[發(fā)明專利]用于混合電力系統(tǒng)的控制設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310512775.2
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103825303A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阮卿祿
• 申請（專利權(quán)）人: LS產(chǎn)電株式會社
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02P9/04
• 代理公司: 北京金信立方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;鄧玉婷

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于混合電力系統(tǒng)的電力控制設(shè)備，尤其涉及這樣一種用于混合電力系統(tǒng)的電力控制設(shè)備，其能夠改善在包含至少兩種類型的電力發(fā)電機的混合電力系統(tǒng)中的輸出電力的質(zhì)量。

背景技術(shù)

近年來，電力消耗在世界范圍內(nèi)持續(xù)增長。然而，由于獲得土地站點、環(huán)境爭端、資源供應(yīng)和需求等問題引起的對大型熱電站和核電站的建設(shè)的限制，電力發(fā)電設(shè)施的建設(shè)變得困難。并且，整體工業(yè)的完善度導(dǎo)致了對電力質(zhì)量的需求的增長。因而，考慮到需求管理和控制，對發(fā)展多種類型的能源的需求在增加。

響應(yīng)于這種趨勢，正在開發(fā)使用可再生能量，例如風(fēng)能、太陽能、燃料電池能等等的混合電力系統(tǒng)。混合電力系統(tǒng)使用于供給電力的電力供應(yīng)源多樣化，并允許根據(jù)電力系統(tǒng)來選擇電力供應(yīng)源，從而改善能量效率、電力的反向傳輸以及可靠性。這種混合電力系統(tǒng)正作為下一代電力智能技術(shù)（Intelligent?Technology，縮寫為IT）而出現(xiàn)。

圖1是示出常規(guī)的混合電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

如圖1中所示，常規(guī)的混合電力系統(tǒng)10可以連接至主輸電網(wǎng)20。混合電力系統(tǒng)10可以以這種方式來分配電力：根據(jù)由電負(fù)載（在下文中縮寫為負(fù)載）30所需的電力的大小的變化來選擇并調(diào)整供自至少兩個可再生能量供應(yīng)源的電力。

混合電力系統(tǒng)10可以通過適當(dāng)?shù)胤峙溆芍鬏旊娋W(wǎng)20所供應(yīng)的電力和所供應(yīng)的至少兩種類型的可再生電能來維持供應(yīng)至負(fù)載30的電力。

更詳細(xì)地，由主輸電網(wǎng)20所供應(yīng)的電力可以經(jīng)由混合電力系統(tǒng)10的共用連接點通過變壓器被輸送至負(fù)載30。

常規(guī)的混合電力系統(tǒng)10可以包括通過直流環(huán)節(jié)彼此連接的可再生能量發(fā)生器，例如，太陽能發(fā)電機（光電發(fā)電機，在下文中縮寫為PV）和燃料電池發(fā)電機（在下文中縮寫為FC），從而通過直流/交流變換器來提供電能。連接至PV的直流/直流變換器的脈寬調(diào)制（PWM）控制設(shè)備可以通過最大電功率點跟蹤技術(shù)來有效地控制PV的輸出。并且，連接至FC的直流/直流變換器的PWM控制設(shè)備可以響應(yīng)于負(fù)載30的變化來控制直流環(huán)節(jié)的電壓以控制燃料電池的輸出的變化。

圖2是示出常規(guī)的混合電力系統(tǒng)10的輸出電力的變化的圖。

如圖2中所示，在PV的輸出是恒定的狀態(tài)下，可要求FC的輸出響應(yīng)于負(fù)載30的變化。

然而，如在圖2中所示，不管負(fù)載所需的電力的大小的激烈變化，燃料電池發(fā)電機FC的輸出響應(yīng)不是快速的。因此，不管負(fù)載所需的電力的大小的激烈變化，輸出電能的總量（PV+FC）會逐漸地增加并然后逐漸地降低。

該輸出響應(yīng)速率的延遲會引起與電力質(zhì)量有關(guān)的問題。尤其是，在負(fù)載卸載等發(fā)生在電力系統(tǒng)中時，F(xiàn)C的輸出會連續(xù)地維持一段預(yù)定時間，這將引起該混合電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性和錯誤的操作。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的一個方面是為了提供一種能夠改善電力的質(zhì)量的用于混合電力系統(tǒng)的電力控制設(shè)備。

本發(fā)明的另一個方面是為了提供一種用于混合電力系統(tǒng)的電力控制設(shè)備，其能夠處理負(fù)載所需的電力的激烈變化。

本發(fā)明的再一個方面是為了提供一種用于混合電力系統(tǒng)的電力控制設(shè)備，其能夠克服由于燃料電池發(fā)電機的緩慢的輸出響應(yīng)速率而引起的電力質(zhì)量降低的問題。

為達到這些和其他優(yōu)點并且根據(jù)本公開的目的，如在這里所體現(xiàn)和廣泛描述的，提供了一種用于混合電力系統(tǒng)的電力控制設(shè)備，所述設(shè)備包括：

電力測量單元，其被配置為測量所述電力系統(tǒng)的輸出電力；以及

控制器，其被配置為基于預(yù)設(shè)的控制模式和所測量的輸出電力來控制所述電力系統(tǒng)的第一電力發(fā)電機和第二電力發(fā)電機的操作，

其中所述控制器被配置為在所述第二電力發(fā)電機的輸出被控制為從ON狀態(tài)切換為OFF狀態(tài)時，控制所述第一電力發(fā)電機的輸出電壓為與第一時間的所述第二電力發(fā)電機的輸出對應(yīng)的第一偏移電壓。

根據(jù)本公開的一個方面，所述控制器被配置為在所述第二電力發(fā)電機的輸出被控制為從OFF狀態(tài)切換為ON狀態(tài)時，控制所述第一電力發(fā)電機的輸出電壓為與第二時間的所述第二電力發(fā)電機的輸出對應(yīng)的第二偏移電壓。

根據(jù)本公開的一個方面，所述控制器被配置為將所述第一電力發(fā)電機的操作模式改變?yōu)樵趯?yīng)所述第一時間或所述第二時間時的偏移電壓模式。

根據(jù)本公開的另一個方面，所述控制器被配置為在除了所述第一時間和所述第二時間的其他時間，以最大電功率點跟蹤控制模式來控制所述第一電力發(fā)電機。

根據(jù)本公開的另一個方面，所述第一電力發(fā)電機包括太陽能發(fā)電機，并且所述第二電力發(fā)電機包括燃料電池發(fā)電機。