本發(fā)明涉及用于運(yùn)行電性能波動的電站的方法，除輸出有功功率和無功功率的電壓調(diào)節(jié)的電網(wǎng)發(fā)電機(jī)(Netzbildner)和至少一個負(fù)載外，該電站也連接到有限交流電網(wǎng)。在此，電站的運(yùn)行多用于此目的，即通過從電站饋入功率降低一個或多個內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的燃料消耗，該內(nèi)燃發(fā)電機(jī)在有限交流電網(wǎng)中被用作電網(wǎng)發(fā)電機(jī)或其他電源。

特別地，電性能波動的電站可以是光伏電站，但例如也可以是風(fēng)力發(fā)電站、潮汐發(fā)電站或集中供熱電站。關(guān)于電站性能的術(shù)語“波動”在此意味著其性能，即其當(dāng)前輸出電功率的能力，通過如太陽輻照度、風(fēng)量、潮差、需熱量等外部參量來確定并由此而波動，確切地說是不受電站接入的有限交流電網(wǎng)中的當(dāng)前功率需求的影響。

有限交流電網(wǎng)特別是指所謂的孤立電網(wǎng)(Inselnetz)，它未連接到上級穩(wěn)定的交流電網(wǎng)。但是連接到交流電網(wǎng)的電網(wǎng)發(fā)電機(jī)原則上也可以具有與上級交流電網(wǎng)的有限功率的連接。因此，有限交流電網(wǎng)最大限度地具有與上級交流電網(wǎng)的有限功率的連接。多數(shù)情況下，電網(wǎng)發(fā)電機(jī)涉及持久激活的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)電機(jī)具有額度為額定功率或最大功率的恒定性能。替代地，電網(wǎng)發(fā)電機(jī)也可以由水利發(fā)電機(jī)或蓄電池變流器構(gòu)成。

根據(jù)連接在交流電網(wǎng)上的負(fù)載的功率需求，除了電網(wǎng)發(fā)電機(jī)之外，如果需要，通常還由電源控制器激活至少一個另外的電源，特別是內(nèi)燃發(fā)電機(jī)。通常情況下，有多個其他電源，其根據(jù)增加的數(shù)量需求由電源控制器激活。在此，電源控制器維持備用功率，使得當(dāng)前激活的電源可通過升高功率輸出對負(fù)載的功率消耗的短期增加或?qū)τ捎诩せ铑~外的負(fù)載而產(chǎn)生的額外的功率消耗做出反應(yīng)。通過激活額外的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)不能應(yīng)對功率消耗這樣快速的增加。

特別地，在負(fù)載的功率消耗波動時，所有電壓調(diào)節(jié)的電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的任務(wù)在于，保持交流電網(wǎng)上的電網(wǎng)交流電壓穩(wěn)定，即在振幅和頻率方面盡可能保持恒定。

電性能波動的電站通過涵蓋連接的負(fù)載的功率消耗的一部分這種方式來降低作為電源連接在有限交流電網(wǎng)上的所有內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的燃料需求和其他連接在有限交流電網(wǎng)上的電源的任何其他不使用可再生能源來滿足的能源需求。在此應(yīng)注意，電性能波動的電站在向交流電網(wǎng)中饋入其功率時不會導(dǎo)致交流電網(wǎng)的不穩(wěn)定。因此，不受控制地從電站饋入功率例如可導(dǎo)致功率饋入激活的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)中，這通常會導(dǎo)致內(nèi)燃發(fā)電機(jī)被緊急切斷。由此，整個交流電網(wǎng)可能會崩潰。

雖然內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)的其他組合(在此簡稱為內(nèi)燃發(fā)動機(jī))也是可能的，但是作為電源連接在交流電網(wǎng)上的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)通常是柴油發(fā)電機(jī)。雖然柴油發(fā)電機(jī)在適當(dāng)利用時具有良好的效率和良好的成本效率，但它們卻需要幾秒鐘的時間才會被激活到可將功率饋入交流電網(wǎng)中。例如由光伏電站饋入的電功率原則上可以更快地變化，而且還比在已經(jīng)激活的具有顯著的機(jī)械慣性的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)中的更快。

現(xiàn)有技術(shù)

在Donauer太陽能技術(shù)銷售股份有限公司(Donauer Solartechnik Vertriebs GmbH)的網(wǎng)站www.donauer.eu上，對用于運(yùn)行光伏電站以通過饋入光伏電站的功率降低柴油發(fā)電機(jī)的燃料消耗的方法進(jìn)行了描述。對此，通過柴油發(fā)電機(jī)總是在最佳工作點(diǎn)以有效的燃料燃燒來運(yùn)轉(zhuǎn)這種方式，在不需要電池作為電能的中間存儲器的情況下，所謂的DONAUER柴油混合能量管理應(yīng)確保穩(wěn)定的、經(jīng)濟(jì)的且可持續(xù)的能量供應(yīng)。但對于如何實現(xiàn)這一點(diǎn)的進(jìn)一步信息卻沒有發(fā)現(xiàn)。

從DE 10 2011 103 600 A1已知一種以能源的最佳利用為目的的用于控制設(shè)備或機(jī)器的方法。其中，設(shè)備或機(jī)器可由光伏電站供應(yīng)。光伏電站的功率時間曲線被預(yù)測，其中云層預(yù)測基于衛(wèi)星得以實現(xiàn)。隨后，對設(shè)備或機(jī)器進(jìn)行控制，使得它們執(zhí)行于起始點(diǎn)開始的過程，在該起始點(diǎn)該過程所需功率的至少盡可能大的一部分由光伏電站產(chǎn)生。

從DE 10 2010 046 744 A1已知一種用于孤立運(yùn)行時的承載負(fù)載的光伏電站的方法。從由光伏模塊的布置組成的第一能量源和第二能量源饋入到離網(wǎng)逆變器的直流輸入端中，該離網(wǎng)逆變器在其輸出端上提供交流電負(fù)載。在這種情況下，只要還沒到達(dá)光伏模塊的電流-電壓-特性曲線上的最大功率點(diǎn)，就單獨(dú)以第一能量源進(jìn)行電能的引入。在到達(dá)最大功率點(diǎn)且交流電負(fù)載的消耗負(fù)載進(jìn)一步升高時，進(jìn)一步在最大功率點(diǎn)上對光伏模塊進(jìn)行操作，并通過第二能量源將交流電負(fù)載的全部能量供應(yīng)缺少的能量引入。第二能量源可由公共供電網(wǎng)或由內(nèi)燃發(fā)電機(jī)形成。

從DE 10 2011 106 877 A1已知一種具有光伏發(fā)電機(jī)的布置，該光伏發(fā)電機(jī)連接在逆變器的輸入端子上。逆變器的輸出端與供電網(wǎng)連接。另外，該布置包括與逆變器的輸出端并聯(lián)連接的異步電機(jī)，該異步電機(jī)由內(nèi)燃電動機(jī)驅(qū)動。該布置的目的是實現(xiàn)相對于同步電機(jī)便宜的異步電機(jī)的使用，該異步電機(jī)的不利的功率因數(shù)cos phi通過采用逆變器的電子調(diào)節(jié)的IGBT調(diào)節(jié)無功功率來進(jìn)行補(bǔ)償。具有直接連接在交流電網(wǎng)上的異步電機(jī)的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)不適合作為電網(wǎng)發(fā)電機(jī)。因此，為了橋接供電網(wǎng)路的運(yùn)營商對同步電機(jī)發(fā)出功率要求的時間點(diǎn)和異步電機(jī)在內(nèi)燃電動機(jī)起動之后實際開始提供所要求的功率的時間點(diǎn)之間的時間間隔，設(shè)置了可接入到逆變器輸入端的蓄電池。

從EP 1 323 222 B1已知一種用于運(yùn)行孤立電網(wǎng)的方法，該孤立電網(wǎng)具有至少一個風(fēng)力設(shè)備形式的第一能量產(chǎn)生器、作為電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的同步電機(jī)以及作為中間存儲器的電氣元件。風(fēng)力電站以如下方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，即使其總是只產(chǎn)生所需要的電功率，該電功率由網(wǎng)路中的電功率消耗以及用于給作為中間存儲器的電氣元件充電的功率需求組成。可經(jīng)由耦合來驅(qū)動同步電機(jī)的內(nèi)燃電動機(jī)僅在由風(fēng)力設(shè)備和/或由電中間存儲器輸出的功率低于可預(yù)定的時間段上的可預(yù)先給定的閾值時才被激活。當(dāng)內(nèi)燃電動機(jī)沒有被激活時，同步電機(jī)在電動機(jī)運(yùn)行模式下運(yùn)行，其中該同步電機(jī)從風(fēng)力設(shè)備獲得其驅(qū)動能量。同步電機(jī)不僅是電網(wǎng)發(fā)電機(jī)，而且還是無功功率和短路電流產(chǎn)生器、孤立電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)器和閃變?yōu)V波器。

從US 2008/0278003 A1已知一種用于無間斷供電負(fù)載的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有光伏電站形式的可再生能源和作為電能存儲器的蓄電池。該系統(tǒng)在交流電網(wǎng)故障時，特別是在內(nèi)燃發(fā)電機(jī)作為備用電源被激活之前，一直保持給負(fù)載供電。

從C.A Hernandez-Aramburo等人于2005年五月/六月在《IEEE工業(yè)應(yīng)用匯刊》(IEEE Transactions on Industry Applications)第3期第41卷第673-681頁上的發(fā)表的題為“微型電網(wǎng)燃料消耗量的最小化(Fuel Consumption Minimization of a Microgrid)”一文中已知一種用于運(yùn)行光伏發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的方法，除電網(wǎng)發(fā)電機(jī)、至少一個根據(jù)需要由發(fā)電機(jī)控制器激活或停用的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)和至少一個負(fù)載外，該光伏發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)也連接在有限交流電網(wǎng)上。具有當(dāng)前在交流電網(wǎng)中可用的備用功率遵循最小值這一輔助條件的成本優(yōu)化模型將光伏發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)可用的功率設(shè)置為它們的額定功率的80％以及40％。為了滿足增加的功率需求，首先將在沒有燃料的情況下也能應(yīng)對的光伏發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)升高到它們當(dāng)前的最大功率。隨后，為了提供備用功率以及為了滿足在沒有燃料的情況下不再能夠滿足的功率需求，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)被接入到為相應(yīng)的功率需求而進(jìn)行成本優(yōu)化的組合中。在此，光伏發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率保持在其當(dāng)前的最大功率。

從EP 2 503 146 A1已知一種用于在脫離上級交流電網(wǎng)期間控制發(fā)電設(shè)備運(yùn)行的方法和裝置。具體來說，其涉及包括至少一個風(fēng)力設(shè)備的發(fā)電設(shè)備和在其他能量饋入的上級交流電網(wǎng)發(fā)生故障時運(yùn)行該發(fā)電設(shè)備。為了實施此運(yùn)行，將外部發(fā)電機(jī)經(jīng)由電纜連接到風(fēng)力設(shè)備的輔助裝備，以便向該輔助裝備，例如用于風(fēng)力設(shè)備的轉(zhuǎn)動葉片的調(diào)節(jié)裝置提供有功功率。電纜經(jīng)由變壓器不僅連接到輔助裝置上，而且還連接到各個風(fēng)力設(shè)備的逆變器上。通過逆變器提供無功功率，以使外部發(fā)電機(jī)在PQ平面的穩(wěn)定區(qū)域中，即在由關(guān)于發(fā)電機(jī)的可能的無功功率標(biāo)繪的發(fā)電機(jī)的可能的有功功率跨越的面積內(nèi)運(yùn)行。背景是，對于有功功率與無功功率之比特定，超過其額定功率的無功功率20％的常規(guī)柴油發(fā)動機(jī)可能不穩(wěn)定，以及PQ平面中可接受的工作區(qū)域大約在表示1.0的功率因數(shù)和0.8的功率因數(shù)的直線之間。借助用風(fēng)力設(shè)備的逆變器生成的無功功率使外部發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)保持在該區(qū)域中。

發(fā)明任務(wù)

本發(fā)明的任務(wù)在于對用于運(yùn)行電性能波動的電站的方法進(jìn)行說明，除輸出有功功率和無功功率的電壓調(diào)節(jié)的電網(wǎng)發(fā)電機(jī)和至少一個負(fù)載外，該電站也連接到有限交流電網(wǎng)，其中，雖然一方面即使不使用蓄電池作為電能的中間存儲器，通過饋入電站的功率也有效地降低連接在有限交流電網(wǎng)上的電網(wǎng)發(fā)電機(jī)和其他電源不使用可再生能源來滿足的能量需求，但是另一方面也針對所有負(fù)載的功率消耗和電站的功率輸出的波動穩(wěn)定了有限交流電網(wǎng)。

解決方案

本發(fā)明的任務(wù)通過具有獨(dú)立權(quán)利要求1的特征的方法來解決。從屬權(quán)利要求2到17針對根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施形式。權(quán)利要求18和19涉及用于根據(jù)本發(fā)明對電性能波動的電站進(jìn)行控制的控制裝置，該電站除輸出有功功率和無功功率的電壓調(diào)節(jié)的電網(wǎng)發(fā)電機(jī)和至少一個負(fù)載外也可連接到有限交流電網(wǎng)。權(quán)利要求20涉及具有根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的光伏電站。

發(fā)明描述

在用于運(yùn)行電性能波動的電站的根據(jù)本發(fā)明的方法中，除輸出有功功率和無功功率的電壓調(diào)節(jié)的電網(wǎng)發(fā)電機(jī)和至少一個負(fù)載外，該電站也連接到有限交流電網(wǎng)上，在PQ平面中定義電網(wǎng)發(fā)電機(jī)期望的封閉的工作區(qū)域，在該工作區(qū)域中電網(wǎng)發(fā)電機(jī)可特別有效地調(diào)整交流電網(wǎng)上出現(xiàn)的網(wǎng)路交流電壓的波動。隨后，在PQ平面中確定電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的當(dāng)前工作點(diǎn)，并且有功功率和無功功率的輸出通過電站這樣控制，使得電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)保持在期望的工作區(qū)域中。

在PQ平面中，關(guān)于電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的可能的無功功率標(biāo)繪的電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的可能的有功功率跨越一個面積。電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作區(qū)域位于該面積內(nèi)，在該工作區(qū)域中盡可能不運(yùn)行電網(wǎng)發(fā)電機(jī)。但在原則上可運(yùn)行電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作區(qū)域中，當(dāng)交流電網(wǎng)中出現(xiàn)電網(wǎng)交流電壓的電壓和頻率波動時還導(dǎo)致各個電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的不同行為。因此，可以在PQ平面中界定電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作區(qū)域，方式是通過電網(wǎng)發(fā)電機(jī)特別有效地應(yīng)對在交流電網(wǎng)上出現(xiàn)的電網(wǎng)交流電壓的波動，即，在不進(jìn)入不穩(wěn)定的工作狀態(tài)的情況下在最大可能的范圍內(nèi)有效地調(diào)整該波動。根據(jù)本發(fā)明，電網(wǎng)發(fā)電機(jī)借助于電站以及其有功功率和無功功率的饋入保持在該期望的工作區(qū)域中。因此，電站在很大程度上有助于穩(wěn)定交流電網(wǎng)。

顯然，封閉的工作區(qū)域，電網(wǎng)發(fā)電機(jī)在其中可能特別有效地調(diào)整在交流電網(wǎng)上出現(xiàn)的電網(wǎng)交流電壓的波動，不必一定在電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的有功功率關(guān)于無功功率標(biāo)繪的圖形中用圖示來確定。相反，根據(jù)電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的有功功率和無功功率來定義其期望的工作區(qū)域就夠了。每個這樣的工作區(qū)域可在PQ平面中示出。相應(yīng)地，這也適用于確定電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)。即使當(dāng)前的工作點(diǎn)不是直接通過電網(wǎng)發(fā)電機(jī)輸出的有功功率和無功功率來界定，該工作點(diǎn)也可轉(zhuǎn)用在PQ平面中。

期望的工作區(qū)域在根據(jù)本發(fā)明的方法中是封閉的，可能特別意味著，期望的工作區(qū)域不是通過面積的功率邊界來限定的，該面積由關(guān)于電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的可能的無功功率標(biāo)繪的電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的可能的有功功率跨越，而是其邊界與該面積的功率邊界相隔一定距離延伸，因為電網(wǎng)發(fā)電機(jī)在位于功率邊界上的工作點(diǎn)時不可再調(diào)整交流電網(wǎng)中由于增加的功率需求而出現(xiàn)的電網(wǎng)交流電壓的波動。

通過改變電站的有功功率和無功功率的輸出致使電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)可移動并以這種方式保持在期望的工作區(qū)域中的這種可能性存在于不同的已知電站中，特別是通過適當(dāng)?shù)乜刂破淠孀兤鱽碇付ā?/p>

原則上，可能會有電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的理想工作點(diǎn)，電網(wǎng)發(fā)電機(jī)可能能夠從該理想工作點(diǎn)以最高的效率來調(diào)整在交流電網(wǎng)上出現(xiàn)的電網(wǎng)交流電壓的波動。原則上，也可僅將該理想工作點(diǎn)附近的周界定義為電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的期望的工作區(qū)域。但優(yōu)選地，在有功功率的方向上盡可能大地界定期望的工作區(qū)域，以便通過電站將盡可能多的有功功率饋入交流電網(wǎng)，從而節(jié)省盡可能多的來自不可再生能源的能量。相應(yīng)地，在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施形式中，只要電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)位于期望的工作區(qū)域中，電站的有功功率的饋入就最大化。

另外，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，電網(wǎng)發(fā)電機(jī)例如可以是水力發(fā)電機(jī)或蓄電池轉(zhuǎn)換器來替代內(nèi)燃發(fā)電機(jī)。雖然電機(jī)由水渦輪機(jī)驅(qū)動的水力發(fā)電機(jī)不消耗不可再生能源，但該水力發(fā)電機(jī)只有在其工作點(diǎn)保持在小的期望的工作區(qū)域中時才能夠有效地調(diào)整在交流電網(wǎng)上出現(xiàn)的電網(wǎng)交流電壓的波動。在作為電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的蓄電池轉(zhuǎn)換器中，必須額外考慮連接的蓄電池的當(dāng)前充電狀態(tài)，這可以通過依賴于充電狀態(tài)的蓄電池轉(zhuǎn)換器的期望的工作區(qū)域來實現(xiàn)。原則上，電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的期望的工作區(qū)域也不必是固定的，而是在對交流電網(wǎng)上的電網(wǎng)交流電壓產(chǎn)生可預(yù)見的影響時可確定該工作區(qū)域。例如，如果可以預(yù)見將在一定的方向上改變對無功功率和/或有功功率的需求，則可以預(yù)先在相反方向上移動電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的期望的工作區(qū)域，以便提供額外的調(diào)節(jié)儲量來對隨功率需求發(fā)生改變而在交流電網(wǎng)上出現(xiàn)的電網(wǎng)交流電壓的改變進(jìn)行調(diào)整。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的特別有趣的實施形式中，除了電網(wǎng)發(fā)電機(jī)外還有至少一個另外的電源連接在有限電網(wǎng)上，該至少一個另外的電源根據(jù)需求被激活或停用。在此，根據(jù)需求進(jìn)行激活和停用也通過將電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)保持在期望的工作區(qū)域中這一規(guī)定來實現(xiàn)。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中根據(jù)需求被激活或停用的每個其他電源，也可以是電壓調(diào)節(jié)的電源，即另一個電網(wǎng)發(fā)電機(jī)。隨后優(yōu)選地，當(dāng)所有電壓調(diào)節(jié)的電源同類時，即在PQ平面中相同的工作點(diǎn)上可能有效地調(diào)整在交流電網(wǎng)上出現(xiàn)的電網(wǎng)交流電壓的波動，使得可以為所有電壓調(diào)節(jié)的電源界定并保持共同的期望的工作區(qū)域。但其他電源在沒有產(chǎn)生電源功能的情況下也可以是全部或部分為電壓支持的電源。

具體地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，至少一個另外的電源可以是內(nèi)燃發(fā)電機(jī)。然而，激活內(nèi)燃發(fā)電機(jī)直到它能將功率饋入到交流電網(wǎng)中需要一定的時間。因此，根據(jù)需求激活和停用的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)不適合補(bǔ)償短期的功率波動和由此在交流電網(wǎng)上造成的電網(wǎng)交流電壓的振幅和頻率的波動。實際上可為該補(bǔ)償提供所有已經(jīng)激活的電源的功率儲備。保持電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的期望的工作區(qū)域?qū)τ谔峁┰搨溆霉β识跃妥銐蛄?，因為?dāng)電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)位于該期望的工作區(qū)域中時至少其功率還沒有完全耗盡。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，當(dāng)至少一個另外的電源由電源控制器激活時，該電源控制器本身不一定得與根據(jù)本發(fā)明的方法匹配。相反，可降低電站的有功功率的饋入，使得當(dāng)電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)向外，即朝向較高的功率，離開期望的工作區(qū)域時，至少一個另外的或另外一個電源由電源控制器激活。隨后，由新激活的另一電源提供的功率再次向內(nèi)移動電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)。

反過來，當(dāng)至少一個另外的電源被電源控制器停用時，可增加電站的功率的饋入，使得當(dāng)電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)向內(nèi)，即朝向較低的功率，離開期望的工作區(qū)域時，至少一個另外的或另一個電源被電源控制器停用。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，也可具體確定電網(wǎng)中當(dāng)前可用的備用功率，其中僅考慮被激活的電源。當(dāng)所確定的備用功率低于最小備用功率時，可降低電站的功率的饋入直到至少一個另外的或另外一個電源由電源控制器激活為止。通過這種方式，除了將電網(wǎng)發(fā)電機(jī)保持在期望的工作區(qū)域中外，還確保最小的備用功率。

該最小備用功率是預(yù)定的值，該值可以預(yù)先給定，但也可以根據(jù)對備用功率的當(dāng)前需求來指定。對此的詳細(xì)信息如下可見。通過激活每個額外的電源來增加交流電網(wǎng)中可用的備用功率，從而早就可以實現(xiàn)提供最小備用功率的目的。但有可能需要激活多于一個的額外的電源以實現(xiàn)該目的。

和為了將電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)保持在期望的工作區(qū)域中一樣，為了維持最小備用功率，通過改變電站的功率的饋入觸發(fā)額外的電源的激活。由此，電源控制器“看到”將由其監(jiān)視的更大的負(fù)載，該負(fù)載是一邊所有連接在交流電網(wǎng)上的負(fù)載的功率消耗的總和另一邊由電站饋入的功率之間的差值。因為電源控制器也提供最小備用功率，所以其相應(yīng)地激活一個或多個額外的電源。在此可能有利的是，電源控制器以基本上大約相同的最小備用功率為出發(fā)點(diǎn)，如在根據(jù)本發(fā)明的電站的運(yùn)行中考慮到電源控制器一樣。但在根據(jù)本發(fā)明的電站的運(yùn)行中，自身不會干涉電源控制器?，F(xiàn)在只需知道，當(dāng)前激活了哪些電源，這些電源可提供何種最大功率，以及所有電源當(dāng)前饋入了多少功率到交流電網(wǎng)中。這是可確定當(dāng)前在交流電網(wǎng)中可用的備用功率的前提。

在根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行電站的方法的實施形式中，當(dāng)所確定的備用功率超過最大備用功率時，可隨后繼續(xù)增加電站的功率的饋入達(dá)到至少一個或另外一個電源由電源控制器停用那種程度。但作為電網(wǎng)發(fā)電機(jī)使用的至少一個電源始終保持有效。

最大備用功率也可以是預(yù)先給定的值，或者根據(jù)當(dāng)前實際需要的備用功率來指定。此外，也沒有為了停用到目前為止激活的電源中的一個干涉發(fā)電機(jī)控制器，而是在電源控制器前面引入將由其監(jiān)視的降低的負(fù)載，該負(fù)載會促使電源控制器停用電源。這樣一來就為了有益于增加電站的功率的饋入而停用當(dāng)前不需要的電源。這也可包括同時或快速相繼停用多個電源。

總的來說，通過根據(jù)本發(fā)明的方法確保的是，總是激活與用于提供有用的備用功率所需的一樣多的電源，但不是更多的電源，以便在交流電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行的范圍內(nèi)最大化電站的功率的饋入。該方法的直接后果是，在電站有更多的可用功率時，所有當(dāng)前激活的電源盡可能僅可用于提供備用功率，而不是用于實際上將功率饋入交流電網(wǎng)中。在此，將由所有電源承擔(dān)的負(fù)載恰好僅保持這么高，使得電源控制器不斷開任何有效的電源，從而可能減少可用的備用電源，并且所有電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)保持在其期望的工作區(qū)域中。

換句話說，當(dāng)所確定的備用功率位于最小和最大備用功率之間的區(qū)域中時，電站的功率的饋入在遵循剛好沒有任何其他電源由電源控制器停用這一標(biāo)準(zhǔn)的條件下可最大化。

如已經(jīng)指出的那樣，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，優(yōu)選在交流電網(wǎng)中測量所有負(fù)載的功率消耗。這可通過直接測量電站和電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的消耗功率的各個組件，或者通過測定電站和電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的所有電源的輸出功率的各個組件來實現(xiàn)。

最小備用功率和最大備用功率可通過使用所有負(fù)載的當(dāng)前功率消耗的百分比作為被加數(shù)來計算。也就是說，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，最小和/或最大備用功率可隨著所有負(fù)載的功率消耗上升而增加，因為功率消耗的預(yù)期波動可與功率消耗成比例。

此外，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，除了當(dāng)前的功率輸出以外，也可測定電站的當(dāng)前容量。電站的當(dāng)前功率輸出和當(dāng)前容量之間的差值可至少部分地看作當(dāng)前可用的備用功率。

最小備用功率和/或最大備用功率可包括電站的當(dāng)前功率輸出的百分比作為被加數(shù)，因為例如由于匯聚的云引起的功率輸出驟降原則上可能會令人擔(dān)憂。在當(dāng)前的功率輸出遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于當(dāng)前容量時，非常不可能會有這種功率驟降，這一點(diǎn)例如在這兩個值的差值被納入當(dāng)前可用的備用功率時就已經(jīng)充分考慮到了。但原則上也可在最小備用功率和/或最大備用功率時實施這種考慮。

此外，最小備用功率和/或最大備用功率可在考慮與時間相關(guān)的因數(shù)或加數(shù)的情況下來計算，該因數(shù)或加數(shù)例如反映所有負(fù)載的消耗功率在一天的某些時刻出現(xiàn)了特別大的波動。

此外，在最大備用功率方面還要考慮，在當(dāng)前有效的電源中的一個被停用時，當(dāng)前可用的備用功率下降了多少。例如，最大備用功率可根據(jù)當(dāng)前有效的有可能會首先被發(fā)電機(jī)控制器停用的另一電源的最大容量乘以大于1的穩(wěn)定因數(shù)與最小備用功率的和來進(jìn)行計算，以便在該電源被停用之后借助當(dāng)前可用的備用功率立即不低于最小備用功率。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，也可這樣額外降低電站的功率的饋入，以防止長期低于最小功率輸出和所有電源中的功率都低于零。電源的最小功率輸出是這種功率輸出，大于該功率輸出才可能正常運(yùn)行，特別是通過潔凈燃燒內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中燃料實現(xiàn)的正常運(yùn)行，這也是電源使用壽命長和維護(hù)間隔長的前提?？赡艽嬖陔娫纯刂破骺赡懿荒芊乐归L期低于一個或多個電源的最小功率輸出的情況，因為例如為電源確定了最小激活時間，或者還因為不再有電源可以斷開，以維持由電源控制器考慮的最小備用功率。在這些邊界條件下可能有用的是，不最大化由電站饋入的功率而是甚至將其撤回，以便將電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)保持在期望的工作區(qū)域中并優(yōu)化整個系統(tǒng)。

特別地，根據(jù)本發(fā)明，由電站饋入的功率的快速可調(diào)節(jié)性可用于防止功率輸出，即除了蓄電池轉(zhuǎn)換器之外的所有電源的功率消耗，每次低于零。例如在內(nèi)燃發(fā)電機(jī)中，這樣的功率消耗通常會導(dǎo)致緊急切斷。當(dāng)內(nèi)燃發(fā)電機(jī)作為電網(wǎng)發(fā)電機(jī)來使用時，其切斷會導(dǎo)致整個交流電網(wǎng)崩潰。

用于控制電性能波動的電站的根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的特征在于，該控制裝置被構(gòu)造成用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法。這意味著，該控制裝置包括用于獲得其所需的測量值和其他信息的特有的測量裝置，只要它例如無法從發(fā)電機(jī)控制器查詢這些測量值和信息。例如，可將簡單的振動傳感器設(shè)置在作為其他電源的各個內(nèi)燃發(fā)電機(jī)上，以確定其中哪個內(nèi)燃發(fā)電機(jī)當(dāng)前被激活。此外，至少交流電網(wǎng)中的所有負(fù)載的功率消耗隨后還必須直接或間接地測定。從而當(dāng)各個電源的當(dāng)前功率輸出可用時，就已經(jīng)清楚，當(dāng)前哪些電源被激活了，隨后另外只需要控制裝置無論如何也要連接上的電站的值。

根據(jù)本發(fā)明運(yùn)行的電性能波動的電站可以是風(fēng)力發(fā)電站、潮汐發(fā)電站或集中供熱電站。特別地，其涉及光伏電站。根據(jù)本發(fā)明的光伏電站具有根據(jù)本發(fā)明的控制裝置。

本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案可從權(quán)利要求、說明書和附圖中得出。說明書中提到的特征和多個特征組合的優(yōu)點(diǎn)僅僅是示例性的，它們能夠替換性或補(bǔ)償性地實施，而且根據(jù)本發(fā)明的實施方式不必強(qiáng)制性地實現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)。這樣一來在所附權(quán)利要求的內(nèi)容沒有改變的情況下，在原始申請文件和專利申請公開的內(nèi)容方面有以下幾點(diǎn)適用：其他特征從附圖中-特別從多個組件的相對布置和有效連接-中獲悉。本發(fā)明的不同實施方式的特征的組合或者不同專利權(quán)利要求特征的組合也有可能偏離專利權(quán)利要求選擇的參考并特此提出。這還涉及到這些特征，它們在單獨(dú)的附圖中顯示或在其描述中提及。這些特征也可以與不同權(quán)利要求的特征組合。同樣，在權(quán)利要求中提及的用于本發(fā)明的其他實施形式的特征可以省略。

在權(quán)利要求和說明書中提及的特征的數(shù)量應(yīng)這樣理解，即剛好存在該數(shù)量或存在比提到的數(shù)量多的數(shù)量，則無需明確使用副詞“至少”。因此，例如提及“元件”時，應(yīng)這樣理解，即剛好存在一個元件、兩個元件或更多元件。當(dāng)在同樣的情況下提到除了“一個元件”之外還有“至少一個另外的元件”時，這一點(diǎn)也適用。這些提到的特征可以通過其他特征來補(bǔ)充或者它們就是唯一的特征，相應(yīng)的結(jié)果由這些特征組成。

在權(quán)利要求中包含的參考標(biāo)記不限制通過權(quán)利要求保護(hù)的對象的范圍。它們僅用于使權(quán)利要求更容易理解這一目的。

附圖簡述

下面將根據(jù)附圖進(jìn)一步解釋和描述本發(fā)明。

圖1是孤立電網(wǎng)的電路原理圖，除內(nèi)燃發(fā)電機(jī)形式的電網(wǎng)發(fā)電機(jī)、內(nèi)燃發(fā)電機(jī)形式的其他電源和多個負(fù)載外，光伏電站也連接到該孤立電網(wǎng)上。

圖2以歸一化到額定功率的PQ平面圖示出了根據(jù)圖1的電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的不同的工作區(qū)域。

圖3是用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的實施形式的流程圖。

圖4是根據(jù)圖1的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的平均功率的時間曲線圖；以及

圖5是用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的其他例程的流程圖。

附圖描述

圖1中示意性示出的交流電網(wǎng)1是孤立電網(wǎng)2，即未連接到外部交流電網(wǎng)的有限交流電網(wǎng)，該外部交流電網(wǎng)具有相較于交流電網(wǎng)中的功率消耗幾乎無限的性能。在交流電網(wǎng)1上連接有電壓調(diào)節(jié)的電網(wǎng)發(fā)電機(jī)3，該電網(wǎng)發(fā)電機(jī)預(yù)先給定交流電網(wǎng)1上的電網(wǎng)交流電壓的頻率和振幅。在本實施例中，電網(wǎng)發(fā)電機(jī)3是內(nèi)燃發(fā)電機(jī)形式的電源4。在此，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)被理解成內(nèi)燃電機(jī)，特別是柴油發(fā)動機(jī)，與作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)的組合。連接在交流電網(wǎng)1上的其他電源5在這里也是內(nèi)燃發(fā)電機(jī)，并且它們根據(jù)需要由電源控制器6激活和停用，即根據(jù)交流電網(wǎng)1中的功率供應(yīng)以及連接在交流電網(wǎng)1上的負(fù)載7的功率消耗來進(jìn)行。另外，還根據(jù)需要改變所有激活的電源4、5的功率輸出。這可以通過各個電源5的控制裝置來實施，該控制裝置相互協(xié)調(diào)，使得整個功率輸出均勻地分配到所有激活的電源4、5上。

為了降低所有內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的燃料消耗或者為了更普遍地降低所有電源4和5消耗的不可再生能量，設(shè)置了電站8，該電站將光伏發(fā)電機(jī)9的電能經(jīng)由一個或多個逆變器10饋入交流電網(wǎng)1中。由電站8饋入的功率在此被控制裝置11這樣確定，使得圖1中所示出的整個系統(tǒng)實現(xiàn)優(yōu)化的運(yùn)行。此外，該優(yōu)化的運(yùn)行還具有以下特征：

-電網(wǎng)發(fā)電機(jī)3和所有同時激活的電壓調(diào)節(jié)的電源5的工作點(diǎn)在在任何時刻均位于期望的工作區(qū)域中，在該工作區(qū)域中電源4、5可有效地調(diào)整在交流電網(wǎng)1上出現(xiàn)的電網(wǎng)交流電壓的波動。

-任何時刻均有足夠的特別是電源4和5的備用功率可供使用，但也根據(jù)設(shè)計而定考慮到電站8，以負(fù)擔(dān)負(fù)載7的功率消耗的預(yù)期的增加。根據(jù)電站8的當(dāng)前容量，該備用功率也可以用于對電站8的輸出功率上例如由于云聚引起的驟降進(jìn)行補(bǔ)償。

-沒有電源4、5會長時間在低于最小功率輸出的情況下運(yùn)行，這對于燃料的潔凈燃燒以及相應(yīng)地對于作為電源4、5使用的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的低維護(hù)運(yùn)行是必要的。

-功率不饋入電源4和5中，這樣做可能會有損壞相應(yīng)電源的危險并且通常可能會導(dǎo)致內(nèi)燃發(fā)電機(jī)立即關(guān)斷。如果電網(wǎng)發(fā)電機(jī)源3的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)關(guān)斷，則可能會導(dǎo)致交流電網(wǎng)1崩潰。

-根據(jù)上述邊界條件，電站8的最大電能量被饋入到交流電網(wǎng)1中，從而節(jié)省了用作電源4、5的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)上的最大燃料量。

電站8的逆變器10的功率輸出可非?？焖俚刈兓?，使得根據(jù)圖1的控制裝置11也可調(diào)整負(fù)載7的功率消耗的非常短期的波動，只要這些波動沒有大到超出電站8的當(dāng)前容量。因此，功率消耗的這些短期波動沒有影響到用作電源4、5的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)電機(jī)由于其機(jī)械慣性僅可均衡較慢的功率波動。原則上，通過這種方式借助電站8使電源4和5負(fù)載更少，由此得出根據(jù)圖1的整個系統(tǒng)的其他優(yōu)點(diǎn)，即使電站8的容量通常僅部分地得以利用。但負(fù)載7的功率消耗的較大波動和由此導(dǎo)致的交流電網(wǎng)1上的電網(wǎng)交流電壓的振幅和頻率的波動僅可在電源4、5參與的情況下來調(diào)整。為了使之有效進(jìn)行，至少所有電壓調(diào)節(jié)的電源，特別是電網(wǎng)發(fā)電機(jī)3，必須位于有利于調(diào)整電網(wǎng)交流電壓的波動的工作區(qū)域中。

用于通過所有電壓調(diào)節(jié)的電源4、5調(diào)節(jié)電網(wǎng)交流電壓的波動所保持的工作區(qū)域不是單獨(dú)根據(jù)電源4、5輸出的有功功率來界定，而是根據(jù)輸出的有功功率和輸出的無功功率來確定。圖2是關(guān)于無功功率Q標(biāo)繪的有功功率P圖，該無功功率是由作為電網(wǎng)發(fā)電機(jī)3使用的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)，即在此具體而言是由例如由柴油電動機(jī)驅(qū)動的同步電機(jī)輸出的。在此，表示無功功率Q和有功功率P的單位是內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的額定功率或最大功率的相對比例。換句話說，圖2涉及歸一化到內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的額定功率的PQ平面的再現(xiàn)。在這里，在無功功率Q方向上的x軸的負(fù)區(qū)域?qū)?yīng)于電壓和電流之間的負(fù)的相角，其中電流超前于交流電網(wǎng)中的電壓，而x軸的正區(qū)域?qū)?yīng)于電壓超前于電流的正的相角。從原點(diǎn)通過PQ平面的兩個象限中的每一個徑向延伸的直線對應(yīng)于0.4或0.8的功率因數(shù)。在內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的工作區(qū)域21中，由該內(nèi)燃發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)的電網(wǎng)交流電壓不穩(wěn)定。在工作區(qū)域22中，電機(jī)面臨過熱的危險。這兩者之間是工作區(qū)域23到25，其中由內(nèi)燃發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)的電網(wǎng)交流電壓在工作區(qū)域24中是特別穩(wěn)定的，該工作區(qū)域具有從最大的小負(fù)相角到功率因數(shù)為0.8的正相角范圍的相角。在工作區(qū)域24內(nèi)標(biāo)繪了期望的工作區(qū)域26。當(dāng)內(nèi)燃發(fā)電機(jī)位于該期望的工作區(qū)域26內(nèi)時，該內(nèi)燃發(fā)電機(jī)具有能有效地均衡交流電網(wǎng)1上的電網(wǎng)交流電壓的波動的能力最大，因為其工作點(diǎn)27在這種情況下出現(xiàn)的移動不會導(dǎo)致到達(dá)不利的工作區(qū)域21、22或包圍所有可能的工作區(qū)域21到26的功率邊界28。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，電網(wǎng)發(fā)電機(jī)3的工作點(diǎn)27將借助通過電站8饋入的有功功率和無功功率來保持在期望的區(qū)域26中。因為同類電源4、5上的功率均勻地分配在所有電源4、5上，所以所有其他激活的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)27也位于PQ平面的期望的區(qū)域26中?？傮w而言，這樣就提供了高容量來有效地調(diào)整交流電網(wǎng)1上的網(wǎng)路交流電壓的波動。所有電源4、5的工作點(diǎn)27保持在期望的區(qū)域26中也會導(dǎo)致，電源4、5總是有充足的備用功率可用，以應(yīng)對負(fù)載7的波動的功率要求。

圖3中所繪制的流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的基本過程。啟動后對期望的工作區(qū)域26進(jìn)行界定。在此，可涉及對交流電網(wǎng)1的各種配置固定的工作區(qū)域，或者該工作區(qū)域適合各種運(yùn)行狀況。然后確定電網(wǎng)發(fā)電機(jī)3或所有電壓調(diào)節(jié)的電源4、5的當(dāng)前工作點(diǎn)27。只要工作點(diǎn)27位于期望的工作區(qū)域26內(nèi)，則提高PV電站的有功功率P，以便使借助電站8節(jié)省的(因為不由電源4、5消耗)不可再生能源最大化。相反，如果工作點(diǎn)27不位于期望的工作區(qū)域26內(nèi)，則改變由PV電站饋入交流電網(wǎng)1中的有功功率P和/或無功功率Q，使得工作點(diǎn)27返回到期望的工作區(qū)域26中。特別地，PV電站8的有功功率的改變不僅可以用于直接移動電網(wǎng)發(fā)電機(jī)3的工作點(diǎn)27，而且還可以用于此目的，即使電源控制器6激活或停用電源5，并從而使工作點(diǎn)7尋求的移動返回到期望的工作區(qū)域26中。通過這種方式使平均功率，即對所有電源5關(guān)于其有功功率百分比和無功功率百分比求平均的功率已經(jīng)保持在有利的邊界中。此外，用于供應(yīng)連接在交流電網(wǎng)1上的負(fù)載7的備用功率也可以單獨(dú)監(jiān)視，并且如果需要也可重調(diào)整。

圖4示出了根據(jù)圖1的所有當(dāng)前激活的電源4和5的平均功率輸出的時間曲線。在圖4中，除了該平均功率外還記錄了用于顯示邊界的最大功率Pmax和最小功率輸出Pmin，在任何情況下，平均功率都應(yīng)保持在該邊界中。此外，還記錄了功率Pon和功率Poff，它們標(biāo)記了電源的最大負(fù)荷和電源的最小負(fù)荷，其中根據(jù)圖1的電源控制器6激活額外的電源或者停用其中一個當(dāng)前激活的電源。在基于圖2的實施例中以此為出發(fā)點(diǎn)，即根據(jù)圖1的所有電源4和5的Pmax、Pmin、Pon和Poff的值相等。

圖4中用實線再一次給出了的曲線，以顯示在沒有饋入根據(jù)圖1的電站8的功率時也許能調(diào)節(jié)的情況。用點(diǎn)描述了的曲線，該曲線在饋入電站8的功率時可控制地由根據(jù)圖1的控制裝置11進(jìn)行調(diào)節(jié)。

在時間點(diǎn)t₀和時間點(diǎn)t₁之間的第一時間范圍內(nèi)，平均功率輸出在沒有電站支持的情況下雖然明顯位于Pon之下，但是也明顯位于Poff之上。也就是說，在和Pmax之間有足夠的功率儲備，在此通過距離12圖示。在此，距離12并非直接就是根據(jù)圖1的交流電網(wǎng)1中的功率儲備，而是還要乘以當(dāng)前激活的電源的數(shù)量。此外，該距離不考慮電站8的可能的功率儲備。由于額外饋入電站8的功率，減少到僅稍高于Poff的值。電站的該功率通過距離13來圖示，但該距離同樣還要乘以激活的電源的數(shù)量，以整體上映射電站的功率的饋入。但距離13表明，通過電站可在每個充當(dāng)電源的激活的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)上節(jié)省多少燃料。

在時間點(diǎn)t₁之后，負(fù)載的功率消耗增加，因此交流電網(wǎng)中的電源的功率輸出也增加。在此，若不考慮電站，則超過Pon的值。這提示，必須激活另一個電源以維持必要的功率儲備。為了不壓制在根據(jù)圖1的發(fā)電機(jī)控制器6中的該信號，電站實施的功率的饋入將由控制裝置11撤回。在本實施例中，饋入甚至降低到零。因此，這意味著，電站8的容量不包括在功率儲備中(但原則上可能實現(xiàn))。由于超過Pon和相應(yīng)地激活額外的電源5，所有電源的平均功率輸出繼而下降，使得它在時間點(diǎn)t₂穩(wěn)定地低于Pon(所顯示的功率比對應(yīng)于這種情況，即在t₁之前僅激活了根據(jù)圖1的電源4，即電網(wǎng)發(fā)電機(jī)3，且電源控制器6在t₁之后激活電源5中的一個)。因為功率儲備現(xiàn)在又充足了，所以現(xiàn)在可以再次饋入電站的功率，如通過新出現(xiàn)的距離13所示。在時間點(diǎn)t₃，交流電網(wǎng)中的負(fù)載的功率消耗下降。該下降通過撤回由電站饋入的功率基本上得以補(bǔ)償。這樣防止低于Poff且防止當(dāng)前激活的電源中的一個斷開，因為對于期望的備用功率需要所有內(nèi)燃發(fā)電機(jī)。功率消耗先在時間點(diǎn)t₄又上升到其先前的量，然后在時間點(diǎn)t₅繼續(xù)上升，但沒有再次超過Pon。只要電站的容量允許，該上升將通過從電站饋入額外的功率來補(bǔ)償。但是在此是完全不可能的，因此在補(bǔ)償之后還剩余的功率(虛線)示出了有所上升。功率消耗先在t₆又下降到其先前的值，然后在t₇重新上升，這次比t₅和t₆之間的值稍微小一點(diǎn)，結(jié)果使得可以通過從電站額外饋入的功率使差不多保持在Poff之上。在t₈，再次達(dá)到功率消耗的先前的值，直到t₉下降，并且這次下降到Poff以下。在這種情況下，一旦低于Poff，就撤回電站的功率的饋入，以防止也低于Pmin。由于低于Poff將停用迄今為止激活的電源中的一個。因此，上升直到時間點(diǎn)t₁₀，從該時間點(diǎn)起又可以饋入電站的相當(dāng)大的功率，這通過距離13示出。

圖5中用流程圖繪制的可由圖1所示根據(jù)本發(fā)明的控制裝置11實施的例程與根據(jù)圖4所解釋的處理方法不相同，即使有很多一致的地方。例程開始于確定所有負(fù)載7的總功率消耗。其為：

其中，Pin_Li是第i個負(fù)載7的功率消耗，Pout_NB是電網(wǎng)發(fā)電機(jī)3的功率輸出，Pout_Baj是被激活的第j個電源5的功率輸出，以及Pout_PV是根據(jù)圖1的電站8的功率輸出。

基于此在下一個步驟中確定當(dāng)前在交流電網(wǎng)1中可用的備用功率P_Res。這可通過下面的公式來完成：

其中，Pmax_NB是電網(wǎng)發(fā)電機(jī)3的最大容量，Pmax_Baj是被激活的第j個電源的最大容量，Pmax_PV是電站的最大容量，以及s是安全因數(shù)，它考慮到Pmax_PV受到波動，例如由于云聚而引起的波動。

接下來檢查，P_Res是否大于期望的最小功率儲備P_Res,min。該最小備用功率可設(shè)置為恒定值。在根據(jù)圖4解釋的處理方法中，最小備用功率隨每個負(fù)載的功率消耗的總和而增加。此外，還可能有用的是，如果在接近電站的最大功率時運(yùn)行電站，則讓該電站的一部分當(dāng)前功率輸出送入最小備用功率中。因此，P_Res,min可特別通過以下總和來表示：

其中，c是常數(shù)，v是可變因數(shù)，以及r是風(fēng)險因數(shù)。c、v和r也可為零。但這些值中的至少一個，優(yōu)選c或v，大于零。

當(dāng)當(dāng)前的備用功率低于最小備用功率時，只要當(dāng)前電站的功率Pout_PV被饋入到交流電網(wǎng)中，則降低該饋入，使得電源控制器激活額外的電源。然后再重新開始該方法過程。

否則控制當(dāng)前可用的備用功率不超過最大備用功率P_Res,max。該超過表明，當(dāng)前激活了過多的電源。最大備用功率P_Res,max的值可這樣計算：

P_Res,max＝P_Res,min+k*Pmax_Baj。

其中，k是大于1的穩(wěn)定因數(shù)，以及Pmax_Baj是第j個電源的最大功率輸出，該電源可能會在超過P_Res,max時被停用。通過停用，備用功率將可能剛好下降Pmax_Baj。穩(wěn)定因數(shù)k在此確保，基于該下降不會立即低于P_Res,min，因為這可能會導(dǎo)致，同一電源將可能又會立即被接通等。

特別地，鑒于考慮到電站的容量，該方法有不同的變化是可能的。因此，可將電站的當(dāng)前未使用的容量算進(jìn)功率儲備中；或者，由于容量是否持續(xù)這種不確定性可有意將其擱置。即使沒有將電站的未使用的容量算進(jìn)功率儲備中，在規(guī)定最小備用功率時考慮當(dāng)前由電站饋入的功率也是有用的。原因是，該功率也可中斷，即使電站的容量目前沒有充分利用?？紤]的方式也可依據(jù)天氣預(yù)報、季節(jié)、時間和/或電站的位置。

附圖標(biāo)記表

1. 交流電網(wǎng)

2. 孤立電網(wǎng)

3. 電網(wǎng)發(fā)電機(jī)

4. 電源

5. (另外的)電源

6. 電源控制器

7. 負(fù)載

8. 電站

9. 光伏發(fā)電機(jī)

10. 逆變器

11. 控制裝置

12. 距離

13. 距離

21. 工作區(qū)域

22. 工作區(qū)域

23. 工作區(qū)域

24. 工作區(qū)域

25. 工作區(qū)域

26. 工作區(qū)域

27. 工作點(diǎn)

28. 功率邊界

P_Res 當(dāng)前可用的備用功率

P_Res,min 最小備用功率

P_Res,max 最大備用功率

Pin 當(dāng)前的功率消耗

Pout_PV 電站的當(dāng)前功率輸出

Pmax_PV 電站的當(dāng)前容量

Pmax_Baj 內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的最大容量

k 穩(wěn)定因數(shù)

Pmin 內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的最小功率輸出