CN102055194A - 用于调整可再生能源的功率的系统和方法 - Google Patents

用于调整可再生能源的功率的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102055194A
CN102055194A CN2010105365102A CN201010536510A CN102055194A CN 102055194 A CN102055194 A CN 102055194A CN 2010105365102 A CN2010105365102 A CN 2010105365102A CN 201010536510 A CN201010536510 A CN 201010536510A CN 102055194 A CN102055194 A CN 102055194A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
point
foldback
apparent power
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010105365102A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102055194B (zh
Inventor
M·E·卡迪纳
J·G·甘迪希
A·科奇纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Grid Solutions LLC
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN102055194A publication Critical patent/CN102055194A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102055194B publication Critical patent/CN102055194B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/24—Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本发明的某些实施例可包括用于调整可再生能源的功率的系统和方法。根据本发明的一个示范实施例，提供一种用于将可再生能源(102)所产生的有功功率朝视在功率设置点(104)调整的方法。该方法可包括选择(142)根据与可再生能源(102)关联的功率因数返送(126)或电压返送(138)的电压调整。当选择(142)功率因数返送(126)时，该方法包括至少部分根据功率因数角幅值设置点(120)来调整与可再生能源(102)关联的功率因数，并且当可再生能源(102)所产生的视在功率(124)接近或超过视在功率设置点(104)时使功率因数角幅值设置点(120)朝0减少。当选择电压返送(138)时，该方法可包括至少部分根据所测量的VARs(150)和视在功率比(136)来调整可再生能源(102)的电压，其中所述视在功率比(136)大约等于视在功率(124)除以视在功率设置点(104)。

