微電網的控制方法技術

本發明專利技術涉及一種用于控制微電網(1)的方法，微電網(1)包括可再生電源(3)，其向微電網(1)傳遞由下垂控制控制的第一功率，并且能夠與同步電源(2)并聯地同步工作，所述同步電源(2)能夠根據所述同步電源的自動啟動/停止的準則生成也傳遞至微電網(1)的第二功率，所述方法包括：一旦微電網(1)的頻率和/或電壓分別低于閾值頻率和/或閾值電壓，就啟動同步電源，并且一旦第二功率低于閾值功率就停止同步電源。

【技術實現步驟摘要】
微電網的控制方法
本專利技術涉及一種用于控制配電微電網的方法。
技術介紹
微電網通常是意圖將電力分配到與大的電能發生中心隔離并遠離的區域的本地電網。隔離的區域例如是島嶼、山區或沙漠地區。微電網的主要優點在于，它們自主操作(在島嶼模式下，不用連接至主網)，并且位于與消耗區域(負載)相緊鄰。因此，長距離配電網固有的損耗受限。微電網的能量自主通常由各種類型的電力源來確保，電力源的內燃發電機扮演了重要的角色(在此情況下涉及同步電源)。具體地，從經濟的角度，內燃發電機代表著小的初始投入，并且提供用于足夠靈活以吸收峰值時間的消耗尖峰(spike)的發電。然而，它們的操作需要大量柴油，這因而增大了能量賬單以及加劇了大氣污染。為了克服這些環境和經濟問題，微電網可以是混合的，并且還可以包括諸如光伏電源、風力電源等的可再生電源。可再生電源通常包括：發電系統，其傳遞DC電信號；以及逆變器，其意圖在將信號傳遞至微電網之前將DC電信號轉換為AC電信號。然而，除非其逆變器的操作模式修改，否則可再生電源不能形成電網(它們不是“組網的”)，因此，自身不能生成供應電網的所有電力。為了克服該限制，可再生電源可以包括逆變器，其由允許它們形成電網的控制法則控制。換句話說，可再生電源可以對電網施加電信號的電壓和頻率，而不用依靠參考信號。然而，一旦微電網的負載具有額外功耗要求，可再生電源的逆變器就通常在同步電源之前反應，并且嘗試傳遞其生成的所有電力。這導致由可再生電源傳遞的電信號與由同步電源傳遞的電信號之間的相位偏移，因此潛在產生微電網中的主要故障(斷電)。此外，因為可再生電源經歷氣候的多變并因此是不穩定的電源，所以它們于是具備間歇電源的資格。因此，出于混合微電網的穩定性的原因，可再生電源的比例不能超過20％和30％之間的值(涉及可再生能量的滲透度)，使得至少一個內燃發電機處于連續操作。這因此限制了可實現的節約。因此，包括大于30％的比例的可再生電源的混合微電網是不穩定的。本專利技術的一個目的因而是提出一種用于控制混合微電網的方法，其允許提高可再生電源的比例而不影響所述電網的穩定性。
技術實現思路
本專利技術涉及一種用于控制配電微電網的方法，所述配電微電網包括至少一個可再生電源，其向微電網傳遞由下垂控制分別根據微電網的頻率和電壓控制的第一有功/無功功率，并且能夠與同步電源并聯地同步工作，所述同步電源能夠根據所述同步電源的自動啟動/停止的準則生成也傳遞至微電網的第二有功/無功功率，所述方法包括：一旦微電網的頻率和/或電壓分別低于閾值頻率和/或閾值電壓，就啟動同步電源，并且一旦第二功率低于閾值功率就停止同步電源。根據一個實施例，可再生電源包括逆變器，能夠模仿同步電源的工作，使得可再生電源表現為同步電源。根據一個實施例，閾值頻率和閾值電壓在控制同步電源的計算機程序中被參數化。根據一個實施例，分別通過開路頻率f0和開路電壓V0表征根據頻率和電壓的下垂控制，開路頻率f0和開路電壓V0分別趨于在預定開路頻率范圍Hf0和預定開路電壓范圍Hv0內。根據一個實施例，可再生電源包括電力累積系統，其包括有功/無功功率的儲備，所述系統意圖傳遞有功/無功功率至微電網。根據一個實施例，逆變器根據可再生電源的電力和/或能量儲備，調節傳遞至微電網的信號的頻率和/或電壓。根據一個實施例，逆變器還根據氣象預報和/或預報能量消耗，調節傳遞至微電網的信號的頻率和/或電壓。根據一個實施例，通過同步電源連續測量微電網的頻率和電壓。根據一個實施例，至少一個可再生電源包括多個可再生電力單元，所述多個可再生電力單元在它們之間共享第一功率的生成并且同步工作。根據一個實施例，至少一個同步電源包括多個同步電源。