相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考

本申請(qǐng)要求享有于2013年12月26日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)61/921,077的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用并入本文。

本發(fā)明涉及公用電網(wǎng)控制領(lǐng)域，并且更具體地涉及一種公用電網(wǎng)、間歇能量管理系統(tǒng)，以及用于管理公用電網(wǎng)中的操作條件的方法。

背景技術(shù)：

間歇式發(fā)電廠使用例如太陽能光伏模塊或風(fēng)力渦輪機(jī)來利用間歇能量資源進(jìn)行發(fā)電。然而，太陽輻照或風(fēng)速的變化會(huì)使由間歇式發(fā)電廠所產(chǎn)生的功率發(fā)生變化。這稱為能量變化性。能量變化性可導(dǎo)致向電力消耗設(shè)備輸出的電力的電壓或頻率產(chǎn)生變化。覆蓋在地理區(qū)域上的一組發(fā)電廠、電力消耗設(shè)備以及相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施可形成電力網(wǎng)或公用電網(wǎng)。由間歇式發(fā)電廠所產(chǎn)生功率的變化可導(dǎo)致公用電網(wǎng)中包括電壓和頻率在內(nèi)的操作條件的變化超出了它們的標(biāo)準(zhǔn)范圍或所需范圍。

如上所述，公用電網(wǎng)通常包括覆蓋在地理區(qū)域上的多個(gè)發(fā)電廠。公用電網(wǎng)通常還包括電力消耗設(shè)備和電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施例如是用于發(fā)電廠、電力消耗設(shè)備和/或任何其他的基礎(chǔ)設(shè)施互相連接、控制、維護(hù)和/或改進(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)施。例如，公用電網(wǎng)可包括將該公用電網(wǎng)中的發(fā)電廠、電力消耗設(shè)備以及其他設(shè)備互相連接的電氣配電線路。

通常，公用電網(wǎng)中的操作條件由能量管理系統(tǒng)進(jìn)行管理。公用電網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)控制那種使用類似煤、天然氣、油或水力的連續(xù)能量資源的發(fā)電廠，并且控制例如變壓器、斷路器、電容器和反應(yīng)器的常規(guī)的控制設(shè)備以將操作條件保持在所需范圍內(nèi)。由能量管理系統(tǒng)控制的電力參數(shù)(以下稱為操作條件)可包括有功功率和無功功率、功率因數(shù)、電壓和頻率。

現(xiàn)有的公用電網(wǎng)存在的一個(gè)問題是：當(dāng)這些電網(wǎng)中的間歇式發(fā)電廠的容量增長時(shí)，能量管理系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)使用連續(xù)能量資源的發(fā)電廠的功率和/或通過配置常規(guī)控制設(shè)備而將這些電網(wǎng)的操作條件維持在所需范圍內(nèi)的能力變得有限。而后，這限制了公用電網(wǎng)在維持電網(wǎng)穩(wěn)定性的同時(shí)從間歇式發(fā)電廠接收具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境價(jià)值的功率的能力，并且這可導(dǎo)致公用基礎(chǔ)設(shè)施和例如配電變壓器的控制設(shè)備上的額外損耗。特別是，常規(guī)的控制系統(tǒng)并不包括針對(duì)管理包括有間歇式發(fā)電廠的公用電網(wǎng)中的操作條件的充足準(zhǔn)備。

因此，目前的需求是：一種改進(jìn)的公用電網(wǎng)、間歇能量管理系統(tǒng)以及用于管理公用電網(wǎng)中的操作條件的方法。因此，需要一種至少能部分地解決上述或其他缺點(diǎn)的方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于控制電力網(wǎng)的操作條件的方法，其中電力網(wǎng)具有與其連接的間歇供電電源，所述方法包括：使用能量變化控制器，通過以下方式對(duì)間歇供電電源向電力網(wǎng)輸送的功率輸出的變化性進(jìn)行控制：監(jiān)控間歇供電電源附近的地點(diǎn)的實(shí)際環(huán)境值，間歇供電電源的可用功率輸出取決于實(shí)際環(huán)境值；當(dāng)實(shí)際環(huán)境值正在增加并因此增加可用功率輸出時(shí)，根據(jù)預(yù)定的增加比率來增加所輸送的功率輸出；監(jiān)控用于所述地點(diǎn)的預(yù)測環(huán)境值；當(dāng)所述預(yù)測環(huán)境值正在減小時(shí)，根據(jù)預(yù)定的減小比率來減少所輸送的功率輸出；以及，將所輸送的功率輸出限制為低于預(yù)定臨界值。

根據(jù)本發(fā)明的其他方面，提出了例如數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、間歇能量管理系統(tǒng)以及能量變化控制器的裝置，并提出適用于這些裝置的方法，以及例如上面錄入有用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的程序指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或產(chǎn)品、以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或軟件產(chǎn)品(例如包括非暫時(shí)性介質(zhì))的制品。

附圖說明

通過結(jié)合附圖并根據(jù)下文的詳細(xì)描述，本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步的特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯，附圖中：

圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖5為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖6為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖7為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖8為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖9為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖10為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖11為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖12為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖13為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖14為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖15為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖16為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)的框圖；

圖17為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的間歇能量管理系統(tǒng)的框圖；

圖18為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的間歇能量管理系統(tǒng)的框圖；

圖19為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的間歇能量管理系統(tǒng)的框圖；

圖20為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的間歇能量管理系統(tǒng)的框圖；

圖21為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的功率削減的曲線圖；

圖22為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的斜升控制的曲線圖；

圖23為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的增量控制的曲線圖；

圖24為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的分布式發(fā)電削減的曲線圖；

圖25為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖；以及，

圖26為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)內(nèi)的用于控制電力網(wǎng)的操作條件的模塊進(jìn)行操作的流程圖，所述電力網(wǎng)具有與其連接的間歇式供電電源。

應(yīng)當(dāng)注意，在整個(gè)附圖中類似特征以類似附圖標(biāo)記標(biāo)示。

具體實(shí)施方式

在下文描述中，將對(duì)細(xì)節(jié)加以說明以提供對(duì)本發(fā)明的理解。在一些實(shí)例中，沒有詳細(xì)描述或示出某些軟件、電路、結(jié)構(gòu)和方法，以便不對(duì)發(fā)明造成干擾。術(shù)語“數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”或“系統(tǒng)”在本文中是指用于處理數(shù)據(jù)的任何機(jī)器設(shè)備，這包括本文所描述的控制系統(tǒng)、控制器、能量管理系統(tǒng)、間歇能量管理系統(tǒng)、能量變化控制器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)配置。本發(fā)明可由為使數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的操作系統(tǒng)提供出能支持本發(fā)明要求的功能而提供的任何計(jì)算機(jī)編程語言來實(shí)現(xiàn)。存在的任何限制將是由于特定類型的操作系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)編程語言所導(dǎo)致的，而這并不對(duì)本發(fā)明造成限制。本發(fā)明還可通過硬件或軟、硬件結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)。

圖25為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000的框圖。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000適用于監(jiān)控并控制公用電網(wǎng)，并且適用于充當(dāng)控制系統(tǒng)、控制設(shè)備、可編程邏輯控制器(“plc”)、監(jiān)督控制與數(shù)據(jù)采集單元(“scada”)、能量管理系統(tǒng)(“ems”)、能量變化控制器、間歇功率控制裝置、間歇能量管理系統(tǒng)等。如下文所描述的那樣，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000還適于進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、管理、存儲(chǔ)以及連同用戶界面或圖形用戶界面(“gui”)來生成、顯示和調(diào)整展示報(bào)告。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000可以是在客戶端/服務(wù)器系統(tǒng)中的客戶端和/或服務(wù)器。例如，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000可以是服務(wù)器系統(tǒng)或個(gè)人計(jì)算機(jī)(“pc”)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000還可以是部署在多個(gè)處理器上的分布式系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000還可以是虛擬機(jī)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000包括輸入設(shè)備3100、至少一個(gè)中央處理單元(“cpu”)3200、存儲(chǔ)器3300、顯示器3400以及接口設(shè)備3500。輸入設(shè)備3100可包括鍵盤、鼠標(biāo)、跟蹤球、觸摸感應(yīng)表面或屏幕、位置跟蹤設(shè)備、眼球跟蹤設(shè)備或類似設(shè)備。顯示器3400可包括計(jì)算機(jī)屏幕、電視屏幕、顯示屏幕、終端設(shè)備、觸摸感應(yīng)顯示表面或屏幕，或者例如打印機(jī)或繪圖儀的硬拷貝生產(chǎn)輸出設(shè)備。存儲(chǔ)器3300可包括多種存儲(chǔ)設(shè)備，其包括通常設(shè)置在本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的存儲(chǔ)器的層級(jí)結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部存儲(chǔ)器和外接大容量存儲(chǔ)器。例如，存儲(chǔ)器3300可包括數(shù)據(jù)庫、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“ram”)、只讀存儲(chǔ)器(“rom”)、閃速存儲(chǔ)器和/或磁盤設(shè)備。接口設(shè)備3500可包括一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000可適用于在網(wǎng)絡(luò)3510中與其他數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(例如，類似于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng))通過接口設(shè)備3500進(jìn)行通信。例如，接口設(shè)備3500可包括連接到比如互聯(lián)網(wǎng)和/或另一種有線或無線網(wǎng)絡(luò)(例如無線局域網(wǎng)(“wlan”)、移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)等)的網(wǎng)絡(luò)3510的接口。為此，接口3500可包括適合的信號(hào)傳送器、接收器、天線等。因此，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000可通過網(wǎng)絡(luò)3510鏈接到其他數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。此外，接口設(shè)備3500可包括一個(gè)或多個(gè)用于將多種傳感器(例如sgfreq、s400、s200、senviron)、狀態(tài)(指示)輸入、模擬量(測量值)輸入、計(jì)數(shù)器輸入、模擬量輸出以及控制輸出連接到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000的輸入和輸出連接部或輸入和輸出點(diǎn)。cpu3200可包括或可操作地連接到專用協(xié)處理器、存儲(chǔ)設(shè)備或其他硬件模塊3210上。cpu3200可操作地連接到存儲(chǔ)了用于系統(tǒng)3000的綜合管理的操作系統(tǒng)(例如3310)的存儲(chǔ)器3300上。cpu3200可操作地連接到用于接收用戶指令或查詢以及用于在顯示器3400上向用戶顯示這些指令或查詢的結(jié)果的輸入設(shè)備3100上。還可通過接口設(shè)備3500來接收指令和查詢，并且可通過接口設(shè)備3500來傳送結(jié)果。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000可包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和編程信息的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3320。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3320可包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(例如3320)和數(shù)據(jù)庫(例如3320)，并且可存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000的存儲(chǔ)器3300中。通常，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000已經(jīng)在其中存儲(chǔ)了代表指令序列的數(shù)據(jù)，當(dāng)該指令序列執(zhí)行時(shí)會(huì)促使本文所述的方法得到執(zhí)行。當(dāng)然，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000可包括其他軟件和硬件，其描述對(duì)于理解本發(fā)明而言不是必要的。

因此，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000包括用于指導(dǎo)該系統(tǒng)3000實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序指令。程序指令可體現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)常駐在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000的存儲(chǔ)器3300中或其他別處(例如3200)的硬件模塊3210或軟件模塊3310。備選地，程序指令可體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或產(chǎn)品(例如一個(gè)或多個(gè)數(shù)字視頻光盤(“dvd”)、壓縮光盤(“cd”)、記憶棒等)上，這些介質(zhì)或產(chǎn)品可用于向數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000的存儲(chǔ)器3300傳輸程序指令。備選地，程序指令可嵌入在計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)中，或信號(hào)承載介質(zhì)中，再或者是能通過程序指令的銷售商或供應(yīng)商上傳到網(wǎng)絡(luò)3510的產(chǎn)品中，并且這個(gè)信號(hào)或信號(hào)承載介質(zhì)或產(chǎn)品可由終端客戶或潛在買家從網(wǎng)絡(luò)3510上通過接口(例如3500)下載到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000。

用戶可利用例如圖形用戶界面(“gui”)3800(以及相關(guān)的模塊3210、3310)的用戶界面與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000交互及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的硬件和軟件模塊3210、3310交互。gui3800可用于監(jiān)控、管理并訪問數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000。gui由通用操作系統(tǒng)來支持，并且提供顯示格式，該顯示格式能讓用戶通過使用例如鼠標(biāo)的輸入設(shè)備3100而從菜單中選中被稱為圖標(biāo)或條目的圖形表征，來選擇命令、執(zhí)行應(yīng)用程序、管理計(jì)算機(jī)文件以及執(zhí)行其他功能。通常，gui用于向用戶傳達(dá)信息并且接收來自用戶的命令，并且gui通常包括多種gui對(duì)象或控制，這包括圖標(biāo)、工具欄、下拉菜單、文本、對(duì)話框、按鍵等。用戶與呈現(xiàn)在顯示器3400上的gui3800交互通常通過使用輸入設(shè)備(例如鼠標(biāo))3100將指針或光標(biāo)3900定位在目標(biāo)(例如圖標(biāo))3910上，并且通過在目標(biāo)3910上選中或點(diǎn)擊來完成的。通常，基于gui的系統(tǒng)在顯示器3400上的一個(gè)或多個(gè)“窗口”中向用戶呈現(xiàn)應(yīng)用、系統(tǒng)狀態(tài)以及其他信息。窗口3920為顯示器3400中的大約矩形區(qū)域，用戶可以在該矩形區(qū)域中查看應(yīng)用程序或文件。這種窗口3920可以打開、關(guān)閉、全屏顯示、縮小為圖標(biāo)、擴(kuò)大或縮小尺寸或移動(dòng)到顯示器3400的不同區(qū)域。多個(gè)窗口可同時(shí)顯示，例如窗口包括在其他窗口內(nèi)、窗口與其他窗口重疊或者窗口平鋪在顯示區(qū)域內(nèi)。

圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于控制在電力網(wǎng)或公用電網(wǎng)g中的間歇供電電源或系統(tǒng)200的功率輸出變化性的方法，電力網(wǎng)或公用電網(wǎng)g包括間歇供電電源200、連續(xù)供電電源或系統(tǒng)300，以及功率消耗系統(tǒng)400。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，公用電網(wǎng)g通常包括多個(gè)發(fā)電廠或供電電源200、300以及多個(gè)功率消耗系統(tǒng)400。

電力網(wǎng)、公用電網(wǎng)或電網(wǎng)g包括一個(gè)或多個(gè)間歇供電電源200，其可通過例如太陽能光伏模塊或風(fēng)力發(fā)電機(jī)而在發(fā)電廠使用間歇能量資源來發(fā)電，在本文中，間歇供電電源可被稱為間歇式發(fā)電廠。電網(wǎng)g還包括一個(gè)或多個(gè)連續(xù)供電電源300，其可以是使用類似煤、天然氣、油或水力來發(fā)電的發(fā)電廠。電網(wǎng)g還包括一個(gè)或多個(gè)功率消耗系統(tǒng)400，其可以是一個(gè)或一組住宅和/或商用建筑、市政用電負(fù)載或工業(yè)用電負(fù)載、可控負(fù)載等。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，電網(wǎng)g通常包括分散在地理區(qū)域上的一組發(fā)電廠200,300、電力消耗設(shè)備400以及相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施。電網(wǎng)g的基礎(chǔ)設(shè)施可包括用于電網(wǎng)g的發(fā)電廠200,300、電力消耗設(shè)備400和/或任何基礎(chǔ)設(shè)施的相互連接、控制、維護(hù)和/或改進(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)施。例如，電網(wǎng)g可包括能將發(fā)電廠、電網(wǎng)g中的電力消耗設(shè)備、電網(wǎng)中的任何基礎(chǔ)設(shè)施、和/或它們的任意組合相互連接的電氣配電線路。如上所述，由間歇式發(fā)電廠200所產(chǎn)生功率的變化可導(dǎo)致操作條件(例如公用電網(wǎng)g中的電壓和頻率)的變化超過它們的標(biāo)準(zhǔn)范圍或所需范圍。

通常，公用電網(wǎng)g中的操作條件由能量管理系統(tǒng)1000進(jìn)行管理。能量管理系統(tǒng)1000可配置成類似于上述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000。公用電網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)1000控制連續(xù)供電電源300，其可包括使用類似煤、天然氣、油或水力的連續(xù)能量資源的發(fā)電廠，以及例如變壓器、斷路器、電容器和反應(yīng)器以將操作條件保持在所需范圍內(nèi)的常規(guī)的控制設(shè)備320。由能量管理系統(tǒng)1000所控制的操作條件可包括但不限于：有功和無功功率、功率因數(shù)、電壓和頻率。

當(dāng)公用電網(wǎng)g中的間歇供電電源200的容量連續(xù)增長時(shí)，能量管理系統(tǒng)1000通過調(diào)節(jié)使用連續(xù)能量資源的發(fā)電廠300的功率和/或通過配置常規(guī)控制設(shè)備320而將這些電網(wǎng)g中的操作條件維持在所需范圍內(nèi)的能力變得有限。而后，這限制了公用電網(wǎng)g在維持電網(wǎng)穩(wěn)定性的同時(shí)從間歇式發(fā)電廠200接收具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境價(jià)值的功率的能力，并且這可導(dǎo)致公用基礎(chǔ)設(shè)施和例如配電變壓器的控制設(shè)備上的額外損耗。

再參照?qǐng)D1，公用電網(wǎng)g包括用于管理電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電和消耗的能量管理系統(tǒng)1000。在圖1中，僅詳細(xì)顯示了電網(wǎng)g的一部分，而電網(wǎng)g結(jié)構(gòu)的大部分通過附圖標(biāo)記300進(jìn)行圖示表征，這不僅包括連續(xù)供電電源300，還包括電網(wǎng)g的其他組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，電網(wǎng)g的這部分包括一個(gè)或多個(gè)連續(xù)供電300，同時(shí)還有多條輸電線、電力消耗設(shè)備400等。特別是，電網(wǎng)g的這部分包括常規(guī)的功率控制設(shè)備320。常規(guī)的功率控制設(shè)備320可以是配電變壓器、電容器組合、反應(yīng)器組合、靜止無功補(bǔ)償裝置或其他常規(guī)的功率控制設(shè)備。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以提供多個(gè)額外的常規(guī)功率控制設(shè)備320來取代僅有的單個(gè)設(shè)備。

公用電網(wǎng)g還包括至少一個(gè)功率消耗系統(tǒng)或設(shè)備400。至少一個(gè)功率消耗設(shè)備400可以是一個(gè)或一組住宅或商用建筑、各種的市政用電負(fù)載或工業(yè)用電負(fù)載、可控負(fù)在等。電網(wǎng)g還包括間歇供電電源或系統(tǒng)200。在圖1中，間歇供電電源200不限于類似以太陽能或風(fēng)能來發(fā)電的特定間歇能量資源。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，間歇供電電源200可包括：連接到電網(wǎng)g的各種尺寸的單個(gè)太陽能發(fā)電廠或風(fēng)力發(fā)電廠，或者多個(gè)太陽能和/或風(fēng)力發(fā)電廠，或者使用類似溪流水力(in-streamhydro)、波浪、潮汐的間歇能量資源的其他發(fā)電廠，或者使用間歇能量資源的任何其他混合式發(fā)電廠。并且，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，間歇供電電源200可包括那種使用能展示出間歇發(fā)電特性(即產(chǎn)生波動(dòng)式功率輸出)的任意能量資源的發(fā)電廠。

此外，公用電網(wǎng)g包括被配置成控制間歇供電電源200的輸出的間歇功率控制設(shè)備220。通常，間歇功率控制設(shè)備220是功率調(diào)節(jié)設(shè)備(例如逆變器)的主要組成部分，然而，其還可被實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立設(shè)備。間歇功率控制設(shè)備220可實(shí)現(xiàn)為可編程微控制器，或備選地，由其他適合的硬件和/或軟件方案來實(shí)現(xiàn)。間歇功率控制設(shè)備220可配置成類似于上文所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000。間歇功率控制設(shè)備220對(duì)與間歇供電電源200的操作條件相關(guān)的命令進(jìn)行響應(yīng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語“操作條件”包括但不限于：有功和無功功率、功率因數(shù)、電壓和頻率。

因此，間歇供電電源200還可被要求向電網(wǎng)g提供一定量的無功功率。在這種情況下，間歇功率控制設(shè)備220對(duì)間歇供電電源200進(jìn)行調(diào)節(jié)，以提供足夠量的無功功率。此外，間歇功率控制設(shè)備220和常規(guī)的功率控制設(shè)備320配置成將公用電網(wǎng)g中的操作條件維持在所需范圍內(nèi)。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語“操作條件”包括但不限于：電壓、頻率和功率因數(shù)。

公用電網(wǎng)g還包括間歇能量管理系統(tǒng)1200。間歇能量管理系統(tǒng)1200對(duì)公用電網(wǎng)g中的能量變化性進(jìn)行管理。間歇能量管理系統(tǒng)1200可配置成類似于上文所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，間歇能量管理系統(tǒng)1200可包括能量變化控制器1220。

再參照?qǐng)D1，能量變化控制器1220與能量管理系統(tǒng)1000通信連接。能量管理系統(tǒng)1000配置成請(qǐng)求將間歇供電電源200的操作條件設(shè)置在所需水平上或所需范圍內(nèi)。能量變化控制器1220確保以協(xié)調(diào)、安全且最優(yōu)的方式來操作電網(wǎng)組件(例如分布式發(fā)電機(jī)、可控負(fù)載、蓄電池儲(chǔ)能器(“dg”)、電氣連接系統(tǒng)以及開關(guān)裝置)，從而向電網(wǎng)g輸出高品質(zhì)的功率和能量。

能量變化控制器1220可以是間歇能量管理系統(tǒng)1200的一部分并且可配置成接收來自能量管理系統(tǒng)1000的實(shí)時(shí)指令(例如通過通信信號(hào))?；趤碜阅芰抗芾硐到y(tǒng)1000的指令，能量變化控制器1220可應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)控制函數(shù)，其包括但不限于：削減、斜升和斜降控制、增量控制(deltacontrol)、頻率控制以及自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)，從而對(duì)常規(guī)的功率控制設(shè)備320和間歇功率控制設(shè)備220的使用進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)將電網(wǎng)g中的操作條件維持在所需范圍內(nèi)。

能量變化控制器1220可執(zhí)行對(duì)常規(guī)功率控制設(shè)備320和間歇功率控制設(shè)備220的控制，并且可向公用電網(wǎng)g中或部分公用電網(wǎng)g中的所有或一些控制設(shè)備220、320提供獨(dú)立控制信號(hào)，這為每個(gè)受控的間歇式發(fā)電廠200建立了有功功率值和無功功率值。通過使用這些控制信號(hào)，控制設(shè)備220、320改變了公用電網(wǎng)g的操作條件，以便將這些條件維持在所需范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，能量變化控制器1220可控制一個(gè)或多個(gè)通過各自的間歇功率控制設(shè)備220連接到公用電網(wǎng)g的間歇式發(fā)電廠200。

能量變化控制器1220可向能量管理系統(tǒng)1000發(fā)送控制命令，而后可將命令通信至常規(guī)功率控制設(shè)備320。備選地，控制器1220可通過通信鏈路或網(wǎng)絡(luò)3510直接向常規(guī)功率控制設(shè)備320發(fā)送命令。此外，響應(yīng)于在開環(huán)控制模式下將目標(biāo)信號(hào)從能量管理系統(tǒng)1000通信至控制器1220，控制器1220可控制間歇功率控制設(shè)備220。控制器1220還可通過能量管理系統(tǒng)1000來控制間歇功率控制設(shè)備220。

除了上文所述的開環(huán)控制模式以外，控制器1220還可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。在閉環(huán)模式下，控制器1220基于反饋信號(hào)和目標(biāo)信號(hào)之間的差值，會(huì)自動(dòng)改變向間歇供電電源200發(fā)送的命令。在這種控制模式下，控制器1220將獲得公用電網(wǎng)g的測量值，其包括但不限于有功功率、無功功率、功率因數(shù)、功率的變化率、頻率、電壓、電流或這些變量的不同組合。這些測量值中的一個(gè)或多個(gè)可用作閉環(huán)控制的反饋信號(hào)。

發(fā)電廠測量值通常是指發(fā)電廠的輸出終端值?？刂破?220可通過通信鏈路或網(wǎng)絡(luò)3510從能量管理系統(tǒng)1000或從間歇供電電源200獲取這些測量值。如果由控制器1220獲得的測量值來自間歇供電電源200，那么可出于監(jiān)控目的而將這些測量值通信至能量管理系統(tǒng)1000。

能量變化控制器1220可充當(dāng)閉環(huán)調(diào)節(jié)器，其至少部分地基于公用電網(wǎng)g的當(dāng)前操作條件的至少一個(gè)可變指示量，來控制一個(gè)或多個(gè)操作條件。為此，能量變化控制器1220通常與至少一個(gè)用于測量至少一個(gè)電網(wǎng)變量(“gv”)的傳感器進(jìn)行通信，使得可至少部分地基于由傳感器測量的至少一個(gè)電網(wǎng)變量的數(shù)值來進(jìn)行控制。在圖1的實(shí)施例中，控制器1220與用于感測間歇供電電源200的功率輸出的傳感器s200、用于測量電網(wǎng)頻率的傳感器sgfreq以及用于測量電力消耗設(shè)備或系統(tǒng)400的功率需求量的傳感器s400進(jìn)行通信。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，傳感器s200、sgfreq和s400可測量一個(gè)或多個(gè)前述的電網(wǎng)變量。此外，控制器1220可設(shè)置有用于測量額外的電網(wǎng)變量的額外的電網(wǎng)傳感器。

控制器1220可以多種組合方式來控制閉環(huán)模式下的一些操作條件以及開環(huán)模式下的其他操作條件。能量管理系統(tǒng)1000可命令控制器1220從開環(huán)控制模式向閉環(huán)控制模式轉(zhuǎn)變，再轉(zhuǎn)變回來。

圖1中的控制器1220可在公用電網(wǎng)g上的不同于測量點(diǎn)的控制點(diǎn)處控制操作條件?？刂破?220可執(zhí)行電網(wǎng)模型以計(jì)算該控制點(diǎn)處的操作條件。電網(wǎng)模型可使用測量點(diǎn)處的測量值來計(jì)算控制點(diǎn)處的控制參數(shù)?？刂破?220可使用公用電網(wǎng)g上的多個(gè)測量點(diǎn)和多個(gè)控制點(diǎn)。控制器1220可使用電網(wǎng)模型輸出，以在開環(huán)控制模式或閉環(huán)控制模式下控制上述一個(gè)或多個(gè)控制點(diǎn)處的操作條件。此外，電網(wǎng)模型可用于實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性學(xué)習(xí)。

