[發(fā)明專(zhuān)利]系統(tǒng)穩(wěn)定化裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380014513.1
• 申請(qǐng)日: 2013-02-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104205548A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小島康弘;高口雄介;古鹽正展;M·瑪米羅莉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/32
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 肖靖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對(duì)與例如設(shè)置在孤島上的電力供給的獨(dú)立系統(tǒng)經(jīng)由聯(lián)絡(luò)線(tie-line)連接了的多臺(tái)發(fā)電機(jī)和蓄電池中的該蓄電池執(zhí)行控制指令的系統(tǒng)穩(wěn)定化裝置。

背景技術(shù)

在發(fā)電廠中，配合時(shí)時(shí)刻刻變化的電力需求來(lái)調(diào)整來(lái)自發(fā)電機(jī)的電力供給。這里所說(shuō)的電力需求的變化除了用戶消耗的電力的變動(dòng)以外，例如還包括用戶、發(fā)電商所設(shè)置了的風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等自然能發(fā)電的變動(dòng)、事故導(dǎo)致的解列所引起的變動(dòng)。

那么，由發(fā)電機(jī)所供給的電力的頻率具有在需求多時(shí)下降、在需求少時(shí)上升的特征。但是，預(yù)想當(dāng)電力的頻率與規(guī)定值偏差大時(shí)，有時(shí)對(duì)用戶的設(shè)備產(chǎn)生壞影響，當(dāng)偏差進(jìn)一步變大時(shí)對(duì)發(fā)電設(shè)備也產(chǎn)生影響，在最壞的情況下發(fā)生停電。因此，在發(fā)電廠中通過(guò)采取電力的供需平衡來(lái)進(jìn)行供需運(yùn)用，以使得電力的頻率被維持為規(guī)定值。通常在檢測(cè)到頻率的偏差的情況下，發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)控制裝置進(jìn)行根據(jù)該偏差調(diào)整發(fā)電機(jī)的燃料的投放量來(lái)調(diào)整供給電力，由此使頻率回到規(guī)定值的控制。

但是，一般這種控制成為延遲控制，因此在供需平衡的變化速度超過(guò)閾值的情況下來(lái)不及控制，在不久的時(shí)間內(nèi)就產(chǎn)生頻率的偏差。此外，該閾值根據(jù)發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)電機(jī)的額定輸出的合計(jì))而不同。例如，運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)電機(jī)的額定輸出值的合計(jì)值越大，閾值越大，越能夠追蹤大的變化速度。

從發(fā)電機(jī)所供給的電力具有如以上那樣的特征，但是近年來(lái)將上述閾值容易變動(dòng)的自然能變換為電能的發(fā)電機(jī)的引入取得進(jìn)展，因此認(rèn)為今后產(chǎn)生如上述那樣的頻率的不穩(wěn)定現(xiàn)象的可能性變高。因此，如專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)的技術(shù)那樣，大量研究了如下技術(shù)：追加由電容器和逆變器盤(pán)構(gòu)成的蓄電池設(shè)備(下面，僅記為“蓄電池”)，對(duì)于在發(fā)電機(jī)中無(wú)法恰當(dāng)?shù)刈粉櫟男枨笞儎?dòng)使蓄電池的輸出進(jìn)行追蹤來(lái)穩(wěn)定頻率。此外，這種系統(tǒng)穩(wěn)定化方式不限于孤島，在大規(guī)模的電力系統(tǒng)中也進(jìn)行了研究。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開(kāi)WO2009/125834號(hào)小冊(cè)子

發(fā)明內(nèi)容

那么，在如孤島那樣的小規(guī)模的電力供給的獨(dú)立系統(tǒng)中，供需平衡的變化對(duì)頻率的影響變得特別大。另外，如上述那樣供需平衡的偏差量和頻率變化的大小根據(jù)此時(shí)的發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而不同。

與此相對(duì)，專(zhuān)利文獻(xiàn)1記載了通過(guò)控制部根據(jù)時(shí)間常數(shù)T1、T2來(lái)決定系統(tǒng)穩(wěn)定的增益G的方法，但是沒(méi)有清楚記載時(shí)間常數(shù)T1、T2的決定方法本身。因此，認(rèn)為需要預(yù)測(cè)發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)事先預(yù)先決定時(shí)間常數(shù)T1、T2。

但是，如在一天內(nèi)發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)具有白天多、夜間少這樣的傾向那樣，通常被起動(dòng)·停止的發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)配合需求的變化而被變更。因而，難以事先決定恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間常數(shù)T1、T2。特別是，在將現(xiàn)有文獻(xiàn)1所述的技術(shù)應(yīng)用于孤島系統(tǒng)中的情況下，當(dāng)發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況與上述的預(yù)測(cè)不同時(shí)，存在基于蓄電池的控制量不足而頻率不會(huì)立即回到規(guī)定值、或控制量過(guò)剩而頻率反向地變動(dòng)、進(jìn)而在增益大的情況下產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象這樣的問(wèn)題。

因此，本發(fā)明是鑒于如上所述的問(wèn)題點(diǎn)而作出的，其目的在于提供一種能夠抑制電力的頻率變化的技術(shù)。

本發(fā)明的系統(tǒng)穩(wěn)定化裝置對(duì)與電力供給的獨(dú)立系統(tǒng)經(jīng)由第1聯(lián)絡(luò)線連接的多臺(tái)第1發(fā)電機(jī)以及第1蓄電池中的該第1蓄電池進(jìn)行控制指令。所述系統(tǒng)穩(wěn)定化裝置具備：參數(shù)決定部，根據(jù)包含與運(yùn)轉(zhuǎn)中的所述第1發(fā)電機(jī)有關(guān)的信息的運(yùn)轉(zhuǎn)信息，求出表示對(duì)該運(yùn)轉(zhuǎn)中的第1發(fā)電機(jī)整體的輸出變化的合計(jì)值強(qiáng)加的限制的變化率限制值；以及控制模塊部，根據(jù)在所述第1聯(lián)絡(luò)線中測(cè)量出的作為所述第1發(fā)電機(jī)以及第1蓄電池的輸出的合計(jì)值的聯(lián)絡(luò)點(diǎn)潮流值、和所述參數(shù)決定部所求出的所述變化率限制值來(lái)生成應(yīng)該向所述第1蓄電池提供的指令值。

根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)時(shí)時(shí)刻刻變化的第1發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)信息來(lái)求出表示對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)中的第1發(fā)電機(jī)整體的輸出變化的合計(jì)值強(qiáng)加的限制的變化率限制值，根據(jù)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)潮流值以及變化率限制值來(lái)生成應(yīng)該向第1蓄電池提供的指令值。因而，即使第1發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、聯(lián)絡(luò)點(diǎn)潮流值發(fā)生變化，也能夠主要使用第1蓄電池的輸出來(lái)應(yīng)對(duì)它們的變化。另外，能夠限制運(yùn)轉(zhuǎn)中的第1發(fā)電機(jī)整體的輸出變化，使得不對(duì)電力的頻率帶來(lái)影響，因此能夠抑制電力的頻率變化。

附圖說(shuō)明

圖1是表示實(shí)施方式1的系統(tǒng)穩(wěn)定化裝置以及具備該系統(tǒng)穩(wěn)定化裝置的系統(tǒng)穩(wěn)定化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是表示實(shí)施方式1的參數(shù)決定部的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖3是表示實(shí)施方式1的控制模塊部的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖4是表示實(shí)施方式1的速率限制器的動(dòng)作的圖。

圖5是表示與實(shí)施方式1的系統(tǒng)穩(wěn)定化裝置比較的動(dòng)作的圖。