改进电力网稳定性的系统和方法技术方案

一种控制系统（２００）包含耦合在电力网（１２０）与电力储存装置（２２２）之间的下降控制装置（２０２），该下降控制装置配置成基于所述电力网所产生的电力的当前频率向电力储存装置分配所选安培数的电力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域一般涉及用于基于电力网所产生的电力的当前频率从下降控制装 置向电力储存装置或从下降控制装置向电力网分配电力的系统和方法。
技术介绍
电力网通常包含向电力网供电的若干发电系统以及从电力网取电的若干电气消 费者。当发电和耗电基本相等时，电力网生成基本恒定频率的电力。电力网电力频率正常 情况下是保持在基本稳定值的参数。欧洲系统和北美系统的额定标准电力网电力频率的示 例分别是50Hz和60Hz。瞬变特性的频率偏差可由增大或减小的消耗和/或发电系统的移除或添加引 起。增大的消耗和发电系统的移除倾向于引起电力网频率的减小。减小的消耗和发电系 统的添加倾向于引起电力网电力频率的增大。电力消耗和电力生成是可引起近似+0·5Ηζ 到-0. 5Hz范围的频率变化的时间相关变量。一般，频率瞬变具有短时间周期，即，按秒到分 测量的，并如上所述是小幅度的。一种减轻频率瞬变幅度和持续时间的常规方法具有一定 的备用发电能力，有时称为系统贮备，可用在电力网中响应于数秒的瞬变内的频率减小。例 如，可促使电力网上的特定发电单元发起输出到电力网的其相关联发电的快速增大。然而， 并不是所有电力网都具有可用在电力网中响应于频率改变的常规系统贮备。另外，如果添 加备选电源以帮助响应频率改变，则具有常规系统贮备的电力网将受到较少损耗。
技术实现思路
在一方面，提供一种控制系统，其包含耦合在电力网与电力储存装置之间的下降 控制(droop control)装置。所述下降控制装置配置成基于所述电力网所产生的电力的当 前频率向电力储存装置分配所选安培数(amperage)的电力。在另一方面，提供一种用于从下降控制装置向电力储存装置或电力网分配电力的 方法。该方法包含确定电力网所产生的电力的当前频率，向电力储存装置分配安培数，其中 安培数基于电力网所产生的电力的当前频率，并且如果电力网所产生的电力的当前频率在 电力的阈限频率以下，则从电力储存装置向电力网分配第一安培数。在又一方面，提供一种用于从下降控制装置向电力储存装置分配电力的方法。该 方法包含确定电力网所产生的电力的当前频率，访问对应于电力网所产生的电力频率的安 培数查找表，识别对应于电力网所产生的电力的当前频率的安培数，并向电力储存装置分 配所识别的安培数。附图说明下面参考附图详细描述本公开。图1是电力网系统的示范操作环境。图2是下降控制装置电连接到电力网和电力储存装置的示范控制系统的框图。图3是用于从下降控制装置向电力储存装置或电力网分配电力的示范方法的流 程图。具体实施例方式首先参考图1，示出了示范操作环境，并且一般指定为电力系统100。电力系统100 只是适当环境的一个示例，并不意图暗示对于本公开的使用或功能范围的任何限制。电力 系统100不应解释为具有与本文例证部件中的任何一个或组合有关的任何相关性或需要。 例如，电力系统100可包含电力网，诸如配置为连网系统的综合风泵水力系统。在一个实施 例中，电力系统100可包含闭合电力网。在另一个实施例中，电力系统100其特征可在于与 来自水源(例如贮水池)的水流提供动力的水力发电机并行操作的风轮机发电机(其可由 单个风轮机发电机或多个风轮机发电机实施)。因此，虽然本公开将针对综合风泵水力系 统，但是由本文提供的教导所指导的本领域技术人员将认识到，本公开的范围不限于综合 风泵水力系统。风力发电机102和水力发电机104所生成的电力(通过变压器112)耦合到公共电 力总线114，该总线在所例证的实施例中是AC总线。如将在下文例证的，然而，DC总线(例 如诸如风轮机转换器的DC链路)也可用作公共总线，其可提供减少硬件冗余方面的节省。 还示出耦合到公共电力总线114的是各种局部负载116和118，它们可表示单纯阻抗负载、 电动机负载或具有电力接口的负载，以及其它储能装置诸如电池。