Description

用于调整可再生能源的功率的系统和方法
技术领域
一般来说，本发明涉及可再生能源，更具体来说，涉及用于调整可再生能源的功率的系统和方法。
背景技术
可再生能源设计成获得来自包括风力和太阳的天然存在的能源的电力。多个可再生能源可组合成“发电场(farm)”，以便产生电力并且向电网提供电力。由发电场中的每个可再生能源所产生的有效功率(real power)、无功功率(reactive power)或视在功率(appatent power)的量是所产生的电压和电流以及电压与电流之间的相位关系的函数。例如，当电流(I)和电压(E)同相时，产生有效(有功)功率(P)，并且所产生的瓦特数可表达为电压与电流的标量乘法：P＝I×E。但是，当电流和电压不同相时，产生无功功率(Q)，并且所产生的VARs(无功伏安)的数量可表达为Q＝E×I×sin(α)，其中α是电压与电流之间的相位角。当电压和电流的相位不同时所产生的有效功率的量可表达为P＝I×E×cos(α)，其中cos(α)是功率因数。
有效功率P和无功功率Q的向量和是视在功率(S)，并且在某些发电系统中，视在功率可被监测并且用于调整电力生产。但是，相位角α或功率因数的控制对于使效率为最大以及对于将电流和电压保持在安全极限之内是合乎需要的。需要用于调整可再生能源的功率的系统和方法。还需要用于控制调整可再生能源的功率因数的系统和方法。
发明内容
上述需要的部分或全部可通过本发明的某些实施例来解决。本发明的某些实施例包括用于调整可再生能源的功率的系统和方法。
根据本发明的一个示范实施例，提供一种用于朝视在功率设置点调整可再生能源所产生的有功功率的方法。该方法可包括根据与可再生能源关联的功率因数返送(power factor foldback)或电压返送选择性地调整电压。当选择功率因数返送时，该方法可包括至少部分根据功率因数角幅值设置点来调整与可再生能源关联的功率因数，并且当可再生能源所产生的视在功率接近或超过视在功率设置点时将功率因数角幅值设置点朝0减少。当选择电压返送时，该方法可包括至少部分根据所测量的VARS和视在功率比来调整可再生能源的电压，其中视在功率比大约等于视在功率除以视在功率设置点。
根据另一个示范实施例，提供一种调整的可再生能量系统。该系统可包括具有耦合到公用电网的组合输出的一个或多个可再生能源、配置成提供至少视在功率和功率因数的测量的一个或多个测量仪器以及一个或多个计算机处理器。计算机处理器可操作成朝视在功率设置点调整可再生能源所产生的有功功率，并且选择与可再生能源关联的功率因数返送或电压返送的电压调整。当选择功率因数返送时，计算机处理器还可操作成至少部分根据功率因数角幅值设置点来调整可再生能源的功率因数，并且当可再生能源所产生的视在功率接近或超过视在功率设置点时使功率因数角幅值设置点朝0减少。当选择电压返送时，计算机处理器还可操作成至少部分根据所测量的VARS和视在功率比来调整可再生能源的电压，其中视在功率比大约等于所测量的视在功率除以视在功率设置点。
根据另一个示范实施例，提供一种用于控制太阳能源所产生的电力的设备。该设备可包括：一个或多个测量仪器，配置成提供至少视在功率和功率因数的测量；以及一个或多个计算机处理器，可操作成朝视在功率设置点调整太阳能源所产生的有功功率，并且选择与太阳能源关联的功率因数返送或电压返送的电压调整。当选择功率因数返送时，一个或多个计算机处理器还可操作成至少部分根据功率因数角幅值设置点来调整太阳能源的功率因数，并且当太阳能源所产生的视在功率接近或超过视在功率设置点时使功率因数角幅值设置点朝0减少。当选择电压返送时，一个或多个计算机处理器还可操作成至少部分根据所测量的VARS和视在功率比来调整太阳能源的电压，其中视在功率比大约等于所测量的视在功率除以视在功率设置点。
本文中详细描述并且作为要求权益的发明的一部分来考虑本发明的其它实施例和方面。参照以下具体实施方式、附图和所附权利要求书，可理解其它实施例和方面。
附图说明
现在参照附图，附图不一定按比例绘制，包括：
图1是根据本发明的一个示范实施例的说明性可再生能量控制系统的框图。
图2是根据本发明的一个示范实施例的说明性电压返送子系统的框图。
图3是根据本发明的一个示范实施例的示例方法的流程图。
图4是表示根据本发明的一个示范实施例的返送功能的示例输出的图表。
图5是表示根据本发明的一个示范实施例、关于返送功能所产生的示例瓦特和VARs的图表。
具体实施方式
下面参照附图更全面地描述本发明的实施例，附图中示出本发明的实施例。但是，本发明可通过许多不同形式来实施，而不应当理解为局限于本文所提出的实施例；相反，提供这些实施例的目的在于使本领域的技术人员全面透彻地了解本公开，并使他们完整地了解本发明的范围。相似的标号通篇表示相似的元件。本文档中通篇使用的术语“示范”定义成表示“示例”。
