，并且然后慢慢恢复到可接受的水平。为了克服这种电网可靠性问题，要求der实施故障穿越(ride-through)功能。

3、故障穿越是旨在防止der进入跳闸模式使得der能够在故障期间保持连接的一个要求。还需要der参与动态电压支持(dvs)。随着最近在der的电力转换器的灵活控制方面的前所未有的进步，目前高级dvs功能变得可能。然而，以协调的方式利用这种灵活性的有效方法仍然是开放的研究领域。因此，需要改进配电网中的dvs控制，以便满足不断变化的电力系统的要求。

技术实现思路

1、根据实施例，一种方法包括：检测耦合到配电网的电网中的故障，配电网包括配电馈线、耦合到配电馈线的多个分布式能源(der)以及与多个der相关联的适用性参考点(rpa)；以及响应于检测到故障，确定rpa处的误差电压，将误差电压转换成误差信号，向多个der广播误差信号，并基于误差信号，通过将来自多个der的多个电流注入配电馈线来降低rpa处的误差电压。

2、根据另一实施例，一种系统包括：配电网，配电网耦合到电网，配电网包括配电馈线、耦合到配电馈线的多个分布式能源(der)以及适用性参考点(rpa)；rpa控制器，rpa控制器耦合到rpa，rpa控制器由程序配置成检测电网中的故障，并且响应于检测到故障，确定rpa处的误差电压，并将误差电压转换成误差信号；第一通信设备，第一通信设备耦合到rpa控制器，第一通信设备被配置成向多个der广播误差信号；以及多个der控制器，多个der控制器耦合到多个der中的相应der，其中，基于误差信号，多个der控制器通过编程被配置成控制相应der以通过向配电馈线注入多个电流来降低rpa处的误差电压。

3、根据又一实施例，一种适用性参考点(rpa)控制器包括：控制装置，控制装置耦合到配电网，配电网包括配电馈线、耦合到配电馈线的多个分布式能源(der)以及rpa，其中，控制装置直接耦合到rpa，控制装置包括：存储器，存储器存储包括指令的程序；处理器，处理器耦合到存储器，并且被配置成执行程序；以及第一通信设备，第一通信设备耦合到处理器，其中，指令在被执行时使得处理器检测耦合到配电网的电网中的故障，并且响应于检测到故障，确定rpa处的误差电压，将误差电压转换成误差信号，并将误差信号发送到第一通信设备，并且其中第一通信设备被配置成向多个der广播误差信号。

4、根据又一实施例，一种分布式能源(der)控制系统包括：多个der控制器，多个der控制器耦合到配电网，配电网包括配电馈线、耦合到配电馈线的多个分布式能源(der)以及适用性参考点(rpa)，其中，多个der控制器中的每个耦合到多个der中的相应der，多个der控制器中的每个包括：存储器，存储器存储包括指令的程序；处理器，处理器耦合到存储器，并且被配置成执行程序；以及通信设备，通信设备耦合到处理器，并且其中，指令在多个der控制器中的每个中执行时使得多个der控制器从直接耦合到rpa的rpa控制器接收误差信号，向多个der发送控制信号，控制信号中的一个被发送到多个der中的一个，并且其中，由多个der接收的控制信号被配置成通过将来自多个der的多个电流注入配电馈线来降低rpa处的误差电压。

5、前面已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优势，以便可以更好地理解下文公开的详细描述。下文将描述本公开的附加特征和优点，其形成了本公开的权利要求的主题。本领域技术人员应理解，所公开的构思和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实行本公开的相同目的的其它结构或过程的基础。本领域技术人员还应理解，这些等同的构造并不背离所附权利要求中阐述的本公开的精神和范围。

技术特征：

1.一种方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述误差电压转换成所述误差信号包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

4.根据权利要求3所述的方法，其中，降低所述rpa处的所述误差电压包括以下中的至少一项：

5.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述电网中的故障包括检测：

6.根据权利要求5所述的方法，

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其中，降低所述rpa处的所述误差电压包括以下中的至少一项：

9.根据权利要求1所述的方法，其中，向所述多个der广播所述误差信号包括：

10.一种系统，包括：

11.根据权利要求10所述的系统，其中：

12.根据权利要求11所述的系统，其中：

13.根据权利要求10所述的系统，其中：

14.根据权利要求10所述的系统，其中，降低所述rpa处的所述误差电压包括以下中的至少一项：

15.根据权利要求10所述的系统，还包括：

16.根据权利要求10所述的系统，还包括：

17.一种适用性参考点(rpa)控制器，包括：

18.根据权利要求17所述的rpa控制器，其中：

19.根据权利要求17所述的rpa控制器，其中：

20.一种分布式能源(der)控制系统，包括：

21.根据权利要求20所述的der控制系统，其中，所述误差电压包括正序分量和负序分量，并且所述误差信号包括基于所述正序分量的第一分量和基于所述正序分量和所述负序分量两者的第二分量，并且其中：

22.根据权利要求21所述的der控制系统，其中，降低所述rpa处的所述误差电压包括以下中的至少一项：

23.根据权利要求20所述的der控制系统，其中，降低所述rpa处的所述误差电压包括以下中的至少一项：

技术总结
一种方法包括：检测耦合到配电网的电网中的故障，配电网包括配电馈线、耦合到配电馈线的多个分布式能源(DER)以及与多个DER相关联的适用性参考点(RPA)；以及响应于检测到故障，确定RPA处的误差电压，将误差电压转换成误差信号，向多个DER广播误差信号，并基于误差信号，通过将来自多个DER的多个电流注入配电馈线来降低RPA处的误差电压。

技术研发人员：M·H·辛图卢,D·伊什琴科
受保护的技术使用者：日立能源瑞士股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13