[发明专利]一种具有用于对总电力系统的分层控制的能力的控制装置

说明书

公开了一种用于使用智能分布式阻抗/电压注入模块、本地智能中心、其他致动器设备和其他FACTS耦合的致动器设备以适当速度通信和控制的协同来使能分层智能控制的系统架构和方法。使能向监督公共设施控制的信息传输用于响应于整体电力系统干扰、系统建模和优化。通过将控制和通信能力扩展到HV电网的边缘，还使能通过基于FACTS的需求响应单元对配电网络的控制。因此，利用全部以适当的速度联网的分布式阻抗/电压注入模块、本地智能中心、连接的其他致动器设备、其他FACTS耦合的设备和公共设施监督来建立集成的和分层的总电力系统控制，从而允许从发电到配电的总电力系统的优化。

相关申请的交叉引用

本申请是2016年3月11日提交的美国专利申请No. 15/068,397的继续部分，其要求2016年2月11日提交的美国临时专利申请No. 62/294,230的权益，并且本申请还要求2016年6月22日提交的美国临时专利申请No. 62/353,479的权益。

背景技术

1.本发明的技术领域

本发明涉及用于通过使用多个相互链接的致动器利用对总电力系统的监督从发电到配电的分布式控制的系统，所述多个相互链接的致动器包括每个都具有高速（子循环）相互通信能力和本地控制能力的自感知的分布式阻抗/电压注入模块、储能设备以及其他FACTS设备。

2.现有技术

大多数电力公共设施使用能量管理系统（EMS）和监督控制与数据采集（SCADA）控制系统来控制HV电网。这些控制系统在变电站处的潮流（power flow）控制单元之间连接和通信，所述潮流控制单元被用于限制在HV电网线路上的电流流动或负载不平衡，并提供对HV电网上的电力传输的交互式控制。使用自感知（具有用于识别问题/智能的内置能力）分布式阻抗（或等效电压）注入模块（DIIM）102对高压传输线路上的潮流的分布式和本地化控制已经被提出并且正被本申请的发明人实现，如在图1和图2中示出的那样。这些DIIM 102能够识别这些DIIM 102被附接到其的高压线路上的线路电流中的变化，并将适当的电感性或电容性阻抗注入（替代地注入等效电压分量）到线路上以本地地平衡用于电力传输的线路。

参考图1，这些自感知（具有用于识别问题/智能的内置能力）分布式阻抗注入模块（DIIM）102被分布在由发电站104与配电点106之间的塔110支撑但是与所述塔110绝缘的高压（HV）传输线路108的段上。这些DIIM 102为这些DIIM 102被附接到其的本地HV传输线路段提供本地化控制线路电流和线路平衡的能力。

图2提供了通过DIIM 102将阻抗或等效电压注入到这些DIIM 102被悬挂到其上的高压电力传输线路108的段上对HV电网的分布式控制的更详细框图200。HV电力传输线路本身由塔201支撑。还示出了具有发电能力203和负载205的变电站204。对在发电机与负载之间的电力的传输的总体控制由公共设施监督206监视和控制，该公共设施监督206经由正常通信信道207与变电站通信以用于监视和控制。

图2A是使用变电站204处的静态同步串联补偿器（SSSC）来控制HV电网的现有技术实现的框图200A，该静态同步串联补偿器将信息发送到公共设施206并从公共设施206接收控制指令。数据和控制通过正常有线或无线通信链路207从变电站204处的SSSC传输到公共设施206和从公共设施206传输。发电能力203和配电点205通过变电站204被连接到HV电网。变电站204本身被使能用于通过悬挂于传输塔201的高压（HV）传输线路108进行电力传输。