微电网的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种用于控制微电网(1)的方法，微电网(1)包括可再生电源(3)，其向微电网(1)传递由下垂控制控制的第一功率，并且能够与同步电源(2)并联地同步工作，所述同步电源(2)能够根据所述同步电源的自动启动/停止的准则生成也传递至微电网(1)的第二功率，所述方法包括：一旦微电网(1)的频率和/或电压分别低于阈值频率和/或阈值电压，就启动同步电源，并且一旦第二功率低于阈值功率就停止同步电源。

【技术实现步骤摘要】
微电网的控制方法
本专利技术涉及一种用于控制配电微电网的方法。
技术介绍
微电网通常是意图将电力分配到与大的电能发生中心隔离并远离的区域的本地电网。隔离的区域例如是岛屿、山区或沙漠地区。微电网的主要优点在于，它们自主操作(在岛屿模式下，不用连接至主网)，并且位于与消耗区域(负载)相紧邻。因此，长距离配电网固有的损耗受限。微电网的能量自主通常由各种类型的电力源来确保，电力源的内燃发电机扮演了重要的角色(在此情况下涉及同步电源)。具体地，从经济的角度，内燃发电机代表着小的初始投入，并且提供用于足够灵活以吸收峰值时间的消耗尖峰(spike)的发电。然而，它们的操作需要大量柴油，这因而增大了能量账单以及加剧了大气污染。为了克服这些环境和经济问题，微电网可以是混合的，并且还可以包括诸如光伏电源、风力电源等的可再生电源。可再生电源通常包括：发电系统，其传递DC电信号；以及逆变器，其意图在将信号传递至微电网之前将DC电信号转换为AC电信号。然而，除非其逆变器的操作模式修改，否则可再生电源不能形成电网(它们不是“组网的”)，因此，自身不能生成供应电网的所有电力。为了克服该限制，可再生电源可以包括逆变器，其由允许它们形成电网的控制法则控制。换句话说，可再生电源可以对电网施加电信号的电压和频率，而不用依靠参考信号。然而，一旦微电网的负载具有额外功耗要求，可再生电源的逆变器就通常在同步电源之前反应，并且尝试传递其生成的所有电力。这导致由可再生电源传递的电信号与由同步电源传递的电信号之间的相位偏移，因此潜在产生微电网中的主要故障(断电)。此外，因为可再生电源经历气候的多变并因此是不稳定的电源，所以它们于是具备间歇电源的资格。因此，出于混合微电网的稳定性的原因，可再生电源的比例不能超过20％和30％之间的值(涉及可再生能量的渗透度)，使得至少一个内燃发电机处于连续操作。这因此限制了可实现的节约。因此，包括大于30％的比例的可再生电源的混合微电网是不稳定的。本专利技术的一个目的因而是提出一种用于控制混合微电网的方法，其允许提高可再生电源的比例而不影响所述电网的稳定性。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于控制配电微电网的方法，所述配电微电网包括至少一个可再生电源，其向微电网传递由下垂控制分别根据微电网的频率和电压控制的第一有功/无功功率，并且能够与同步电源并联地同步工作，所述同步电源能够根据所述同步电源的自动启动/停止的准则生成也传递至微电网的第二有功/无功功率，所述方法包括：一旦微电网的频率和/或电压分别低于阈值频率和/或阈值电压，就启动同步电源，并且一旦第二功率低于阈值功率就停止同步电源。根据一个实施例，可再生电源包括逆变器，能够模仿同步电源的工作，使得可再生电源表现为同步电源。根据一个实施例，阈值频率和阈值电压在控制同步电源的计算机程序中被参数化。根据一个实施例，分别通过开路频率f0和开路电压V0表征根据频率和电压的下垂控制，开路频率f0和开路电压V0分别趋于在预定开路频率范围Hf0和预定开路电压范围Hv0内。根据一个实施例，可再生电源包括电力累积系统，其包括有功/无功功率的储备，所述系统意图传递有功/无功功率至微电网。根据一个实施例，逆变器根据可再生电源的电力和/或能量储备，调节传递至微电网的信号的频率和/或电压。根据一个实施例，逆变器还根据气象预报和/或预报能量消耗，调节传递至微电网的信号的频率和/或电压。根据一个实施例，通过同步电源连续测量微电网的频率和电压。根据一个实施例，至少一个可再生电源包括多个可再生电力单元，所述多个可再生电力单元在它们之间共享第一功率的生成并且同步工作。根据一个实施例，至少一个同步电源包括多个同步电源。