[发明专利]电力供应和需求控制装置以及电力供应和需求控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及执行控制以便保持电功率流恒定的装置和方法，尤其是涉及控制供应-需求平衡的电力供应和需求(供应-需求)控制装置以及电力供应和需求(供应-需求)控制方法。

背景技术

存在称为微电网等的小规模电力系统，其使用安装在指定区域中的多种类型的分布式电源——包括引擎发电机、涡轮发动机、电力存储系统、燃料电池和光伏发电、风力发电或其它自然能发电装置——向该指定区域中的客户供应电力。

当小规模电力系统连接到电力公司的商用电力系统时，包括两种方法中的任一种，即，一种是涉及从商用电力系统接收功率的前向电功率流，而另一种是涉及向商用电力系统提供功率的反向电功率流。在每种方法中，需要在小规模电力系统中执行分布式电源的电力供应和需求控制，以便保持在电力系统中在任何给定位置处的电功率流(电能)恒定，或保持小规模电力系统中负载功率和功率输出之间的偏差恒定。

为了实现多个分布式电源的电力供应和需求控制，必须估计负载功率，计算将保持估计负载功率与功率输出之间的偏差恒定的分布式电源的这样的总功率输出，并将总功率输出作为功率输出目标分配在分布式电源之间。

例如，专利文件1(日本专利公布号2004-48852)公开了一种发电规划方法，其用于对从多个发电机组所构成的发电机组群到一个或多个客户的客户群的电力供应规划每个发电机组所产生的功率的量，以便优化预定估计值，同时满足限制条件：整个客户群的总接收功率将被适应且由整组发电机组群产生的所规划的功率的总量的总储备容量将等于或高于预定总储备容量。

进一步地，如果小规模系统包括自然能发电装置的功率输出被日照、有风的情况、或其它自然情况影响的所述自然能发电装置，则必须通过考虑功率输出的估计值和自然能发电装置的负载功率的估计值来计算除了自然能发电装置以外的分布式电源的总功率输出。

例如，专利文件2(日本专利公布号2004-289918)公开了用于根据天气信息来实现发电估计的方法。该方法通过收集关于阳光和风力的信息提前一天或实时地估计在每个区域中光伏发电和风力发电所产生的功率的数量。

功率输出需求值被发到分布式电源以执行电力供应和需求控制，以便保持在电力系统中在任何给定位置处的电功率流(电能)恒定，或保持在小规模电力系统中的负载功率和功率输出之间的偏差恒定。具体地，根据负载的估计和自然能发电装置的功率输出来计算目标系统中的分布式电源的总功率输出，且使用经济负载调度(在下文中简称为ELD)来对每个分布式电源确定功率输出需求值，以便获得较高的节省并实现总功率输出。

用于保持在电力系统中在任何给定位置处的电功率流恒定的规则包括称为供应-需求平衡的规则，其涉及估计在给定量的时间内多少实际电能从目标电能偏离，且必须在小规模电力系统中控制分布式电源的输出，以便实现所需的供应-需求平衡。

在小规模电力系统中，如在中等或大规模电力系统的情况下，如果在负载功率(实际值)的估计值和实际值之间或在自然能发电装置的功率输出的估计值和实际值之间有任何差异，则必须通过修改有助于功率控制的发电装置的功率输出命令来实现在任何给定位置处的供应-需求平衡，以便消除该差异。

按照当负载功率(实际值)的估计值和实际值之间、或自然能发电装置的功率输出的估计值和实际值之间产生任何差异时可以多么快地实现供应-需求平衡，来评估在供应-需求平衡中的性能，且已知大的电力公司通常通过实现30分钟供应-需求平衡来供应电力。

然而，小规模电力系统例如微电网由于对自然能发电装置的依赖性并由于受限的需求而在发电中经受大的波动。因此，小规模电力系统比中等或大规模电力系统更难以在短时间段内实现供应-需求平衡。因此，小规模电力系统例如微电网需要具有比中等或大规模电力系统的供应-需求平衡性能高的供应-需求平衡性能的电力供应和需求(供应-需求)控制装置以及电力供应和需求(供应-需求)控制方法。

发明内容

考虑到在上述常规技术中遇到的情况，本发明的目的是提供一种电力供应和需求控制装置以及电力供应和需求控制方法，其可以在小规模电力系统中确保大约每几十分钟在任何给定位置处的电能的供应-需求平衡，以及确保当负载功率(实际值)的估计值和实际值之间、或自然能发电装置的功率输出的估计值和实际值之间产生任何差异时，在较短周期内实现供应-需求平衡。