[發明專利]用于調節微電網的系統和方法

在審

• 申請號: 201780028470.0
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN109478784A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: C·A·巴奧內;H·L·N·魏格曼;N·阿查里雅
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/38;H02J3/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 楊學春;侯穎媖

本發明提供了一種微電網系統，其包括被配置成提供電能的一個或多個發電機。所述微電網系統還包括本地化配電網，所述本地化配電網耦合到所述一個或多個發電機，耦合到所述一個或多個負載，并耦合到外部電網。所述微電網系統還包括微電網控制器，所述微電網控制器被配置成預測在預定時段所述一個或多個負載的微電網需求。所述微電網控制器還被配置成接收在所述預定時段所述外部電網的需求信息。所述微電網控制器還被配置成基于所預測的微電網需求和所接收的需求信息確定所述一個或多個發電機的運行計劃。而且，所述微電網控制器被配置成基于所述運行計劃確定將電能傳輸到所述外部電網的調度。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年5月9日提交的美國臨時專利申請第62/333,301號的優先權，所述申請的公開內容以全文引用的方式并入本文中。

關于由聯邦政府資助的研究或開發的聲明

本發明按照美國能源部授予的DE-OE0000728號合同在政府支持下進行。政府擁有本發明的某些權利。

背景技術

本發明的領域大體上涉及調節微電網，并且更具體地涉及針對來自外部電網的需求調節微電網的方法和系統。

微電網是一組互連的負載和分布式能源(DER)，其具有相對于電網充當單個可控實體的清楚限定的電力邊界，且能夠連接至電網或者從電網斷開，使得微電網能夠在電網連接模式和孤島模式運行。隨著微電網設施在美國和全世界的特定的小塊地區的穩定增長，商業微電網的廣泛采用將主要依賴所有者和運營商的經濟效益。已經引入新市場規則(例如紐約和加利福尼亞州)，促進次計量化資產(sub-metered asset)的聚合，加速DER并入電網中。因此，不斷增長的需求和激勵機制促進分布式資產參與例如頻率調節的電網輔助服務功能。

電力系統頻率是電力系統中電力平衡的重要指標。發電相對于需求或負載的降低可能使頻率下降到低于額定頻率。類似地，需求的下降可能使頻率增大到超過額定頻率。而且，例如風力渦輪機和太陽能陣列的間歇性能源的高穿透提高了系統頻率變化的可能性。如果頻率與額定頻率偏離太遠，則象泵和發動機之類的設備會在更高的頻率時更快地運轉或者在更低的頻率時更慢地運轉。一些設備會自動關閉，避免運行困難和加速的維修。例如，在關于電力波動的突然下降的情況下，欠頻甩負載控制器可以運行，斷開關聯負載的一些或全部。

為了促進正常運轉和可靠的電網，運營各個地區電網的獨立系統運營商(ISO)必須保持其電力頻率非常接近60赫茲(Hz)或者每秒60個周期(在某些國家是50Hz)。因此，電網運營商尋求持續地在發電和需求之間平衡以維持適當的頻率。發電和需求之間的不平衡可以通過使用微電網資源來緩解。然而，在利用微電網資源時必須考慮許多約束，例如操作設備的成本，斜升(ramp up)或斜降(ramp down)發電的時間，和資源的可用性。

發明內容

在一方面，提供了一種微電網系統。所述微電網系統包括一個或多個發電機，所述一個或多個發電機被配置成將電能提供至一個或多個負載。所述微電網系統還包括本地化配電網，所述本地化配電網耦合到所述一個或多個發電機，耦合到所述一個或多個負載，并耦合到外部電網。所述本地化配電網被配置成傳輸電能。所述微電網系統還包括微電網控制器，所述微電網控制器包括處理器和耦合到所述處理器的存儲器。所述微電網控制器與所述一個或多個發電機通信，并與所述外部電網通信。所述微電網控制器被配置成：預測在預定時段所述一個或多個負載的微電網需求；接收在所述預定時段所述外部電網的需求信息，包括頻率調節服務的定價；基于所預測的微電網需求和所接收的需求信息確定所述一個或多個發電機的運行計劃；以及基于所述運行計劃確定將電能傳輸到所述外部電網的調度。