電力系統(tǒng)中的方法、控制器、計算機(jī)程序、計算機(jī)程序產(chǎn)品和電力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)（1）中的方法（20），該電力系統(tǒng)（1）包括一個或多個發(fā)電源（3，4，5）以及具有電池能量存儲（10）的動態(tài)功率補(bǔ)償器（6）。該方法（20）包括步驟：檢測（21）電力系統(tǒng)（1）內(nèi)需要將附加發(fā)電源（3，4，5）連接至電力系統(tǒng)（1）以便滿足功率需求的頻率擾動；以及在附加發(fā)電源（3，4，5）的起動期間對來自動態(tài)功率補(bǔ)償器（6）的電池能量存儲（10）的功率輸出進(jìn)行控制（22），由此對電力系統(tǒng)（1）內(nèi)的頻率擾動加以限制。本發(fā)明還涉及一種控制器、計算機(jī)程序、計算機(jī)程序產(chǎn)品和電力系統(tǒng)。
【專利說明】電力系統(tǒng)中的方法、控制器、計算機(jī)程序、計算機(jī)程序產(chǎn)品和電力系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及電力系統(tǒng)的領(lǐng)域，并且尤其涉及這樣的電力系統(tǒng)內(nèi)的頻率支持。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)的用戶期望來自電力系統(tǒng)的可靠供電并且有各種方式來確保電力系統(tǒng)的無中斷操作。例如，電力系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)被設(shè)計為即使在失去其最大的單個發(fā)電源的情況下仍然應(yīng)當(dāng)能夠保持電力出力和消耗之間的總體平衡。
[0003]失去電力系統(tǒng)中的發(fā)電源將會導(dǎo)致系統(tǒng)頻率下降。其它發(fā)電源可以增加其出力以補(bǔ)償所失去的發(fā)電源對發(fā)電的功率貢獻(xiàn)。為了將電力系統(tǒng)恢復(fù)至穩(wěn)定狀況并且借此避免服務(wù)中斷，因此就必須接入其它常規(guī)的能量生成源。這樣的例如燃?xì)鉁u輪機(jī)、柴油發(fā)動機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)、水力發(fā)電等的源需要一段起動時間并且在可靠性方面存在局限。例如，熱力發(fā)電廠由于在不對鍋爐施加機(jī)械應(yīng)力的情況下難以足夠快地提高鍋爐內(nèi)的溫度而響應(yīng)相對緩慢。其它發(fā)電源具有其它局限性，例如氣體渦輪機(jī)雖然具有快速的響應(yīng)時間，但是其效率較低并且因此生產(chǎn)成本較高。
[0004]鑒于以上，將期望在初始頻率下降和恢復(fù)之后的穩(wěn)定狀態(tài)之間進(jìn)行橋接時對頻率擾動的處理得以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于在檢測到電力系統(tǒng)內(nèi)的頻率下降而需要激活附加發(fā)電源時使得過渡階段得以改進(jìn)的器件和方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目標(biāo)通過一種電力系統(tǒng)中的方法而實(shí)現(xiàn)，該電力系統(tǒng)包括一個或多個發(fā)電源以及具有電池能量存儲的動態(tài)功率補(bǔ)償器。該方法包括步驟:檢測電力系統(tǒng)內(nèi)需要將附加發(fā)電源連接至電力系統(tǒng)以便滿足功率需求的頻率擾動；并且在附加發(fā)電源的起動期間對來自動態(tài)功率補(bǔ)償器的電池能量存儲的功率輸出進(jìn)行控制，借此對電力系統(tǒng)內(nèi)的頻率擾動加以限制。
