針對延遲電壓恢復的基于能量存儲的對策制造技術

所公開的系統包括用于監控電力網狀態的計量裝置、用于判定該計量裝置是否在電網上檢測到指示延遲電壓恢復事件的狀態的控制器，和用于與連接到該電力網的一個或多個遠程位置的雙向電源模塊通信的通信裝置，其中該控制器被編程來在該控制器檢測到指示延遲電壓恢復事件的狀態的情況下經由該通信裝置向該一個或多個遠程位置的雙向電源模塊發送通知。在一些實施方案中，該計量裝置包括電網計量裝置。在一些實施方案中，該計量裝置測量功率因數和電壓及乏/瓦特比的變化。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】針對延遲電壓恢復的基于能量存儲的對策相關申請案的引用本申請要求2009年9月28日申請的美國臨時申請案61/246，372的權利，該案全文以引用的方式并入本文中。
技術介紹
本申請案涉及延遲電壓恢復，即基于電池的延遲電壓恢復(“DVR”)系統。DVR系統可提供對策以緩解并且減輕大型電網上的DVR事件的嚴重性。圖1通過示出南加利福尼亞州230-kV輸電故障后的由故障所引致的延遲電壓恢復(“FIDVR”)而圖示了大型電網上導致性能退化的DVR現象。X軸是時間，而y軸是電壓。圖1的區段100描繪穩態電壓。在時間102處，電網上故障發生并且清除。故障是因舉例而言樹倒下壓到線路或雷擊或可能導致輸電線短路的任何其它事件所導致的輸電線的短路。與故障相關的高電流可能因V = IR或電壓=電流X電阻的基本關系而導致線路電壓大幅降低。在故障期間，輸電線電壓可能降低一半或更多。在故障設備通過斷路器斷開而隔離前，輸電和配電設備故障的持續時間通常是非常短的4至10個循環或若干分之一秒。通常，在故障設備斷開/隔離且故障電流停止流動后，電網電壓應當立即恢復到故障前的正常水平。但是，如果系統無法正常運行，那么在故障發生的短短幾秒內，電機(例如，空調)可能感測到大的壓降并且停轉。一些空調基于壓降而與電網斷開，而其它僅在熱傳感器檢測到工作溫度升高時才斷開。因此，這第二組空調不會在故障導致電壓降的情況下斷開。而是，由于壓降，空調可能停轉并且汲取比正常運行時高6-8倍的電流。大量的電流汲取導致空調產生過量的熱。這些空調不會斷開直到檢測到必要的熱水平，可能在故障發生后20至30秒內。停轉的空調還可能導致其它熱傳感器空調停轉。這可能使其成為一種被稱作電壓崩潰的斷電。所以，這些熱狀態被觸發的空調使故障惡化并且形成DVR狀態。由于越來越多的家用空調帶有熱傳感器，所以，DVR狀態已成為更大的問題。再次參考圖1，時間周期104是延遲電壓恢復周期，在此期間一些負載(例如，電機、空調等)可能停轉并且開始經由熱保護開關而與電網斷開。通常，周期104可以延長大約20秒。隨后，在時間106處，通常發生由線路和變電站電壓支持的電容器保留在線路上所導致的功率過沖。在時間108處，電容器因時間106處的電壓過沖而斷開。在時間110處，之前斷開的負載回到線上。在時間112處，電網欠電壓達一個時間周期而在時間108處關閉的電容器仍關閉。此欠電壓周期增大另一個延遲電壓恢復事件的可能性。合起來，恢復時間，即系統在故障102后恢復100處的穩態狀態所花時間可能持續高達大約30秒。如圖1所示，延遲電壓恢復事件期間電網上的電壓偏移可能是極端的。第一個記錄的DVR事件于1987年8月22日發生在Tennessee Valley Authority輸電系統中。目前的系統已經無法在DVR發生時檢測到DVR ;多數DVR是在事件發生很久后查看電網數據才發現的。已知的先前部署的解決方案包括燃燒輪機驅動的發電機和靜態乏補償器或SVC。但是，發電機燃燒化石燃料，從而浪費資源并且增加溫室氣體，而且一些發電機沒有足以(快至)防止電壓崩潰的響應時間。SVC使無功伏安(“乏”)輸出與端子電壓之比下降。因此，當最需要乏支持時，這些解決方案的輸出能力和有效性下降。當前，電力行業針對美國電力系統所面臨的這種相對較新/新興風險的選擇和解決方案有限。