可再生能量发电管理制造技术

管理从可再生能源（120,620,720）向负载（160）的能量传送速率，包括：通过处理电路（200）确定能量生成速率中的改变；通过处理电路确定能量生成速率中的改变是否超过限制（510,520）；以及然后通过控制电路（330）调整从或到能量存储装置（230）的能量传输速率，其中所述调整足以防止能量传输速率超过所述限制（510,520）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电力传送管理，更具体地，涉及管理从可再生资源产生的电能。
技术介绍
风，浪，太阳能等可再生资源，由于其可再生性和清洁操作，在发电领域它们是使用化石燃料的有吸引力的替代品。然而，不像火电厂(例如，燃煤或燃烧天然气的工厂)中，一般来说，不能控制或可靠地预测浪，风，或太阳能在任何给定时间的可用量。另外，由于 这些可再生能源的固有可变性，(例如，阵风和/或方向变化、天气状况等)，相关联的发电机(例如，风力涡轮机)的瞬时能量输出可能每秒间都发生显著变化。
技术实现思路
在第一方面，管理从可再生能量源到负载的能量传送速率，所述管理通过处理电路确定能量生成速率的改变，通过所述处理电路确定能量生成速率的改变是否超过限制，以及然后通过控制电路调整从或到能量存储装置的能量传送速率，使得所述调整足以防止能量传输速率超过限制。此方面的其它实施方式包括相应的系统、仪器和计算机程序，经配置来执行在计算机存储装置上编码的方法的操作。在另一方面，一种用于耦合到将可再生能源转化为电能的动态能量源的双向能量装置的控制系统包括存储装置，具有存储于其上的指定斜率控制操作的机器-可读指令；I/O端口组，经配置来接收关于双向能量装置和动态能量源的信息；处理器，耦合到所述I/O端口组和所述存储装置，并经配置来执行所述机器-可读指令以执行的操作包括确定能量生成速率的改变；确定能量生成速率的改变是否超过限制；以及然后调整到或从所述双向能量装置的能量传输速率，其中，所述调整足以防止所述能量传输速率超过限制。这些和其它的实施例每个可以可选地包括一个或者更多以下特征。管理所述能量传输速率可以包括通过所述处理电路确定所述能量存储装置的当前充电状态；以及通过处理电路基于所述能量存储装置的所述当前充电状态调整所述限制。所述限制可以包括与能量生成速率的增加相关联的斜率限制，并且调整所述限制可以包括如果所述当前充电状态小于最小充电状态，则设置所述斜率限制为最小值；如果所述当前充电状态大于最大充电状态，则设置所述斜率为最大值；如果所述当前充电状态既不小于所述最小充电状态也不大于所述最大充电状态，则设置所述斜率为最小值和最大值之间的值。所述限制包括与能量生成速率的减少相关联的斜率，并且调整所述限制可以包括如果所述当前充电状态大于最大充电状态，则设置所述斜率限制为最小值；如果所述当前充电状态小于最小充电状态，则设置所述斜率为最大值；如果所述当前充电状态既不小于所述最小充电状态也不大于所述最大充电状态，则设置所述斜率为最小值和最大值之间的值。所述限制可以包括与能量生成速率的增加相关联的第一斜率和与能量生成速率的减少相关联的第二斜率，并且调整所述限制可以包括如果所述当前充电状态超过最大充电状态，设置所述第一斜率为最大值，所述第二斜率为最小值。调整从或者到所述能量存储装置的能量传输速率可以包括提高来自所述能量存储装置的所述能量传输速率以匹配超过所述第二斜率的能量生成速率的减小；以及设置到所述能量存储装置的所述能量传输速率以匹配超过所述第一斜率的能量生成速率的增加。所述限制可以包括与能量生成速率的增加相关联的第一斜率和与能量生成速率的减少相关联的第二斜率，并且调整所述限制包括如果所述当前充电状态降到低于最小充电状态，设置所述第一斜率为最小值，所述第二斜率为最大值。调整从或者到所述能量存储装置的能量传输速率可以包括提高到所述能量存储装置的所述能量传输速率以匹配超过所述第一斜率的能量生成速率的增加；以及设置来自所述能量存储装置的所述能量传输速率以匹配超过所述第二斜率的能量生成速率的减少。