[0007]借助于本發(fā)明，來自電池能量存儲的功率輸出被用于減少例如由失去發(fā)電源所導(dǎo)致的頻率下降。本發(fā)明提供了用于快速應(yīng)對短期擾動的器件和方法，并且為電網(wǎng)運(yùn)行人員提供更多時間用于附加發(fā)電源的起動過程。因此，能夠使用在常規(guī)情況下較不適合作為備用源的發(fā)電源，例如在達(dá)到全容量之前具有緩慢起動過程的發(fā)電源。另外，能夠最優(yōu)地設(shè)置電池能量存儲的規(guī)格，即可以使得電池能量存儲中所裝備的能量最小化。
[0008]在一個實(shí)施例中，對來自動態(tài)功率補(bǔ)償器的電池能量存儲的功率輸出進(jìn)行控制的步驟包括對峰值模式中的功率輸出進(jìn)行控制。
[0009]在一個實(shí)施例中，該方法包括進(jìn)一步的步驟:對持久模式中的電池能量存儲進(jìn)行控制，這期間電池能量存儲的功率輸出被單獨(dú)利用或者在附加發(fā)電源的起動期間與來自附加發(fā)電源的功率輸出相結(jié)合地被加以利用。
[0010]在以上實(shí)施例中，來自電池能量存儲的功率輸出可以通過電力系統(tǒng)的頻率下垂或頻率偏差進(jìn)行控制。
[0011]在一個實(shí)施例中，該方法包括另外的步驟:在持久模式之后，使得電池能量存儲的功率輸出緩降直至附加發(fā)電源以其全容量運(yùn)行。
[0012]在一個實(shí)施例中，該方法包括另外的步驟:使得來自電池能量存儲的功率輸出從峰值模式的功率輸出水平緩降至持久模式的功率輸出水平。
[0013]在一個實(shí)施例中，該峰值模式包括在檢測到頻率擾動時的第一時間段，在該峰值模式中，電池能量存儲被布置為向電力系統(tǒng)提供其完全功率輸出容量。
[0014]在一個實(shí)施例中，動態(tài)功率補(bǔ)償器包括在其DC側(cè)連接至電池能量存儲的電壓源轉(zhuǎn)換器或靜態(tài)同步補(bǔ)償器。
[0015]在一個實(shí)施例中，頻率擾動由損失了發(fā)電源之一所導(dǎo)致。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，該目標(biāo)通過一種用于對具有電池能量存儲的動態(tài)功率補(bǔ)償器進(jìn)行控制的控制器而實(shí)現(xiàn)，該動態(tài)功率補(bǔ)償器連接至包括一個或多個發(fā)電源的電力系統(tǒng)。該控制器被布置為:檢測電力系統(tǒng)內(nèi)需要將附加發(fā)電源連接至該電力系統(tǒng)以便滿足功率需求的頻率擾動；并且在附加發(fā)電源的起動期間對來自動態(tài)功率補(bǔ)償器的電池能量存儲的功率輸出進(jìn)行控制，借此對電力系統(tǒng)內(nèi)的頻率擾動加以限制。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，該目標(biāo)通過一種用于對動態(tài)功率補(bǔ)償器進(jìn)行控制的控制器的計算機(jī)程序而實(shí)現(xiàn)，該動態(tài)功率補(bǔ)償器連接至電力系統(tǒng)。該計算機(jī)程序包括計算機(jī)程序代碼，當(dāng)在該控制器上運(yùn)行該計算機(jī)程序代碼時，使得該控制器執(zhí)行步驟:檢測電力系統(tǒng)內(nèi)需要將附加發(fā)電源連接至該電力系統(tǒng)以便滿足功率需求的頻率擾動；并且在附加發(fā)電源的起動期間對來自動態(tài)功率補(bǔ)償器的電池能量存儲的功率輸出進(jìn)行控制，借此對電力系統(tǒng)內(nèi)的頻率擾動加以限制。