本发明的某些实施例可实现可再生能源的有功和/或视在功率的控制。本发明的某些示范实施例可实现基于电压的可再生能源的功率调整。本发明的其它示范实施例可实现基于功率因数参考的可再生能源的功率调整。根据本发明的示范实施例，对系统的输入(包括设置点、极限和模式选择)可由中央控制器来提供，或者可从测量和/或外部控制器得出。
根据本发明的实施例，各种系统块可用于测量、控制和调整来自可再生能源的功率。现在将参照附图来描述系统块。
图1示出示范可再生能量控制系统100。根据本发明的示范实施例，多个可再生能源102所生成的输出功率116可经过测量并且与各种设置点和极限进行比较，以便经由一个或多个反馈回路产生电压命令信号146，从而控制可再生能源102的电压和功率因数。可再生能源102可包括具有相应发电机和逆变器的风力和/或太阳能获得单元。
根据本发明的一个示范实施例，可将视在功率设置点104作为输入提供给系统100。设置点转换器106可将视在功率设置点转换成有功功率命令108。可将所测量的系统功率114从有功功率命令108中减去，以便产生误差信号供输入到PI调整器110，它可产生用于控制可再生能源102的功率输出的有功功率命令112。在本发明的一些实施例中，有功功率命令112可包括配置成引起从各可再生能源102所输出的功率的不同变化的多个命令。可再生能源102还可接收电压命令146信号。组合有功功率命令112和电压命令146信号可用于控制从可再生能源102所输出的有功和无功功率的比率。
根据本发明的示范实施例，电压命令146信号可基于功率因数返送126功能或者基于电压返送138功能，这取决于开关142的状态，其中开关142的状态可由模式选择144输入来控制。在选择功率因数返送126用于控制电压命令146的情况下，若干输入(104，118，120)和功率测量(124，128)可由各个系统块利用以用于设置电压命令146信号。根据一个示范实施例，所测量的视在功率124可除以视在功率设置点104，以便产生视在功率比136。根据本发明的示范实施例，功率因数返送126功能可接收作为输入的视在功率比136和功率因数返送阈值118信号，用于当视在功率比136大于功率因数返送阈值118时减小功率因数(即，减小所产生的VARs)。
根据本发明的示范实施例，可测量系统100输出功率116，以便确定功率因数128，并且所测量的功率因数128可由功率因数-角度转换130功能来转换成功率因数角131。另外，功率因数返送126功能的输出可与功率因数角幅值设置点120相乘，以便产生返送角127。可通过从返送角127中减去功率因数角131来得出角误差133信号。可将角误差133信号输入到功率因数(角)PI调整器132。根据一个示范实施例，功率因数(角)PI调整器132的输出可由选择开关142来选择，并且可用于输入到电压PI调整器140。电压PI调整器140可产生用于控制由可再生能源102所产生的电压的电压命令146信号。
根据本发明的示范实施例，并且在选择电压返送138用于控制电压命令146的情况下，若干其他输入(104，134，148，152，154)和测量(124，150)结合电压返送138功能被利用以用于产生电压命令146信号。根据本发明的一个示范实施例，电压返送138(将参照图2进一步描述)可接收下列输入信号的部分或全部：电压设置点134、视在功率比136(如前面所述)、电压返送阈值148、所测量的VARs 150、电压下限152和电压上限154。至少部分根据这些输入，电压返送138功能可产生可由选择开关142来选择的输出信号，并且可用于输入到电压PI调整器140。电压PI调整器140可产生用于控制由可再生能源102所产生的电压的电压命令146信号。
图2示出电压返送138功能的一个示范实施例。根据某些示范实施例，视在功率124可被测量并且除以视在功率设置点104，以便产生视在功率比136。可将视在功率比136输入到电压返送138功能，并且可选地可由低通滤波器202来处理。根据一个示范实施例，当视在功率比136超过返送阈值148时，使用负增益的积分器208可对发电场(102)正产生的所测量VARs 150求积分。根据示范实施例，如果所测量的VARs 150为正，则积分器208可降低电压并且减小VARs。如果VARs为负，则积分器208可增加电压并且增加VARs。这具有使VARs移动到0的作用，它将允许在超过系统的视在功率极限之前产生更多瓦特。图2还示出可存在于积分器208的输出的三个限制器(210，212，214)。第一限制器210可根据所测量的视在功率124(Sactual)与视在功率设置点104(Ssetpoint)的接近程度来线性缩放积分器208的电压输出。在一个示例实施例中，第一限制器210可具有上限＝Sactual/Ssetpoint-返送阈值，而下限＝返送阈值-Sactual/Ssetpoint。第二限制器212可在所测量的视在功率124大于视在功率设置点104时限制积分器208的电压输出。在一个示例实施例中，当Sactual/Ssetpoint＞1时，可将第二限制器212钳制在上限＝1-返送阈值148，而下限＝返送阈值148-1。根据本发明的某些示范实施例，还可将积分器208钳制到第二限制器的极限。
