智能微网可重构AC接口制造技术

本发明专利技术公开了一种用于向AC电力系统提供可重构AC接口的系统和方法。本方法包含嵌入可重构AC接口，用于在电源和负荷之间传输电力、监控可重构AC接口的接口电压和电流、并且基于监控在电源之间切换。本系统包含可重构AC接口，该可重构AC接口进一步包含用于将DC电力变换成AC的逆变器、具有用于连接至逆变器的接口的转换开关、其他转换开关、以及AC母线，以及动态地配置转换开关从而在逆变器和AC母线之间传输电力的控制器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】智能微网可重构AC接口
本文所描述主题的实施例一般涉及用于微网的可重构AC接口的系统和方法。
技术介绍
许多工业化国家在大型集中式电厂中产生大量电，并且在公用电力网，或公网上通过电力线输送。通常，电厂是基于化石燃料、核能或水力发电的。然而，例如使用本地发电机，以及可用的太阳能、风、或地热资源，可以在本地产生电力。本地产生的电力通常是在其自身网上，该网被称为微网。通过将微网电力地捆绑至本地公网，并且通过净计量以判定流入或流出微网的净流量，从而能够将微网上所产生的多余的电力卖回至公用设施。传统地，公网为AC，或交流电，而微网使用网绑定逆变器接入公网。网绑定逆变器使用防孤岛开关，其保证了如果来自公用设施的电力下降，逆变器与公网断开，并且仅当公用设施再次正常运行时而再次连接。防孤岛开关为这样的安全部件，其在公用设施工人修理下降的电力线或发生故障的变压器时防止微网将电力供应至公网。尽管这保护公网免受产生在微网上电力的影响，但是仍存在微网本身供电中断的可能性。微网连同公用设施参与负荷削减项目，然后公用设施将微网看做是可调度负荷，如有需要其能够通过公用设施被削减。微网业主同意缩减至接近商定的次数和持续时间。反过来，微网业主的动机通常是降低能耗，这样总体能量账单降低，或者实际负荷的容量和/或能量的支付被置于中断的风险下。通常业主在当公用服务将要中断和基于仪表数据，事后发生按要求去削减用户负荷的检验时被告知。按要求业主能够选择不遵循去除负荷的方向，尽管罚金时常不依照规章征收，并且可能是严重的。在一些负荷缩减项目中，负荷被立即中断而没有警报。当前微网解决方案没有解决关于使负荷继续供电，同时遵循公用设施削减负荷要求的方案。随着微网变得更加常见，它们对网在稳定性上的影响将增加。由微网触发的不期望的动态交互作用增加了关键的，重负荷传输线跳闸的可能性。当前微网解决方案没有解决如下公网的设计，其中该公网利用微网的动态性质增强公网和传输线的稳定性。
技术实现思路
呈现的是使用可重构AC接口管理微网电连接的系统和方法。在实施例中，可重构AC接口维持微网上的不间断电力。在实施例中，可重构AC接口通过允许额外的能量源或备用发电机持续地添加至微网而无需削减负荷。在实施例中，可重构AC接口能够使电力被无缝地添加至公网或从公网中去掉，从而增强网稳定性并且允许传输线电力的限制值增大。在实施例中，本方法包括嵌入可重构AC接口，其用于在电源和负荷之间传输电力、监控可重构AC接口的接口电压和电流、并且基于监控在电源之间切换。在实施例中，本系统包括这样的可重构AC接口，其还包括用于将DC电力变换成AC的逆变器、具有用于连接至逆变器、其他转换开关、以及AC母线的接口的转换开关，以及动态地配置转换开关的控制器，以便在逆变器和AC母线之间变换电力。在实施例中，本系统包括逆变器，其用于将DC电源变换成AC电力、用于在逆变器、AC电源、以及AC电母线之间电气互连的互连转换开关、用于监控AC和DC电源的传感器、以及动态配置互连的转换开关的控制器，以便至少部分基于传感器的读数来控制逆变器、AC电源、以及AC电母线之间的电流。在本公开的各种实施例中能够独立地实现所讨论的特征、功能以及优势或者在其他实施例中可以组合实现，参考以下描述和附图能够明白本实施例的进一步细节。附图说明附图描述用于向微网提供可重构AC接口的系统和方法的各种实施例。下面提供了每个附图的简要说明。每个附图中具有相同参考符号的元件指示相同或功能类似的元件。此外，参考符号最左边的数字指示参考符号首次出现的附图。图1为具有接入公网的AC接口的网绑定微网的绘图；图2为在微网可重构AC接口的一个实施例中的不间断微网的绘图，其中不间断微网具有接入公网的AC接口以及接入负荷的分开的AC接口；图3为在微网可重构AC接口的一个实施例中的离网微网的绘图，其中离网微网具有接入公网的AC接口以及接入离网电源的一个AC接口；图4为在微网可重构AC接口的一个实施例中的远程离网微网的绘图，其中传输线分离了公用设施与本地发电源和负荷；图5为在微网可重构AC接口的一个实施例中的分布式微网的绘图，其中分布式微网具有连接至公网、离网电源、以及传输线的多个连接；图6为在微网可重构AC接口的一个实施例中的内部正弦波发生器的绘图；图7为在微网可重构AC接口的一个实施例中的DC输入前端的绘图；图8为在微网可重构AC接口的一个实施例中的高电力电子的绘图；图9为在微网可重构AC接口的一个实施例中，在微网中实施可重构AC接口的示例性方法的流程图；以及图10为在微网可重构AC接口的一个实施例中，在微网中控制可重构AC接口的示例性方法的流程图具体实施方式以下详细描述本质上仅是说明性的，并且不是要限制本专利技术或本申请的实施例以及该实施例的使用。此外，不存在受到上述
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技术介绍
