用于调节由至少一种可再生能源引起的电压波动的方法、系统和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于调节配电网络中的电压的方法，该配电网络连接有用于产生可再生能量的系统和电能存储单元(11)，该方法的特征在于，在时间窗口期间控制能量存储单元(11)的充电功率，以补偿由用于产生可再生能量的系统引起的瞬时电压水平相对于由用于产生可再生能量的系统在所述时间窗口期间引起的平均电压水平的预测值的变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调节由至少一种可再生能源引起的电压波动的方法、系统和装置
本专利技术的领域是具有连接到其上的可再生能源的能量分配网络的领域。本专利技术更具体地旨在减少由来自这种可再生能源的功率注入的波动引起的电压水平的波动的影响。
技术介绍
电功率的分散生产直接影响到供电质量，特别是在分配水平方面。因此，能量分配网络中分布式能量产生源的存在通常导致电压幅度的增加。由于间歇性的和可变的能源例如可再生能源(太阳能、风能)，导致电压的变化变得更大、更突然以及更频繁(振荡)。在许多国家，关于电压突然变化的幅度和出现频率而设置限值或预期值。然而，由于可用的可再生能量的高度变化性(例如由于云经过光伏装置而产生的暂时性影响)，可再生能源的生产快速地和频繁地波动，导致供应质量的问题以及甚至电压稳定的问题。因此，由于电压的突然变化和短期过电压，导致能量分配系统的运营商似乎难以确保不超过本地标准所规定的限值或预期值。因此，需要开发一种解决方案，以便可提高可再生能源的渗透，但是同时要遵守适用于能量分配系统的操作限制。
技术实现思路
本专利技术在该方法的范围内以及旨在对由可再生能源例如光伏能源在多云期间引起的电压的突然波动的影响进行限制。考虑到该目的，本专利技术提出了一种调节能量分配网络中的电压的方法，该能量分配网络连接有可再生能量产生系统和电能存储单元，该方法的特征在于，在时间窗口内控制能量存储单元的充电功率，以补偿由可再生能量产生系统引起的瞬时电压水平相对于由可再生能量产生系统在所述时间窗口内引起的平均电压水平的预测值的变化。系统的某些优选但非限制性的方面如下：-可再生能量产生系统引起瞬时电压水平，该瞬时电压水平是瞬时操作参数的函数，以及电能存储单元具有功率储备，该功率储备以这样的方式被控制：当瞬时操作参数大于时间窗口内的平均操作参数时，增大充电功率设定点；以及当瞬时操作参数低于时间窗口内的平均操作参数时，减小充电功率设定点；-根据瞬时操作参数，线性地修改用于电能存储单元的功率储备的充电功率设定点；-功率储备以这样的方式被控制：当在时间窗口内，由可再生能量产生系统引起的瞬时电压水平的平均值对应于预测的平均电压水平时，在时间窗口内，能量存储单元的充电水平的变化对应于预期的变化；-根据操作参数范围内的瞬时操作参数，线性地控制功率储备的充电功率设定点，该操作参数范围从较低操作参数延伸到较高操作参数并在该操作参数范围内找到平均操作参数；-该方法包括在用于电能存储单元的操作计划中，将电能存储单元的功率储备予以保留的在先步骤；-可再生能量系统是光伏能量产生系统，操作参数对应于日照，平均电压水平由时间窗口内的平均日照引起，并且瞬时电压水平由瞬时日照引起；以及-该方法包括对时间窗口内的平均日照进行预测和对瞬时日照进行测量。本专利技术还提供一种用于控制能量存储单元的控制装置，该能量存储单元被设计为连接到能量分配网络，该能量分配网络连接有可再生能量产生系统，该可再生能量产生系统引起瞬时电压水平，该瞬时电压水平是瞬时操作参数的函数，该装置的特征在于，该装置包括用于测量瞬时操作参数的单元和用于控制能量存储单元的充电功率的控制单元，该控制单元被配置为接收瞬时操作参数的测量值和在时间窗口内平均操作参数的预测值，以及被配置为在所述时间窗口内起作用，根据测量的瞬时操作参数和预测的平均操作参数之间的差来补偿由可再生能量产生系统引起的瞬时电压水平相对于对应于预测的平均操作参数的平均电压水平的变化。本专利技术延伸到一种用于调节能量分配网络中的电压的系统，该能量分配网络连接有至少一个可再生能量产生系统和至少一个电能存储单元，该系统包括本专利技术的用于控制至少一个能量存储单元的至少一个控制装置和中央监控装置，该中央监控装置包括用于确定用于至少一个控制装置的控制参数的单元，所述控制参数包括预测的平均操作参数和用于根据测量的瞬时操作参数和预测的平均操作参数之间的差来校正用于能量存储单元的充电功率设定点的规则。附图说明通过阅读下面给出的优选实施例的详细描述，本专利技术的其它方面、目的、优点以及特点更好地显现，该详细描述以非限制性示例的方式给出并参照附图作出，在附图中：-图1是示出了本专利技术的用于调节能量分配网络中的电压的系统的一个可能实施例的图；-图2是示出了分别在不存在根据本专利技术的调节和存在根据本专利技术的调节时，能量分配网络的节点上的电压水平的图；-图3是示出了通过本专利技术对用于能量存储单元的功率储备的充电功率设定点进行校正的示例的图。具体实施方式本专利技术涉及一种用于调节能量分配网络中的电压的方法和系统，该能量分配网络具有连接到其上的至少一个电能存储单元和用于产生可再生能量的至少一个系统。