根据示范实施例，电压设置点134可乘以第二限制器212的输出，并且所得电压参考139可由第三限制器214来限制。第三限制器214可将电压返送138功能所产生的电压参考139限制到电压下限152与电压上限154之间的正常操作极限。电压参考139则可由选择开关142来选择，并且电压PI调整器140则可限制可再生能源102的功率(瓦特)，使得没有超过视在功率设置点104。
参照图3的流程图来描述用于控制可再生能源的功率因数、功率和视在功率的示范方法300。方法300在框302开始。在框304，并且根据本发明的一个示范实施例，可将可再生能源所产生的有功功率朝视在功率设置点来调整。在框306，并且根据一个示范实施例，可根据与可再生能源关联的功率因数返送或电压返送来选择电压调整的模式。如果选择电压返送作为电压调整的模式，则在框308，并且根据一个示范实施例，可至少部分根据功率因数角幅值设置点来调整与可再生能源关联的功率因数，以及在框310，当可再生能源所产生的视在功率接近或超过视在功率设置点时，可使功率因数角幅值设置点朝0减少。
如果选择功率因数返送作为电压调整的模式，则在框312，并且根据一个示范实施例，可至少部分根据所测量的VARs和视在功率比来调整可再生能源的电压，其中视在功率比大约等于视在功率除以视在功率设置点。方法300在框314结束。
图4示出表达为视在功率比136(x轴)的函数、并且返送阈值(118，148)设置在95％的返送功能(126，138)输出(y轴)的示范图表。根据一个示范实施例，当视在功率比136低于阈值(118，148)时，返送功能(126，138)可以不修改功率因数角，并且低于阈值402的返送功能输出可以是稳定的。但是，当视在功率比136处于或高于阈值(118，148)时，返送功能(126，138)可因高于阈值404的返送功能输出的减小而减小功率因数角。根据示范实施例，如果视在功率比136高于单位一406，则返送功率(126，138)可尝试将功率因数角钳制在0，以便减小VARs的产出。
图5示出通过利用返送功能(126，138)所产生的有效功率(瓦特)和无功功率(VARs)的示范图表。如以上参照图4所示，当视在功率比136低于阈值(118，148)时，返送功能(126，138)可以不修改功率因数角，并且有效功率(瓦特)502可连同无功功率(VARs)504一起产生。但是，当视在功率比136处于或高于阈值(118，148)时，返送功能(126，138)可减小功率因数角，并且无功功率(VARs)510可被减小，从而允许有效功率的增加(506)。图4还示出以固定功率因数所产生的示范有效功率输出(508)。
相应地，本发明的某些示范实施例可提供如下技术效果：提供来自可再生能源102的增加的有功功率产生。本发明的某些示范实施例还可提供如下技术效果：根据功率因数返送126或者根据电压返送138来调节可再生能源102的VARs输出。
在本发明的某些实施例中，可再生能量控制系统100可包括任何数量的软件应用程序，它们被运行以便于任何操作。
在某些实施例中，一个或多个输入/输出(I/O)接口可便于可再生能量控制系统100、中央控制器和一个或多个I/O装置之间的通信。例如，通用串行总线端口、串行端口、磁盘驱动器、CD-ROM驱动器和/或例如显示器、键盘、小键盘、鼠标、控制面板、触摸屏显示器、话筒等一个或多个用户接口装置可便于与可再生能量控制系统100的用户交互。一个或多个I/O接口可用于接收或收集来自大量输入装置的数据和/或用户指令。所接收数据可按照本发明的各个实施例的需要由一个或多个计算机处理器来处理，和/或存储在一个或多个存储器装置中。
一个或多个网络接口可便于可再生能量控制系统100和/或中央或外部控制器输入和输出到一个或多个适当网络和/或连接的连接，例如便于与关联该系统的任何数量的传感器的通信的连接。一个或多个网络接口还可便于到一个或多个适当网络的连接供与外部装置和/或系统进行通信，适当网络例如局域网、广域网、因特网、蜂窝网络、射频网络、BluetoothTM使能网络、Wi-FiTM使能网络、基于卫星的网络、任何有线网络、任何无线网络等。
按照需要，本发明的实施例可包括具有比图1和2所示组件更多或更少组件的可再生能量控制系统100。
以上参照根据本发明的示范实施例的系统、方法、设备和/或计算机程序产品的框图和流程图来描述本发明。大家会理解，框图和流程图的一个或多个框以及框图和流程图中的框的组合可分别可通过计算机可执行程序指令来实现。同样，根据本发明的一些实施例，框图和流程图的某些框可以不一定需要按照所提供的顺序来执行，或者可以不一定需要全部都执行。
这些计算机可执行程序指令可加载到通用计算机、专用计算机、处理器或者其它可编程数据处理设备以产生特定机器，使得运行于计算机、处理器或者其它可编程数据处理设备的指令创建用于实现流程图框中规定的一个或多个功能的部件。这些计算机程序指令还可存储在计算机可读存储器中，它们可指导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得计算机可读存储器中存储的指令产生一种制造产品，其中包括实现流程图框中所指定的一个或多个功能的指令部件。作为一个示例，本发明的实施例可提供计算机程序产品，包括计算机可使用介质，其中包含计算机可读程序代码或程序指令，所述计算机可读程序代码适合被运行以便实现流程图框中指定的一个或多个功能。计算机程序指令还可加载到计算机或者其它可编程数据处理设备，以便使一系列操作元件或步骤在计算机或其它可编程设备上运行，从而产生计算机实现的过程，使得在计算机或其它可编程设备上运行的指令提供用于实现流程图框中指定的功能的元件或步骤。
相应地，框图和流程图的框支持用于执行指定功能的部件组合、用于执行指定功能的元件或步骤的组合以及用于执行指定功能的程序指令部件。大家还会理解，框图和流程图的各框以及框图和流程图中的框的组合可通过执行指定功能、元件或步骤的基于硬件的专用计算机系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
虽然结合当前被认为是最佳实践和各个实施例的内容来描述本发明，但是要理解，本发明并不局限于所公开的实施例，相反，它意在涵盖包含于所附权利要求书的范围之内的各种修改和等同布置。虽然本文中采用具体术语，但是它们仅以一般的描述意义来使用，而不是用于限制。
本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开本发明，并且还使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何结合方法。本发明的专利范围在权利要求书中限定，并且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这类其它示例具有与权利要求书的文字语言完全相同的结构元件，或者如果它们包括具有与权利要求书的文字语言的非实质差异的等同结构元件，则它们意在处于权利要求书的范围之内。
配件表
100可再生能量控制系统      120功率因数角幅值设置点
102可再生能源              124所测量的视在功率
104视在功率设置点          126功率因数返送
106设置点转换器            127返送角
108有功功率命令            128所测量的功率因数
110PI调整器                130功率因数-角转换
112有功功率命令            131功率因数角
114所测量的系统功率(瓦特)  132功率因数PI调整器
116输出功率                133角误差
118功率因数返送阈值        134电压设置点
136视在功率比              150所测量的VARS
138电压返送                152电压下限
139电压参考                154电压上限
140电压PI调整器            202低通滤波器
142选择开关                206路径选择
144模式选择信号            208积分器
146电压命令信号            210比率阈值
148返送阈值                212返送阈值
214电压极限                404高于阈值的返送功能输出
402低于阈值的返送功能输出
406高于单位一的视在功率比的返送功能输出
502采用低于阈值的返送所产生的瓦特
504采用低于阈值的返送所产生的VARs
506采用高于阈值的返送所产生的瓦特
508采用固定功率因数所产生的示例瓦特
510高于阈值的VARs减小以增加瓦特