附图说明从下面对根据本专利技术的用于控制配电微电网的方法的实施方式的模式的描述，其他特征和优点将变得明显，所述模式通过非限制示例给出，并参照附图进行描述，附图中：图1是根据本专利技术的微电网的示意表示；图2a是表示作为由同步电源传递的有功功率(沿水平轴)的函数的、由所述同步电源传递的电信号的频率(沿垂直轴)的曲线图；图2b是表示作为由同步电源传递的无功功率(沿水平轴)的函数的、由所述同步电源传递的电信号的电压(沿垂直轴)的曲线图；图2c是表示作为由两个同步电源传递的有功功率(沿水平轴)的函数的、由所述两个同步电源传递的电信号的频率(沿垂直轴)的曲线图；图3示出作为传递至负载的有功功率(在水平轴上)的变化的函数的、传递至微电网的电信号的频率f(在垂直轴上)的变化；图4示出由当面临电源之间执行的电力共享的修改时(即，为了在功率方面保持相同工作点的同时主动修改频率)采取的校正行动所导致的特征频率(垂直轴)/有功功率(水平轴)的变化；图5a是在开路频率的范围(Hf0)内对开路频率f0(在图的垂直轴上给出)的调节的图示，开路频率的范围(Hf0)限制于频率的预定范围(Hf)并且由微电网的操作员施加；图5b是在开路电压的范围(Hv0)内对开路电压V0(在图的垂直轴上给出)的调节的图示，开路电压的范围(Hv0)限制于电压的预定范围(Hv)并且由微电网的操作员施加。具体实施方式图1表示根据本专利技术的配电微电网1。配电微电网1可以包括诸如可再生电源3和同步电源2的电源。遍及说明书的剩余部分，术语“电力”等同于相对电力(作为百分比)。即，由此涉及的是由电源(可再生电源3或同步电源2)传递的电力相对于所生成的最大电力的比例。可再生电源3可以包括可再生发电系统、电力累积系统和逆变器。可再生发电系统可以包括太阳能发电机(光伏板)、风力发电机(风轮机)或水流发电机(水轮机)，它们通常生成DC电信号。逆变器能够在将由发电系统生成的电信号注入微电网1之前将其转换为AC电信号。电力累积系统可以包括电容器(或更具体地，超级电容器)、调速轮、电化学电池等。术语“超级电容器”意味着采用特定技术的电容器，其允许获得介于传统电解电容器与电池中间的功率密度和能量密度。例如，超级电容器可以具有在1000W/kg与5000W/kg之间的功率密度、以及在4Wh/kg与6Wh/kg之间的能量密度。同步电源2通常包括同步电机(交流发电机)，其当由旋转机的轴旋转驱动时，生成AC电信号(电流和电压)。旋转机可以包括柴油电机或涡轮(燃气、水、蒸汽或空气涡轮)。微电网1还包括负载4，其意图至少部分消耗由可再生电源3和同步电源2传递的电力。为了一起电连接至(有利地并联至)微电网1，各种电源必须各自能够传递相同频率和相同电压的电信号。关于此点，同步电源2被用作示例。同步电源2能够依赖于由所述微电网1消耗并由同步电源2生成的有功功率，调节其传递至微电网1的电信号的频率。该行为在图2a中示出。频率f根据由同步电源2传递的相对有功功率P(作为百分比)的线性函数而变化。线性函数由斜率D和开路频率f0表征。开路频率f0对应于当负载不从所述电源2消耗有功功率时由同步电源2传递的电信号的频率。斜率D被称为“下垂”。也涉及根据微电网1的频率由下垂控制而控制的电力。借由速度调节器，同步电源2依赖于其传递的电力调节其转速(以及因此的传递至微电网的电信号的频率)。以等同方式，同步电源能够根据由所述微电网1消耗的并由同步电源2生成的无功功率，调节其传递至微电网的电信号的电压。该行为在图2b中图示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制配电微电网(1)的方法，所述配电微电网(1)包括至少一个可再生电源(3)，其向微电网(1)传递由下垂控制分别根据微电网(1)的频率和电压控制的第一有功/无功功率，并且能够与至少一个同步电源(2)并联地同步工作，所述同步电源(2)能够根据所述同步电源(2)的自动启动/停止的准则生成也传递至微电网(1)的第二有功/无功功率，所述方法包括：一旦微电网(1)的频率和/或电压分别低于阈值频率和/或阈值电压，就启动同步电源，并且一旦第二功率低于阈值功率就停止同步电源(2)。

【技术特征摘要】
2015.12.23 FR 15631861.一种用于控制配电微电网(1)的方法，所述配电微电网(1)包括至少一个可再生电源(3)，其向微电网(1)传递由下垂控制分别根据微电网(1)的频率和电压控制的第一有功/无功功率，并且能够与至少一个同步电源(2)并联地同步工作，所述同步电源(2)能够根据所述同步电源(2)的自动启动/停止的准则生成也传递至微电网(1)的第二有功/无功功率，所述方法包括：一旦微电网(1)的频率和/或电压分别低于阈值频率和/或阈值电压，就启动同步电源，并且一旦第二功率低于阈值功率就停止同步电源(2)。2.根据权利要求1所述的方法，其中可再生电源(3)包括逆变器，其能够模仿同步电源的工作，使得可再生电源表现为同步电源。3.根据权利要求2所述的方法，其中阈值频率和阈值电压在控制同步电源(2)的计算机程序中被参数化。4.根据权利要求1所述的方法，其中分别通过开路...

【专利技术属性】
技术研发人员：C奥伯特盖伊恩，J多布罗沃尔斯基，Y赫里奥特，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR