微网的控制制造技术

本公开涉及在电气微网(4)中执行的用于促进第一AC电力网络(1)连接到第二AC电力网络(2)的方法。该方法包括：当第一电力网络与第二电力网络断开连接时，基于第二电力网络的AC频率(f2)来控制第一电力网络的AC频率(f1)，以确保当第一网络和第二网络被连接时，功率将从第一电力网络和第二电力网络中的具有较高频率的电力网络向第一电力网络和第二电力网络中的具有较低频率的电力网络流动。该方法还包括在控制之后，将第一电力网络连接(3)到第二电力网络，由此在连接的瞬间，功率从第一电力网络和第二电力网络中的具有较高频率的电力网络向第一电力网络和第二电力网络中的具有较低频率的电力网络流动。

Microgrid control

The present disclosure relates to a method for facilitating the first AC power network (1) to be connected to a second AC power network (2) in an electrical microgrid (4). The method includes: when the first electric power network with second power disconnected, second power network based on the AC frequency (F2) to control the first electric power network AC frequency (F1), to ensure that when the first network and the second network is connected, power from the first power network and power network has second high frequency electric power network to the first and second power network power network in power network with low frequency flow. The method also includes the control after the first power network connection (3) to second power network, resulting in the instant connectivity, power from the first power network and second electric power network with high frequency electric power network to the first and second power network power network in electric power network with low frequency flow.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微网的控制
本公开涉及一种用于微网中的频率控制的方法和设备，用于促进第一交流(AC)网络和第二AC网络的彼此重新连接。
技术介绍
微网是发电、能量存储和负载的局部化分组，其通常经由公共耦合点(PCC)连接到传统的集中式电网(宏电网)。该与宏电网公共耦合的单个点可以被断开，孤立微网。微网是旨在由许多小能量源(分布式发电机(DG))局部地产生电力的结构的一部分。在微网中，DG经由控制DG的输出(即注入到微网中的电流)的转换器被连接。微网(在电网连接模式中，即连接到宏电网)提供来自连接的DG站点的优化的或最大功率输出，并且其余功率由宏电网提供。微网通过可控开关在PCC处连接到宏电网。该电网连接在电网故障期间丢失，从而孤立微网。在孤立化期间，由于从电网输入的功率损失以及电网的电压控制的丧失，存在微网不平衡的风险。对于电压控制，需要改变DG的控制模式。功率平衡由快速存储动作和即时减载方案解决。在AC微网中，频率在稳定状态处于相同的位置，而电压可以根据功率流而不同。然而，在DG输出连续变化、负载开关和低惯量的微网中，存在小规模的连续频率和电压波动。在大瞬变期间(如DG故障等)，偏差较大。频率和电压稳定性与具有在干扰之后回到初始值(或在可接受偏差内的任何其它稳态值)的最小振荡和过冲有关。具有多个DG和负载的微网需要在不同电平的多个开关以连接和断开微网内以及主电网的不同网络部分。虽然这些开关的自动断开旨在用于系统保护，但是需要有计划的连接和断开以实现优化操作，确保功率平衡和重新同步，从而在电压、频率和功率振荡中保持可接受的系统动态特性。在将网络重新连接到具有电压幅值的微网再同步之前，执行相位角和频率匹配以确保微网在重新连接时的稳定性。US2007/129110公开了使用接口开关来将电力网络的孤立部分与网络的其余部分重新连接。当E和V之间的电压差和E(外部电压)和V(内部电压)之间的相对相位角deltaEV都很小时，以及当较高频率电压(E和V之间)导向低频率电压时，接口开关闭合。因此，该文献教导了观察电压和相位角以选择用于重新连接孤立网络的好时机。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控制微网的改进的方法，以便于第一电力网络和第二电力网络的彼此重新连接。根据本专利技术的一个方面，提供了一种在电力微网中执行的方法，以便于将第一交流(AC)电力网络连接到第二AC电力网络。该方法包括：当第一电力网络与第二电力网络断开连接时，基于第二电力网络的AC频率控制第一电力网络的AC频率，以确保当第一网络和第二网络连接时，功率将从第一电力网络和第二电力网络中的具有较高频率的电力网络流动到第一电力网络和第二电力网络中的具有较低频率的电力网络。该方法还包括在控制之后将第一电力网络连接到第二电力网络，由此在连接的瞬间，功率从第一电力网络和第二电力网络中的具有较高频率的电力网络流到第一电力网络和第二电力网络中的具有较低频率的电力网络。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于电力微网的控制器，用于促进将第一AC电力网络连接到第二AC电力网络。控制器包括处理器电路和存储可由处理器电路执行的指令的存储单元，由此所述控制器可操作以在第一电力网络与第二电力网络断开时，基于第二电力网络的AC频率控制第一电力网络的AC频率，以确保功率将从第一电力网络和第二电力网络中的具有较高频率的电力网络流动到第一电力网络和第二电力网络中的具有较低频率的电力网络。控制器还可操作的以在控制之后将第一电力网络连接到第二电力网络，由此在连接的瞬间，功率从第一电力网络和第二电力网络中的具有较高频率的电力网络流动到第一电力网络和第二电力网络中的具有较低频率的电力网络。根据本专利技术的另一方面，提供了一种微网，包括本公开的控制器的实施例。根据本专利技术的另一方面，提供了一种包括计算机可执行组件的计算机程序产品，该计算机可执行组件用于当计算机可执行组件在包括在控制器中的处理器电路上运行时，使得微网控制器执行本公开的方法的实施例。根据本专利技术的另一方面，提供了一种包括计算机程序代码的计算机程序，当该计算机程序代码在微网控制器的处理器电路上运行时，能够使控制器在第一电力网络与第二电力网络断开连接时，基于第二电力网络的AC频率控制第一电力网络的AC频率，以确保功率将从第一电力网络和第二电力网络中的具有较高频率的电力网络流到第一电力网络和第二电力网络中的具有较低频率的电力网络。该代码还能够使得控制器在控制之后将第一电力网络连接到第二电力网络，由此在连接的瞬间，功率从第一电力网络和第二电力网络中的具有较高频率的电力网络流动到第一电力网络和第二电力网络中的具有较低频率的电力网络。根据本专利技术的另一方面，提供了一种包括本公开的计算机程序的实施例的计算机程序产品以及其上存储有计算机程序的计算机可读装置。通过在将第一网络连接到第二网络之前控制第一网络的频率，根据本专利技术可以确保在连接时功率在两个网络之间沿期望的方向流动，例如在稳态条件期间沿相同的方向。否则，对于瞬变时间，存在功率将沿错误的方向流动的风险。通常，权利要求中使用的所有术语应根据其在
中的普通含义来解释，除非本文另有明确定义。所有对“一/一个/该元件、设备、组件、装置，步骤等”的引用，将被公开地解释为指元件、设备、组件、装置，步骤等的至少一个实例，除非另有明确说明。本文公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行，除非明确说明。对于本公开的不同特征/组件的“第一”、“第二”等的使用仅旨在将特征/组件与其他类似特征/组件区分开，而不旨在对特征/组件赋予任何顺序或层次。附图说明将参考附图通过示例的方式描述实施例，其中：图1是根据本专利技术的包括两个AC网络的微网的实施例的示意图。图2是根据本专利技术的不同频率下的旋转电压相量的示意图。图3是根据本专利技术的微网的另一实施例的示意性框图，示出了微网架构内的不同开关。图4是根据本专利技术的微网中的开关控制的实施例的示意性框图。图5是根据本专利技术的微网中的控制的另一更详细的实施例的示意性框图。图6是根据本专利技术的用于微网中的开关的控制逻辑的实施例的示意性框图。图7是本专利技术的控制器的实施例的示意性框图。图8是本专利技术的计算机程序产品的实施例的示意图。图9是本专利技术的方法的实施例的示意性流程图。具体实施方式现在将在下文中参考附图更全面地描述实施例，附图中示出了某些实施例。然而，在本公开的范围内，许多不同形式的其他实施例是可能的。相反，通过示例提供以下实施例，使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本公开的范围。