在能量分配网络的节点处执行调节，例如在代表地理区域的电压的一个或多个主导节点处执行调节，通常是在最可能受到偏离极限值的节点或在最可能由于用于产生可再生能量的至少一个系统的间歇性而受到波动的节点处执行调节。能量存储单元连接到公共馈电线，远离用于产生可再生能量的系统(产生干扰)。用于连接用于产生可再生能量的系统(产生干扰)的节点、用于连接能量存储单元(衰减干扰)的节点和具有使调节作用于其上的电压的节点(其中干扰具有最大影响，以下称为“主导节点”)可以都是不同的，并且可以沿着相同的出线而位于不同的位置。本专利技术还涉及一种用于控制电能存储单元来实现调节方法的装置。参考图1，调节系统10因此包括中央监控装置13，电能存储单元11的一个或多个控制装置12与该中央监控装置13相关联。能量存储单元11通常包括串联和/或并联的一个或多个电池模块以及执行DC/AC转换的一个或多个逆变器。用于控制能量存储单元的控制装置12具体地包括用于控制能量存储单元11的充电功率的控制单元12-1，该控制单元12-1适于修改施加到能量存储单元11的有功功率设定点(用于充电或用于放电)以便执行本专利技术的电压调节。能量存储单元11被电池操作器操作，该电池操作器不需要是该单元所连接到的能量分配网络的操作器。在本专利技术的更广泛的范围内，多个能量存储单元11连接到网络并且可以被不同的电池操作器操作。如图1所示，电池操作器具有管理模块14，该管理模块14使得能够限定用于能量存储单元11的操作计划，即计划充电或放电顺序，例如出于调平峰值需求或减少负载的原因。因此，管理模块14将有功功率设定点(用于充电和用于放电)提供给能量存储单元11，更具体地提供给能量存储单元的逆变器。在本专利技术的范围内，这些功率设定点被发送到能量存储单元的控制装置12以应用校正项。可再生能量产生系统在能量分配网络上引起瞬时电压水平，该瞬时电压水平是注入到网络中的瞬时功率的函数。该注入的瞬时功率是代表可再生能量产生系统的瞬时操作条件的参数(以下称为瞬时操作参数)的函数。更具体地，对于瞬时操作参数，可以使用参数使得瞬时注入的功率根据所述参数而线性地变化。举例来说，下面的描述涉及一种用于产生光伏能量的系统，该光伏能量引起瞬时电压水平，该瞬时电压是对应于瞬时日照(太阳辐照，以瓦特/平方米(W/m2)为单位)的瞬时操作参数的函数。然而，本专利技术不限于该示例，而是延伸到其他类型的可再生能量系统，诸如例如其操作参数对应于风力的立方的风力发电系统。将一个或多个光伏能量产生系统连接到同一网络，会在能量分配网络的主导节点上引起电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调节能量分配网络中的电压的方法，所述能量分配网络连接有可再生能量产生系统和电能存储单元(11)，所述方法的特征在于，在时间窗口内控制所述能量存储单元(11)的充电功率，以补偿由所述可再生能量产生系统引起的瞬时电压水平相对于对由所述可再生能量产生系统在所述时间窗口内引起的平均电压水平的预测值的变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.30 FR 15526631.一种调节能量分配网络中的电压的方法，所述能量分配网络连接有可再生能量产生系统和电能存储单元(11)，所述方法的特征在于，在时间窗口内控制所述能量存储单元(11)的充电功率，以补偿由所述可再生能量产生系统引起的瞬时电压水平相对于对由所述可再生能量产生系统在所述时间窗口内引起的平均电压水平的预测值的变化。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可再生能量产生系统引起瞬时电压水平，所述瞬时电压水平是瞬时操作参数的函数，并且其中，所述电能存储单元具有功率储备，所述功率储备以这样的方式被控制：当所述瞬时操作参数大于所述时间窗口内的平均操作参数时，增大充电功率设定点；以及当所述瞬时操作参数低于所述时间窗口内的所述平均操作参数时，减小所述充电功率设定点。3.根据权利要求2所述的方法，其中，根据所述瞬时操作参数，线性地修改用于所述电能存储单元的所述功率储备的所述充电功率设定点。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述功率储备以这样的方式被控制：当在所述时间窗口内，由所述可再生能量产生系统引起的所述瞬时电压水平的平均值对应于预测的平均电压水平时，在时间窗口内，所述能量存储单元的充电水平的变化对应于预期的变化。5.根据权利要求3和权利要求4所述的方法，其中，根据操作参数范围内的所述瞬时操作参数，线性地控制用于所述功率储备的所述充电功率设定点，所述操作参数范围从较低操作参数(II)延伸到较高操作参数(Iu)并且在所述操作参数范围内找到所述平均操作参数(Imoy)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，包括在用于所述电能存储单元的操作计划中，将所述电能存储单元的所述功...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪尧姆·福贾，
申请(专利权)人：通用电气技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH