发明专利｜ABB提出的一种微电网分段方法

摘要：本公开涉及一种控制微电网装置(1)的方法，该微电网装置(1)包括微电网(6)以及被布置成用于连接到微电网(6)的多个分布式发电机(DG)(2a、2b、2c)，该微电网(6)包括多个开关(8)。该方法包括获得关于微电网装置(1)的信息。该方法还包括基于所获得的信息将多个开关(8)中的第一组开关彼此动态地链接。该方法还包括检测微电网(6)中的事件，并且响应于该检测而自动断开第一组中的闭合开关，由此微电网(6)的第一分段(9a)与微电网(6)的第二分段(9b)断开连接。

技术领域

本公开涉及用于将微电网分段的方法和设备，该微电网包括被连接在所述微电网中的多个分布式发电机(DG)。

背景技术

微电网是发电、储能和负载的本地分组，其通常经由共同耦合点(PCC)连接到传统的集中式电网(宏电网(macrogrid))。与宏电网的单个共同耦合点可以被断开连接，从而孤立微电网。微电网是旨在从许多小型能源、DG中本地发电的结构的一部分。在微电网中，DG通常经由控制DG的输出、即注入微电网的功率的变流器进行连接。

微电网(在并网模式下，即连接到宏电网)提供来自连接的DG站点的优化或最大功率输出，并且其余电力由宏电网提供。微电网通过可控开关被连接到PCC处的宏电网。这个电网连接可能在故障期间丢失，然后微电网被孤岛化。

在孤岛化期间，由于从宏电网输入功率的丢失以及由所述宏电网的电压和/或频率控制的丢失，微电网中存在功率不平衡的风险。对于电压/频率控制，需要将DG中的至少一个DG的控制模式从电网跟踪模式下的功率控制改变到电网形成模式下的电压和频率控制。功率平衡可以通过快速存储动作和即时减载方案来解决。

系统稳定性是微电网操作的关注点。稳定性问题可能来自功率不平衡、缺乏无功支撑、错误的控制动作等。组件(例如DG)或网络部分(例如故障线路隔离)的突然丢失可能会显著地改变功率平衡以及微电网内的功率流。这也可能引发稳定性问题。

由于各种类型的DG和负载，在微电网内电力可用性和电能质量的要求不同。为了解决这个问题，可以使用微电网的分段，将微电网分成更小的分段以实现稳定和期望的操作。分段可以通过可控开关来实现，但是随着发电和/或功率需求的不断变化，可能无法实现彼此良好对应的分段。

发明内容

本发明的一个目的是实现改进的微电网的分段，以便在分段与剩余微电网断开的情况下，减少在该剩余微电网中出现的功率不平衡。本发明的实施例还可以允许微电网的不同分段中的不同的操作参数(诸如电能质量或频率)例如以保持微电网装置中的最大负载。

根据本发明的一个方面，提供了一种控制微电网装置的方法，该微电网装置包括微电网和被布置成连接到该微电网的多个DG，该微电网包括多个开关。该方法包括获得关于微电网装置的信息。该方法还包括基于所获得的信息将多个开关中的第一组开关彼此动态地链接。该方法还包括检测微电网中的事件，并且响应于该检测而自动断开第一组中的闭合开关，由此微电网的第一分段与微电网的第二分段断开连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可执行组件，以用于当计算机可执行组件在被包括在控制装置中的处理器电路上运行时使控制装置执行本公开的方法的实施例。

根据本发明的另一方面，提供了一种微电网装置，该微电网装置包括微电网、被布置成连接到该微电网的多个DG、以及用于控制微电网装置的操作的控制装置，该微电网包括多个开关。控制装置包括处理器电路和存储指令的存储器，该指令可由所述处理器电路执行，由此使得所述控制装置可操作以获得关于微电网装置的信息。控制装置还可操作以

基于所获得的信息而将多个开关中的第一组开关彼此动态地链接。控制装置也可操作以检测微电网装置中的事件，并且响应于该检测而自动断开第一组中的闭合开关，由此微电网的第一分段与微电网的第二分段断开连接。