Claims (23)

1.一种用于控制由可再生能源(102)所产生的功率的方法，所述方法特征在于：
朝视在功率设置点(104)调整所述可再生能源(102)所产生的有功功率；以及
根据与所述可再生能源(102)关联的功率因数返送(126)或电压返送(138)选择性地(144)调整电压。
2.如权利要求1所述的方法，其进一步特征在于：
当选择功率因数返送(126)时，至少部分根据功率因数角幅值设置点(120)来调整与所述可再生能源(102)关联的功率因数，并且当所述可再生能源所产生的视在功率(124)接近或超过所述视在功率设置点时使所述功率因数角幅值设置点(120)朝0减少；以及
当选择电压返送(138)时，至少部分根据所测量的VARS(150)和视在功率比(136)来调整所述可再生能源(102)的电压，其中所述视在功率比(136)大约等于所述视在功率(124)除以所述视在功率设置点(104)。
3.如权利要求2所述的方法，其中，将所述功率因数角幅值设置点(120)朝0减小还包括至少部分根据所测量的视在功率(124)、所述视在功率设置点(104)和功率因数返送阈值(118)、利用返送功能(126)来返送功率因数设置点角。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述返送功能(126)至少部分基于所测量的视在功率(124)与所述视在功率设置点(104)之比，并且其中所述返送功能(126)在所述可再生能源(102)的所测量视在功率(124)大于所述视在功率设置点(104)时减小所述功率因数角幅值设置点(120)。
5.如权利要求2所述的方法，其中，所述功率因数角幅值设置点(120)减小是到0的单调递减并且当所测量视在功率(124)达到或超过所述视在功率设置点(104)时钳制在0。
6.如权利要求1所述的方法，其中，调整所述可再生能源(102)的电压至少部分基于电压返送功能(138)，其中所述电压返送功能(138)通过在所述视在功率比(136)接近或超过电压返送阈值(148)时减小VARS的幅值来调整所述可再生能源(102)的VARS。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述电压返送阈值(148)在大约0.90与大约0.99之间。
8.如权利要求6所述的方法，其中，通过调整对所述可再生能源(102)的电压命令信号(146)和有功功率命令(112)来调整VARS。
9.一种调整的可再生能量系统，其特征在于：
具有耦合到公用电网的组合输出的一个或多个可再生能源(102)；
一个或多个测量仪器，配置成提供至少视在功率(124)和功率因数(128)的测量；以及
一个或多个计算机处理器，可操作成用于：
朝视在功率设置点(104)调整所述可再生能源(102)所产生的有功功率；以及
选择(144)与所述可再生能源(102)关联的功率因数返送(126)或电压返送(138)的电压调整。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述一个或多个计算机处理器还可操作成用于：
当选择功率因数返送(126)时，至少部分根据功率因数角幅值设置点(120)来调整所述可再生能源(102)的功率因数，并且当所述可再生能源所产生的视在功率(124)接近或超过所述视在功率设置点时使所述功率因数角幅值设置点(120)朝0减少；以及
当选择电压返送(138)时，至少部分根据所测量的VARS(150)和视在功率比(136)来调整所述可再生能源(102)的电压，其中所述视在功率比(136)大约等于所测量的视在功率(124)除以所述视在功率设置点(104)。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述一个或多个计算机处理器进一步可操作成通过利用返送功能(126)、至少部分根据所测量的视在功率(124)、所述视在功率设置点(104)和功率因数返送阈值(118)返送功率因数设置点角，来将所述功率因数角幅值设置点(120)朝0减小。
12.如权利要求10所述的系统，其中，所述返送功能(126)至少部分基于所测量的视在功率(124)与所述视在功率设置点(104)之比，并且其中所述返送功能(126)在所述可再生能源(102)的所测量视在功率(124)大于所述视在功率设置点(104)时减小所述功率因数角幅值设置点(120)。
13.如权利要求10所述的系统，其中，所述一个或多个计算机处理器还可操作成通过使所述功率因数角幅值设置点(120)单调递减到0来减小所述功率因数角幅值设置点(120)，并且在所测量视在功率(124)达到或超过所述视在功率设置点(104)时将所述设置点(120)钳制到0。
14.如权利要求9所述的系统，其中，所述电压返送功能(138)可操作成通过在所述视在功率比(136)接近或超过电压返送阈值(148)时减小VARS的幅值，来调整所述可再生能源(102)的VARS。
15.如权利要求14所述的系统，其中，所述电压返送阈值(148)在大约0.90与大约0.99之间。
16.如权利要求10所述的系统，其中，所述一个或多个计算机处理器可操作成通过调整对所述可再生能源(102)的电压命令信号(146)和有功功率命令(112)来调整VARS。
17.一种用于控制由可再生能源所产生的功率的设备，所述设备特征在于：
一个或多个测量仪器，配置成提供至少视在功率(124)和功率因数(128)的测量；
一个或多个计算机处理器，可操作成用于：
朝视在功率设置点(104)调整所述可再生能源(102)所产生的有功功率；
选择(144)与所述可再生能源(102)关联的功率因数返送(126)或电压返送(138)的电压调整。
18.如权利要求17所述的设备，其中，所述一个或多个计算机处理器还可操作成用于：
当选择功率因数返送(126)时，至少部分根据功率因数角幅值设置点(120)来调整所述可再生能源(102)的功率因数，并且当所述可再生能源所产生的视在功率(124)接近或超过所述视在功率设置点时使所述功率因数角幅值设置点(120)朝0减少；以及
当选择电压返送(138)时，至少部分根据所测量的VARS(150)和视在功率比(136)来调整所述可再生能源(102)的电压，其中所述视在功率比(136)大约等于所测量的视在功率(124)除以所述视在功率设置点(104)。
19.如权利要求18所述的设备，其中，所述一个或多个计算机处理器还可操作成通过利用返送功能(126)、至少部分根据所测量的视在功率(124)、所述视在功率设置点(104)和功率因数返送阈值(118)返送功率因数设置点角，来将所述功率因数角幅值设置点(120)朝0减小。
20.如权利要求19所述的设备，其中，所述返送功能(126)至少部分基于所测量的视在功率(124)与所述视在功率设置点(104)之比，并且所述返送功能(126)在所述可再生能源(102)的所测量视在功率(124)大于所述视在功率设置点(104)时减小所述功率因数角幅值设置点(120)。
21.如权利要求18所述的设备，其中，所述一个或多个计算机处理器还可操作成通过使所述功率因数角幅值设置点(120)单调递减到0来减小所述功率因数角幅值设置点(120)并且在所测量视在功率(124)达到或超过所述视在功率设置点(104)时将所述设置点(120)钳制到0。
22.如权利要求20所述的设备，其中，所述电压返送功能(138)可操作成通过在所述视在功率比(136)接近或超过电压返送阈值(148)时减小VARS的幅值，来调整所述可再生能源(102)的VARS。
23.如权利要求19所述的设备，其中，所述一个或多个计算机处理器可操作成通过调整对所述可再生能源(102)的电压命令信号(146)和有功功率命令(112)来调整VARS。
CN201010536510.2A 2009-10-26 2010-10-26 用于调整可再生能源的功率的系统和方法 Expired - Fee Related CN102055194B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/606,074 US8427118B2 (en) 2009-10-26 2009-10-26 Systems and methods for regulating power in renewable energy sources
US12/606074 2009-10-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102055194A true CN102055194A (zh) 2011-05-11
CN102055194B CN102055194B (zh) 2015-11-25

Family

ID=43629196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010536510.2A Expired - Fee Related CN102055194B (zh) 2009-10-26 2010-10-26 用于调整可再生能源的功率的系统和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8427118B2 (zh)
EP (1) EP2315329B1 (zh)
CN (1) CN102055194B (zh)
AU (1) AU2010236032B2 (zh)
ES (1) ES2871133T3 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9252596B2 (en) * 2011-11-28 2016-02-02 General Electric Company System and method for reactive power compensation in power networks
US9812863B2 (en) * 2014-12-18 2017-11-07 Solantro Semiconductor Corp. Distributed electrical microgrid control
WO2018069221A1 (en) * 2016-10-10 2018-04-19 Philips Lighting Holding B.V. A method and system for optimally distributing power between a battery and a power grid
CN112531748B (zh) * 2020-11-24 2022-12-20 南方电网调峰调频发电有限公司 电池储能系统有功无功控制的人机交互方法、终端及介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5355295A (en) * 1993-08-19 1994-10-11 Westinghouse Electric Corporation Series-parallel active power line conditioner utilizing temporary link energy boosting for enhanced peak voltage regulation capability
CN1738145A (zh) * 2005-08-10 2006-02-22 蒋建民 发电机无功功率调节器及其调节流程
US20070018510A1 (en) * 2005-07-20 2007-01-25 General Electric Company Methods and apparatus for controlling windfarms and windfarms controlled thereby
CN101091057A (zh) * 2004-10-01 2007-12-19 再生动力系统股份公司 具有稳健的无功功率调节的风电场和使其运行的方法
JP4101788B2 (ja) * 2004-05-25 2008-06-18 株式会社日立製作所 電圧調整装置および電圧調整方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7983799B2 (en) * 2006-12-15 2011-07-19 General Electric Company System and method for controlling microgrid
DE102007044601A1 (de) * 2007-09-19 2009-04-09 Repower Systems Ag Windpark mit Spannungsregelung der Windenergieanlagen und Betriebsverfahren
US8901411B2 (en) * 2008-08-27 2014-12-02 General Electric Company System and method for controlling ramp rate of solar photovoltaic system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5355295A (en) * 1993-08-19 1994-10-11 Westinghouse Electric Corporation Series-parallel active power line conditioner utilizing temporary link energy boosting for enhanced peak voltage regulation capability
JP4101788B2 (ja) * 2004-05-25 2008-06-18 株式会社日立製作所 電圧調整装置および電圧調整方法
CN101091057A (zh) * 2004-10-01 2007-12-19 再生动力系统股份公司 具有稳健的无功功率调节的风电场和使其运行的方法
US20070018510A1 (en) * 2005-07-20 2007-01-25 General Electric Company Methods and apparatus for controlling windfarms and windfarms controlled thereby
CN1738145A (zh) * 2005-08-10 2006-02-22 蒋建民 发电机无功功率调节器及其调节流程