附圖說明從下面對根據本專利技術的用于控制配電微電網的方法的實施方式的模式的描述，其他特征和優點將變得明顯，所述模式通過非限制示例給出，并參照附圖進行描述，附圖中：圖1是根據本專利技術的微電網的示意表示；圖2a是表示作為由同步電源傳遞的有功功率(沿水平軸)的函數的、由所述同步電源傳遞的電信號的頻率(沿垂直軸)的曲線圖；圖2b是表示作為由同步電源傳遞的無功功率(沿水平軸)的函數的、由所述同步電源傳遞的電信號的電壓(沿垂直軸)的曲線圖；圖2c是表示作為由兩個同步電源傳遞的有功功率(沿水平軸)的函數的、由所述兩個同步電源傳遞的電信號的頻率(沿垂直軸)的曲線圖；圖3示出作為傳遞至負載的有功功率(在水平軸上)的變化的函數的、傳遞至微電網的電信號的頻率f(在垂直軸上)的變化；圖4示出由當面臨電源之間執行的電力共享的修改時(即，為了在功率方面保持相同工作點的同時主動修改頻率)采取的校正行動所導致的特征頻率(垂直軸)/有功功率(水平軸)的變化；圖5a是在開路頻率的范圍(Hf0)內對開路頻率f0(在圖的垂直軸上給出)的調節的圖示，開路頻率的范圍(Hf0)限制于頻率的預定范圍(Hf)并且由微電網的操作員施加；圖5b是在開路電壓的范圍(Hv0)內對開路電壓V0(在圖的垂直軸上給出)的調節的圖示，開路電壓的范圍(Hv0)限制于電壓的預定范圍(Hv)并且由微電網的操作員施加。具體實施方式圖1表示根據本專利技術的配電微電網1。配電微電網1可以包括諸如可再生電源3和同步電源2的電源。遍及說明書的剩余部分，術語“電力”等同于相對電力(作為百分比)。即，由此涉及的是由電源(可再生電源3或同步電源2)傳遞的電力相對于所生成的最大電力的比例。可再生電源3可以包括可再生發電系統、電力累積系統和逆變器。可再生發電系統可以包括太陽能發電機(光伏板)、風力發電機(風輪機)或水流發電機(水輪機)，它們通常生成DC電信號。逆變器能夠在將由發電系統生成的電信號注入微電網1之前將其轉換為AC電信號。電力累積系統可以包括電容器(或更具體地，超級電容器)、調速輪、電化學電池等。術語“超級電容器”意味著采用特定技術的電容器，其允許獲得介于傳統電解電容器與電池中間的功率密度和能量密度。例如，超級電容器可以具有在1000W/kg與5000W/kg之間的功率密度、以及在4Wh/kg與6Wh/kg之間的能量密度。同步電源2通常包括同步電機(交流發電機)，其當由旋轉機的軸旋轉驅動時，生成AC電信號(電流和電壓)。旋轉機可以包括柴油電機或渦輪(燃氣、水、蒸汽或空氣渦輪)。微電網1還包括負載4，其意圖至少部分消耗由可再生電源3和同步電源2傳遞的電力。為了一起電連接至(有利地并聯至)微電網1，各種電源必須各自能夠傳遞相同頻率和相同電壓的電信號。關于此點，同步電源2被用作示例。同步電源2能夠依賴于由所述微電網1消耗并由同步電源2生成的有功功率，調節其傳遞至微電網1的電信號的頻率。該行為在圖2a中示出。頻率f根據由同步電源2傳遞的相對有功功率P(作為百分比)的線性函數而變化。線性函數由斜率D和開路頻率f0表征。開路頻率f0對應于當負載不從所述電源2消耗有功功率時由同步電源2傳遞的電信號的頻率。斜率D被稱為“下垂”。也涉及根據微電網1的頻率由下垂控制而控制的電力。借由速度調節器，同步電源2依賴于其傳遞的電力調節其轉速(以及因此的傳遞至微電網的電信號的頻率)。以等同方式，同步電源能夠根據由所述微電網1消耗的并由同步電源2生成的無功功率，調節其傳遞至微電網的電信號的電壓。該行為在圖2b中圖示。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于控制配電微電網(1)的方法，所述配電微電網(1)包括至少一個可再生電源(3)，其向微電網(1)傳遞由下垂控制分別根據微電網(1)的頻率和電壓控制的第一有功/無功功率，并且能夠與至少一個同步電源(2)并聯地同步工作，所述同步電源(2)能夠根據所述同步電源(2)的自動啟動/停止的準則生成也傳遞至微電網(1)的第二有功/無功功率，所述方法包括：一旦微電網(1)的頻率和/或電壓分別低于閾值頻率和/或閾值電壓，就啟動同步電源，并且一旦第二功率低于閾值功率就停止同步電源(2)。

【技術特征摘要】
2015.12.23 FR 15631861.一種用于控制配電微電網(1)的方法，所述配電微電網(1)包括至少一個可再生電源(3)，其向微電網(1)傳遞由下垂控制分別根據微電網(1)的頻率和電壓控制的第一有功/無功功率，并且能夠與至少一個同步電源(2)并聯地同步工作，所述同步電源(2)能夠根據所述同步電源(2)的自動啟動/停止的準則生成也傳遞至微電網(1)的第二有功/無功功率，所述方法包括：一旦微電網(1)的頻率和/或電壓分別低于閾值頻率和/或閾值電壓，就啟動同步電源，并且一旦第二功率低于閾值功率就停止同步電源(2)。2.根據權利要求1所述的方法，其中可再生電源(3)包括逆變器，其能夠模仿同步電源的工作，使得可再生電源表現為同步電源。3.根據權利要求2所述的方法，其中閾值頻率和閾值電壓在控制同步電源(2)的計算機程序中被參數化。4.根據權利要求1所述的方法，其中分別通過開路...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C奧伯特蓋伊恩，J多布羅沃爾斯基，Y赫里奧特，
申請(專利權)人：施耐德電器工業公司，
類型：發明
國別省市：法國,FR