考虑到微电网装置中的变化特性或要求，通过将开关彼此动态地链接起来，可以随时间调整响应于检测到的事件(如果有的话)形成的断开连接的分段。例如，在响应于诸如微电网的孤岛或其他不平衡的事件而需要分段的情况下，可以形成针对不同频率、电能质量以支撑基本负载(其不期望被切断)等的微电网分段。而且，通过在事件发生之前预先将开关彼此链接，可以毫无延迟地执行分段，因为不需要花费时间来决定如何将微电网分段。

应该注意的是，任何方面中的任何特征可适用于任何其他合适的方面。同样地，任何方面中的任何优点可以适用于任何其他方面。根据以下详细公开内容、根据所附从属权利要求以及根据附图，所包含实施例的其他目的、特征和优点将变得显而易见。

通常，权利要求中使用的所有术语根据它们在技术领域中的普通含义来解释，除非本文另外明确定义。除非另有明确说明，否则对“ 一/一个/该元件、装置、组件、部件、步骤等”的所有引用将被开放式地解释为指的是元件、装置、组件、部件、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则本文公开的任何方法的步骤不必按照所公开的确切顺序执行。对于本公开的不同特征/组件使用“ 第一”、“ 第二”等仅旨在将该特征/组件与其他类似特征/组件区分开，并且不旨在将任何次序或层级赋予该特征/组件。

发明专利要求简析：

1 .一种控制微电网装置(1)的方法，所述微电网装置(1)包括微电网(6)以及被布置成被连接到所述微电网的多个分布式发电机DG(2)，所述微电网(6)包括多个开关(8)，所述方法包括：

获得(S1)关于所述微电网装置的信息;

基于所述获得的(S1)信息，将所述多个开关(8)中的第一组开关动态地彼此链接(S2);

检测(S3)所述微电网(6)中的事件;和响应于所述检测(S3)而自动断开(S4)所述第一组中的闭合的开关(8)，由此所述微电网的第一分段(9a)与所述微电网的第二分段(9b)断开连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个DG中的至少一个DG(2)被布置成用于被连接到所述第一分段(9a)。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述事件是所述至少一个DG(2)与所述第一分段(9a)断开连接。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述事件是所述第一组的第一开关(8)的断开。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述自动断开(S4)包括从所述第一开关(8)的本地控制器(20b)向所述第一组中(8)的其它开关(8)的相应本地控制器(20b)发送信号。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述事件是所述微电网中的不稳定性、例如所述微电网的孤岛化。

7 .根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一分段(9a)由所述第一组中的所述开关的断开(S4)而被孤岛化。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述获得的(S1)信息包括：所述微电网(6)上的传感器测量、所述DG(2)中的一个或多个DG的发电、和/或所述微电网装置内的变化的电能质量要求。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述获得(S1)信息和链接(S2)被周期性地和/或连续地执行。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

响应于所述检测(S3)而自动闭合(S4)所述第一组中的断开的开关(8)。

11 .一种包括计算机可执行组件(23)的计算机程序产品(22)，用于当所述计算机可执行组件在被包括在控制装置中的处理器电路(21)上运行时，使所述控制装置(20)执行根据权利要求1-10中任一项所述的方法。

12.一种微电网装置(1)，包括：

微电网(6)，包括多个开关(8);

多个分布式发电机DG(2)，被布置成用于被连接到所述微电网;和控制装置(20)，用于控制所述微电网装置的操作;

所述控制装置(20)包括：

处理器电路(21);和存储器(22)，存储能够由所述处理器电路执行的指令(23)，由此所述控制装置能够操作以：

获得关于所述微电网装置的信息;

基于所述获得的信息，将所述多个开关中的第一组开关彼此动态地链接;

检测所述微电网装置(1)中的事件;和响应于所述检测而自动断开所述第一组中的闭合的开关，由此所述微电网的第一分段(9a)与所述微电网的第二分段(9b)断开连接。

13.根据权利要求12所述的微电网装置(1)，其中所述控制装置(20)包括在所述多个开关(8)中的每个开关中的本地控制器(20b)。