[發明專利]電力供應和需求控制裝置以及電力供應和需求控制方法

無效

• 申請號: 200980119117.9
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN102047524A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 鳥羽廣次;小林武則;荻田能弘;西昭憲
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜;王英

技術領域

本發明涉及執行控制以便保持電功率流恒定的裝置和方法，尤其是涉及控制供應-需求平衡的電力供應和需求(供應-需求)控制裝置以及電力供應和需求(供應-需求)控制方法。

背景技術

存在稱為微電網等的小規模電力系統，其使用安裝在指定區域中的多種類型的分布式電源——包括引擎發電機、渦輪發動機、電力存儲系統、燃料電池和光伏發電、風力發電或其它自然能發電裝置——向該指定區域中的客戶供應電力。

當小規模電力系統連接到電力公司的商用電力系統時，包括兩種方法中的任一種，即，一種是涉及從商用電力系統接收功率的前向電功率流，而另一種是涉及向商用電力系統提供功率的反向電功率流。在每種方法中，需要在小規模電力系統中執行分布式電源的電力供應和需求控制，以便保持在電力系統中在任何給定位置處的電功率流(電能)恒定，或保持小規模電力系統中負載功率和功率輸出之間的偏差恒定。

為了實現多個分布式電源的電力供應和需求控制，必須估計負載功率，計算將保持估計負載功率與功率輸出之間的偏差恒定的分布式電源的這樣的總功率輸出，并將總功率輸出作為功率輸出目標分配在分布式電源之間。

例如，專利文件1(日本專利公布號2004-48852)公開了一種發電規劃方法，其用于對從多個發電機組所構成的發電機組群到一個或多個客戶的客戶群的電力供應規劃每個發電機組所產生的功率的量，以便優化預定估計值，同時滿足限制條件：整個客戶群的總接收功率將被適應且由整組發電機組群產生的所規劃的功率的總量的總儲備容量將等于或高于預定總儲備容量。

進一步地，如果小規模系統包括自然能發電裝置的功率輸出被日照、有風的情況、或其它自然情況影響的所述自然能發電裝置，則必須通過考慮功率輸出的估計值和自然能發電裝置的負載功率的估計值來計算除了自然能發電裝置以外的分布式電源的總功率輸出。

例如，專利文件2(日本專利公布號2004-289918)公開了用于根據天氣信息來實現發電估計的方法。該方法通過收集關于陽光和風力的信息提前一天或實時地估計在每個區域中光伏發電和風力發電所產生的功率的數量。

功率輸出需求值被發到分布式電源以執行電力供應和需求控制，以便保持在電力系統中在任何給定位置處的電功率流(電能)恒定，或保持在小規模電力系統中的負載功率和功率輸出之間的偏差恒定。具體地，根據負載的估計和自然能發電裝置的功率輸出來計算目標系統中的分布式電源的總功率輸出，且使用經濟負載調度(在下文中簡稱為ELD)來對每個分布式電源確定功率輸出需求值，以便獲得較高的節省并實現總功率輸出。

用于保持在電力系統中在任何給定位置處的電功率流恒定的規則包括稱為供應-需求平衡的規則，其涉及估計在給定量的時間內多少實際電能從目標電能偏離，且必須在小規模電力系統中控制分布式電源的輸出，以便實現所需的供應-需求平衡。

在小規模電力系統中，如在中等或大規模電力系統的情況下，如果在負載功率(實際值)的估計值和實際值之間或在自然能發電裝置的功率輸出的估計值和實際值之間有任何差異，則必須通過修改有助于功率控制的發電裝置的功率輸出命令來實現在任何給定位置處的供應-需求平衡，以便消除該差異。

按照當負載功率(實際值)的估計值和實際值之間、或自然能發電裝置的功率輸出的估計值和實際值之間產生任何差異時可以多么快地實現供應-需求平衡，來評估在供應-需求平衡中的性能，且已知大的電力公司通常通過實現30分鐘供應-需求平衡來供應電力。

然而，小規模電力系統例如微電網由于對自然能發電裝置的依賴性并由于受限的需求而在發電中經受大的波動。因此，小規模電力系統比中等或大規模電力系統更難以在短時間段內實現供應-需求平衡。因此，小規模電力系統例如微電網需要具有比中等或大規模電力系統的供應-需求平衡性能高的供應-需求平衡性能的電力供應和需求(供應-需求)控制裝置以及電力供應和需求(供應-需求)控制方法。

發明內容

考慮到在上述常規技術中遇到的情況，本發明的目的是提供一種電力供應和需求控制裝置以及電力供應和需求控制方法，其可以在小規模電力系統中確保大約每幾十分鐘在任何給定位置處的電能的供應-需求平衡，以及確保當負載功率(實際值)的估計值和實際值之間、或自然能發電裝置的功率輸出的估計值和實際值之間產生任何差異時，在較短周期內實現供應-需求平衡。