因此，一個(gè)或多個(gè)能量變化控制器1220的應(yīng)用有利于對(duì)公用電網(wǎng)g的控制以及對(duì)其操作條件的管理。特別是，可減少對(duì)例如電變站變壓器的常規(guī)功率控制設(shè)備320的操作，由此改善它們性能的可靠性并且延長它們的使用壽命。通常，間歇式發(fā)電廠200的功率輸出可能會(huì)有較大的波動(dòng)，這是由于它們所使用的能量資源的間歇性(例如，在太陽能能量資源上的間歇云量的影響，或在風(fēng)能資源上的陣風(fēng)的影響)造成的。

圖21為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的功率削減的曲線圖。圖22為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的斜升控制的曲線圖。圖23為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的增量控制的曲線圖。以及，圖24為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分布式發(fā)電削減的曲線圖。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，間歇能量管理系統(tǒng)1200和/或能量變化控制器1220可用于實(shí)現(xiàn)間歇性或變化性管理。間歇性或變化性管理配置為執(zhí)行或解決下列內(nèi)容。第一，由如上所述的控制機(jī)構(gòu)通過減小間歇發(fā)電變化性而將與標(biāo)稱值的頻率偏差維持在低于一定限值。這個(gè)函數(shù)可與頻率控制配合使用。第二，在將電壓變化維持在一定限值內(nèi)的情況下提高功率品質(zhì)。這是憑借間歇控制通過控制發(fā)電變化性來完成的。這個(gè)函數(shù)可與電壓控制、功率因數(shù)控制以及無功功率控制配合使用。第三，優(yōu)化系統(tǒng)操作。電壓或無功功率的變化性越高，導(dǎo)致電容器、反應(yīng)器和有載分接開關(guān)只有更加頻繁地操作才能將這些參數(shù)維持在可接受的限值內(nèi)。常規(guī)的發(fā)電需要對(duì)變化性進(jìn)行補(bǔ)償。然而，常規(guī)發(fā)電在發(fā)生斜升和斜降時(shí)的效率不足，并且可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大的影響。另一方面，間歇控制可導(dǎo)致可再生發(fā)電的損失。與優(yōu)化相關(guān)的函數(shù)被配置成能針對(duì)這些問題降低操作成本。間歇性或變化性可通過以下方式來管理，這包括：削減、斜升和斜降控制、增量控制、頻率控制和自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)。

參照?qǐng)D21，功率削減提供了有功功率的降低，以滿足電網(wǎng)權(quán)限要求和/或減少發(fā)電變化性。圖21中的曲線圖示出了通過功率削減進(jìn)行的發(fā)電變化性管理，其中p為在時(shí)間t上的最大有功功率發(fā)電，r為由功率資源變化性所導(dǎo)致的發(fā)電范圍，以及r1為削減的發(fā)電范圍(或所輸送的功率輸出的預(yù)定閾值)。由于r1小于r，可以看出削減會(huì)減少發(fā)電變化性。

參照?qǐng)D22，斜升控制限制了由功率資源增加導(dǎo)致的發(fā)電變化率。通過在所輸送的功率輸出2710和可用功率輸出2720之間改變斜升限值(或增長率)2730來控制發(fā)電變化性r。當(dāng)太陽能或風(fēng)能資源減少時(shí)，斜降控制限制了發(fā)電的變化率。這是通過以下來實(shí)現(xiàn)的：預(yù)測多個(gè)地界的可用資源；基于預(yù)測而限定出發(fā)電資產(chǎn)的最大(或可獲得的)功率；基于最大功率預(yù)測而限定出功率斜降；當(dāng)傾斜超過預(yù)定限值時(shí)限定出時(shí)間周期；以及，鑒于所限定的斜降率超過了不可接受的傾斜，削減的發(fā)電資產(chǎn)。

參照?qǐng)D23，增量控制提出使發(fā)電量消減為低于當(dāng)前操作條件下的最大容量。容量儲(chǔ)備可用于在低頻率的情況下進(jìn)行頻率上調(diào)，或注入無功功率。增量的增加提高了運(yùn)轉(zhuǎn)儲(chǔ)備并且減少了過程變化性。

參照?qǐng)D24，分布式發(fā)電削減允許消減分布式發(fā)電機(jī)，以減小變化性并且維持運(yùn)轉(zhuǎn)儲(chǔ)備。

通過對(duì)間歇供電電源200應(yīng)用功率削減、斜升和斜降控制以及其他控制函數(shù)，可使公用電網(wǎng)g的操作條件維持在所需范圍內(nèi)，而無需頻繁改變常規(guī)控制設(shè)備的操作。此外，電力消耗(即功率需求量)中的波動(dòng)對(duì)公用電網(wǎng)g的操作條件的影響，可通過使用間歇能量管理系統(tǒng)1200和/或能量變化控制器1220來動(dòng)態(tài)管理間歇供電電源200的操作條件而降低。有利的是，本發(fā)明允許公用電網(wǎng)g從間歇供電電源200接收可用電功率，并同時(shí)相對(duì)于電網(wǎng)參數(shù)將操作條件維持在所需范圍內(nèi)并減少由于間歇能量發(fā)電造成的電網(wǎng)g的額外損耗和次優(yōu)操作。

控制器1220可通過如上所述的功率削減來減小變化性。能量資源(例如太陽輻照度)的變化性會(huì)導(dǎo)致所產(chǎn)生的有功功率出現(xiàn)變化。在輻照度變化恒定的時(shí)期內(nèi)，減小削減目標(biāo)將會(huì)減小有功功率的變化性，而增大削減目標(biāo)將會(huì)增大有功功率的變化性。因此，通過使用功率削減，控制器1220可管理電網(wǎng)g中的能量變化性和操作條件。

控制器1220還可通過限制上述緩變率來減小變化性?？刂破?220可通過限制有功功率的斜升率來降低有功功率的變化性。變化性隨著緩變率限值的減小而減小，并且隨著緩變率限值的增大而增大。因此，控制器1220可通過減小或增大控制參數(shù)的緩變率限值來管理能量變化性。

如上所述，控制器1220還可使用增量控制來管理電網(wǎng)g中的能量變化性和操作條件。增量控制例如提供了可用于電網(wǎng)頻率控制的功率儲(chǔ)備。在欠頻的情況下，頻率控制可使用功率儲(chǔ)備來增加有功功率發(fā)電，以降低與額定值的頻率偏差，并且因此降低了頻率變化性。類似地，儲(chǔ)備可用于改變無功功率發(fā)電，以在電壓驟降或驟升的過程中支持電網(wǎng)電壓。

控制器1220還可使用對(duì)能量變化性的統(tǒng)計(jì)測量來管理電網(wǎng)g中的能量變化性和操作條件。例如，為了測量能量偏差，控制器1220可使用控制性能標(biāo)準(zhǔn)(“cps”)因數(shù)1和2，或其他統(tǒng)計(jì)測量?？刂破?220可執(zhí)行閉環(huán)控制來管理能量變化性。在這種模式下，控制器1220可基于測得的反饋?zhàn)兓孕盘?hào)和目標(biāo)變化性信號(hào)之間的差值來自動(dòng)改變?nèi)缟纤龅拿睢？蓮哪芰抗芾硐到y(tǒng)1000將目標(biāo)變化性發(fā)送到控制器1220。

圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖2中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖1中所示的電網(wǎng)g。然而，在圖2中，能量變化控制器1220與指示了至少一個(gè)環(huán)境條件的至少一個(gè)傳感器senviron通信。例如，可由傳感器senviron來監(jiān)控實(shí)際的環(huán)境值。控制器1220配置成至少部分地基于由傳感器senviron測量的至少一個(gè)環(huán)境條件(值)來控制操作條件的水平。由傳感器senviron監(jiān)控的典型的環(huán)境條件可包括：風(fēng)速、空氣密度、輻照度、大氣湍流、雨量條件、雪量條件、空氣溫度以及濕度。因此，傳感器senviron可包括風(fēng)速計(jì)、空氣密度計(jì)、濕度計(jì)、溫度計(jì)、雨量傳感器、雪量傳感器、湍流傳感器等。

由于間歇式發(fā)電廠200的功率輸出非常依賴于環(huán)境，特別是大氣條件，因此可通過將決定了間歇供電電源200的功率輸出的環(huán)境條件考慮進(jìn)去來提高控制器1220的控制精確度。例如，如果日射強(qiáng)度計(jì)傳感器senviron測量到電源200所在位置221處的太陽輻射有所增加，并且能量管理系統(tǒng)1000發(fā)送電力消耗降低的消息通知，那么控制器1220可削減間歇太陽能發(fā)電廠200的功率輸出。因此，電網(wǎng)g中的有功功率的總體平衡可維持在所需范圍內(nèi)。

圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖3中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖1中所示的電網(wǎng)g。然而，在圖3中，能量變化控制器1220與用于提供至少一個(gè)預(yù)測變量的至少一個(gè)預(yù)測發(fā)生器700通信。例如，待預(yù)測的環(huán)境值可由預(yù)測發(fā)生器700來監(jiān)控?？刂破?220配置成至少部分地基于由預(yù)測發(fā)生器700提供的至少一個(gè)預(yù)測變量(值)來控制操作條件的水平。由預(yù)測發(fā)生器700預(yù)測的典型的預(yù)測變量包括：氣象預(yù)報(bào)、風(fēng)暴警報(bào)、風(fēng)速、空氣密度、輻照度、大氣湍流、雨量條件、雪量條件、空氣溫度以及濕度。因此，預(yù)測發(fā)生器700可包括氣象服務(wù)或報(bào)告系統(tǒng)。

因此，控制器1220可在選中的預(yù)測地界內(nèi)的間歇供電電源200的所在地點(diǎn)或位置處預(yù)測未來的氣象條件。特別是，控制器1220可確定多個(gè)氣象方案，該多個(gè)氣象方案根據(jù)不同的可能性而被加權(quán)。由于間歇供電電源200的功率輸出非常依賴于發(fā)電廠地點(diǎn)221處的氣象條件，因此可通過將支配間歇供電電源200的未來功率輸出的未來環(huán)境條件考慮進(jìn)去來提高控制器1220的控制精確度。例如，預(yù)測發(fā)生器700報(bào)告上午晴朗無云。結(jié)果，能量變化控制器1220可能必須要削減間歇式太陽能發(fā)電廠200的輸出以適配預(yù)期的功率需求量。

圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。在圖4中，控制器1220與至少一個(gè)經(jīng)濟(jì)效益發(fā)生器710通信。經(jīng)濟(jì)效益發(fā)生器710提供了至少一個(gè)經(jīng)濟(jì)效益變量，其通常是從操作成本、燃油價(jià)格、電能的市場價(jià)格以及功率傳輸費(fèi)所組成的組合中來選擇的?？刂破?220配置為至少部分地基于由經(jīng)濟(jì)效益發(fā)生器710提供的經(jīng)濟(jì)效益變量(值)來控制操作條件的水平。因此，控制器1220可基于經(jīng)濟(jì)因素和其他條件來控制間歇供電電源200。

例如，可基于功率電網(wǎng)的操作成本相對(duì)于電力銷售收入的平衡來優(yōu)化能量變化性。一方面，減小變化性意味著從間歇供電電源200降低了功率輸出。另一方面，增大變化性會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)設(shè)備(例如配電變壓器和電容器)的過渡損耗以及常規(guī)功率資源(例如燃煤發(fā)電廠)的次優(yōu)操作模式。通過對(duì)能量變化進(jìn)行優(yōu)化，控制器1220允許功率電網(wǎng)操作的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化。

圖5為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖5中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖1中所示的電網(wǎng)g。然而，圖5中的電力消耗設(shè)備400配備有至少一個(gè)需求量控制設(shè)備420。

圖6為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖6中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖2中所示的電網(wǎng)g。然而，圖6中的電力消耗設(shè)備400配備有至少一個(gè)需求量控制設(shè)備420。

圖7為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖7中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖3中所示的電網(wǎng)g。然而，圖7中的電力消耗設(shè)備400配備有至少一個(gè)需求量控制設(shè)備420。

圖8為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖8中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖4中所示的電網(wǎng)g。然而，圖8中的電力消耗設(shè)備400配備有至少一個(gè)需求量控制設(shè)備420。

圖9為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖9中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖1中所示的電網(wǎng)g。然而，圖9中的公用電網(wǎng)g還包括具有至少一個(gè)存儲(chǔ)控制設(shè)備620的能量存儲(chǔ)設(shè)備600。

圖10為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖10中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖2中所示的電網(wǎng)g。然而，圖10中的公用電網(wǎng)g還包括具有至少一個(gè)存儲(chǔ)控制設(shè)備620的能量存儲(chǔ)設(shè)備600。

圖11為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖11中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖3中所示的電網(wǎng)g。然而，圖11中的公用電網(wǎng)g還包括具有至少一個(gè)存儲(chǔ)控制設(shè)備620的能量存儲(chǔ)設(shè)備600。

圖12為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖12中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖4中所示的電網(wǎng)g。然而，圖12中的公用電網(wǎng)g還包括具有至少一個(gè)存儲(chǔ)控制設(shè)備620的能量存儲(chǔ)設(shè)備600。

圖13為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖13中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖5中所示的電網(wǎng)g。然而，圖13中的公用電網(wǎng)g還包括具有至少一個(gè)存儲(chǔ)控制設(shè)備620的能量存儲(chǔ)設(shè)備600。

圖14為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖14中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖6中所示的電網(wǎng)g。然而，圖14中的公用電網(wǎng)g還包括具有至少一個(gè)存儲(chǔ)控制設(shè)備620的能量存儲(chǔ)設(shè)備600。

圖15為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖15中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖7中所示的電網(wǎng)g。然而，圖15中的公用電網(wǎng)g還包括具有至少一個(gè)存儲(chǔ)控制設(shè)備620的能量存儲(chǔ)設(shè)備600。

圖16為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的公用電網(wǎng)g的框圖。圖16中的公用電網(wǎng)g的基本配置類似于圖8中所示的電網(wǎng)g。然而，圖16中的公用電網(wǎng)g還包括具有至少一個(gè)存儲(chǔ)控制設(shè)備620的能量存儲(chǔ)設(shè)備600。

圖17為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的間歇能量管理系統(tǒng)1200。在圖17中，間歇能量管理系統(tǒng)1200包括間歇能量資源預(yù)測發(fā)生器240。間歇能量資源預(yù)測發(fā)生器240接收來自多個(gè)傳感器s200,sgfreq,s400和/或來自預(yù)測發(fā)生器700的輸入。間歇能量資源預(yù)測發(fā)生器240配置成基于所接收的信息提供對(duì)預(yù)測地界內(nèi)使用的間歇能量資源的預(yù)測。間歇能量管理系統(tǒng)1200還可包括間歇發(fā)電預(yù)測發(fā)生器260，其配置成評(píng)估在選中的預(yù)測地界內(nèi)的間歇供電電源200的操作條件。例如，間歇發(fā)電預(yù)測發(fā)生器260可基于間歇能量資源預(yù)測來確定間歇供電電源200的功率輸出。此外，間歇發(fā)電預(yù)測發(fā)生器260可根據(jù)所評(píng)估的功率輸出來確定預(yù)測地界內(nèi)的間歇供電電源200是否能產(chǎn)生能量管理系統(tǒng)1000所要求的所需操作條件水平。

間歇能量管理系統(tǒng)1200還可包括功率需求量預(yù)測發(fā)生器280，其配置成評(píng)估電力消耗設(shè)備400的總功率需求量。例如，功率需求量預(yù)測發(fā)生器280可基于氣象預(yù)報(bào)來確定電力消耗設(shè)備400的功率需求量。

間歇能量管理系統(tǒng)1200還可包括功率流預(yù)測發(fā)生器285，其配置成評(píng)估預(yù)期的操作條件(該操作條件包括但不限于：在選中的預(yù)測地界內(nèi)的公用電網(wǎng)g中的電壓、頻率以及功率因數(shù))，并且將這些條件通信至能量變化控制器1220。

間歇能量管理系統(tǒng)1200還可包括報(bào)告生成器290，其配置成向能量管理系統(tǒng)1000報(bào)告：在預(yù)測地界內(nèi)是否能夠產(chǎn)生出間歇供電電源200的操作條件的所需水平，以及電網(wǎng)g中的操作條件是否可維持在所需范圍內(nèi)。報(bào)告生成器290還可配置成向能量管理系統(tǒng)1000報(bào)告由間歇發(fā)電預(yù)測發(fā)生器280所確定的間歇供電電源200的操作條件經(jīng)評(píng)估的水平。

因此，能量管理系統(tǒng)1000由間歇能量管理系統(tǒng)1200來通知間歇供電電源200的操作條件的預(yù)期水平和網(wǎng)g中的操作條件，并且如果必要的話，可以安排適當(dāng)?shù)拇胧?。例如，如果間歇供電電源200不具有足夠的資源來維持操作條件的所需水平以及電網(wǎng)g由此所需的操作條件，那么可在電網(wǎng)g的另一部分中增加發(fā)電。因此，可通過將支配間歇供電電源200的未來功率輸出的氣象預(yù)測或其他預(yù)測考慮進(jìn)去來提高間歇能量管理系統(tǒng)1200的控制精確度。此外，可以通過選中的預(yù)測地界內(nèi)的功率需求量預(yù)測發(fā)生器280來考慮電力消耗設(shè)備400的功率需求量。

圖18為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的間歇能量管理系統(tǒng)1200的框圖。圖18中的間歇能量管理系統(tǒng)1200的基本配置類似于圖17中所示的間歇能量管理系統(tǒng)。然而，在圖18中，公用電網(wǎng)g包括配備有能與能量變化控制器1220通信的至少一個(gè)需求量控制設(shè)備420的電力消耗設(shè)備400。

圖19為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的間歇能量管理系統(tǒng)1200的框圖。圖19中的間歇能量管理系統(tǒng)1200的基本配置類似于圖17中所示的間歇能量管理系統(tǒng)。然而，在圖19中，公用電網(wǎng)g包括配備有能與能量變化控制器1220通信的至少一個(gè)存儲(chǔ)控制設(shè)備620的能量存儲(chǔ)設(shè)備600。

圖20為示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的間歇能量管理系統(tǒng)1200的框圖。圖20中的間歇能量管理系統(tǒng)1200的基本配置類似于圖17中所示的間歇能量管理系統(tǒng)。然而，在圖20中，公用電網(wǎng)g包括配備有至少一個(gè)需求量控制設(shè)備420的電力消耗設(shè)備400以及配備有至少一個(gè)存儲(chǔ)控制設(shè)備620的能量存儲(chǔ)設(shè)備600。需求量控制設(shè)備600和存儲(chǔ)控制設(shè)備620與能量變化控制器1220進(jìn)行通信。

參照?qǐng)D18-圖20，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，間歇能量資源預(yù)測發(fā)生器240、間歇發(fā)電預(yù)測發(fā)生器260、功率需求量預(yù)測發(fā)生器280、功率流預(yù)測發(fā)生器285、報(bào)告生成器290以及能量變化控制器1220可通過間歇能量管理系統(tǒng)1200內(nèi)的各個(gè)軟件模塊3310來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，間歇能量資源預(yù)測發(fā)生器240、間歇發(fā)電預(yù)測發(fā)生器260、功率需求量預(yù)測發(fā)生器280、功率流預(yù)測發(fā)生器285、報(bào)告生成器290以及能量變化控制器1220可通過間歇能量管理系統(tǒng)1200內(nèi)的或與之連接的各個(gè)硬件模塊3210來實(shí)現(xiàn)。

上述方法的方面可借助于流程圖進(jìn)行概括。

圖26為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(例如1200、1220、3000)內(nèi)的用于控制電力網(wǎng)(或公用電網(wǎng)g)的操作條件的模塊(例如3310)進(jìn)行操作3100的流程圖，其中電力網(wǎng)g具有與其連接(即電氣連接)的間歇供電電源200。

在步驟3101中，操作3100開始。

在步驟3102中，使用能量變化控制器1220，通過以下步驟來控制向公用電網(wǎng)g輸出的間歇供電電源200的功率輸出2710的變化性r。

在步驟3103中，監(jiān)控間歇供電電源200附近的地點(diǎn)211的實(shí)際環(huán)境值，其中間歇供電電源200的可用功率輸出2720取決于該實(shí)際環(huán)境值。

在步驟3104中，當(dāng)實(shí)際環(huán)境值正在增加并且因此增加可用功率輸出2720時(shí)，所輸送的功率輸出2710根據(jù)預(yù)定增加比率2730而增加。

在步驟3105中，監(jiān)控地點(diǎn)221的預(yù)測環(huán)境值。

在步驟3106中，當(dāng)預(yù)測環(huán)境值正在減小時(shí)，所輸送的功率輸出2710根據(jù)預(yù)定減小比率而減少。

在步驟3107中，所輸送的功率輸出2710被限制為低于預(yù)定臨界值r1。

在步驟3108中，操作3100結(jié)束。

在上述方法中，操作條件可以是頻率或頻率變化性。操作條件可以是電壓或電壓變化性。間歇供電電源200可包括風(fēng)力渦輪機(jī)，其中實(shí)際環(huán)境值為實(shí)際風(fēng)速，并且其中預(yù)測環(huán)境值為預(yù)測風(fēng)速。間歇供電電源200可包括光伏陣列，其中實(shí)際環(huán)境值為實(shí)際太陽輻照度，并且其中預(yù)測環(huán)境值為預(yù)測太陽輻照度。間歇供電電源200可以是一個(gè)或多個(gè)間歇供電電源200。操作條件可以是一個(gè)或多個(gè)操作條件。

還是在上述方法中，電力網(wǎng)g可具有與其連接的連續(xù)供電電源300。該方法還可包括對(duì)連續(xù)供電電源300輸送的功率輸出進(jìn)行控制，以進(jìn)一步控制電力網(wǎng)g的操作條件。連續(xù)供電電源300輸送的功率輸出可以是輸送的無功功率輸出。該方法還可包括生成對(duì)連續(xù)供電電源300的可用功率輸出的預(yù)測。可以基于預(yù)測對(duì)連續(xù)供電電源300輸送的功率輸出進(jìn)行控制。連續(xù)供電電源可以是一個(gè)或多個(gè)連續(xù)供電電源300。連續(xù)供電電源300可以是熱力供電電源300。連續(xù)供電300可以是水力供電電源300。

還是在上述方法中，電力網(wǎng)g可具有與其連接的可控負(fù)載(或功率消耗設(shè)備)400。該方法還可包括對(duì)可控負(fù)載400的功率消耗進(jìn)行控制，以進(jìn)一步控制電力網(wǎng)g的操作條件?？煽刎?fù)載400的功率消耗可以是無功功率消耗。可控負(fù)載400可以是一個(gè)或多個(gè)可控負(fù)載400。

還是在上述方法中，電力網(wǎng)g可具有與其連接的能量存儲(chǔ)設(shè)備600。該方法還可包括對(duì)能量存儲(chǔ)設(shè)備600輸送的功率輸出進(jìn)行控制，以進(jìn)一步控制電力網(wǎng)g的操作條件。能量存儲(chǔ)設(shè)備600可以是一個(gè)或多個(gè)能量存儲(chǔ)設(shè)備600。

還是在上述方法中，實(shí)際環(huán)境值可以由傳感器senviron來監(jiān)控。傳感器可位于接近間歇供電電源200的地點(diǎn)221處。

最后，在上述方法中，電力網(wǎng)g可以是公用電網(wǎng)g。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，上述步驟3101-3108中的每一個(gè)可以通過各自的軟件模塊3310來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，上述步驟3101-3108中的每一個(gè)可以通過各自的硬件模塊3210來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，上述步驟3101-3108中的每一個(gè)可以通過軟件3310和硬件模塊3210的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。例如，圖26代表的框圖示出了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000內(nèi)的特定硬件模塊3101-3108(統(tǒng)稱3210)互相連接，每個(gè)硬件模塊3101-3108適用于或配置成實(shí)施本發(fā)明方法的各個(gè)步驟。因此，本發(fā)明有利地改進(jìn)了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000的操作。

盡管本發(fā)明的方面主要是以方法進(jìn)行論述的，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，如上所述的關(guān)于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000的裝置可經(jīng)過編程來實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的方法的實(shí)踐。而且，用于與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)300一起使用的制品，例如預(yù)錄式存儲(chǔ)設(shè)備或其他類似的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或在其上錄入有程序指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，可管理數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)300，從而有助于實(shí)施本發(fā)明的方法。應(yīng)當(dāng)理解的是，這種裝置、產(chǎn)品以及制品也落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。

特別是，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，指令序列(當(dāng)其運(yùn)行時(shí)其會(huì)導(dǎo)致將要由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000執(zhí)行的如本文所述的方法)可包含在數(shù)據(jù)載體產(chǎn)品中。該數(shù)據(jù)載體產(chǎn)品可加載到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000中并由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)運(yùn)行。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，指令序列(當(dāng)其運(yùn)行時(shí)會(huì)導(dǎo)致將要由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000執(zhí)行的如本文所述的方法)可包含在計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品中或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品(例如包括永久介質(zhì))中。該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可加載到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000中并由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)運(yùn)行。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，指令序列(當(dāng)其運(yùn)行時(shí)其會(huì)導(dǎo)致將要由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000執(zhí)行的如本文所述的方法)可包含在具有協(xié)處理器或存儲(chǔ)器的集成電路產(chǎn)品(例如硬件模塊或模塊3210)中。集成電路產(chǎn)品可安裝在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3000中。

上述實(shí)施例可貢獻(xiàn)于改進(jìn)的公用電網(wǎng)g、間歇能量管理系統(tǒng)1200以及用于管理公用電網(wǎng)g中的操作條件的方法，并且可帶來一個(gè)或多個(gè)優(yōu)勢。例如，應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)能量變化控制器1220有助于控制公用電網(wǎng)g并且管理其操作條件。特別是，可減少對(duì)類似功率配電變壓器的常規(guī)功率控制設(shè)備320的操作，由此改進(jìn)了其性能的可靠性并且延長了它們的使用壽命。

本發(fā)明的上述實(shí)施例僅用于舉例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)這些實(shí)施例做出細(xì)節(jié)上的各種變型，所有這些均落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。