[发明专利]微电网功率潮流监测与控制

说明书

本文描述了一种微电网功率潮流监测和控制系统。控制系统可以确定电力输送系统上的有功功率和无功功率共享缺额。控制系统可以利用诸如ISO控制、下垂控制和恒定功率控制的发电机机组的控制策略来估计微电网或其他隔离系统内的功率潮流。一个或更多个发电机的控制策略可以基于所确定的功率潮流来进行修改。

技术领域

本公开涉及用于监测电力输送系统中的功率潮流的系统和方法。更具体地，本公开涉及在各种操作状态下以并网和孤岛模式监测电力输送系统的总线上的功率潮流。

附图简述

本公开包括非限制性且非穷尽性的说明性实施例。参考在下面描述的附图中描绘的某些这样的说明性实施例。

图1示出了电力输送系统的简化单线图的实施例。

图2示出了根据各种实施例的用于功率潮流监测、建模和/或控制的方法的流程图。

图3示出了根据各种实施例的用于功率潮流监测、建模和/或控制的方法的另一示例的流程图。

图4示出了可操作来管理电力系统的系统的功能框图的实施例。

图5示出了具有六个发电机和四十一条线路的IEEE 30总线系统的简化示例。

图6包括示出根据一个实施例的用于仿真的图5的30总线系统的发电容量和下垂值(droop value)的表格。

图7示出了根据一个实施例的对于具有一个大岛和一个小岛的30总线系统的多岛模式的发电结果。

图8示出了根据结合图7描述的实施例的对于具有一个大岛和一个小岛的30总线系统的多岛模式的电压结果。

图9示出了根据一个实施例的对于连接到60Hz电网以提供无限有功和无功功率支持的30总线系统的发电结果。

图10示出了根据结合图9描述的实施例的对于连接到60Hz电网以提供无限有功和无功功率支持的30总线系统的电压结果。

图11示出了根据一个实施例的对于在下垂模式下(其中发电机3提供50MW)的30总线系统的发电结果。

图12示出了根据结合图11描述的实施例的对于在下垂模式下的30总线系统的电压结果。

图13示出了根据一个实施例的对于下垂模式的另一个实施例(其中发电机2提供10.97MW)中的30总线系统的发电结果。

图14示出了根据一个实施例的对于图13的下垂模式下的30总线系统的电压结果。

图15示出了根据一个实施例的对于其中发电机2的无功功率极限降低到25MVar的30总线系统的发电结果。

图16示出了根据一个实施例的对于其中发电机2处于其最大无功功率极限的30总线系统的电压结果。

详细描述

电力发电和输电系统被设计以生成电能、传输电能，并将电能分配给负载。电力发电和输电系统包括各种设备，例如发电机、电动机、电力变压器、用于配电和/或通信的导电电缆(本文通常称为“传输线”)、断路器、开关、总线、传输和/或馈线、调压器、电容器组等。这种设备可以使用智能电子设备(IED)来监测、控制、自动化和/或保护，智能电子设备从设备接收电力系统信息，基于该信息做出决策，并向设备提供监测、控制、保护和/或自动化输出。

电力输送系统用于将电力从发电传输到负载，并被监测和控制以平衡发电和消耗。如下文更详细描述的，电力输送控制和监测系统通常关于来自提供给微电网的较大公用设施的可用电力做出某些假设。这样的假设可能导致微电网和孤岛电力输送系统的不良或不正确的建模。本文描述的系统和方法提供了一种替代的、并且潜在地更精确的方法，其用于确定、监测和/或控制任何电力输送系统中(但是特别是在微电网和孤岛系统中)的总线之间的功率潮流。