【技術實現步驟摘要】
本公開涉及電網管理和防止這種電網中的不穩定性的領域。
技術介紹
1、電網由輸電系統運營商(tso)運營。這些運營商的目標是保持發電和耗電之間的平衡，尤其是在發生發電機斷電、自然災害或其他災害時。
2、對事故的響應可以分為三種類型的調節和時間尺度，具體如下：
3、1-初級調節：
4、初級調節使用連接到電網的發電機和電機中存儲的動能：降低電網頻率允許從連接到電網的發電機和電機的轉子中提取動能。這通常在幾秒鐘內發生。
5、2-次級調節：
6、次級調節在發電機的參數中使用安全裕度(通常情況下，發電機不在其最大容量下運行，而是在稍低的值下運行，這允許增加發電機可以產生的功率，以平衡事故之后的發電和耗電)，有時切斷一些與電網斷開的客戶使得耗電與發電相匹配。這通常在事故發生后幾十秒內發生。
7、3-三級調節：
8、在第三調節階段，啟動新的發電方式，以便客戶可以重新開始正常運行，發電機可以恢復到正常運行點。這通常發生在事件發生后的幾分鐘內。
9、在傳統電機的正常運行中，在具有電子開關的驅動控制系統中，通過變速驅動控制過程來替換接觸器以開啟或關閉這種電機在能效方面具有很大的優勢，因為電機和應用可以在其最佳效率點運行。然而，這種替換在電網穩定性方面是有害的。實際上，在穩定狀態下，控制系統以恒定功率運行，與電網頻率無關，但是與大多數直接在線電機(尤其是驅動泵和風扇的電機)相反(在大多數直接在線電機中，當電網頻率降低時，消耗的功率降低，從而適配電網的新狀態)
技術實現思路
1、鑒于現有技術并且為了提供對電網的改進調節，本公開提供了一種用于通過所述控制系統連接到電網的負載系統的控制系統的控制過程，其中所述控制過程配置成根據電網頻率向這種控制系統提供一個或多個適配的驅動命令。本公開通過斷開全部負載至少在一定程度上避免了負載減載。
2、所述控制系統包括逆變器，所述負載系統是電動機，當所述電網頻率相對于標稱電網頻率降低時，所述適配的驅動命令可以包括功率限制命令，功率限制命令作用于針對所述電機的所述逆變器的驅動控制過程，所述功率限制命令影響驅動控制過程以降低所述電機消耗的功率。
3、當所述電網頻率相對于標稱電網頻率降低時，所述適配的驅動命令可以包括扭矩限制命令，扭矩限制命令作用于所述逆變器中的針對所述電機的所述逆變器的驅動控制過程，所述功率限制命令影響驅動控制過程以降低所述電機消耗的功率。
4、當所述電網頻率相對于標稱電網頻率降低時，所述適配的驅動命令可以包括驅動電流限制命令，驅動電流限制命令作用于針對所述電機的所述逆變器的驅動控制過程，所述扭矩或電流限制命令影響驅動控制過程以降低所述電機消耗的功率。
5、所述控制系統包括由控制邏輯控制的接觸器，當所述電網頻率相對于標稱電網頻率降低時，所述適配的驅動命令可以包括停止命令，停止命令作用于所述接觸器的所述控制邏輯，用于斷開所述接觸器。
6、當所述電網頻率相對于標稱電網頻率降低時，所述適配的驅動命令可以包括速度限制命令，速度限制命令作用于針對所述電機的所述逆變器的驅動控制過程，所述速度限制命令影響驅動控制過程以降低所述電機消耗的功率。
7、所述控制系統包括具有電池充電過程的dc/dc轉換器，并且所述負載系統是一個或多個電池，當所述電網頻率相對于標稱電網頻率降低時，所述適配的驅動命令可以包括電流限制命令，電流限制命令作用于所述轉換器的所述電池充電過程，所述電流限制命令影響電池充電過程以降低dc/dc轉換器消耗的功率。
8、所述控制系統包括由軟啟動器控制系統控制的晶閘管橋，并且所述負載系統是電機，當所述電網頻率相對于標稱電網頻率降低時，所述適配的驅動命令可以包括停止命令，停止命令作用于所述橋的所述軟啟動器控制過程，所述停止命令影響軟啟動器控制過程以降低所述電機消耗的功率。
9、在這種情況下，控制系統在本地停止負載的運行，而不需要來自tso的命令。