在整个描述中，相同的数字指代相同的元件。本专利技术在此以用于操作和控制用于连接微网内的不同分段/网络的静态开关的方法为例。图1示出了微网4，其中第一AC网络(NW)1借助于开关3可与第二ACNW2连接。开关3可以是用于将微网4连接到主电网的主静态开关，区域电力系统(EPS)静态开关连接微网中的微网分段，或者静态开关将DG与本地负载连接。每个这样的开关3可以与根据本专利技术的基于频率的控制协调。如图1所示，第一ACNW1具有第一电压V1、第一相位角δ1和第一频率f1，并且第二ACNW2具有第二电压V2、第二相位角δ2和第二频率f2。在闭合开关3之前，第一电压和第二电压之间的电压差V1-V2应该低于预定阈值ΔV，第一相位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在电气微网(4)中执行的用于促进第一交流AC电力网络(1)连接到第二AC电力网络(2)的方法，所述方法包括：当所述第一电力网络(1)与所述第二电力网络(2)断开连接时，基于所述第二电力网络的AC频率来控制(S1)所述第一电力网络的AC频率，以确保当所述第一网络和所述第二网络被连接时，功率将从所述第一电力网络和所述第二电力网络中具有较高频率的电力网络向所述第一电力网络和所述第二电力网络中具有较低频率的电力网络流动；以及在所述控制(S1)之后，将所述第一电力网络(1)连接(S2)到所述第二电力网络(2)，由此在连接的瞬间，功率从所述第一电力网络和所述第二电力网络中具有较高频率的电力网络向所述第一电力网络和所述第二电力网络中具有较低频率的电力网络流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在电气微网(4)中执行的用于促进第一交流AC电力网络(1)连接到第二AC电力网络(2)的方法，所述方法包括：当所述第一电力网络(1)与所述第二电力网络(2)断开连接时，基于所述第二电力网络的AC频率来控制(S1)所述第一电力网络的AC频率，以确保当所述第一网络和所述第二网络被连接时，功率将从所述第一电力网络和所述第二电力网络中具有较高频率的电力网络向所述第一电力网络和所述第二电力网络中具有较低频率的电力网络流动；以及在所述控制(S1)之后，将所述第一电力网络(1)连接(S2)到所述第二电力网络(2)，由此在连接的瞬间，功率从所述第一电力网络和所述第二电力网络中具有较高频率的电力网络向所述第一电力网络和所述第二电力网络中具有较低频率的电力网络流动。2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一电力网络(1)的AC频率控制为比所述第二电力网络(2)的AC频率更高的频率，由此在所述连接步骤(S2)之后，所述功率从所述第一电力网络向所述第二电力网络流动。3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一电力网络(1)的AC频率控制为比所述第二电力网络(2)的AC频率更低的频率，由此在所述连接步骤(S2)之后，所述功率从所述第二电力网络向所述第一电力网络流动。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述AC频率被控制为使得直接在所述连接(S2)之后，所述功率在与所述第一电力网络(1)和所述第二电力网络(2)相互连接时的稳定状态条件期间所述功率流动的方向相同的方向上流动。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述控制步骤(S1)还包括基于所述第一电力网络(1)的AC频率控制所述第二电力网络(2)的AC频率。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述第一电力网络(1)和所述第二电力网络(2)为所述微网(4)的不同分段。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一电力网络(1)和所述第二电力网络(2)中的一个电力网络包括分布式发电机DG(6)，并且所述第一电力网络(1)和所述第二电力网络(2)中的另一个电力网络包括所述DG(6)的本地负载(7)。8.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中所述第一电力网络(1)为所述微网(4)或为所述微网(4)的分段，并且所述第二电力网络(2)在所述微网(4)的外部，如主电网(5)。9.根据前述权利要求中的任一项所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·玛朱姆德，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH