能量產(chǎn)生設備和用于使用在能量產(chǎn)生設備上的控制器的制造方法
【專利摘要】一種能量產(chǎn)生設備，其具有多個在輸入側(cè)連接在各自的電流源上、在輸出側(cè)連接在共同的電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的逆變器。測量裝置測量所有逆變器在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的共同電流輸出的電參量，每個逆變器由一控制裝置控制?？刂蒲b置以組的形式隸屬于組控制裝置，所述組控制裝置確定隸屬于它的控制裝置如何控制逆變器，以滿足用于每個組的所有逆變器的一共同組電流輸出的預設定。這些組控制裝置隸屬于一主控制裝置，所述主控制裝置基于在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點測得的共同總電流輸出的電參量作用于隸屬于它的組控制裝置，以滿足總電流輸出的預設定。
【專利說明】能量產(chǎn)生設備和用于使用在能量產(chǎn)生設備上的控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有多個的逆變器的能量產(chǎn)生設備，該逆變器在輸入側(cè)連接在各自的電流源上、在輸出側(cè)連接在一個共同的電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上。
[0002]特別地，本發(fā)明涉及一種這樣的能量產(chǎn)生設備，在這種裝置上各個逆變器由控制裝置控制，其中，至少一組逆變器的控制裝置隸屬于一個組控制裝置，其中，測量裝置對所有逆變器在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上共同的電流輸出進行測量，并且組控制裝置作用于該組的逆變器的控制裝置，從而至少對所有逆變器的總輸出進行預先設定。
[0003]連接在單個逆變器上的電流源可以是完全不同的形式。它可以特別的是純發(fā)電機，例如光電發(fā)電機或者由風車或者內(nèi)燃機驅(qū)動的電機械，或者是燃料電池。此外電流源可以包括用于電能的儲存器，特別是電池和通過回轉(zhuǎn)質(zhì)量，特別是飛輪驅(qū)動的電機，以及由氫氣儲存器和可逆的燃料電池或者具有額外的水解物質(zhì)的組合裝置。
[0004]連接在逆變器上的電流源也可以具有多個并聯(lián)或者串聯(lián)連接的次級發(fā)電機或者次級電能儲存器，例如在一個具有多個串聯(lián)連接到多個子串的模塊以及多個并聯(lián)連接的子串的光電發(fā)電機上常見的那樣。

【背景技術(shù)】
[0005]分散的能量產(chǎn)生設備在一個電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上將電能輸入進一個公共電網(wǎng)，其操作者通常必須在輸入電能時，更確切的說是在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上保持電網(wǎng)供應商的預設定。這樣特別是不足夠的是，例如鑒于用于穩(wěn)定電網(wǎng)電壓而輸入的寄生功率，在每個能量產(chǎn)生設備的一個或多個逆變器的輸出端滿足該預設定，因為這不可能與在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上也滿足預設定同等重要。原因是例如單個逆變器的相互影響，特別是使單個逆變器與電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點相連以及互相間相連的連接裝置的影響。該連接裝置可以對于一個能量產(chǎn)生設備的不同逆變器具有非常不同的特性，例如當連接裝置將在空間上分布很遠的逆變器互相間以及與電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點相連時，就像在光電裝置上常見的那樣。
[0006]當逆變器和/或與之相連的電流源變化較大時，逆變器的互相影響可以特別的更為舉足輕重。在這里，一方面一個純電機形式的電流源，另一方面一個電能儲存器形式的電流源(在這種電流源上，所連接的逆變器不僅僅輸出電流，還可以接受電流)僅僅是這種改變的一個例子。
[0007]另一個挑戰(zhàn)是，許多基于可再生能源運行的電流源，例如PV電機和由風車驅(qū)動的電機不能根據(jù)需求，而只能根據(jù)可再生能源的供給提供電能。因此僅僅由具有這種能源的逆變器組成的能量產(chǎn)生設備僅僅可以在一定范圍內(nèi)滿足在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上輸入電能的要求。在這里，雖然可以采用為人熟知的方法進行補救，即同時使用基于可再生能源的電流源和用于電能的儲存器，特別是電池。僅僅利用這個想法也不可能實現(xiàn)滿足在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點輸出電流的要求。
[0008]從現(xiàn)有技術(shù)為人熟知的是，當要求一個在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點必須要實現(xiàn)的Q(U)特性曲線時，必須要考慮到逆變器和電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點之間的連接裝置。在這里，有兩種著名的設計方案。第一種基于電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的測量以及將所有的逆變器連接進一個控制回路。另一種方案基于對電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的逆變器進行預測。為此在單個逆變器中作出每個連接裝置的等效電路圖并用于對逆變器的控制曲線進行如下調(diào)整，即抵消每個連接裝置到電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點的影響。
[0009]從DE 10 2009 030725 Al中可以得知一種具有許多風能發(fā)電裝置的風能發(fā)電場，它所產(chǎn)生的電能在一個轉(zhuǎn)接點輸入一個電網(wǎng)。公共的電網(wǎng)為轉(zhuǎn)接點預設額定值，而一個測量裝置測量轉(zhuǎn)接點上的電學實際值。一個主調(diào)節(jié)器根據(jù)一個第一控制層上的主額定值和主實際值之間的差值得到一個用于第二控制層的預設定。第二控制層上的多個次級主控制裝置將該預設定作為次級額定值，并借助次級額定值和一個次級實際值之間的差值為風能發(fā)電裝置進行預設。在所有的控制層上在預設點和風能發(fā)電裝置之間都存在一個封閉的控制環(huán)，它是否無誤差的工作取決于是否給控制模塊輸入一個準確的實際值。該實際值可以直接測量或者至少部分從其他位置的測量值計算得到，例如一個與次級主控制裝置有關(guān)的實際值從分配給它的風力發(fā)電裝置的實際值中得到。為了使這種串聯(lián)式的控制更加穩(wěn)定，有利的進行了設計，使次級控制層各自具有一個比上級控制層更小的時間常數(shù)。次級主控制裝置在對風力發(fā)電裝置進行預設時為了提供一定數(shù)量的寄生功率要考慮到風力發(fā)電裝置被布置成與轉(zhuǎn)接點具有不同距離，并使預設定相應的適應于風力發(fā)電機。在著名的風力發(fā)電廠中設計了可以可選的被替換為主控制裝置和次級主控制裝置的控制模塊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的任務是，提供一種具有多個在輸入側(cè)各自連接在電流源上、在輸出側(cè)連接在一個共同的連接點上的逆變器，其結(jié)構(gòu)從根本上使多個具有不同電流源和不同連接裝置的不同逆變器更容易控制其總電流輸出，使其在一個共同的轉(zhuǎn)接點上維持預設定。
[0011]本發(fā)明的任務通過根據(jù)本發(fā)明的一個方面的能量產(chǎn)生設備解決。本發(fā)明的其他方面涉及該能量產(chǎn)生設備的優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式。本發(fā)明的另一方面涉及一種應用在所述能量產(chǎn)生設備上的控制裝置。本發(fā)明的又一方面涉及該控制裝置的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，提出一種能量產(chǎn)生設備，其具有多個在輸入側(cè)連接在各自的電流源上、在輸出側(cè)連接在一個共同的電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的逆變器，
[0013]-其中，每個逆變器都包括一個控制裝置，
[0014]-其中，第一組逆變器的控制裝置與第一組控制裝置連接，
[0015]-其中，所述第一組控制裝置作用于所述第一組逆變器的控制裝置，
[0016]-至少第二組逆變器的控制裝置與第二組控制裝置連接，
[0017]-其中，所述第二組控制裝置作用于第二組逆變器的控制裝置，
[0018]-其中，所述第一組控制裝置和至少所述第二組控制裝置與一個主控制裝置連接，
[0019]-其中，用于在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上測量所有逆變器的共同的總電流輸出的電參量的測量裝置與所述主控制裝置連接，以及
[0020]-其中，所述主控制裝置基于在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上測得的共同的總電流輸出的電參量作用于隸屬于它的組控制裝置，
[0021]本發(fā)明提出，每個組控制裝置和/或所述主控制裝置包括:
[0022]一個或者多個用于確定隸屬的控制裝置的控制曲線的輸出端和/或用于將用于逆變器的控制信號傳輸給隸屬的控制裝置的輸出端；
[0023]一個或者多個用于測量裝置的電參量的測量值的輸入端；和/或
[0024]一個用于與電網(wǎng)操作者進行可靠通訊連接的輸入端；和/或
[0025]一個用于連接在一個上級控制裝置上的輸入端。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述控制裝置被構(gòu)造為根據(jù)控制曲線和在所述逆變器上測得的電參量控制所述逆變器，其中，所述組控制裝置被構(gòu)造為確定隸屬于它們的控制裝置的控制曲線。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述組控制裝置被構(gòu)造為將用于所述逆變器的控制信號傳遞給隸屬的控制裝置。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，至少另一組逆變器的控制裝置隸屬于另一組控制裝置，其中，所述另一組控制裝置作用于第三組逆變器的控制裝置，用于滿足用于所述另一組的所有逆變器的共同組電流輸出的預設定，和所述另一組控制裝置也隸屬于所述主控制裝置。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述用于共同的總電流輸出的預設定通過主控制裝置直接由連接在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的交流電網(wǎng)的電網(wǎng)操作者獲得和/或從在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上測得的電參量求得。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述能量產(chǎn)生設備包括測量單個組的組電流輸出和/或單個逆變器的電流輸出的電參量的另外的測量裝置，所測得的電參量被主控制裝置和/或組控制裝置和/或控制裝置考慮。
[0031 ] 根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述主控制裝置被構(gòu)造為通過傳輸用于共同的組電流輸出的預設定作用于隸屬于它的組控制裝置。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述主控制裝置被構(gòu)造為基于一個整體模型作用于隸屬于它的組控制裝置，所述整體模型描述所有逆變器和連接在逆變器上的電流源在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的電流輸出以及所有控制裝置和所有組控制裝置。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述主控制裝置被構(gòu)造為基于單個組的組共同作用模型作用于隸屬的組控制裝置，所述組共同作用模型描述了相應的組包括其組控制裝置在內(nèi)在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的組電流輸出方面的共同特性。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，每個組控制裝置被構(gòu)造為基于一個組模型確定隸屬于它們的控制裝置如何對逆變器進行控制，所述組模型描述了逆變器和連接在其上的電流源在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點和/或相應的組轉(zhuǎn)接點上的電流輸出以及該組的所有控制裝置。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述組控制裝置被構(gòu)造為基于單功能模型確定隸屬于它們的控制裝置如何對逆變器進行控制，所述單功能模型描述了相應的逆變器和連接在逆變器上的電流源包括附屬的控制裝置在內(nèi)在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點和/或相應的組轉(zhuǎn)接點上的電流輸出方面的特性。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，相應的模型被構(gòu)造為可以由使用它的主控制裝置或者組控制裝置基于測得的電參量進行檢驗并在需要時進行更新。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述主控制裝置被構(gòu)造為能夠以一時鐘頻率作用于所隸屬的組控制裝置，該時鐘頻率至少比下述時鐘頻率小一個因數(shù)2、優(yōu)選至少小一個因數(shù)5、更優(yōu)選至少小一個因數(shù)10，所述組控制裝置以該時鐘頻率確定隸屬于它的控制裝置如何控制逆變器。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述組控制裝置被構(gòu)造為能夠以一時鐘頻率確定隸屬于它的控制裝置如何控制逆變器，該時鐘頻率至少比所隸屬的控制裝置工作時的時鐘頻率小一個因數(shù)2、優(yōu)選至少小一個因數(shù)5、更優(yōu)選至少小一個因數(shù)10。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，至少一個組只包括同樣的逆變器以及連接在逆變器上的電流源。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，多個組具有相應組的逆變器以及連接在逆變器上的電流源在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的共同電流輸出方面的同樣的共同特性。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述電流源是發(fā)電機、可選的是PV發(fā)電機和/或具有與之相連的風車或者內(nèi)燃機的電機和/或燃料電池，以及用于電能的儲存器、可選的是電池和/或具有與之相連的慣性質(zhì)量的電機和/或可逆的燃料電池或者具有與之相連的氫氣儲存器的燃料電池/水解物質(zhì)組合。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，除了隸屬于組控制裝置的逆變器之外，將至少一個另外的、直接隸屬于主控制裝置的逆變器連接在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上，所述另外的逆變器具有之相連的電流源。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述另外的逆變器的電流源是大電池、大電容器和/或具有與之相連的慣性質(zhì)量的電機。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，每個逆變器的控制裝置都具有能量管理系統(tǒng)，電能儲存器連接在所述逆變器上。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，用于電能儲存器的模型被構(gòu)造為不僅描述了它們的輸出電流特性，也描述了它們在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的電流消耗特性。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方案，所述主控制裝置和所述組控制裝置是具有相同硬件的控制器。
[0047]此外，本發(fā)明還涉及一種用于使用在上述能量產(chǎn)生設備上的控制器，本發(fā)明提出，所述控制器被構(gòu)造為組控制裝置或者主控制裝置，所述控制器具有
[0048]一個或者多個用于測量裝置的電參量的測量值的輸入端和/或
[0049]一個用于與電網(wǎng)操作者進行可靠通訊連接的輸入端和/或
[0050]一個用于連接在一個上級控制裝置上的輸入端和一個用于連接在多個隸屬的控制裝置上的輸出端和/或
[0051]一個或者多個用于確定隸屬的控制裝置的控制曲線的輸出端和/或
[0052]一個或者多個用于將用于逆變器的控制信號傳輸給隸屬的控制裝置的輸出端。
[0053]根據(jù)發(fā)明的能量產(chǎn)生設備具有多個在輸入側(cè)各自連接在電流源上、在輸出側(cè)連接在一個共同的連接點上的逆變器。測量裝置測量所有逆變器在電網(wǎng)連接點上共同的總電流輸出的數(shù)據(jù)。每個逆變器由一個控制裝置控制。該控制裝置隸屬于組形式的組控制裝置，它決定隸屬于它的控制裝置如何對逆變器進行控制，以便滿足用于每個組的所有逆變器的一個共同組電流輸出值的預設定。這指的是，逆變器的隸屬于不同的組控制裝置的不同組沒有交叉，也就是說，例如沒有逆變器是同時屬于第一組和屬于第二組的。組控制裝置自身隸屬于一個主控制裝置，后者以在電網(wǎng)連接點上測量的共同的總電流輸出的數(shù)據(jù)為基礎對隸屬于它的組控制裝置起作用，以便滿足總電流輸出的預設定。
[0054]多個逆變器的控制裝置在這里所公開的能量產(chǎn)生設備中具有級聯(lián)結(jié)構(gòu)，但是沒有嵌套式的調(diào)整裝置。主控制裝置與多個逆變器相比直接隸屬于很少的單元，特別是組控制裝置。由此在能量產(chǎn)生設備的逆變器數(shù)目很大時也可以控制主控制裝置的復雜程度。單個逆變器的多個控制裝置則隸屬于每個組控制裝置。在這里，隸屬單元的數(shù)量與能量產(chǎn)生設備的逆變器的總數(shù)相比各自都是很少的，這限制了組控制裝置的復雜程度。對于很大的能量產(chǎn)生設備可以使這種級聯(lián)結(jié)構(gòu)設計擴展另一個級聯(lián)級，例如多個主控制裝置隸屬于一個上級控制裝置或者通過將一個逆變器分成多個并聯(lián)接通的具有各自次級電流源和次級控制裝置的次級逆變器。能量產(chǎn)生設備的用于多個逆變器的控制的級聯(lián)裝置至少具有兩級，它們連接在唯一的一個電網(wǎng)連接點上。
[0055]在電網(wǎng)連接點上由能量產(chǎn)生設備實現(xiàn)用于所有逆變器共同的總電流輸出的預設定。這通過測量共同的總電流輸出值的數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，并可以在需要的時候進行記錄。但是對所測量的總電流輸出值的大小進行檢測在這里公開的能量產(chǎn)生設備上并不一定意味著對至少兩個逆變器的控制包括一個控制回路。相反的整個控制可以被設計為沒有反饋和沒有期望/實際比較的前饋控制，即被設計成調(diào)節(jié)器而不是控制器。至少能量產(chǎn)生設備的單個逆變器的控制裝置不是被設計成控制器，而是在大多數(shù)情況下作為調(diào)節(jié)器根據(jù)所屬的組控制裝置的預設定工作。
[0056]這樣控制裝置就可以根據(jù)控制曲線和在逆變器上所測量的電參量控制逆變器。在這里，組控制裝置確定隸屬于它們的控制裝置的控制曲線，從而決定隸屬于它們的控制裝置如何控制逆變器。組控制裝置為此也可以將用于逆變器的控制信號傳到隸屬的控制裝置上。組控制裝置自身和主控制裝置同樣可以作為單純的調(diào)節(jié)器工作。實際上至少是主控制裝置也可以對用于總電流輸出的預設定和共同的總電流輸出的相應電參量進行期望/實際比較，該主控制裝置本來就要考慮所測量的共同的總電流輸出的電參量。
[0057]可以理解的是，這里公開的能量產(chǎn)生設備可能不僅僅只包括兩個，還可能包括逆變器的其他組，它們各自隸屬于另一組控制裝置，其中，另一組控制裝置也可以隸屬于主控制裝置。
[0058]主控制裝置可以直接通過連接在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的逆變器的電網(wǎng)操作者收到用于電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點的總電流輸出的預設定，例如通過一個有線或者無線的遠程通訊連接。利用交變電流網(wǎng)的電力線通訊也屬于這種遠程通訊連接?？蛇x地，主控制裝置可以從在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上所測的電參量得到預設定。在這里，指的例如是一個預設Q(U)特性曲線或者是預設了待輸出功率P與電網(wǎng)頻率f的關(guān)系的P (f)特性曲線。
[0059]在這里公開的能量產(chǎn)生設備中也可以設計其他的測量裝置，它測量單個組的組電流輸出和/或單個逆變器的電流輸出的的電參量。這個測量裝置可以特別是在組轉(zhuǎn)接點上進行測量，在該點上單個組的單個逆變器的電流輸出匯聚在一起。這個額外測量的電參量可以由主控制裝置，但是也可以由組控制裝置或者單個逆變器的控制裝置，在參與到組控制裝置中、在參與到控制裝置中或者說在控制逆變器時進行考慮。額外測量的電參量例如可以實現(xiàn)，組控制裝置利用閉合的控制回路進行它的目標和/或由它預設的電流輸出以及組電流輸出。此外當能量產(chǎn)生設備的部件中出現(xiàn)錯誤時可以鎖定錯誤的位置并關(guān)閉或者說斷開涉及到的區(qū)域，而不需要總體調(diào)整能量產(chǎn)生設備的運行。
[0060]主控制裝置可以基于能量產(chǎn)生設備的整體模型作用于隸屬于它的組控制裝置。一個這樣的整體模型可以描述所有逆變器和連接在其上的電流源在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點和/或組轉(zhuǎn)接點上的電流輸出。這種描述包括了位于單個逆變器和電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點之間的連接裝置的影響。這樣的連接裝置可以對單個逆變器關(guān)于電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點的特性產(chǎn)生非常大的影響，特別是當它包括了很長的線路或者例如也包括一個或者多個變壓器時。在這里，一個在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上已有的變壓器可以根據(jù)定義屬于能量產(chǎn)生設備或者交流電網(wǎng)的一部分，而在組轉(zhuǎn)接點上可能還存在的變壓器屬于組自身或者屬于位于電網(wǎng)連接點上的組的連接裝置。
[0061]因此，通過整體模型，主控制裝置得到了關(guān)于整個能量產(chǎn)生設備的所有重要特性的信息。以這種方法可以允許主控制裝置非常詳細地對組控制裝置產(chǎn)生影響，從而例如在它影響單個逆變器方面進行控制。當它僅僅基于單個組的組作用結(jié)構(gòu)對隸屬的組控制起作用，能量產(chǎn)生設備的主控制裝置也可以保持更小的復雜程度，該組作用結(jié)構(gòu)描述了每個組(包括其組控制裝置)在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的組電流輸出方面的共同特性。這個組共同作用結(jié)構(gòu)將每個組描述為有功能的單元。單個組共同作用結(jié)構(gòu)可以在主控制裝置內(nèi)集成成一個總功能結(jié)構(gòu)，它描述了整個能量產(chǎn)生設備，或者說所有組的功能。
[0062]每個組控制裝置可以在它那方面基于一個組模型確定隸屬于它們的控制裝置如何對逆變器進行控制，其中，組模型描述了逆變器和連接在其上的電流源在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點和/或每個組轉(zhuǎn)接點上的電流輸出，以及該組的所有控制裝置。在這里，該描述也包括了位于單個逆變器和電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點之間，如有必要每個組轉(zhuǎn)接點之間的連接裝置的影響。由此每個組控制裝置得到了關(guān)于該組所有部件的非常詳細的信息，并且可以非常詳細的對單個逆變器的控制裝置產(chǎn)生影響。
[0063]此外，逆變器的傳統(tǒng)的控制裝置的主要部件，例如借助一個PLL確定電網(wǎng)頻率，以及監(jiān)視電網(wǎng)，包括探測電網(wǎng)錯誤可以集成進這樣的一個結(jié)構(gòu)中。此外可以得到用于逆變器的半導體開關(guān)的時鐘信號，其中，時鐘信號適用于所有的電網(wǎng)狀態(tài)和運行狀態(tài)，它可以在上一級的組控制裝置中產(chǎn)生。這樣可以對單個的逆變器的控制裝置進行非常簡單的控制。在極端情況下它僅僅由直接轉(zhuǎn)化組控制裝置的控制命令的傳動齒輪組成，特別是對由傳動齒輪控制的位于單個逆變器內(nèi)的半導體開關(guān)的開關(guān)操作。此外可以顯著簡化位于逆變器內(nèi)部的測量裝置或者至少顯著減小對其精確性的要求，從而降低單個的逆變器以及整個裝置的制造成本。
[0064]反過來，當組控制裝置基于單功能模型確定隸屬于它的控制裝置如何對逆變器進行控制使，它可以保持更簡單，其中，單功能模型描述了每個逆變器和連接在其上的電流源包括附屬的控制裝置在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點和如有必要每個組轉(zhuǎn)接點上的電流輸出。在這里，每個逆變器連同其電流源不僅包括它位于電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的接入裝置，還包括附屬的控制裝置一起被視為功能性單元，組控制裝置僅僅能從該單元得知，它如何借助在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的輸出電流控制它的控制裝置做出反應。
[0065]在此，提及的每個模型都可以按照前饋控制的形式得到應用。這意味著，只要模型正確并正確使用，將主控制裝置或者組控制裝置嵌入到各自所隸屬的組控制裝置或者控制裝置中就可以使電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的預設定保持準確。但是實際情況中的前提是存在非常精確的模型，并且在這方面所包括的描述具有持久的有效性。只要任何一個實際的參數(shù)改變，從而模型不完全準確，則確定并修改偏差。為了達到這個目的很重要的是，每個模型由它所使用的主控制裝置或者組控制裝置基于所測的電學數(shù)值進行檢查，并在需要時進行更新?？梢岳斫獾氖?，對單個模型的檢查越仔細，并且更新更加精確，則電學數(shù)值測量的更加多樣化。這包括，不僅僅在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上，在單個組或者甚至單個逆變器的組轉(zhuǎn)接點上對電學數(shù)值進行測量，正如在上文中作為一種可能性提到的那樣。
[0066]前文已經(jīng)闡述的級聯(lián)這里公開的能量產(chǎn)生設備可以和時鐘頻率的分級一起使用，借助該時鐘頻率對各自所隸屬的控制裝置產(chǎn)生影響，或者說所隸屬的控制裝置借助它工作。這樣主控制裝置可以借助一個時鐘頻率對所隸屬的組控制裝置產(chǎn)生影響，該時鐘頻率至少比一個組控制裝置用于確定所隸屬的控制裝置如何控制逆變器的時鐘頻率小一個因數(shù)2，更好的是小一個因數(shù)5，最好至少小一個因數(shù)10。此外組控制裝置可以控制逆變器，它至少比一個所隸屬的控制裝置用于工作的時鐘頻率小一個因數(shù)2，更好的是至少小一個因數(shù)5，最好至少小一個因數(shù)10。單個逆變器的控制裝置的時鐘頻率因此是最大的，可能有若干個10kHz。同時由單個逆變器的控制裝置所完成的任務的復雜性最小，但是同時其中，可能產(chǎn)生最大的輸入端波動，對輸出交流電的質(zhì)量的要求最高，這意味著例如盡可能精確的正弦曲線。待解決的任務通過組控制裝置直至主控制裝置將更加復雜。同時待考慮的輸入值由于平均值相對來看發(fā)生更慢的波動?；诖丝梢詫r鐘頻率朝這個方向減小。
[0067]除了可以作用于各自所屬的控制裝置中的時鐘信號，也可以在從逆變器至主控制裝置的方向以及在它上面減少信號的數(shù)據(jù)傳輸率，借助它可以接受，或者說由各自上一級的控制裝置產(chǎn)生各自所隸屬的控制裝置的預設定，由此可以簡單的維持至主控制裝置或者從它至組控制裝置的特別長的信號傳輸線路或者通信線路，而更高的數(shù)據(jù)傳輸率僅僅存在于組控制裝置和逆變器之間的更短的信號傳輸路徑中。
[0068]總而言之在這里公開的能量產(chǎn)生設備上可以將借助作為調(diào)節(jié)器的主控制裝置的進行較慢的控制與向單個逆變器的控制裝置方向逐漸加快調(diào)節(jié)組合在一起。借助較快的調(diào)節(jié)可以使整個控制達到更快的速度，調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的錯誤由上一級的的控制器識別和校正，這雖然緩慢但是很可靠并且成本很低。
[0069]具體地，控制裝置可以根據(jù)控制曲線和在逆變器上所測得的數(shù)據(jù)以高時鐘頻率進行調(diào)節(jié)，其中，組控制裝置通過改變控制曲線確定隸屬于它們的控制裝置如何對逆變器進行調(diào)節(jié)。這可以通過平衡的改變或者根據(jù)額外的電參量產(chǎn)生控制曲線進行確定。此外可以改變與額外的電參量的關(guān)系。如同已經(jīng)闡述的那樣，也可能的是，控制裝置根據(jù)組控制裝置固定的預設定對逆變器進行調(diào)節(jié)?？赡艿氖?，逆變器的控制裝置是將組控制裝置的控制信號僅僅還轉(zhuǎn)化成用于逆變器開關(guān)的控制信號的傳動齒輪。反過來，組控制裝置可以為單個逆變器的控制裝置的輸出電流制定僅僅是大致的預設定，其中，在單個控制裝置的范圍內(nèi)完全忽略了該預設定是如何實現(xiàn)的。
[0070]這里公開的能量產(chǎn)生設備的單個組可以僅僅由相同類型的逆變器以及連接在其上的電流源組成。這樣的同種類型的組可以特別簡單的進行控制。但是當例如逆變器的所有電流源是PV發(fā)電機組時，該組在陰天時部分失效，在夜間則完全不工作。因此有利的是，也在盡可能穩(wěn)定、有利、共同的特性上確定單個的組，這通過將例如不同的電流源，特別的其中，不僅僅只有純發(fā)電機，還有電能儲存器互相相連。在這里，還可以形成多個這樣的具有最優(yōu)共同特性的組，它們在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的共同組輸出電流具有與逆變器和連接在其上的電流源的同樣的共同特性，因為這簡化了主控制裝置的任務。
[0071]這里公開的能量產(chǎn)生設備的電流源可以包括純發(fā)電機，在這里特別是具有與之相連的風車輪或者內(nèi)燃機的PV發(fā)電機和/或電機。此外電流源可以包括電能儲存器，在這里，特別是電池和/或具有與之相連的慣性質(zhì)量的電機。
[0072]在這里公開的能量產(chǎn)生設備上除了隸屬于組控制裝置的逆變器之外，可以有至少另一個直接隸屬于主控制裝置的逆變器連接在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上，該逆變器具有連接在其上的電流源。這意味著，組控制裝置的中間級不一定被設計用于能量產(chǎn)生設備的每個逆變器。特別對于大的單元尤其如此，例如另一個電流源是一個大電池、一個大電容或者是一個慣性質(zhì)量儲能器的逆變器，它可能被設計在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點附近作為能量緩沖器。通過直接將一個或者多個大的單元連接在主控制裝置上能量產(chǎn)生設備特別的可以特別快的對臨界的電網(wǎng)事件，例如電網(wǎng)故障做出反應，例如輸入一個大的無功功率以穩(wěn)定電壓，暫時將大的有效功率作為負的額定功率，或者非對稱的輸入進一個多相位的電網(wǎng)，而不將用于組或者單個逆變器的輸出電流的可選的必要的預設定傳遞給組控制裝置或者單個逆變器。
[0073]被證明有利的是，能量產(chǎn)生設備的每個逆變器的控制裝置具有一個能量管理系統(tǒng)，一個電能儲存器連接在該逆變器上，該系統(tǒng)特別地一方面對儲能器的儲能量和它由此繼續(xù)儲存電能的能力，另一方面對輸出電能進行記錄。
[0074]關(guān)于這點需要指出的是，能量產(chǎn)生設備的整體或者部分模型(包括電能儲存器)不僅描述了它們的輸出電流特性，也描述了在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的電流消耗特性，包括其當前的充電狀態(tài)。
[0075]在這里公開的能量產(chǎn)生設備中主控制裝置和組控制裝置可以是硬件相同并且在很大程度上也相同地編程的控制器。一個這樣的控制器可以被設計成具有很小的或者甚至完全沒有軟件匹配成本，它可以可選地作為組控制裝置或者主控制裝置使用。例如控制器可以具有一個或者多個用于電參量的測量裝置的測量值的輸入端和/或一個用于與電網(wǎng)操作者進行可靠通訊連接的輸入端和/或一個特別快的用于連接多個隸屬的控制裝置的輸出端和/或一個或者多個用于確定所隸屬的控制裝置的控制曲線的輸出端和/或一個或者多個用于將用于一個逆變器的控制信號傳遞給所隸屬的控制裝置的輸出端。
[0076]本發(fā)明的有利的改進由其他描述、【專利附圖】

【附圖說明】和圖示得到。在說明前言中提到的特征的優(yōu)點和其他特征的組合僅僅作為例子，可以可選的或者組合的起作用，而不需要強制的通過根據(jù)發(fā)明的結(jié)構(gòu)示例實現(xiàn)上述優(yōu)點。不改變其他有利方案的內(nèi)容，原始申請材料和樣品的公開內(nèi)容如下:其余的特征可以從圖示——特別是所示的幾何結(jié)構(gòu)和多個部件的相對尺寸以及其相對布置和有效連接——得到。本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)示例的特征組合或者與特征不同的保護要求同樣可能與優(yōu)選的技術(shù)方案有所偏差，并且對此是有根據(jù)的。這也涉及到在單獨的圖示中示出的或者在其描述中提及的特征。這些特征也可以與不同優(yōu)選技術(shù)方案的特征相組合。同樣的在優(yōu)選技術(shù)方案中所提及的特征也可以不使用在本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)示例上。
[0077]在優(yōu)選技術(shù)方案和說明書中所提及的特征的數(shù)量必須被理解為，存在著與所提到的數(shù)量剛好相同或者比它更多的數(shù)量，而不需要明確的使用“至少”一詞。當例如談及一個部件時，必須被理解為，存在著剛好一個、兩個或者更多的部件。與之相反當需要指出一個特征的準確數(shù)量時，則在每個特征之前使用“剛好”。這些特征可以通過其他的特征進行補充或者可能是組成相應的成品的單個特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0078]接下來將通過在附圖中示出的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示例進一步說明和描述本發(fā)明。
[0079]圖1是一個根據(jù)發(fā)明的能量產(chǎn)生設備的示意圖。
[0080]圖2是根據(jù)圖1的能量產(chǎn)生設備的一個逆變器的原理的完整示意圖。
[0081]圖3描述了其中一個能量產(chǎn)生單元的Q(U)曲線。
[0082]圖4描述了一個用于使用根據(jù)圖3中的特性曲線的取決于每個能量產(chǎn)生單元的有效功率的校正電壓；以及
[0083]圖5描述了一個取決于每個能量產(chǎn)生單兀的有效功率的額外的校正無功功率，它同樣的在使用圖3中的特性曲線時被考慮進一個控制曲線中。

【具體實施方式】
[0084]圖1中示出的能量產(chǎn)生設備I具有多個逆變器2至11，它們通過一個共同的電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點12連接在一個交流電網(wǎng)13上。在這里，設計了未示出的其他不同的測量裝置14用于測量電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點12上的所有逆變器2至11共同的總電流輸出的電參量，其中，(當在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點12上存在一個這樣的變壓器時)可以在變壓器的初級和/或次級側(cè)進行測量。特別的電參量可以是流經(jīng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點12的電流、電網(wǎng)電壓、電流和電壓間的相角和/或交流電網(wǎng)13的頻率?？蛇x地也可以測量其他的包含相應信息的電參量。由測量裝置14測量得到的電參量被提供給能量產(chǎn)生設備的一個主控制裝置15。該主控制裝置15把這個電參量與用于通過電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點12的共同的總電流輸出的預設定進行比較。該預設定可以特別的包括用于有效功率P、無功功率Q、相角COS Φ和/或輸入功率的不對稱性的預設定并且由主控制裝置15借助預設的函數(shù)關(guān)系從電參量中自動推算出?？蛇x地，預設定可以通過一個信息通訊線路16由一個外部位置，特別是一個操作交流電網(wǎng)13的電網(wǎng)操作者17傳送給它們。為了實現(xiàn)用于共同的總電流輸出的預設定，主控制裝置15 —方面作用于組控制裝置18至20中(多個逆變器2至4、5至7以及8至10各自隸屬于他們)，另一方面直接控制逆變器11的這里未單獨示出的控制裝置。組控制裝置從主控制裝置15得到例如一個用于它的逆變器在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點12，或者每個組轉(zhuǎn)接點21、22以及23上的共同的組電流輸出預設定。每個組轉(zhuǎn)接點21至23上的組電流輸出的電參量將借助測量裝置24至26測量得到并且提供給每個組控制裝置18至20，該測量裝置被布置在一個可選的位于每個組轉(zhuǎn)接點21至23上的變壓器的初級和/或次級側(cè)。
[0085]為了使組電流輸出等于主控制裝置15的預設定，組控制裝置18至20作用于這里未單獨示出的逆變器2至10的控制裝置。在這種方法中主控制裝置15可以將每個組27至29從逆變器2至4、5至7以及8至10以及所屬的組控制裝置18、19以及20和所有位于一個用虛線圍出的框內(nèi)的其他各自包括的部件看做功能性單元。它僅僅需要從該單元中得到共同的特性，例如一個組共同功能模型。相反地也可能的是，主控制裝置15雖然僅僅直接作用于組控制單元18至20，從而對位于組轉(zhuǎn)接點21至23上的組輸出電流產(chǎn)生影響，但是在這里，直接產(chǎn)生用于單個逆變器2至10的預設定，該預設定此外僅僅由組控制裝置18至20實現(xiàn)。在這里，就可以使用能量產(chǎn)生設備I的一個總結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被提供給主控制裝置15并描述了能量產(chǎn)生設備I的所有部件，它影響了電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點12上的共同的電流輸出。在單個組27至29的范圍內(nèi)存在著相應的改動可能性。組控制裝置18至20可以將單個的逆變器2至10包括與之相連的電流源，逆變器和組轉(zhuǎn)接點21或者電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點12之間的連接裝置包括其控制裝置看做功能性單元，或者單獨考慮所有提及的部件。
[0086]在圖1中同樣地示出了每個組27至29的逆變器2至4、5至7和8至10，更確切的說不僅僅是它在每個組27至29中的數(shù)量相同，它在組內(nèi)部和越過組27至29的結(jié)構(gòu)也相同。然而需要強調(diào)的是，單個組的逆變器的數(shù)量可以有很大的改變，并且雖然可以將相同的逆變器包括在組27至29內(nèi)，但是每個組的逆變器也可以是不同的。具體的可以在每個組內(nèi)既設計有具有純電機形式的電流源的逆變器，也設計了具有電能儲存器形式的電流源的逆變器。這樣例如不能穩(wěn)定供應的電能(因為它們由組中個別逆變器的PV發(fā)電機形式的電流源產(chǎn)生)可以暫時儲存在在組中其他的逆變器的電池或者其他電能儲存器中，并在需要時重新使用。因此在理想情況下每個組27至29產(chǎn)生總是能產(chǎn)生電能用于在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點12上在預設范圍內(nèi)輸出電流。為了達到這個目標，可以除了使用利用可再生能源的純電機外也使用例如借助內(nèi)燃機最終利用化石能源的純電機。同樣的除了用于中期或者長期儲存電能的電池之外也使用用于短暫儲存電能的電容器或者連接在電機上的慣性質(zhì)量。也可以使用可逆的燃料電池系統(tǒng)用于長期的暫存電能，它將電能以氫氣的形式進行暫存。
[0087]圖1中的不隸屬于任何組控制裝置的逆變器11示例性地代表了一個大的能量產(chǎn)生單元，它可以直接連接在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點12上，從而在那里暫時地對臨界的電網(wǎng)事件做出反應和/或?qū)M27至29的共同的總電流輸出的波動進行平衡。在這里，可以是例如一個可以暫時從一個大電容或者一個慣性質(zhì)量儲能器中得到很高的有效和/或無功功率，或者連接在一個作為電流源的大電池上的逆變器，或者是一個其電流源具有一個電機的逆變器，該電機具有一個連接在其上的大的柴油機形式的內(nèi)燃機。
[0088]當根據(jù)圖1的能量產(chǎn)生設備I工作時，每個用于使用的模型都按照借助測量裝置14和24至26測量的電參量進行檢驗，如有必要還進行更新。只要所使用的模型按照這種方法保持更新，它就使主控制裝置15或者組控制裝置18至20可以保證在電網(wǎng)輸入點12上的共同的電流輸出或者根據(jù)一個前饋控制結(jié)構(gòu)的電流輸出達到各自的預設定。甚至當同時對實際出現(xiàn)的結(jié)果進行監(jiān)測，也可以相對來說保持較慢的監(jiān)測，而不存在每個輸出電流在這期間發(fā)生更大變動的風險。在所隸屬的功能單元，即組27至29以及逆變器2至10內(nèi)很有意義的是，借助一個明顯更大的時鐘頻率進行控制以及改變控制。這特別是當逆變器的電流源——如同在PV電機上——實際上不能避免用于使用的電能出現(xiàn)暫時的明顯波動時尤為重要。
[0089]圖2示例性示出了根據(jù)圖1的逆變器2，包括隸屬于它的對組轉(zhuǎn)接點21上的電流輸出產(chǎn)生影響并且在圖1中未單獨表示的部件。這包括了連接在逆變器2輸入側(cè)上的電流源30、將逆變器連接在組轉(zhuǎn)接點21上的連接裝置31、逆變器的控制裝置32以及用于測量逆變器2在其輸出側(cè)上的輸出電流的電參量的測量裝置33。組控制裝置18可以將逆變器2包括這個以及其他對逆變器2的輸出電流產(chǎn)生影響的因素看做一個功能單元34，并且除該功能單元34的一個單功能模型之外不做進一步的考慮。相反的組控制裝置18可以單獨考慮所提及的部件，并且施加給控制裝置32控制命令，該控制命令由它直接進行轉(zhuǎn)換。
[0090]連接裝置的特性可以基于該連接裝置的單個部件進行理論建模，即計算，通過該連接裝置單個逆變器2至11連接在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點12和如有必要組轉(zhuǎn)接點21至23上。一個為人熟知的用于保持交流電網(wǎng)中的電壓的方法是，所連接的能量產(chǎn)生設備根據(jù)在其電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上存在的電網(wǎng)電壓U輸入無功功率Q。圖3示出了一個相應的Q(U)特性曲線，其中，Q表示所輸入功率中的無功功率量，U表示在工作單元內(nèi)的電網(wǎng)電壓。當要求電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上的總電流輸出跟隨該特性曲線，則由于單個能量產(chǎn)生單元的連接裝置的特性在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點上不能夠在不對能量產(chǎn)生單元進行匹配的前提下而改變該曲線。該特性曲線必須在每個能產(chǎn)生裝置中進行修正，從而使每個能量產(chǎn)生單元的連接裝置承擔計算。該修正至少考慮了一個根據(jù)由每個能量產(chǎn)生設備輸入的有效功率Pw的修正電壓Uk，其中，通常可以使用一個線性關(guān)系，如同在圖4中所示出的那樣，該修正電壓Uk實際上考慮了每個能量產(chǎn)生設備和電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點之間由于歐姆電阻造成的電壓損失。
[0091]此外已被證明有利的是，也對根據(jù)圖3的特性曲線修正一個根據(jù)所輸入的有效功率？￥的修正無功功率Qk，為此在圖5中示出了一個可能的由不同參考值確定的曲線。其他的修正對于完全考慮單個連接裝置也可以是必要的。對該特性曲線的修正從而對每個能量產(chǎn)生單元的連接裝置進行補償導致了每個能量產(chǎn)生單元不再可以借助一個靜態(tài)的控制曲線進行控制，該曲線是一條固定的曲線。在二維圖中進行的不同的必要的修正其實產(chǎn)生了一系列的特性曲線或者一個在三維或者多維空間中延伸的二維或者多維控制面。但是實際情況中當控制曲線的輸入值和輸出值額外進行修改時，可以保持能量產(chǎn)生單元的控制曲線控制，前提是僅僅對控制曲線的二維曲線的修正還不足夠。
[0092]附圖標記表
[0093]I能量產(chǎn)生設備
[0094]2逆變器
[0095]3逆變器
[0096]4逆變器
[0097]5逆變器
[0098]6逆變器
[0099]7逆變器
[0100]8逆變器
[0101]9逆變器
[0102]10逆變器
[0103]11逆變器
[0104]12電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點
[0105]13交流電網(wǎng)
[0106]14測量裝置
[0107]15主控制裝置
[0108]16通訊線路
[0109]17電網(wǎng)操作者
[0110]18組控制裝置
[0111]19組控制裝置
[0112]20組控制裝置
[0113]21組轉(zhuǎn)接點
[0114]22組轉(zhuǎn)接點
[0115]23組轉(zhuǎn)接點
[0116]24測量裝置
[0117]25測量裝置
[0118]26測量裝置
[0119]27組
[0120]28組
[0121]29組
[0122]30電流源
[0123]31連接裝置
[0124]32控制裝置
[0125]33測量裝置
[0126]34功能單元。
【權(quán)利要求】
1.一種能量產(chǎn)生設備(I)，其具有多個在輸入側(cè)連接在各自的電流源(30)上、在輸出側(cè)連接在一個共同的電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點(12)上的逆變器， -其中，每個逆變器都包括一個控制裝置(32)， -其中，第一組(27)逆變器的控制裝置(32)與第一組控制裝置(18)連接， -其中，所述第一組控制裝置(18)作用于所述第一組(27)逆變器的控制裝置(32)， -至少第二組(28)逆變器的控制裝置(32)與第二組控制裝置(19)連接， -其中，所述第二組控制裝置(19)作用于第二組(28)逆變器的控制裝置(32)， -其中，所述第一組控制裝置(18)和至少所述第二組控制裝置(19)與一個主控制裝置(15)連接， -其中，用于在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點(12)上測量所有逆變器的共同的總電流輸出的電參量的測量裝置(14)與所述主控制裝置(15)連接，以及 -其中，所述主控制裝置(15)基于在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點(12)上測得的共同的總電流輸出的電參量作用于隸屬于它的組控制裝置(18至20)， 其特征在于，每個組控制裝置(18至20)和/或所述主控制裝置(15)包括: 一個或者多個用于確定隸屬的控制裝置(32)的控制曲線的輸出端和/或用于將用于逆變器的控制信號傳輸給隸屬的控制裝置(32)的輸出端； 一個或者多個用于測量裝置(14)的電參量的測量值的輸入端；和/或 一個用于與電網(wǎng)操作者(17)進行可靠通訊連接的輸入端；和/或 一個用于連接在一個上級控制裝置(15)上的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，所述控制裝置(32)被構(gòu)造為根據(jù)控制曲線和在所述逆變器上測得的電參量控制所述逆變器，其中，所述組控制裝置(18至20)被構(gòu)造為確定隸屬于它們的控制裝置(32)的控制曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，所述組控制裝置(18至20)被構(gòu)造為將用于所述逆變器的控制信號傳遞給隸屬的控制裝置(32)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于， -至少另一組(29)逆變器的控制裝置(32)隸屬于另一組控制裝置(20)， -其中，所述另一組控制裝置(20)作用于第三組(29)逆變器的控制裝置(32)，用于滿足用于所述另一組(29)的所有逆變器的共同組電流輸出的預設定，和-所述另一組控制裝置(20)也隸屬于所述主控制裝置(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，所述用于共同的總電流輸出的預設定通過主控制裝置(15) -直接由連接在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點(12)上的交流電網(wǎng)(13)的電網(wǎng)操作者(17)獲得和/或 -從在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點(12)上測得的電參量求得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，所述能量產(chǎn)生設備(I)包括測量單個組(27至29)的組電流輸出和/或單個逆變器的電流輸出的電參量的另外的測量裝置(24至26、33)，所測得的電參量被主控制裝置(15)和/或組控制裝置(18至20)和/或控制裝置(32)考慮。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，所述主控制裝置(15)被構(gòu)造為通過傳輸用于共同的組電流輸出的預設定作用于隸屬于它的組控制裝置(18至
20)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，所述主控制裝置(15)被構(gòu)造為基于一個整體模型作用于隸屬于它的組控制裝置(18至20)，所述整體模型描述所有逆變器和連接在逆變器上的電流源(30)在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點(12)上的電流輸出以及所有控制裝置(32)和所有組控制裝置(18至20)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，所述主控制裝置(15)被構(gòu)造為基于單個組(27至29)的組共同作用模型作用于隸屬的組控制裝置(18至20)，所述組共同作用模型描述了相應的組(27至29)包括其組控制裝置(18至20)在內(nèi)在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點(12)上的組電流輸出方面的共同特性。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，每個組控制裝置(18至20)被構(gòu)造為基于一個組模型確定隸屬于它們的控制裝置(32)如何對逆變器進行控制，所述組模型描述了逆變器和連接在其上的電流源(30)在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點(12)和/或相應的組轉(zhuǎn)接點(21至23)上的電流輸出以及該組(27至29)的所有控制裝置(32)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，所述組控制裝置(18至20)被構(gòu)造為基于單功能模型確定隸屬于它們的控制裝置(32)如何對逆變器進行控制，所述單功能模型描述了相應的逆變器和連接在逆變器上的電流源(30)包括附屬的控制裝置(32)在內(nèi)在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點(12)和/或相應的組轉(zhuǎn)接點(21至23)上的電流輸出方面的特性。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，相應的模型被構(gòu)造為可以由使用它的主控制裝置(15)或者組控制裝置(18至20)基于測得的電參量進行檢驗并在需要時進行更新。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的能量產(chǎn)生設備(1)，其特征在于，所述主控制裝置(15)被構(gòu)造為能夠以一時鐘頻率作用于所隸屬的組控制裝置(18至20)，該時鐘頻率至少比下述時鐘頻率小一個因數(shù)2、優(yōu)選至少小一個因數(shù)5、更優(yōu)選至少小一個因數(shù)10，所述組控制裝置(18至20)以該時鐘頻率確定隸屬于它的控制裝置如何控制逆變器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，所述組控制裝置(18至20)被構(gòu)造為能夠以一時鐘頻率確定隸屬于它的控制裝置(32)如何控制逆變器，該時鐘頻率至少比所隸屬的控制裝置工作時的時鐘頻率小一個因數(shù)2、優(yōu)選至少小一個因數(shù)5、更優(yōu)選至少小一個因數(shù)10。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，至少一個組(27至29)只包括同樣的逆變器以及連接在逆變器上的電流源(30)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，多個組(27至29)具有相應組的逆變器以及連接在逆變器上的電流源(30)在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點(12)上的共同電流輸出方面的同樣的共同特性。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，所述電流源(30)是發(fā)電機、可選的是PV發(fā)電機和/或具有與之相連的風車或者內(nèi)燃機的電機和/或燃料電池，以及用于電能的儲存器、可選的是電池和/或具有與之相連的慣性質(zhì)量的電機和/或可逆的燃料電池或者具有與之相連的氫氣儲存器的燃料電池/水解物質(zhì)組合。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，除了隸屬于組控制裝置(18至20)的逆變器之外，將至少一個另外的、直接隸屬于主控制裝置(15)的逆變器連接在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點(12)上，所述另外的逆變器具有之相連的電流源。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，所述另外的逆變器的電流源是大電池、大電容器和/或具有與之相連的慣性質(zhì)量的電機。
20.根據(jù)權(quán)利要求16或18的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，每個逆變器的控制裝置都具有能量管理系統(tǒng)，電能儲存器連接在所述逆變器上。
21.根據(jù)權(quán)利要求8的能量產(chǎn)生設備(I)，其特征在于，用于電能儲存器的模型被構(gòu)造為不僅描述了它們的輸出電流特性，也描述了它們在電網(wǎng)轉(zhuǎn)接點(12)上的電流消耗特性。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的能量產(chǎn)生設備(1)，其特征在于，所述主控制裝置(15)和所述組控制裝置(18至20)是具有相同硬件的控制器。
23.一種用于使用在根據(jù)權(quán)利要求1至21中任一項的能量產(chǎn)生設備上的控制器，其特征在于，所述控制器被構(gòu)造為組控制裝置(18至20)或者主控制裝置(15)，所述控制器具有 一個或者多個用于測量裝置(14)的電參量的測量值的輸入端和/或 一個用于與電網(wǎng)操作者(17)進行可靠通訊連接的輸入端和/或 一個用于連接在一個上級控制裝置(32)上的輸入端和一個用于連接在多個隸屬的控制裝置上的輸出端和/或 一個或者多個用于確定隸屬的控制裝置(32)的控制曲線的輸出端和/或 一個或者多個用于將用于逆變器的控制信號傳輸給隸屬的控制裝置(32)的輸出端。
【文檔編號】H02J3/38GK204243779SQ201320576104
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】Y·T·福吉, D·普雷姆, V·薩克舍伍斯基, S·史蒂文斯, C·辰德爾, A·佩措爾德 申請人:艾思瑪太陽能技術(shù)股份公司