CN102055241B - 集成的实时功率和太阳能电场控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的某些实施例可包括用于控制可再生太阳能源中的功率的系统和方法。根据本发明的一个实例实施例，提供一种用于控制可再生能量太阳能电场的方法，其中该电场可以包括一个或多个可再生能源(130)。该方法可以包括：测量可再生能量太阳能电场的总能量输出(156)；测量这一个或多个可再生能源(130)的单个源能量输出(136)；以及经由控制器(102)至少部分地基于测量的总能量输出(156)和测量的单个源能量输出(136)控制来自这一个或多个可再生能源(130)的能量产出，其中控制器(102)便于与这一个或多个可再生能源(130)通信(128)。

Description

集成的实时功率和太阳能电场控制系统
技术领域
本发明一般地涉及可再生能源，更具体地，涉及用于控制可再生太阳能源中的功率的系统和方法。
背景技术
因为能量是从太阳光：自然产生且丰富的能源获得，所以一般将太阳能电场(solar farm)归类为可再生可变发电系统。然而，由太阳能电场产生的能量的量可能会随着天空中云层覆盖范围和太阳的位置而改变。每个太阳能电场可能包括多个具有相关联的光伏电池和逆变器的能量收集板，它们可能需要功率监视和控制以进行协调和向电网提供电力。例如，公用设施可以监视电网电力需求，并且可能需要与太阳能电场通信以确定太阳能电场是否具有满足一部分或全部电力需求的容量。
通常的做法是将多个小型太阳能逆变器连接到电网，以使得逆变器的合集看起来就像是一个电厂。随着电厂中逆变器数量的增加，重要的是使逆变器的合集对于电网而言看起来就像和其它电厂一样。由于太阳能电场可以包括多个太阳能板和逆变器，所以需要像一个内聚系统一样共同管理逆变器以及所有支持电厂数据的集中控制。随着更多的太阳能电场投入运行，这么多电场之间的通信、协调和控制变得越来越关键。然而，当这些太阳能电场(和它们的多个相关联的控制器)在特定系统中联系在一起时，协调也变得更难。因此，需要用于控制可再生太阳能源中的功率的系统和方法。
发明内容
上述需求中的一些或所有需求可以通过本发明的某些实施例来解决。本发明的某些实施例可包括用于控制可再生太阳能源中的功率的系统和方法，例如集成的实时功率和太阳能电场控制。根据本发明的一个实例实施例，提供一种用于控制可再生能量太阳能电场的方法，其中该电场可以包括一个或多个可再生能源。该方法可包括：测量可再生能量太阳能电场的总能量输出；以及测量这一个或多个可再生能源的单个源能量输出。该方法还可包括经由控制器至少部分地基于测量的总能量输出和测量的单个源能量输出控制来自这一个或多个可再生能源的能量产出，其中控制器便于与这一个或多个可再生能源通信。
根据另一个实例实施例，提供一种用于提供可再生太阳能的系统。该系统可以包括：具有一个或多个可再生能源的太阳能电场、一个或多个远程监视和控制站、一个或多个用于测量来自太阳能电场的总能量输出的设备、一个或多个用于测量这一个或多个可再生能源的单个源能量输出的设备、以及用于至少部分地基于测量的总能量输出和测量的单个源能量输出控制这一个或多个可再生能源的能量产出的实时控制器，其中控制器可进行操作以与这一个或多个可再生能源通信。
根据另一个实例实施例，提供一种用于控制可再生能量的装置。该装置可以包括实时集成控制器，该实时集成控制器可进行操作以便：测量来自太阳能电场的总能量输出，其中该太阳能电场包括一个或多个可再生能源；测量来自这一个或多个可再生能源的单个源能量输出；至少部分地基于测量的总能量输出和测量的单个源能量输出控制这一个或多个可再生能源的能量产出；以及与这一个或多个可再生能源通信。
本文将详细描述本发明的其它实施例和方面，并且它们被认为是要求权利的发明的一部分。参考以下具体实施方式、附图和权利要求可以理解其它实施例和方面。
附图说明
现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中：
图1是根据本发明一个示例性实施例的说明性能量电场(energyfarm)控制系统的框图。
图2是根据本发明一个示例性实施例的说明性实例集成能量电场电压调节器的框图。
图3是根据本发明一个示例性实施例的说明性实例有功或视在功率调节器的框图。
图4是根据本发明一个示例性实施例用于控制功率的实例方法的流程图。
图5是根据本发明一个示例性实施例指示频率控制曲线的实例曲线图。
具体实施方式
下文将参考示出本发明实施例的附图更全面地描述本发明的实施例。然而，本发明能以许多不同的形式实施，并且不应理解为局限于本文阐述的实施例；而是，提供这些实施例是为了使本公开详尽完整，并且将向本领域技术人员全面传达本发明的范围。通篇中类似的数字表示类似的元件。本文中所使用的术语“示例性”定义成表示“实例”。
本发明的某些实施例可以使得能够控制可再生太阳能电场中的功率。根据本发明的某些示例性实施例，可以利用实时集成控制器来便于可再生太阳能电场中的增加的互操作性和控制。可以利用其它实施例来便于在多个电场之间的增加的互操作性和控制。
现在将参考附图描述根据本发明的实施例用于控制可再生太阳能电场中的功率的各种控制器、处理器、模块、接口、通信链路和传感器。
图1示出能量电场控制系统100的示例性框图。系统100可以包括实时集成控制器102。系统100还可包括与实时集成控制器102通信的其它相关联元件103，包括多个通信通道128、140、可再生能源130、传感器、功率监视器138、142、天气传感器146、变电站150、以及远程监视和控制站148。实时集成控制器102可以与同系统100相关联的这些其它元件103相关联的各种功能通信，控制这些功能，受这些功能控制，和/或协调这些功能。
根据一个示例性实施例，实时集成控制器102可以包括一个或多个处理器108。实时集成控制器102可以包括存储器104、输入/输出(I/O)接口110和网络接口112，每个都与这一个或多个处理器通信。根据本发明的示例性实施例，存储器104可以包括操作系统(OS)114和用于数据的区域116。存储器104中可以驻存多个用于控制与实时集成控制器102相关联的各种功能的模块。根据本发明的示例性实施例，存储器可以包括可进行操作以提供以下一个或多个功能的电场控制模块118：电压调节、无功功率调节、有效功率调节、斜坡率控制、启动控制、关机控制、电压跌落补偿、频率跌落补偿、线路压降补偿和计量。
根据本发明的实例实施例，实时集成控制器102的存储器104也可以支持与其它元件103协调的其它模块，包括诊断120、定序/恢复122、即插即用124操作以及自动发现126。自动发现126模块可以与即插即用124模块一起工作以与其它元件103接口。
根据本发明的一个实例实施例，I/O接口110可进行操作以提供模拟或数字通信。模拟通信通道可以包括用于经由I/O接口110调节输入和输出模拟信号的缩放、限制、极性反转和/或过滤功能。数字通信通道可以包括可缩放地规定位深度、通信速率和/或采样率以便于灵活的通信和协议，
根据本发明的示例性实施例，实时集成控制器102可以经由I/O接口110、网络接口112或经由无线通信、电力线载波、互联网、内联网或其它任何合适的通信方式与一个或多个远程监视和控制站148通信。根据示例性实施例，远程监视和控制站148可进行操作以提供供电场控制模块118使用的设定点，控制启动/关机，与任何与实时集成控制器102通信的其它元件103通信，以及接收监视信息等功能。
根据本发明的一个示例性实施例，天气传感器146可以向实时集成控制器102提供信息。天气传感器146可以位于可再生能源130的本地或远离可再生能源130，并且可以向实时集成控制器102提供包括温度、湿度、大气压、风速、预期云层覆盖范围等的信息。
根据本发明的示例性实施例，可再生能源130可以与实时集成控制器102通信。可再生能源130可以包括太阳能收集设备，包括光伏电池、诸如134的逆变器和/或太阳能集中器。可再生能源130也可以包括诸如132的能量存储设备，包括蓄电池、电容器和/或热量存储设备。
根据本发明的示例性实施例，来自可再生能源130的单个源能量输出136可以由功率监视器138进行监视，并且各个监视器信号可以传送到实时集成控制器102以用于反馈和控制。实时集成控制器102可以经由单向或双向通信128将控制信号提供给可再生能源130，并且可以响应电网158的要求根据各个源监视/反馈信号140调整可再生能源130的各种参数。
根据本发明的示例性实施例，电场的总能量输出156也可以由功率监视器142进行监视以提供总的监视/计量信号144，信号144也可以用作给控制器102的反馈以控制来自可再生能源130的单个和/或总计的功率输出。
根据本发明的一个示例性实施例，实时集成控制器102可以与一个或多个变电站150通信。变电站可以包括一个或多个VAR组(bank)152和/或一个或多个变压器有载分接开关154。总的监视/计量信号144可以传送到变电站150，并且根据一个示例性实施例，变电站150可以经由变电站输出监视信号145来监视它自己的输出。经过处理或未经处理的监视信号144、145可以传送到实时集成控制器102，而这些控制信号又可传送回到变电站150以控制VAR组152和/或分接开关154。
图2描绘根据本发明一个示例性实施例具有VAR组控制和滞后的实例集成能量电场电压调节器200。调节器200可以基于输入设定点(202、212)、电场、电网或逆变器测量值(204、220、236)以及逆变器额定值(224、226、234)为每个逆变器确定和提供功率设定点命令238。可以经由I/O接口110或网络接口112将输入设定点提供给电场控制模块118(图1)。根据示例性实施例，可通过远程监视和控制站148来提供输入设定点。根据示例性实施例，可以通过单个源监视138、总监视142和/或变电站输出监视145来提供电场、电网或逆变器测量值。根据示例性实施例，集成能量电场电压调节器200还可进行操作以至少基于所确定的净VAR命令228信号为变电站150确定和提供VAR组命令。
根据本发明的示例性实施例，继续参考图2，示例性集成能量电场电压调节器200可以接收功率因数(或VAR)设定点202作为输入。可以从功率因数(或VAR)设定点202中减去所测量的电网功率因数(或VAR)204，并且结果信号可以输入到第一PI调节器208。PI调节器208可以包括视在功率限制器206，并且可以具有可选无功功率(Q)参考输入与有效功率(P)优先权控制。在一个示例性实施例中，第一PI调节器208可以包括电压限制器210。根据本发明的一个示例性实施例，集成能量电场电压调节器200可以配置成基于功率因数(或VAR)设定点202或电压设定点212输入进行调节。可利用开关214来选择调节模式。
根据本发明的一个示例性实施例，选择的调节设定点信号(即，电压设定点212或从PI调节的功率因数(或VAR)设定点202得到的信号)可以由电压限制器216和/或转换率限制器218进一步处理。根据一个示例性实施例，可以从转换率限制器218的输出中减去所测量的电网电压220，并且结果可以输入到第二PI调节器222。第二PI调节器222可以包括Q-min 226限制器，它可以将净VAR命令228信号限制在约等于逆变器134之和减VAR容量(the sum of the inverters134negative VAR capability)的最小值。第二PI调节器222也可以包括Q-max 224限制器，它可以将净VAR命令228信号限制在约等于逆变器134之和加VAR容量(the sum of the inverters 134positive VARcapability)的最大值。
根据本发明的一个示例性实施例，第二PI调节器222可以产生净VAR命令228，并且VAR组开关逻辑230可以利用这个命令来经由变电站命令151控制变电站150，以取决于净VAR命令228和所测量的VAR的比较接通或切断VAR组152，根据一个示例性实施例，可以经由变电站输出监视145信号将所测量的VAR传送到调节器200。图2中描绘了VAR组开关逻辑230的一个示例性实施例。
根据本发明的一个示例性实施例，可以通过将VAR命令228乘以逆变器(N)无功功率额定值234并除以电场无功功率236来将VAR命令228转换成各个(N)逆变器134的功率设定点238。然后，可将各个功率设定点238传送给与每个可再生能源130相关联的各个逆变器134。
图3描绘可以用于调节单个或总的可再生能源130的功率输出的另一个实例功率调节器300系统。然而，不同于可基于功率因数(或VAR设定点)202或基于电压设定点212进行调节的如图2所示的实例集成能量电场电压调节器200系统，在该实施例中，功率调节可以基于输入视在功率设定点306或有功功率设定电302。
根据本发明的一个示例性实施例，实例有功(或视在)功率调节器300可以利用有功/视在功率模式选择310输入来经由模式选择开关308来在有功功率设定点302或视在功率设定点306之间进行选择。在到达模式选择开关308之前，可以经由S-P转换器304将视在功率设定点306输入转换成有功功率值。根据本发明的示例性实施例，所选择的输入设定点受到额定功率限制器312的限制以将最大功率限制在电场的额定功率。额定功率限制器312的输出可以通过斜坡限制器314进一步处理，斜坡限制器314可以限制控制信号315的转换率或斜坡率。
在一个示例性实施例，可以测量电场的实际(有功)功率，并且可以从控制信号315中减去实际功率316值以产生误差信号，误差信号可以输入到PID控制器320。PID控制器320可以将输出或净电场功率命令324限制在电场的额定功率极限内。在一个示例性实施例中，PID控制器320可以包括以下一个或多个：积分器、斜坡率冻结控制、频率跌落控制、电压跌落控制和其它调节器。在可选实施例中，前馈控制信号315可以通过闭合前馈开关318并断开PID控制器启用/禁用开关322来绕过PID控制器320以产生净电场功率命令324。在一些实施例中，前馈选择可以用于增加功率调节器300系统的响应性或带宽。根据示例性实施例，利用上文参考实例集成能量电场调节器200描述的类似方法，可以通过将净电场功率命令324乘以各个逆变器134的逆变器额定功率326并将结果除以电场在线额定功率328来将净电场功率命令324转换成各个逆变器134的各个功率命令或设定点334。根据一个示例性实施例，在传送到各个逆变器134之前，可以通过限制器332将功率源N的所得功率设定点334限制在最大逆变器功率330。
现在参考图4中的流程图来描述用于控制包括一个或多个可再生能源的可再生能量太阳能电场的实例方法400。方法400在方框402开始。在方框404，根据本发明的一个实例实施例，测量可再生能量太阳能电场的总能量输出。在方框406，根据一个示例性实施例，测量一个或多个可再生能源的单个源能量输出。在方框408，根据一个实例实施例，至少基于测量的总能量输出和测量的单个源，经由控制器至少部分地基于测量的总能量输出和测量的单个源能量输出控制这一个或多个可再生能源的能量产出，其中控制器便于与这一个或多个可再生能源通信。
方法400在方框410中结束。
根据本发明的示例性实施例，能量电场控制系统100可以经由电场控制模块118来执行多个补偿功能，包括频率跌落补偿、电压跌落补偿和线路压降补偿。集成能量电场控制系统100可以实现线路压降补偿逻辑以校正线路上的电压降落、功率和VAR损耗。补偿可以包括考虑线路充电，这对于补偿电路来说通常不常见。也可以在逻辑中构造补偿，以使得也可以控制和实施在公共耦合的点和变电站150处的任何极限(即，电压)。
根据示例性实施例，电场控制模块118可以包括电压调节器，它可以配置成具有电压跌落补偿。电压跌落补偿可以用于允许紧密耦合的相邻电压调节器在对于所有相邻调节器共同的点的电压调节中共享。
根据示例性实施例，电场控制模块118可以包括配置成基于电网频率控制功率输出的频率跌落补偿和控制功能。这个频率跌落功能可进行操作以便在电网频率降低到标称值以下时增加功率输出，并且其中如果电网频率增加到标称值以上，则可以减少功率输出。
图5描绘频率跌落补偿的概念的示例性曲线图。在某些实施例中，频率跌落补偿器可以包括用于基于所测量的频率控制可再生能源的功率输出的参数设定和曲线。根据一个示例性实施例，功率输出控制可以基于可能的电厂输出功率的百分比，并且标称操作点(图5中在字母B和C之间)可以设定成使得在稍微减少的电厂功率输出处达到期望的频率。如果电厂频率降到标称值以下，则该方法可以允许将功率输出调整至较高值(朝向字母A)。或者，如果电厂频率增加到标称值以上，则可以将功率输出调整至较低值(朝向字母D)。根据本发明的示例性实施例，可以通过多种方法将频率控制曲线从实时集成控制器102传送到可再生能源130逆变器134，这些方法包括单个数字或模拟控制信号、脉冲宽度调制或通过传送控制曲线参数。
因此，本发明的实例实施例可以提供如下技术效果，即，创建提供对与来自可再生能源的能量产出相关联的各种元件103的集中控制的某些系统和方法。本发明的实例实施例还可提供进一步的技术效果，即，提供用于便于和协调与能量电场控制系统100相关联的各种元件103之间的高效通信和控制的系统和方法。
在本发明的某些实施例中，能量电场控制系统100可以包括任意数量的软件应用，其经执行以便于任意操作。
在某些实施例中，实时集成控制器102可以经由无线通信、电力线载波、互联网、内联网或任何其它适合的通信方式与能量电场控制系统100中的任意相关联组件通信。
在某些实施例中，一个或多个I/O接口可以便于能量电场控制系统100与一个或多个I/O设备之间的通信。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/或诸如显示器、键盘、小键盘、鼠标、控制面板、触摸屏显示器、麦克风等一个或多个用户接口设备可以便于与能量电场控制系统100的用户交互。可以利用这一个或多个I/O接口来接收或收集来自各种各样输入设备的数据和/或用户指令。在本发明的各种实施例中，可以根据需要通过一个或多个计算机处理器来处理所接收的数据，和/或将所接收的数据存储在一个或多个存储器设备中。
一个或多个网络接口可以便于将能量电场控制系统100输入和输出连接到一个或多个合适的网络和/或连接；例如，便于与同该系统相关联的任意数量的传感器通信的连接。这一个或多个网络接口还可便于连接到一个或多个合适的网络；例如，用于与外部设备和/或系统通信的局域网、广域网、互联网、蜂窝网、射频网、BluetoothTM启用网络、Wi-FiTM启用网络、基于卫星的网络、任何有线网络、任何无线网络等。