Also Published As

Publication number Publication date
ES2871133T3 (es) 2021-10-28
AU2010236032A1 (en) 2011-05-12
US20110095609A1 (en) 2011-04-28
EP2315329B1 (en) 2021-03-31
EP2315329A3 (en) 2016-11-09
AU2010236032B2 (en) 2015-01-22
EP2315329A2 (en) 2011-04-27
US8427118B2 (en) 2013-04-23
CN102055194B (zh) 2015-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102035208B (zh) 可再生能发电厂的无功功率调整和电压支持
Rafiee et al. Robust load-frequency control in islanded microgrids: Virtual synchronous generator concept and quantitative feedback theory
EP2315331B1 (en) Integrated real-time power and solar farm control system
Rakhtala et al. Fuzzy PID control of a stand-alone system based on PEM fuel cell
CN102097827A (zh) 可再生可变发电系统的功率斜坡率控制
CN102870309A (zh) 便于设计高压（hvdc）控制系统的方法和系统、hvdc系统和优化hvdc系统的方法
CN102055194A (zh) 用于调整可再生能源的功率的系统和方法
CN103777525A (zh) 风电场仿真机与rtds仿真器的自定义接口
Mengi Comparison of MPC based advanced hybrid controllers for STATCOM in medium scale PEM fuel cell systems
JP7051157B2 (ja) 電力制御システム
CN111181189A (zh) 一种用于多端直流输电系统的非线性下垂控制方法及系统
Özbek et al. Design and analysis of a novel adaptive learning control scheme for performance promotion of grid-connected PV systems
CN111641219B (zh) 用于规模化储能系统的频率调节方法、装置及储能系统
CN109962490B (zh) 一种发电系统的功率调度控制方法
CN112865188A (zh) 一种即插即用电池储能电站柔性接入与退出方法
CN114243749B (zh) 基于残差生成器的微电网逆变器电压控制方法以及装置
Salunke et al. Modeling and Real-Time Simulation of Photovoltaic Plant Using Typhoon HIL
Ayari et al. Integral backstepping control design for VSC-HVDC systems
Laraki et al. A novel adaptive control of three-phase inverter for standalone distributed generation system using modified super-twisting algorithm with time delay estimation
Cardoso Filho et al. Wind-Solar-BESS Dynamic Modeling Applications In Hybrid Plants: An Analysis of Electromechanical Stability Support In The Casa Nova System Case
CHABANE et al. PyPS: An Open Source Large Scale Power System Small Signal Analysis Software Package
CN117767380A (zh) 一种构网型储能系统的机电暂态建模方法及系统
Yu et al. Establishment of the photovoltaic simulation system using mixed programming with LabVIEW and simulink
Dupont et al. A simple control strategy to increase the total efficiency of multi-converter systems
CN116154864A (zh) 负载功率波动的两级光伏逆变器混合功率跟踪方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240328

Address after: American Georgia

Patentee after: General Electric Grid Solutions LLC

Country or region after: U.S.A.

Address before: New York, United States

Patentee before: General Electric Co.

Country or region before: U.S.A.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151125