概述本專利技術的一些實施方案提供下列優于現有系統的一種或多種優勢:a.通過使用具有高功率容量的電源快速以及雙向(注入功率和吸收功率)賦予大功率的能力，使單個裝置能夠有效支持大面積的電網；b.區分指示延遲電壓恢復事件的特定電網狀態的能力；和c.使用電源和電網之間的功率-電子接口(逆變器)來管理在系統運行期間輸送以緩解延遲電壓恢復的、動態的、快速變化的雙向功率流。在一個方面中，所公開的系統包括用于監控電力網狀態的計量裝置、用于判定計量裝置是否在電網上檢測到指示延遲電壓恢復事件的狀態的控制器和用于與連接到電力網的一個或多個遠程位置的雙向電源模塊通信的通信裝置，其中控制器被編程來在控制器檢測到指示延遲電壓恢復事件的狀態的情況下經由通信裝置向一個或多個遠程位置的雙向電源模塊發送通知。在一些實施方案中，計量裝置包括電網計量裝置。在一些實施方案中，計量裝置測量功率因數和電壓及乏/瓦特比的變化。在另一個方面中，系統包括雙向電源、用于將雙向電源連接到電網的逆變器、用于從遠程裝置接收通信的通信接口、用于測量電網的一個或多個特性的計量裝置和與逆變器、通信接口和計量裝置電通信的控制器，其中控制器被編程來通過使逆變器抵消延遲電壓恢復事件而響應從通信接口接收的延遲電壓恢復通知以及其中通過基于計量裝置所測量到的一個或多個特性從雙向電源將功率注入到電網中或從電網中提取功率而抵消延遲電壓恢復。在一個實施方案中，雙向電源可以包括電池、儲能電容器或機械能存儲裝置。在一些實施方案中，計量裝置包括端子電壓計量裝置。在另一個方面中，系統包括用于監控電網狀態的電網計量裝置、用于判定電網計量裝置是否在電網上檢測到指示延遲電壓恢復事件的狀態的系統控制器、遠程雙向電源模塊，其包括:雙向電源、用于將雙向電源連接到電網的逆變器、用于接收通信的通信接口、用于測量電網的一個或多個特性的模塊計量裝置和與逆變器、通信接口和模塊計量裝置電通信的模塊控制器和用于與連接到電力網的一個或多個遠程雙向電源模塊的通信接口通信的通信裝置，其中系統控制器被編程來在系統控制器檢測到指示延遲電壓恢復事件的狀態的情況下經由通信裝置向一個或多個遠程位置的雙向電源模塊發送通知，其中模塊控制器被編程來通過導致逆變器抵消延遲電壓恢復事件而響應從通信裝置接收的延遲電壓恢復通知，以及其中逆變器通過基于模塊計量裝置所測量到的一個或多個特性從雙向電源將功率注入到電網中或從電網中提取功率而抵消延遲電壓恢復。在另一個方面中，本公開內容涉及一種方法，其包括監控電網上的一個或多個狀態；判定電網上的一個或多個狀態是否指示延遲電壓恢復事件；和如果判定指示延遲電壓恢復事件的狀態，那么傳輸通知到一個或多個遠程位置的雙向電源模塊。在一些實施方案中，電網狀態包括功率因數或電壓及乏/瓦特比的變化中的一個。在另一個方面中，本公開內容涉及一種方法，其包括監控從遠程裝置接收延遲電壓恢復的通知；測量電網的一個或多個特性和通過基于一個或多個所測量到的特性從雙向電源將功率注入到電網中或從電網中提取功率而抵消延遲電壓恢復事件。在一些實施方案中，雙向電源可以是電池、儲能電容器或機械能存儲裝置。在一些實施方案中，電網的特性包括端子電壓。在另一個方面中，本公開內容涉及一種方法，其包括監控電網上的一個或多個狀態；判定電網上的一個或多個狀態是否指示延遲電壓恢復事件；如果判定指示延遲電壓恢復事件的狀態，那么傳輸通知到一個或多個遠程位置的雙向電源模塊；在遠程位置上測量電網的一個或多個特性；和通過基于在遠程位置上測量的一個或多個特性從雙向電源將功率注入到電網中或從電網中提取功率而抵消延遲電壓恢復事件。附圖簡述為了更全面地理解本公開內容的不同實施方案，現參考下文結合附圖進行的描述，其中:圖1示出了 230-kV輸電故障后的典型FIDVR ；圖2示出了針對正常狀態和停轉狀態描繪電力線的典型功率特性；圖3是根據本公開本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C·瓦塔尼安，M·C·霍夫，D·科盧西，P·戈特利布，
申請(專利權)人：A一二三系統公司，
類型：
國別省市：