[發明專利]控制微電網的系統和方法

無效

• 申請號: 200710152493.0
• 申請日: 2007-10-15
• 公開（公告）號: CN101207284A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: S·波斯;A·S·阿奇爾斯;劉艷;E·E·艾哈邁德;L·J·加爾塞斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/18;H02J3/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 盧江;王忠忠

關于聯邦資助的研究和開發的聲明

本發明是借助能源部給予的、合同號為DE-FC02-05CH11349的政府資助完成的。政府對本發明享有某些權利。

技術領域

本發明通常涉及微電網，并且更特別地，涉及用于控制微電網的系統和方法。

背景技術

微電網通常被定義為可控和不可控資源的集合，這些資源例如可包括發電機、負載以及存儲設備。微電網中的發電機通常包括非傳統的能源，諸如包括微型渦輪機、風力渦輪機、光致電壓系統、燃料電池或者氫氣動力往復式發動機。微電網可以例如給購物中心、工業園、大學校園或者村莊供電。

為了將微電網互連到大型電網(或主電網)，公用事業公司通常會要求微電網維持互連點(POI，point?of?interconnection)處的電壓和頻率。傳統上，已提出兩種方法來維持或者調整該POI電壓和頻率。在一種方法中，采用靜態開關電容器(static?switchingcapacitor)。該方法具有慢響應。另一種方法是采用靜態無功功率補償器。這種方法具有快速響應但是昂貴。此外，這些方法調整電壓，但是不能調整頻率。

目前，無功功率控制不可用于微電網。共同轉讓的美國專利US6924565說明了一種連接到公用事業設備的風電場系統，該風電場系統包括用于響應于公用事業的P(有功功率)和Q(無功功率)命令的控制系統，并且該風電場系統在每個風力渦輪機中包括本地控制裝置，以執行發送到風力渦輪機的命令。然而，在該方法中，僅包括一種類型的分布式發電機(可變速、等尺寸的風力渦輪機)。對于具有多種類型和尺寸的發電機的微電網應用，處理各種微電網特征變得越來越重要，從而協助大型電網運行以及提高POI處的系統性能，并最小化微電網損耗。

連通線(tieline)可包括微電網和大型電網中的一個或多個POI。在由各式各樣的發電機饋電的微電網的連通線處，執行有功和無功功率控制策略是有用的。

發明內容

簡言之，根據一個實施例，提供一種用于控制微電網的系統。該系統包括：微電網資源，至少一個所述微電網資源包括類型不同于所述微電網資源中的另一個的資源；用于將所述微電網耦合到大型電網的連通線；以及連通線控制器，所述連通線控制器被耦合到所述連通線并且被配置來用于響應于來自大型電網運行實體的命令、微電網系統條件、大型電網條件或者其組合而提供連通線控制信號，以調節相應的微電網資源中的有功和無功功率。

在另一實施例中，提供一種控制微電網的方法。該方法包括接收輸入信號，其中輸入信號包括從微電網資源的各個資源接收到的內部輸入信號和從大型電網、大型電網運行實體或其組合接收到的外部輸入信號，至少一個所述微電網資源包括類型不同于所述微電網資源中的另一個的資源。該方法還包括響應于來自大型電網運行實體的命令、微電網系統條件、大型電網條件或者其組合而提供連通線控制信號，以調節相應的微電網資源中的有功和無功功率。

附圖說明

當參照附圖讀取下面的具體實施方式部分時，將能夠更好地理解本發明的這些和其他特征、方面以及優點，其中在所有附圖中，相同的符號表示相同的部分，其中：

圖1是用于控制微電網的示例性系統的圖形表示；

圖2是用于圖1的系統中的連通線控制器的圖形表示；

圖3是示出用于控制微電網的方法的示例性步驟的流程圖；

圖4是示出圖2的連通線控制器所使用的無功功率控制模式的示例性實施例的示意圖；

圖5是示出圖2的連通線控制器所使用的電壓調整模式的示例性實施例的示意圖；

圖6是示出圖2的連通線控制器所使用的功率因數控制模式的示例性實施例的示意圖；以及

圖7是示出圖2的連通線控制器所使用的有功功率控制的示例性實施例的示意圖。

具體實施方式

通過控制流過(流入及流出)微電網與大型電網之間的連通線的有功和無功功率流，該微電網可以滿足大型電網的互連點(POI)電壓和頻率要求，并且表現為大型電網的可調度(dispatchable)實體。這里所述的系統和方法能夠實現連通線控制。這里所述的連通線控制器包括靈活設計，從而或者(1)當從電網運營商接收到接口電力需量時運行，或者(2)響應于諸如增加負載、損失負載、增加發電量、損失發電量以及降級大型電網的系統條件運行。