本专利技术的一个或者更多个实施例的细节将在下面的附图和描述阐述。本专利技术的其它特征、目的和优点将通过描述和附图以及权利要求变得显而易见。 附图说明图I示出了包括能量管理系统的风场。图2示出了示例性的能量管理系统。图3示出了能量管理系统的示例性控制系统。图4示出了图形用户界面。图5示出了示例性斜率斜线控制函数。图6示出了包括能量管理系统的示例性光伏场。图7示出了包括能量管理系统的示例性浪涌场。不同附图中的相同的附图标记表示相同的要素。具体实施例方式通过操作风力涡轮机和/或它的控件(例如，旋转平面的偏航或倾斜、改变叶片间距，使用被动/主动停止机制，控制变速发电机的输出等)，可以在一定程度上管理能量输出的迅速增加。然而，不顾风能的可用性而有意降低能量输出(即，缩减)，降低了系统的整体能源效率。同样，预先降低风力涡轮发电机的能量输出以使得风能的突然减少显得不太突然，也会降低系统的整体能源效率。能量输出的这种减少可能必需避免超过用于为负载(例如，应用电网)提供能量的和/或用于基于预期的需求满足发电计划的斜率限制。图I示出了包括能量管理系统(PMS)IlO的风场100。正如下面更详细地描述，PMS110提供能量存储和管理，以自动缓冲风力涡轮发电机120 (WTGs)到分布网络160 (例如，应用电网)的输出。特别是，PMS 110可操作地减少或消除缩减，平滑整体输出能量，限制能量斜线，以及缓冲大的风速偏移(即，阵风)。在频繁的阵风导致风力涡轮发电机120跳闸或离线(即发生故障)的情况下，PMS 110通过补充能量输出进一步可操作地弥补输出能量的突然中断，以避免或减轻与负能量斜线相关联的斜率违反。图I中示出的示例性风场配置示出了通过变电站主总线150的径向馈电线140(例如，34. 5KV或中压电网)耦合到变电站130的PMS 110。WTG120也通过相应的径向馈电线141，142耦合到变电站主总线150。变电站130通过保护继电器131，134、AC开关132，135和升压电力变压器133将PMSllO和风力涡轮发电机120耦合到分布网络160 (例如，高电压电网)。保护继电器131，134和AC开关132，135提供防止过高的电压或者电流条件的第一级保护。在一些实施方式中，变电站130还可以包括多个升压变压器、断路器、继电器、电流换能器(CO、电位换能器(PT)、通讯设备等。一般情况下，PMS 110监视从每个WTG120的瞬时能量输出，并通过存储或供应能量调整传送到分布网络160的能量的量，使得传送到网络160的净能量的量保持在预定限制内。此外，PMS 110可操作地调整生成的能量从而减少通常与风力发电相关联的变化(SP，平滑)。在一些实施方式中，PMSllO提供对风场组件的第二级保护，和/或分布网络160以及耦合到传输网络的组件。例如，在第一实施方式中，PMSllO经配置以监视在网络160分布的能量的质量和特性，并且响应于检测到限制之外的状况(例如，过压，故障，电压骤降等)，PMS 110通过调整传输到分布网络160的能量来试图补偿。将在下面进一步详细描述这些 和其它的特征。现在参照图2，PMS 110的示例性实施方式包括联锁电力网滑块210和耦合到逆变器/充电器220的用于响应于控制系统执行的控制算法来控制到和从电池块230传输能量的控制系统200。控制系统200也耦合到监视故障条件和警报的保护继电器240和AC开关250。控制系统200协调包括逆变器/充电器220和电池块230的系统组件的运行，监视操作环境，提供诊断功能，以及响应于通过状态和控制接口或人机界面(HMI)输入的设置参数来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.04 US 12/773,5041.