因为图1的实施例表示 连网系统，因此还例证了公共电力总线114到电力网120的连接，包含与其关联的每一个电 力网发电 源(一般在122描绘)。除了风力和水力发电机的局部并行组合，在一个实施例中，电力系统100还可有 选择地配置有附加电力生成或储存源123，诸如例如汽油机/柴油机提供动力的发电机、涡 轮机、光电池、燃料电池或蓄电池。如图1所示的，综合风泵水力系统(例如电力系统100)可通过局部控制124和集 中监督控制126来管理，以便克服与风力发电相关联的间歇性问题。监督控制126通过通 信总线128与各个局部控制124通信。对于独立配置，电力部件(例如风力或水力)之一 动态确定系统电压和频率参考，使得局部控制124或监督控制126提供负载共享能力。监 督控制126还配置成提供能源管理和调节控制。为此，监督控制可配置成通过可应用网络， 诸如例如局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网、无线网络等，接收各种类型的输入数据(例 如风力、水力预报信息)。电气电力网通常包含向电力网供电的若干发电装置以及从电力网取电的若干电 气消费者。当发电和耗电基本相等时，电力网生成基本恒定的频率例如60单位(Hz)的电 力。然而，如果发电和耗电不相等，则可引起瞬变特性的频率偏差。这些偏差可由消耗的改 变例如电力消耗的增大或减小，和/或一个或多个发电系统的发电机移除或添加的改变引 起。例如，增大的消耗和/或发电系统的移除倾向于引起电力网电力频率的减小，而减小的 消耗和/或一个或多个发电系统的添加倾向于引起电力网电力频率的增大。为了稳定电力网电力频率，常规电力网利用发电装置，诸如燃气涡轮发电机和蒸 汽涡轮发电机，向电力网提供下降控制。在这些常规系统中，发电装置的电力输出的改变由 电力网所产生的电力频率的偏差激励，这向电力网提供了发电的自动调整，并因此帮助稳定电力网所产生的电力频率。例如，如果电力网所产生的电力频率下降到目标或阈限频率 以下，则发电装置的电力输出将与电力网所产生的电力频率的下降幅度成比例地上升。然 而，如上面所提到的，并不是所有电力网系统都具有提供下降控制的发电装置，并且未配置 成补偿间歇性问题的系统将在电力网电力频率上具有更大且更多的频率波动。本文描述的系统和方法提供了一种不依赖于常规发电装置的备选下降控制。这 对于没有常规发电系统的电力网系统不仅是有利的，而且没有常规发电装置的电力网系统 将受到较少的损耗，因为包含了备选下降控制，对常规发电装置的依赖将更少。另外，备选 下降控制给消费者提供了向电力网供电的能力，这可给消费者提供来自电力公司的较低费 用，电力公司拥有向消费者供电的电力网。 随着技术的提高，越来越多的产品正在变得较少依赖于化石燃料，而更多依赖于 电力。例如，插入式混合车辆正在变得越来越普及。这些插入式混合车辆由从电力储存装置 诸如可再充电电池接收电力的电动机提供动力。插入式混合车辆可插入到120伏插座(例 如每天晚上在家，或在工作日期间在停车库)并充电。由此，随着插入式混合汽车不断增长 的趋势，越来越多的家庭具有含大量电力的电力储存装置。因此，可能期望在电力网(例如 电力网120)与电力储存装置之间提供下降控制，其中下降控制装置配置成基于电力网120 所产生的电力的当前频率向电力储存装置分配所选安培数的电力。备选地，可能期望提供 配置成基于电力网120本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制系统（２００），包括耦合在电力网（１２０）与电力储存装置（２２２）之间的下降控制装置（２０２），所述下降控制装置配置成基于所述电力网所产生的电力的当前频率向所述电力储存装置分配所选安培数的电力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R博杜安，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]