10、當所述電網頻率低于第一低頻極限時，所述適配的驅動命令可以包括限制命令。
11、這里，控制系統也不需要來自tso的命令。
12、當所述電網頻率超過高于所述第一低頻極限的預定水平時，所述適配的驅動命令可以包括返回正常命令，以提供滯后效應。
13、所述適配的驅動命令可以是在所述第一低頻極限和低于所述第一低頻極限的第二低頻極限之間激活的電網頻率的函數。
14、所述函數可以是線性或階梯式函數。
15、當所述電網頻率低于所述第二低頻極限時，所述適配的驅動命令可以包括關閉命令。
16、控制過程可以包括至少一個低頻報警序列。
17、本公開還涉及用于實施控制過程的控制設備，包括具有ram、rom的處理器、用于獲得電網數據的輸入、用于提供所述適配的驅動命令和提供警報的輸出以及在所述處理器中實施的主程序，主程序包括提供電網頻率估計的第一過程、用于將估計的當前頻率與輸入到所述程序中的至少第一低頻極限進行比較的第一測試以及用于在所述當前電網頻率低于所述低頻極限時發出所述適配的驅動命令和警報的第二過程。由處理器實現的程序還可以包括用于在第二測試中出現高于所述第一低頻極限的所述當前頻率時或者出現高于所述低頻極限的預定水平的所述當前頻率時發出適配的驅動命令的結束的過程。
18、所述程序可以包括對應于一個以上低頻極限的一個以上適配的驅動命令。
19、本公開還涉及一種用于負載的驅動系統，包括整流器、具有用于給負載供電的半導體開關的電源，包括本公開的控制設備，其中所述程序嵌入在控制給負載供電的所述半導體開關的柵極的驅動程序中。
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1.一種負載設備的負載控制設備，用于從電網向所述負載設備供電，其中所述控制設備包括控制過程程序，用于當所述電網頻率低于第一低頻極限(ωlim)時為所述負載提供降低功率的驅動命令或關閉驅動命令，所述控制設備包括處理器(200)，處理器具有RAM(201)、ROM(202)、輸入(203)、輸出(204)，輸入用于獲取電網數據，輸出用于提供所述降低功率的驅動命令或關閉驅動命令(Xlim，Ylim)；在所述處理器中實現的主程序(300)，主程序包括第一過程(310)、第一測試(320)、第二過程(330、340)，第一過程用于提供頻率估計，第一測試用于將估計的當前頻率與所述程序中輸入的至少第一低頻極限進行比較，第二過程用于在電網級處出現所述當前頻率低于第一低頻極限(ωlim)時發出所述適配的驅動命令(Xlim，Ylim)，并且用于在第二測試(350)中出現所述當前頻率高于所述第一低頻極限(ωlim)時或出現所述當前頻率高于預定水平(ωh)時發出適配的驅動命令的結束，預定水平高于所述第一低頻極限。
2.根據權利要求1所述的控制設備，其中所述適配的驅動命令是在所述第一低頻極限(
3.根據權利要求2所述的控制設備，其中所述函數是線性函數或階躍函數。
4.根據前述權利要求中任一項所述的控制設備，其中當所述電網頻率低于第二低頻極限(ωmin)時，所述適配的驅動命令包括關閉命令。
5.根據前述權利要求中任一項所述的控制設備，包括至少一個低頻警報(FlA)序列。
6.根據前述權利要求中任一項所述的控制設備，其中所述程序包括對應于一個以上低頻極限的一個以上適配的驅動命令。
7.一種用于驅動作為所述負載設備的電動機(30)的逆變器(20)，包括根據權利要求1至6中任一項所述的控制設備，其中當所述電網頻率(ω)相對于標稱電網頻率(ωn)降低時，所述驅動命令(Xlim)包括功率限制命令(Plim)、扭矩限制命令(Tlim)、電流限制命令(Ilim)或速度限制命令(slim)，它們作用于針對電機(30)的所述逆變器(20)的驅動控制過程(60)，所述功率限制命令(Plim)、扭矩限制命令(Tlim)、電流限制命令(Ilim)或速度限制命令(slim)影響驅動控制過程以降低所述電機消耗的功率。
8.一種電池充電器DC/DC轉換器(80)，具有作為負載設備的一個或多個電池(90)、電池充電過程(70)，包括根據權利要求1至6中任一項所述的控制設備，其中當所述電網頻率相對于標稱電網頻率降低時，所述適配的驅動命令(Ylim)包括電流限制命令(Ilim)，所述電流限制命令作用于所述轉換器的所述電池充電過程，所述電流限制命令影響電池充電過程以降低為所述電池供電的DC/DC轉換器消耗的功率。
9.一種晶閘管橋(110)，用于驅動作為所述負載設備的電機(31)，所述晶閘管橋由根據權利要求1至6中任一項所述的控制設備中的軟啟動器控制過程(100)控制，其中當所述電網頻率相對于標稱電網頻率降低時，所述適配的驅動命令包括停止命令，所述停止命令作用于所述橋的所述軟啟動器控制過程，所述停止命令影響軟啟動器控制過程以降低所述電機消耗的功率。
10.一種由控制邏輯(120)控制的接觸器(140)，包括根據權利要求1至6中任一項所述的控制設備，其中當所述電網頻率相對于標稱電網頻率降低時，所述適配的驅動命令包括停止命令，停止命令作用于所述接觸器的所述控制邏輯，用于斷開所述接觸器。
11.一種用于負載的驅動系統，例如逆變器、電池充電器、晶閘管橋，包括整流器(10)或電源(20、80、110)，所述電源具有用于為負載供電的半導體開關(21、81)，驅動系統包括根據權利要求1至5中任一項所述的控制設備，其中所述控制過程程序嵌入控制為負載供電的所述半導體開關的柵極(GO)或基極的驅動程序中。
...【技術特征摘要】
1.一種負載設備的負載控制設備，用于從電網向所述負載設備供電，其中所述控制設備包括控制過程程序，用于當所述電網頻率低于第一低頻極限(ωlim)時為所述負載提供降低功率的驅動命令或關閉驅動命令，所述控制設備包括處理器(200)，處理器具有ram(201)、rom(202)、輸入(203)、輸出(204)，輸入用于獲取電網數據，輸出用于提供所述降低功率的驅動命令或關閉驅動命令(xlim，ylim)；在所述處理器中實現的主程序(300)，主程序包括第一過程(310)、第一測試(320)、第二過程(330、340)，第一過程用于提供頻率估計，第一測試用于將估計的當前頻率與所述程序中輸入的至少第一低頻極限進行比較，第二過程用于在電網級處出現所述當前頻率低于第一低頻極限(ωlim)時發出所述適配的驅動命令(xlim，ylim)，并且用于在第二測試(350)中出現所述當前頻率高于所述第一低頻極限(ωlim)時或出現所述當前頻率高于預定水平(ωh)時發出適配的驅動命令的結束，預定水平高于所述第一低頻極限。
2.根據權利要求1所述的控制設備，其中所述適配的驅動命令是在所述第一低頻極限(ωlim)和低于所述第一低頻極限的第二低頻極限(ωmin)之間激活的電網頻率的函數。
3.根據權利要求2所述的控制設備，其中所述函數是線性函數或階躍函數。
4.根據前述權利要求中任一項所述的控制設備，其中當所述電網頻率低于第二低頻極限(ωmin)時，所述適配的驅動命令包括關閉命令。
5.根據前述權利要求中任一項所述的控制設備，包括至少一個低頻警報(fla)序列。
6.根據前述權利要求中任一項所述的控制設備，其中所述程序包括對應于一個以上低頻極限的一個以上適配的驅動命令。
7.一種用于驅動作為所述負載設備的電動機(30)的逆變器(20)，包括根據權利要求1至6中任一項所述的控制設備，其中當所述電網頻率(ω)相對于標稱電網頻率(ωn)...
【專利技術屬性】
技術研發人員：A·克雷多斯，P·孔布，A·K·杰拜，
申請(專利權)人：施耐德東芝換流器歐洲公司，
類型：發明
國別省市：
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