用于對微電網中的電功率進行控制的方法以及包括分布式發電機的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于控制微電網中的電功率的分布式方法，并且涉及一種包括多個分布式發電機的裝置。
【背景技術】
[0002]微電網中的分布式發動機的主要任務是遞送最大有效功率以滿足負載的要求。系統電源通常由與其連接的主電網所維持。然而，在弱電網和離網操作中，在許多情況下需要來自分布式發電機的無功功率支持。
[0003]已經研究了用于指定有效和無功功率參考文獻的各種集中式控制方法。
[0004]EP1933441 Al公開了一種用于控制微電網的系統，其包括微電網資產以及用于將微電網耦合至大型電網的轉接線；以及耦合至該轉接線的轉接線控制器。微電網資產中的至少一個包括與另一個微電網資產不同類型的資產。該轉接線控制器被配置為響應于來自大型電網操作實體的命令、微電網系統狀況、大型電網狀況或者它們的組合而提供轉接線控制信號以調節相應的微電網資產的有功和無功功率。
[0005]EP2518853 Al公開了用于在配電網絡中提供協同伏特/VAR控制的系統、方法和裝置。根據該發明的示例實施例，提供了一種用于在配電網絡中對電壓和伏安無功(VAR)控制(VVC)進行協調的方法。該方法可以包括從配電管理系統接收一個或多個VVC目標函數;確定至少一個微電網保護電壓減小因數(CVRF);預測在預先確定的時間段內的微電網負載分布;至少部分基于一個或多個所接收的VVC目標函數對微電網VVC資源進行控制;并且將至少一個微電網CVFR和所預測的負載分布傳輸至配電管理系統。
【發明內容】
[0006]集中式控制方法的問題在于必須要提供中央控制設備，這增加了控制系統的成本。另外，集中式控制方法很復雜并且需要大量控制信令。
[0007]集中式控制方法的另一個問題是在中央控制設備失效時整個控制系統都會失效。
[0008]本發明的目標在于提供一種克服或者至少減少上述問題的控制方法。
[0009]根據本發明的一個方面，提供了一種用于對微電網中的電功率進行控制的分布式方法，其中多個分布式發電機向該微電網供應電功率，并且每個分布式發電機連接至用于對來自該分布式發電機的有效和無功輸出功率進行控制的控制器，諸如電壓源轉換器的控制器。根據該方法，其針對每個分布式發電機測量與該分布式發電機相關聯的測量點處的電壓水平，并且所測量的電壓水平被前送至連接至該分布式發電機的控制器。針對每個控制器確定與所接收的所測量電壓水平相關和/或與連接至該控制器的分布式發電機的無功電流注入能力相關的參數值，并且其所確定的參數值從控制器中的每個控制器被傳輸至控制器中的每個其它控制器。無功電流注入能力可以基于所測量的電壓水平、有效功率注入和/或電流限制而被確定。
[0010]在控制器中的每個控制器中，基于所傳輸的參數值確定控制器要對分布式發電機進行控制以將無功功率注入到該微電網中的順序次序。備選地，在至少一個控制器中基于所傳輸的參數值確定控制器要對分布式發電機進行控制以將無功功率注入到該微電網中的順序次序，隨后將該順序次序傳輸至控制器中的其它的控制器。
[0011]最后，利用控制器以所確定的順序次序對分布式發電機進行控制以將處于其電流限制內的無功功率注入該微電網。
[0012]該分布式發電機具有通過其固有結構或者通過配備有例如諸如電壓源轉換器的裝置而改變其有效和無功功率輸出的能力。
[0013]來自分布式發電機的無功功率支持能夠在連接至主電網的弱微電網以及斷開連接的微電網兩者中使用。
[0014]在一個實施例中，針對每個分布式發電機，該測量點可以處于到針對該分布式發電機的該微電網的連接點處。
[0015]在另一個實施例中，針對每個分布式發電機，該測量點可以處于與到針對該分布式發電機的該微電網的連接點相鄰的節點處。