[0018]本發(fā)明還包括一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括如上所述的計算機(jī)程序以及其上存儲有該計算機(jī)程序的計算機(jī)可讀器件。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，該目標(biāo)通過一種電力系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)，該電力系統(tǒng)包括一個或多個發(fā)電源以及具有電池能量存儲的動態(tài)功率補(bǔ)償器，該電力系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制器，該控制器被布置為在檢測到電力系統(tǒng)內(nèi)需要將附加發(fā)電源添加至該電力系統(tǒng)以便滿足功率需求的頻率擾動時，連接該電池能量存儲，以立即在附加發(fā)電源的起動期間向該電力系統(tǒng)提供輸出功率，借此對電力系統(tǒng)內(nèi)的頻率擾動加以限制。
[0020]通過閱讀以下描述和附圖，其另外的特征和優(yōu)勢將變得清楚明了。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1示意性圖示了可以在其中實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)境。
[0022]圖2圖示了電池能量存儲依據(jù)其充電狀態(tài)的不同的可能使用模式。
[0023]圖3圖示了電池能量存儲的峰值模式和持久模式的定義。
[0024]圖4圖示了電池能量存儲的操作的示意性序列。
[0025]圖5圖示了頻率下垂控制。
[0026]圖6圖示了電池能量存儲控制。[0027]圖7圖示了針對電網(wǎng)頻率變化的示例性頻率區(qū)域。
[0028]圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟的流程圖。
[0029]圖9圖示了用于實(shí)施圖8的方法的器件，并且特別為控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0030]在以下描述中，出于解釋而非限制的目的，給出了諸如特定架構(gòu)、接口、技術(shù)等的具體細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明的全面理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，本發(fā)明可以以脫離這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例進(jìn)行實(shí)踐。在其它實(shí)例中，省略了對公知的設(shè)備、電路和方法的詳細(xì)描述以免本發(fā)明的描述被不必要的細(xì)節(jié)所混淆。相似的附圖標(biāo)記通篇指代相似的要素。
[0031]圖1示意性圖示了可以在其中實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)境。特別地，在下文中被標(biāo)記為電網(wǎng)I的電力系統(tǒng)I包括輸電網(wǎng)絡(luò)2。輸電網(wǎng)絡(luò)2可以包括單條輸電線路或適當(dāng)互連的若干條這樣的輸電線路。
[0032]多個發(fā)電源3、4、5通常經(jīng)由升壓變壓器而連接至電網(wǎng)I。發(fā)電源3、4、5可以例如包括氣體渦輪機(jī)、柴油發(fā)動機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)、水力發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等。一個或多個消耗所生成功率的負(fù)載11通常經(jīng)由降壓變壓器也連接至輸電網(wǎng)絡(luò)2。
[0033]另外，在下文中被簡單標(biāo)記為功率補(bǔ)償器6的動態(tài)功率補(bǔ)償器6也連接至電網(wǎng)I。功率補(bǔ)償器6可以例如包括靜態(tài)同步補(bǔ)償器(STATC0M)。功率補(bǔ)償器6在其AC側(cè)通常經(jīng)由電抗器7和變壓器8連接至電網(wǎng)I。功率補(bǔ)償器6可以在其DC側(cè)連接至電容器組9。功率補(bǔ)償器6進(jìn)一步包括電池能量存儲10，該電池能量存儲10在其DC側(cè)與之連接并且與電容器組9并聯(lián)連接。電池能量存儲10可以包括鋰電池系統(tǒng)，所述鋰電池系統(tǒng)包括一個或多個電池單元串。
[0034]控制器12被布置為對功率控制器6進(jìn)行控制，并且如隨后將要描述的，特別包括用于對其電池能量存儲10進(jìn)行控制的器件?？刂破?2被布置為接收來自通常經(jīng)由智能電子設(shè)備所提供的諸如電壓互感器和電流互感器之類的遠(yuǎn)程測量設(shè)備(未示出)的輸入?？刂破?2還可以接收來自控制系統(tǒng)的輸入，該控制系統(tǒng)諸如被布置為測量電池能量存儲10的不同參數(shù)的SCADA (數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制)和/或電池管理單元，上述參數(shù)諸如電池電流、電池芯(cel I)和電池電壓、溫度以及還有電池的充電狀態(tài)(S0C)。該電池管理單元還可以被布置為執(zhí)行電池芯平衡，處理電池能量存儲10的電池模塊之間的內(nèi)部通信，并且對通信進(jìn)行處理以便往來于控制器12發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
[0035]簡言之，在用于控制電網(wǎng)的常規(guī)控制方案中，利用初級控制在數(shù)秒內(nèi)對自發(fā)性負(fù)載變化進(jìn)行補(bǔ)償。該初級控制因此提供了本地自動控制，響應(yīng)于較小的頻率變化而輸送功率。這樣的自發(fā)性、較小的負(fù)載變化例如可以為電網(wǎng)中功率的0.5%的量級。常規(guī)控制方案進(jìn)一步包括次級控制，這是為了使得電網(wǎng)內(nèi)的頻率從例如發(fā)電源的較大損失以及隨后的頻率擾動中恢復(fù)而對輸送功率進(jìn)行的集中式自動控制。這樣的較大損失可以例如包括2-3%的功率偏差。由于這樣的發(fā)電源損失所導(dǎo)致的電網(wǎng)內(nèi)頻率擾動通常需要將附加發(fā)電源連接至電網(wǎng)以便滿足電網(wǎng)內(nèi)的功率需求。由發(fā)電源損失所導(dǎo)致的這樣的頻率擾動能夠以各種方式進(jìn)行檢測，例如通過測量電網(wǎng)I內(nèi)的頻率或者等效地測量頻率偏差。
[0036]常規(guī)控制方案還可以包括進(jìn)一步的控制等級，諸如包括手動設(shè)置電力調(diào)度序列并管理阻塞等的三級控制。
[0037]與常規(guī)發(fā)電源3、4、5相比，來自功率補(bǔ)償器6特別是其電池能量存儲10的功率立即可用。依據(jù)本發(fā)明的各方面對這一事實(shí)加以利用。
[0038]圖2圖示了電池能量存儲10根據(jù)其充電狀態(tài)(SOC)的不同可能使用模式。X軸圖示時間而y軸則圖示來自電池能量存儲10的輸出功率。在時間點(diǎn)tstart，檢測到發(fā)電的損失并且隨后出現(xiàn)電網(wǎng)I中的頻率下降。在a)圖示出第一選項(xiàng):只要電池能量存儲10的SOC允許就使用來自電池能量存儲10的最大功率。在b)圖示出第二選項(xiàng):使得能量支持能夠在預(yù)先設(shè)定的例如15分鐘的指定時間段期間可用。
[0039]在參考圖3、4、5和6所描述的本發(fā)明的一個方面，在以初級和次級頻率控制進(jìn)行操作的高頻或低頻期間對來自電池能量存儲的輸出進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)電網(wǎng)I中的頻率下降時，采取某些措施以便對電池能量存儲10進(jìn)行控制。
[0040]頻率擾動之后的第一階段被定義為峰值模式，其在圖3中圖示。在該階段中，電池能量存儲10被立即接入以便對電網(wǎng)I中的初始頻率下降進(jìn)行限制，并且電池能量存儲10在等待常規(guī)發(fā)電源3、4、5起動的同時被其自身所使用。電池能量存儲10因此提供了跨橋(overbridging)功能以允許常規(guī)發(fā)電源3、4、5得以起動并且同時提供電網(wǎng)I中所需的功率。
[0041]在下一個階段的持久模式中，電池能量存儲10可以被控制從而進(jìn)入持久模式。該持久模式被定義為其中電池能量存儲中的剩余能量被其自身使用或者與常規(guī)發(fā)電源3、4、5相結(jié)合使用直至后者已經(jīng)被完全接入。
[0042]圖4圖示了電池能量存儲10的操作的示意性序列，其將來自電池能量存儲10的功率輸出P (y軸)作為時間(X軸)的函數(shù)進(jìn)行圖示。在時間tstart&，檢測到電網(wǎng)I中的功率損失以及隨之出現(xiàn)的頻率擾動。電池能量存儲10因此在初始峰值模式期間被立即激活，序列SI，提供例如其完全的功率容量。
[0043]電網(wǎng)I中在從峰值模式SI到持久模式S3的過渡期間的擾動必須得到限制。這例如可以通過應(yīng)用于所調(diào)度功率量級的限速器而獲得。來自電池能量存儲10的功率輸出P隨后適當(dāng)緩降，序列S2，以便避免電網(wǎng)I中的另一突然頻率變化。最終，在序列S4，確保從電池能量存儲10到電網(wǎng)I的功率輸送并不會突然終止。為此，可以依據(jù)電池能量存儲10的剩余SOC而使得來自電池能量存儲10的功率輸出P適當(dāng)緩降。
[0044]圖5圖示了能夠例如通過恒定下垂控制而在持久模式期間對來自電池能量存儲10的功率輸出進(jìn)行控制。
[0045]圖6圖示了針對以上的可替換形式，特別是能夠通過電網(wǎng)I的頻率偏差而在持久模式期間對來自電池能量存儲10的功率輸出進(jìn)行控制。
[0046]電池能量存儲10在其間以持久模式運(yùn)行的時間段能夠通過所應(yīng)用的函數(shù)來確定，例如緩降的1/T特性等，這將在以下進(jìn)行例示。
[0047]如之前所指示的，來自功率補(bǔ)償器6的功率輸出遵循圖7所示的頻率的下垂函數(shù)。特別地，指示了功率補(bǔ)償器6的峰值輸出水平。以上所描述的持久模式可以被視為附加軸，其中在第一峰值之后對輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)以經(jīng)受約定時間。由若干種方式來得出持久模式期間的輸出水平。
[0048]第一種方式是用所期望的持久時間除以峰值模式之后的可用的能量并且使得輸出最大化至該水平。
[0049]一種略微更加先進(jìn)的方法是使得剩余持久時間與剩余SOC相關(guān)并且重新計算例如每秒鐘的輸出。SOC能量因此被除以例如達(dá)15分鐘的剩余時間，并且數(shù)據(jù)將最終具有“ I/T”的形狀(如圖4中的S4)。在具有恒定信號的理想情況下，這將給出與第一方法相同的輸出，其中圖4中的S3和S4因此將為“直線”。在實(shí)際情況下，頻率有所變化，并且有利地在持久模式下還包括下垂函數(shù)，但是仍然識別出15分鐘的需求。
[0050]以下能夠作為實(shí)際示例而被提及:如果已知例如燃?xì)鉁u輪機(jī)可供起動，則能夠使得持久模式更為先進(jìn)。因此，已知燃?xì)鉁u輪機(jī)將用大約1-2分鐘投入操作并且隨后用數(shù)分鐘緩慢上升至最大功率。因此，可以使得持久模式在開始的(數(shù))分鐘期間稍微更有力并且隨后使得其輸出減小更多。圖4中的斜坡S2因此不會像所圖示的那樣陡峭。
[0051]圖7因此圖示了電網(wǎng)頻率變化的示例性頻率區(qū)域?？梢远x數(shù)個頻率區(qū)域或間隔，在這些頻率區(qū)域或間隔期間，電池能量源10以不同方式被使用。正常頻率f0被定義為電網(wǎng)I應(yīng)當(dāng)以其運(yùn)行的頻率，例如歐洲的50Hz和美國的60Hz。正常頻率f0可以在間隔f0- Δ f_deadband<fO<fO+ Δ f_deadband內(nèi)偏差并且仍然被認(rèn)為是正常的，并且可以借助于初級控制使用死區(qū)(dead band)加以矯正。
[0052]在緊急狀態(tài)下，頻率距所期望的正常頻率f0偏差Λ f_low或Λ f_high的量，即對于高于fO+Af_high和低于fO_Af_l0W的頻率而言，進(jìn)入緊急狀態(tài)。在緊急狀態(tài)下，只要其SOC允許，電池能量存儲10可以以其完全容量來使用。
[0053]在警告狀態(tài)下，針對處于Af_deadband以外但是在范圍Af_high和Λ f_low內(nèi)的頻率變化，電池能量存儲10可以作為具有指定下垂常數(shù)的頻率控制設(shè)備進(jìn)行操作，即如之前所描述的持久模式。
[0054]圖8圖示了依據(jù)本發(fā)明的方法的步驟的流程圖。方法20在電網(wǎng)I的控制器中執(zhí)行，該電網(wǎng)I包括一個或多個發(fā)電源3、4、5以及具有電池能量存儲10的功率補(bǔ)償器6。方法20包括第一步驟:檢測21電力系統(tǒng)I內(nèi)需要將附加發(fā)電源3、4、5連接至該電力系統(tǒng)I以便滿足功率需求的頻率擾動。如之前所提到的，該檢測可以以各種方式來執(zhí)行，就如在控制器12接收電網(wǎng)I的測量數(shù)據(jù)和特性。
[0055]方法20包括第二步驟:在附加發(fā)電源3、4、5的起動期間對來自動態(tài)功率補(bǔ)償器6的電池能量存儲10的功率輸出進(jìn)行控制22。電網(wǎng)I中由于發(fā)電損失而出現(xiàn)的頻率擾動因此能夠受到限制。
[0056]在一個實(shí)施例中，對來自動態(tài)功率補(bǔ)償器6的電池能量存儲10的功率輸出進(jìn)行控制22的步驟包括對峰值模式中的功率輸出進(jìn)行控制。該峰值模式可以包括檢測到頻率擾動之后的第一時間段。在該峰值模式中，電池能量存儲10例如被布置為向電力系統(tǒng)I提供其完全功率輸出。被設(shè)置為由電池能量存儲10所提供的功率量取決于其容量以及電網(wǎng)I內(nèi)的需求。
[0057]在一個實(shí)施例中，該方法20包括進(jìn)一步的步驟:對持久模式中的電池能量存儲10進(jìn)行控制。在該模式中，電池能量存儲10的功率輸出被單獨(dú)利用或者在附加發(fā)電源3、4、5的啟動期間與來自附加發(fā)電源3、4、5的功率輸出相結(jié)合地被加以利用。隨著來自附加發(fā)電源的功率增加，來自電池能量源10的功率輸出可以減小。
[0058]在一個實(shí)施例中，該方法20包括進(jìn)一步的步驟:在持久模式之后，使得電池能量存儲10的功率輸出緩降直至附加發(fā)電源3、4、5以其全容量運(yùn)行。
[0059]在一個實(shí)施例中，該方法20包括進(jìn)一步的步驟，使得來自電池能量存儲10的功率輸出從峰值模式的功率輸出水平緩降至持久模式的功率輸出水平。因此避免了不希望出現(xiàn)的突然頻率變化。
[0060]本發(fā)明還包括控制器12。圖9圖示了控制器12，特別圖示了用于實(shí)施所描述方法的器件?？刂破?2包括例如中央處理單元、微控制器、數(shù)字信號處理器(DSP)等的處理器33，所述處理器33能夠執(zhí)行存儲在例如為存儲器形式的計算機(jī)程序產(chǎn)品32中的軟件指令。如之前所提到的，處理器33連接至從遠(yuǎn)程測量設(shè)備和/或諸如SCADA的控制系統(tǒng)接收輸入的輸入/輸出設(shè)備30。注意到，雖然在圖8中僅圖示了一個處理器33，但是實(shí)施方式可以包括分布式硬件從而在運(yùn)行軟件時使用多個而非一個CPU。
[0061]所描述的用于對功率補(bǔ)償器6進(jìn)行控制的方法和算法或者其各部分可以由例如控制器12中的軟件和/或?qū)Ｓ眉呻娐穪韺?shí)現(xiàn)。為此，控制器12可以進(jìn)一步包括存儲在計算機(jī)程序產(chǎn)品32上的計算機(jī)程序31。
[0062]仍然參考圖9，本發(fā)明還包含了這樣的用于控制功率補(bǔ)償器6的計算機(jī)程序31。計算機(jī)程序31包括計算機(jī)程序代碼，當(dāng)在控制器12并且特別是其處理器33上運(yùn)行時，該計算機(jī)程序代碼使得控制器12執(zhí)行如所描述的方法。
[0063]還提供了包括計算機(jī)程序31以及計算機(jī)程序31存儲于其上的計算機(jī)可讀器件的計算機(jī)程序產(chǎn)品32。計算機(jī)程序產(chǎn)品33可以是讀寫存儲器(RAM)或只讀存儲器(ROM)的任意組合。計算機(jī)程序產(chǎn)品62還可以包括持久性存儲，其例如可以是磁存儲器、光存儲器或固態(tài)存儲器中任意的單獨(dú)一個或組合。
[0064]如各個方面中所描述的，本發(fā)明和如今的解決方案之間的差異可以根據(jù)下文進(jìn)行概括:當(dāng)頻率由于出力損失而下降時，如果能量存儲隨后以其最大水平進(jìn)行操作直至SOC=O，則任何已知的補(bǔ)救措施都將沒有機(jī)會以有利方式來對電網(wǎng)進(jìn)行支持。能量存儲的高輸出“縮減” 了對附加響應(yīng)的需求。另一方面，如果能量存儲的輸出始終受到限制從而使得當(dāng)頻率處于死區(qū)之外時其能夠在例如“15分鐘”內(nèi)注入功率，電力系統(tǒng)可能由于功率產(chǎn)出中的時間滯后而至多幸存數(shù)秒。例如，對于熱力發(fā)電廠而言，斜坡速率可以在相當(dāng)短的時間段(數(shù)秒)內(nèi)高達(dá)10%，并且因此處于每分鐘的1-3 (4)%的量級。水力發(fā)電廠可能處于每秒鐘5%的變化之內(nèi)，其具有通常并非為最小的相位步幅響應(yīng)。
【權(quán)利要求】
1.一種電力系統(tǒng)(I)中的方法(20),所述電力系統(tǒng)(I)包括一個或多個發(fā)電源(3,4, 5)以及具有電池能量存儲(10)的動態(tài)功率補(bǔ)償器(6)，所述方法(20)包括步驟: -檢測(21)所述電力系統(tǒng)(I)內(nèi)需要將附加發(fā)電源(3，4，5)連接至所述電力系統(tǒng)(I)以便滿足功率需求的頻率擾動；以及 -在所述附加發(fā)電源(3，4，5)的起動期間對來自所述動態(tài)功率補(bǔ)償器(6)的所述電池能量存儲(10)的功率輸出進(jìn)行控制(22)，借此限制所述電力系統(tǒng)(I)內(nèi)的所述頻率擾動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(20)，其中對來自所述動態(tài)功率補(bǔ)償器(6)的所述電池能量存儲(10)的所述功率輸出進(jìn)行控制(22)的步驟包括在峰值模式中對所述功率輸出進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法(20)，包括進(jìn)一步的步驟: -在持久模式中對所述電池能量存儲(10)進(jìn)行控制，在所述持久模式期間，所述電池能量存儲(10)的所述功率輸出被單獨(dú)利用或者在所述附加發(fā)電源(3，4，5)的起動期間與來自所述附加發(fā)電源(3，4，5)的功率輸出相結(jié)合地被加以利用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法(20)，其中來自所述電池能量存儲(10)的所述功率輸出通過所述電力系統(tǒng)(I)的頻率下垂或頻率偏差進(jìn)行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法(20)，包括進(jìn)一步的步驟:在所述持久模式之后，使得所述電池能量源(10)的所述功率輸出緩降直至所述附加發(fā)電源(3，4，5)以其全容量運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的方法(20)，包括進(jìn)一步的步驟:使得來自所述電池能量存儲(10)的所述功率輸出從所述峰值模式的功率輸出水平緩降至所述持久模式的功率輸出水平。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的方法(20)，其中所述峰值模式包括在檢測到所述頻率擾動時的第一時間段，在所述峰值模式中，所述電池能量存儲(10)被布置為向所述電力系統(tǒng)(I)提供其完全功率輸出容量。
8.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法(20)，其中所述動態(tài)功率補(bǔ)償器(6)包括在其DC側(cè)連接至所述電池能量存儲(10)的電壓源轉(zhuǎn)換器或靜態(tài)同步補(bǔ)償器。
9.根據(jù)之前任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法(20)，其中所述頻率擾動由損失了所述發(fā)電源(3，4，5)中的一個發(fā)電源所導(dǎo)致。
10.一種用于對具有電池能量存儲(10)的動態(tài)功率補(bǔ)償器(6)進(jìn)行控制的控制器(12)，所述動態(tài)功率補(bǔ)償器(6)連接至包括一個或多個發(fā)電源(3，4，5)的電力系統(tǒng)(1)，所述控制器(12)被布置為: -檢測所述電力系統(tǒng)(I)內(nèi)需要將附加發(fā)電源(3，4，5)連接至所述電力系統(tǒng)(I)以便滿足功率需求的頻率擾動；以及 -在所述附加發(fā)電源(3，4，5)的起動期間對來自所述動態(tài)功率補(bǔ)償器(6)的所述電池能量存儲(10)的功率輸出進(jìn)行控制，借此限制所述電力系統(tǒng)內(nèi)(I)的所述頻率擾動。
11.一種用于對動態(tài)功率補(bǔ)償器(6)進(jìn)行控制的控制器(12)的計算機(jī)程序(31)，所述動態(tài)功率補(bǔ)償器(6)被連接至電力系統(tǒng)(I )，所述計算機(jī)程序(21)包括計算機(jī)程序代碼，當(dāng)所述計算機(jī)程序代碼在所述控制器(12)上運(yùn)行時，使得所述控制器(12)執(zhí)行步驟: -檢測所述電力系統(tǒng)內(nèi)(I)需要將附加發(fā)電源(3，4，5)連接至所述電力系統(tǒng)(I)以便滿足功率需求的頻率擾動；以及 -在所述附加發(fā)電源(3，4，5)的起動期間對來自所述動態(tài)功率補(bǔ)償器(6)的所述電池能量存儲(10)的功率輸出進(jìn)行控制，借此限制所述電力系統(tǒng)(I)內(nèi)的所述頻率擾動。
12.—種計算機(jī)程序產(chǎn)品(32)，其包括根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機(jī)程序(31)以及其上存儲有所述計算機(jī)程序(31)的計算機(jī)可讀裝置。
13.—種電力系統(tǒng)(I )，包括一個或多個發(fā)電源(3,4,5)以及具有電池能量存儲(10)的動態(tài)功率補(bǔ)償器(6)，所述電力系統(tǒng)(I)進(jìn)一步包括控制器(12)，所述控制器(12)被布置為在檢測到所述電力系統(tǒng)(I)內(nèi)需要將附加發(fā)電源(3，4，5)添加至所述電力系統(tǒng)(I)以便滿足功率需求的頻率擾動時，連接所述電池能量存儲(10)以在所述附加發(fā)電源(3，4，5)的起動期間立即向所述電力系統(tǒng)(I)提供輸出功率，借此限制所述電力系統(tǒng)(I)內(nèi)的所述頻率擾動。
【文檔編號】H02J3/18GK103650282SQ201180071761
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月22日
【發(fā)明者】T·拉森, R·里瓦斯, S·索伯恩, M·霍爾姆伯格 申請人:Abb研究有限公司