用于混合电网的系统和方法与流程

本公开大体上涉及电功率传输。更具体地，本公开涉及用于控制电网上的功率的系统和方法。

背景技术：

0、背景

1、在电网或公用电网上，可以存在一个或更多个能量源(例如，发电机、风力涡轮机、燃气涡轮机、蒸汽涡轮机、太阳能电池板等)被设计成向一个或更多个负载供应能量。例如，电网(例如，微电网(micro-grid))可以包括与一个或更多个太阳能逆变器并联的两个或更多个发电机，这些发电机被配置为向一个或更多个负载供应功率。在一些应用中，例如当电网上的负载较低时，太阳能逆变器可以供应大于负载的功率量，从而导致低效、对一个或更多个发电机的损坏或一个或更多个发电机上的故障。

技术实现思路

0、概述

1、一种实现方式涉及一种系统，该系统包括被配置为向负载输出电功率的发电机组(例如发电机)。在一些实施例中，负载可以包括断开连接的负载、一个或更多个负载、具有一个或更多个负载的本地电网或具有一个或更多个负载的微电网。发电机组包括控制器，该控制器被配置成基于发电机组的当前电功率输出的幅度来控制发电机组输出的电功率的参数(例如，频率)。该系统还包括被配置为向电网或负载输出电功率的电源(例如，光伏阵列、能量存储系统、风力涡轮机等)。电源包括逆变器，逆变器被配置成检测电网上的电功率的参数，并基于检测到的参数控制或调整经由逆变器输出的电功率的幅度。

2、在一些实施例中，为了控制参数，控制器被配置成基于发电机组的功率输出的幅度的函数来设定发电机组输出的电功率的频率。控制器可以被配置成当发电机组的功率输出的幅度下降到低于阈值时增加频率。此外，逆变器可以被配置为基于频率(例如，检测到的频率)来调整从电源到电网或负载的功率输出量。在一些实施例中，逆变器被配置成当频率处于第一设定点时从电源向电网或负载输出最大功率量。逆变器可以被配置成当频率从第一设定点增加时减少从电源到电网或负载的功率输出量。

3、附加地或替代地，控制器可以被配置成基于将参数与当前输出的幅度相对于发电机组的总功率容量的百分比相关的滞后曲线(hysteresis curve)来调整电功率的参数。在一些实施例中，控制器被配置成当当前电功率输出的幅度下降到低于最小阈值时，将参数从第一设定点调整到第二设定点。

4、另一个实现方式涉及被配置为向负载输出电功率的发电机。发电机包括控制器，该控制器被配置为确定发电机的当前电功率输出的幅度，并且基于当前电功率输出的幅度来调整发电机的电功率输出的参数。在一些实施例中，参数包括电功率输出的频率。对发电机的电功率输出的参数的调整可以被配置成向连接到电网的其它设备发信号以调整当前电功率输出的相应幅度。在一些实施例中，发电机的电功率输出的频率的增加被配置为向一个或更多个逆变器发信号以降低当前电功率输出的相应幅度。在一些实施例中，发电机的电功率输出的最大频率被配置成向一个或更多个逆变器发信号以停止输出电功率。此外，控制器可以基于滞后曲线来调整参数。

5、另一个实现方式涉及一种管理电网上功率的方法。该方法包括：基于第一设备的当前电功率输出的幅度，经由第一设备调整经由第一设备输出到电网的电功率的参数；经由第二设备检测电网上的电功率的参数；以及响应于检测到该参数，调整经由第二设备供应到电网的功率的幅度。电功率的参数可以包括电功率的频率。在一些实施例中，调整经由第二设备供应的功率量包括基于参数的函数调整经由第二设备供应的功率量。当参数处于设定点时，第二设备可以输出最大量的功率，并且当参数从设定点增加时，第二设备可以减小功率输出。

技术特征：

1.一种系统，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电功率的参数包括所述电功率的频率。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，为了控制所述参数，所述控制器被配置成基于所述发电机组的功率输出的幅度的函数来设定由所述发电机组输出的电功率的频率。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述控制器被配置成当所述发电机组的功率输出的幅度下降到低于阈值时增加所述频率。

5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述逆变器被配置成基于所述频率来调整从所述电源向所述负载输出的功率量。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述逆变器被配置成当所述频率处于第一设定点时从所述电源向所述负载输出最大功率量。

7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述逆变器被配置成当所述频率从第一设定点增加时，减少从所述电源向所述负载输出的功率量。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述逆变器被配置成基于所述参数的线性函数来控制经由所述逆变器从所述电源输出的电功率的幅度。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置成基于滞后曲线调整所述电功率的参数，所述滞后曲线将所述参数与当前输出的幅度相对于所述发电机组的总功率容量的百分比相关联。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述控制器被配置成当所述当前电功率输出的幅度下降到低于最小阈值时，将所述参数从第一设定点调整到第二设定点。

11.一种发电机，其被配置为向负载输出电功率，所述发电机包括：

12.根据权利要求11所述的发电机，其中，为了调整所述电功率输出的频率，所述控制器还被配置成响应于确定所述发电机的当前电功率输出的幅度低于阈值而将所述频率增加到超过标称设定点。

13.根据权利要求12所述的发电机，其中，调整所述发电机的所述电功率输出的频率被配置成向连接到所述负载的其他设备发信号以调整当前电功率输出的相应幅度。

14.根据权利要求12所述的发电机，其中，所述发电机的所述电功率输出的频率的增加被配置成向一个或更多个逆变器发信号以降低当前电功率输出的相应幅度。

15.根据权利要求14所述的发电机，其中，所述发电机的所述电功率输出的最大频率被配置成向一个或更多个逆变器发信号以停止输出电功率。

16.根据权利要求11所述的发电机，其中，所述控制器基于滞后曲线调整所述频率。

17.一种管理本地电网上的功率的方法，包括：

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述电功率的参数包括所述电功率的频率。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，调整经由所述第二设备供应的功率量包括基于所述参数的函数调整经由所述第二设备供应的功率量。

20.根据权利要求17所述的方法，其中，当所述参数处于设定点时，经由所述第二设备供应最大功率量，并且当所述参数偏离所述设定点时，经由所述第二设备供应减少的功率量。

技术总结
提供了用于管理向负载供应功率的系统和方法。在一些实施例中，混合电力系统包括发电机和具有连接到一个或更多个负载的逆变器的电源。发电机可以具有控制器，该控制器被配置成基于发电机的电功率输出的当前幅度来调整经由发电机输出的电功率的参数(例如，频率)。逆变器被配置成检测向负载供应的电功率的参数，并基于检测到的参数调整当前电功率输出的幅度。

技术研发人员：普拉桑纳·S·尼兰泰尔
受保护的技术使用者：康明斯电力公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12