、简要说明或下列详细描述中呈现的明示或暗示理论的束缚。分布式能源（DER）系统为小型发电技术（通常在3kW到10,000kW范围内），该技术被用于为由公用设施公司维护的传统电力公网提供替换或增强。微网为被连接至传统的集中式公网的正常运行的发电、能量存储、以及负荷的局部化分组。现在参考图1，呈现出网绑定微网100的传统配置。在网绑定微网100中，电源102a、102b（统称电源102）被连接至逆变器104a和104b（统称为逆变器104）。一般的电源为石化燃料供能的发电机、太阳能电池板、风轮机、或者是地热泵机。逆变器104将电源102的直电流或DC电力变换成适于通过公用电力线110传输至使用电力的负荷112的交电流或AC电力。逆变器104使AC电力相位与在公用电力线110上的AC电力相位同步。这被称为是网绑定配置，因为逆变器104被绑定至网，或公用电力线110。防孤岛开关、或AC断开开关106a、106b（统称为AC断开开关106），能够使逆变器104与公用电力线110断开。当从逆变器104汲取太多电力时，AC断开开关106断开、或者跳闸。例如，当由于线由于风暴或意外事故交叉或者倒落出现电力线短路时，AC断开开关106将会跳闸，并且使逆变器104与公用电力线110断开。同样地，如果在公用电力线110上未出现电力时，AC断开开关106将会跳闸，指示公用设施侧断电。这是用于防止网绑定微网100将电力输至公用设施工人可能正处理的线上的安全部件。此外，由于公用设施的负荷切断要求，AC断开开关106可以与公用电力线110断开。在网绑定微网100中，净计量装置108a、108b（统称为净计量装置108）执行监控通过网绑定微网100添加至公用设施电线110或网绑定微网100从公用设施电线110汲取的电力的功能。来自公用设施和网绑定微网100的AC电力通过公用电力线110运输至使用电力的负荷112。断路器114为安全部件，用于在负荷112的电短路或者其他故障事件下，将负荷112与公用电线断开。能够手动使断路器114跳闸，以将负荷112与公用电力线110分离开，从而在负荷112上执行维修。在实施例中，存在连至一个或更多逆变器104、AC断开开关106、以及净计量装置108的通信链路116，从而能够命令、控制、并且监控功能。通信链路的一些非限制性示例协议和物理层为监视控制与数据采集（SCADA），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】2011.01.12 US 13/005,4191.一种控制微网的方法，其特征在于并且包含以下步骤：将每个带有接口节点的多个可重构AC接口嵌入所述微网中，所述微网包括负荷和与所述接口节点电连通的多个电源，所述多个电源包括多个分布式能源系统并且所述多个分布式能源系统包括第一分布式能源系统和第二分布式能源系统，所述可重构AC接口至少包括所述第一分布式能源系统的第一可重构AC接口和所述第二分布式能源系统的第二可重构AC接口，并且其中所述可重构AC接口被配置为从所述电源的至少一个传输电力至所述负荷；同步所述第一分布式能源系统的第一可重构AC接口与所述第二分布式能源系统的第二可重构AC接口的AC输出；监控所述第一可重构AC接口和所述第二可重构AC接口的至少一个接口节点的电压和电流；以及切换所述第一可重构AC接口和所述第二可重构AC接口中的所述一个，以将来自不同电源的电力传输至所述负荷，从而基于对所述电压和所述电流的所述监控，提供不间断的电力供应至所述负荷。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于并且还包含以下步骤：监控所述第二可重构AC接口的所述接口节点的频率和相位；以及使所述第一可重构AC接口的内部相位锁定振荡器同步到所述第二可重构AC接口的所述频率和所述相位。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述电源进一步包含公用电力网。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于其中所述可重构AC接口将来自所述分布式能源系统的DC电力转化为用于所述负荷的AC电力。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述电源包含公用电力网，并且还包含：将电力从分布式能源系统通过所述可重构AC接口中的选择的一个传输至所述公用电力网。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于还包含：将电力从所述分布式能源系统通过所述可重构AC接口中的所述选择的一个传输至所述负荷。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于还包含：如果电连接至所述可重构AC接口中的所述选择的一个的接口的电源的所述电力下降至低于特定电力，则隔离电连接至所述可重构AC接口中的所述选择的一个的接口的所述电源；以及如果所述电力返回至特定电力一特定时间段，则重新连接电连接至所述可重构AC接口中的所述选择的一个的接口的所述电源。8.根据权利要求7所述的方法，还包括：通过所述可重构AC接口中的所述选择的一个将公用电力网的电力传输至所述负荷。9.根据权利要求1所述的方法，还包括：从穿过传输线传输的公用电力网负荷平衡电力到负荷。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一可重构AC接口是副逆变器并且所述第二可重构AC接口是主逆变器。11.一种用于微网的可重构AC接口，其特征在于包含：逆变器，其用于将DC电源变换成AC电源；第一转换开关，其包含至所述逆变器的第一电接口和至第一AC电力母线的第二电接口，所述第一AC电力母线电连接至公用电力网，并且所述第一转换开关被配置为基于来自所述DC电源的所述电力在特定电压和电流水平内，选择性地连接并且从所述DC电源传输电力至所述公用电力网；第二转换开关，其包含至所述第一转换开关的第三电接口和至第二AC电力母线的第四电接口，所述第二AC电力母线电连接至负荷，并且其中来自所述公用电力网的电力通过至所述第一转换开关的所述第三电接口被选择性地提供至所述负荷；以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·卡拉勒罗，J·M·魁姆宝，S·H·阮，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：
国别省市：