[0016]在又一個實施例中，可以針對每個分布式發電機測量該分布式發電機與該微電網的連接點處以及與該連接點相鄰的節點處的電壓水平，并且這兩個所測量的電壓水平被前送至連接至該分布式發電機的控制器。每個分布式發電機的參數值和/或控制可以基于針對該分布式發電機的一個或兩個測量的電壓水平。
[0017]針對每個控制器，該參數值可以是(i)所接收到的所測量的電壓水平與基準電壓的偏差，(i i)連接至該控制器的分布式發電機的無功電流注入能力，或者(i i i)它們的組合。該基準電壓可以是微電網中的所期望的電壓，諸如可接受的最小電壓。
[0018]在一個實施例中，該控制器可以被用來以該順序次序控制該分布式發電機向該微電網中注入無功功率，以使得它們的參數值以降序排列。
[0019]在另一個實施例中，每個分布式發電機可以利用連接至該分布式發電機的控制器被控制以將無功功率注入到該微電網中，從而減小或消除所接收到的所測量的電壓水平與基準電壓的任何偏差。特別地，每個分布式發電機可以利用連接至該分布式發電機的控制器被控制以將無功功率注入到該微電網中直至所接收到的所測量的電壓水平與基準電壓的任何偏差都已經消失或者直至已經達到該分布式發電機的電流限制。
[0020]在又一個實施例中，在該控制器已經完成對與之連接的分布式發電機的用于向該微電網中注入無功功率的控制時，以該順序次序從除控制器中的最后一個之外的每個控制器發送激活信號。該激活信號可以以該順序次序被發送至下一個控制器，后者響應于此而開始控制與之連接的分布式發電機向該微電網中注入無功功率。
[0021]本發明第一方面的方法可以響應于從外部設備發送至該控制器的激活信號或者響應于從該控制器中的一個控制器發送至該控制器中的其它控制器的激活信號而被發起。特別地，本發明的方法可以響應于所述微電網中的所測量電壓水平與基準電壓的偏差而被發起。
[0022]根據本發明的另一個方面，提供了一種裝置，其包括用于向微電網供應電功率的多個分布式發電機，以及用于每個分布式發電機的與之相連接以用于對來自該分布式發電機的有效和無功輸出功率進行控制的控制器。該裝置進一步包括用于每個分布式發電機的電壓傳感器，其被配置為測量與該分布式發電機相關聯的測量點處的電壓水平，并且將所測量的電壓水平前送至連接至該分布式發電機的控制器。每個控制器被配置為確定與所接收的所測量電壓水平相關和/或與連接至該控制器的分布式發電機的無功電流注入能力相關的參數值。另外，每個控制器被配置為將其所確定的參數值傳輸至每個其它控制器，并且基于所述所傳輸的參數值確定該控制器要對分布式發電機進行控制以將無功功率注入該微電網的順序次序。備選地，該至少一個控制器被配置為基于所傳輸的參數值確定控制器要對分布式發電機進行控制以將無功功率注入該微電網的順序次序，隨后將該順序次序傳輸至其它的控制器。
[0023]該控制器被配置為以所確定的順序次序對分布式發電機進行控制以將無功功率注入該微電網。
[0024]該第二方面可以進行修改以包括用于執行關于第一方面所公開的任意功能的方法。
[0025]本發明提供了一種分布式或非集中式的控制方法，其中無功功率支持以非集中的方式來自于分布式功率源。該分布式或非集中式控制方法提供了對連接至微電網的分布式發電機的簡單、魯棒、可靠且成本有效的控制。
[0026]本發明另外的特征及其優勢將由于以下對本發明實施例的詳細描述而顯而易見。
【附圖說明】
[0027]圖1示意性圖示了依據本發明實施例的連接至微電網的多個分布式發電機系統；
[0028]圖2更為詳細地示意性圖示了圖1的分布式發電機系統之一；
[0029]圖3示意性圖示了圖1的分布式發電機系統中的控制器可以如何被配置為對分布式發電機進行控制從而以所確定的順序次序將無功功率注入到微電網之中；
[0030]圖4以流程圖示意性圖示了根據本發明實施例的用于控制微電網中的電功率的方法。
【具體實施方式】
[0031]圖1示意性圖示了連接至微電網11的多個分布式發電機系統。每個分布式發電機系統包括用于向微電網11供應電功率的分