一种管理从可再生能源(120，620，720)向负载(160)的能量传送速率方法，所述方法包括 通过处理电路(200)确定能量生成速率的改变； 通过所述处理电路确定所述能量生成速率的改变是否超过限制(510，520);以及然后通过控制电路(330)调整来自或到能量存储装置(230)的能量传送速率，其中所述调整足以防止所述能量传送速率超过所述限制(510，520 )。2.如权利要求I所述的方法，进一步包括 通过所述处理电路(200)确定所述能量存储装置(230)的当前充电状态；以及通过所述处理电路基于所述能量存储装置的所述当前充电状态调整所述限制(510，520)。3.如权利要求2所述的方法，其中所述限制包括与能量生成速率的增加相关联的斜率限制(510)，并且其中调整所述限制包括 如果所述当前充电状态小于最小充电状态(531)，则将所述斜率限制设置为最小值(511)； 如果所述当前充电状态大于最大充电状态(535)，则将所述斜率设置为最大值(513)；以及 如果所述当前充电状态既不小于所述最小充电状态也不大于所述最大充电状态，则将所述斜率设置为所述最小值和所述最大值之间的值。4.如权利要求2所述的方法，其中所述限制包括与能量生成速率的减少相关联的斜率限制(520)，并且其中调整所述限制包括 如果所述当前充电状态大于最大充电状态(535)，则将所述斜率限制设置为最小值(521)； 如果所述当前充电状态小于最小充电状态(538)，则将所述斜率设置为最大值(523)；以及 如果所述当前充电状态既不小于所述最小充电状态也不大于所述最大充电状态，则将所述斜率设置为所述最小值和所述最大值之间的值。5.如权利要求2所述的方法，其中所述限制包括与能量生成速率的增加相关联的第一斜率(510)和与能量生成速率的减少相关联的第二斜率(520)，并且其中调整所述限制包括 如果所述当前充电状态超过最大充电状态(534，535)，则将所述第一斜率设置为最大值(513)，并将所述第二斜率设置为最小值(521 )。6.如权利要求5所述的方法，其中调整从或者到所述能量存储装置(230)的能量传输速率包括 提高来自所述能量存储装置的所述能量传输速率以匹配超过所述第二斜率(520 )的能量生成速率的减小；以及 设置到所述能量存储装置的所述能量传输速率以匹配超过所述第一斜率(510)的能量生成速率的增加。7.如权利要求2所述的方法，其中限制包括与能量生成速率的增加相关联的第一斜率(510)和与能量生成速率的减少相关联的第二斜率(520)，并且其中调整所述限制包括如果所述当前充电状态降到低于最小充电状态(531，538)，则将所述第一斜率设置为最小值(511)，并将所述第二斜率设置为最大值(523 )。8.如权利要求7所述的方法，其中调整从或者到所述能量存储装置(230)的能量传输速率包括 提高到所述能量存储装置的所述能量传输速率以匹配超过所述第一斜率(510)的能量生成速率的增加；以及 设置来自所述能量存储装置的所述能量传输速率以匹配超过所述第二斜率(520 )的能量生成速率的减少。9.一种用于双向电源装置(230)的、耦合到将可再生能源转化为电能的动态能量源(120,620,720)的控制系统(200)，所述控制系统包括 存储装置，具有存储于其上的指定斜率控制操作的机器-可读指令； I/O端口组(321，343 )，经配置来接收关于所述双向能量装置和动态能量源的信息； 处理器，耦合到所述I/O端口组和所述存储装置，并经配置来执行所述机器-可读指令以进行操作，包括 确定能量生成速率的改变； 确定所述能量生成速率的改变是否超过限制(510，520);以及然后 调整到或从所述双向能量装置的能量传输速率，其中，所述调整足以防止所述能量传输速率超过所述限制。10.如权利要求9所述的系统，其中所述操作进一步包括 确定所述能量存储装置(230)的当前充电状态；以及 基于所述能量存储装置(230)的所述当前充电状态，调...

【专利技术属性】
技术研发人员：CJ科，AN赫斯特，MI哈丁，MC萨奇，RT詹宁斯，
申请(专利权)人：极限电力股份有限公司，
类型：
国别省市：