根据需要，本发明的实施例可以包括具有比图1、2和3中示出的组件更多或更少组件的能量电场控制系统100。
上文参考根据本发明的示例性实施例的系统、方法、装置和/或计算机程序产品的框图和流程图描述了本发明。将了解，框图和流程图中的一个或多个方框、以及框图和流程图中的方框的组合可分别由计算机可执行程序指令来实现。类似地，根据本发明的一些实施例，框图和流程图中的一些方框不一定要按所介绍的顺序执行，或者也不一定要全部执行。
这些计算机可执行程序指令可以加载到通用计算机、专用计算机、处理器或其它可编程数据处理装置中以产生特定机器，从而使得在该计算机、处理器或其它可编程数据处理装置上执行的指令创建用于实现在这个或这些流程图方框中所指定的一个或多个功能的部件。这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，以指示计算机或其它可编程数据处理装置以特定方式起作用，从而使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括用于实现在这个或这些流程图方框中所指定的一个或多个功能的指令部件的制品。作为一个实例，本发明的实施例可以提供包括计算机可用介质的计算机程序产品，在该计算机可用介质内实施了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调整适于经执行以实现在这个或这些流程图方框中所指定的一个或多个功能。计算机程序指令也可以加载到计算机或其它可编程数据处理装置中以便在该计算机或其它可编程装置上执行一系列操作要素或步骤，从而产生计算机实现的进程，以使得在该计算机或其它可编程装置上执行的指令提供用于实现在这个或这些流程图方框中所指定的功能的要素或步骤。
因此，框图和流程图中的方框支持用于执行指定功能的部件的组合、用于执行指定功能的要素或步骤的组合、以及用于执行指定功能的程序指令部件。还将了解，框图和流程图中的每个方框、以及框图和流程图中的方框的组合可以通过用于执行指定功能、要素或步骤的基于硬件的专用计算机系统、或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
尽管结合目前被认为是最实用的各种实施例描述了本发明，但应理解，本发明并不限于所公开的实施例，而是相反，它要涵盖包含在随附权利要求范围内的各种修改和等效布置。虽然本文采用特定术语，但只是使用它们的广义的描述性含义，而不是用于限制的目的。
本书面描述利用实例公开包括最佳模式的本发明，并且还使得本领域技术人员能够实现本发明，包括制作和使用任何设备或系统并执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员可想到的其它实例。如果这些其它实例具有与权利要求的字面语言没什么不同的结构元素，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无实质差异的等效结构元素，则它们要在权利要求的范围内。
部件列表
100能量电场控制系统
102实时集成控制器
103与控制器通信的元件
104存储器
108处理器
110I/O接口
112网络接口
114操作系统
116数据
118电场控制模块
120诊断模块
122定序/恢复模块
124即插即用模块
126自动发现模块
128单向或双向通信
130可再生能源
132能量存储设备
134逆变器
136单个源能量输出
138单个源监视
140单个源监视/反馈信号
142总监视/计量
144总监视/计量信号
145变电站输出监视信号
146天气和环境传感器
148远程监视和控制站
150变电站
151变电站命令
152VAR组
154变压器有载分接开关
156总能量输出
158至电网
200实例集成能量电场电压调节器
202功率因数或VAR设定点
204电网功率因数或VAR
206视在功率限制器
208第一PI调节器
210电压限制器
212电压设定点
214功率因数/电压模式选择
216电压限制器
218伏特/Hz限制器
220电网电压
222第二PI调节器
224Q-max
226Q-min
228净VAR命令
230VAR组开关逻辑
234逆变器(N)无功功率额定值
236电场无功功率
238逆变器N的功率设定点
300实例有功或视在功率调节器
302有功功率设定点
304S-P转换
306视在功率设定点
308模式选择开关
310有功/视在功率模式选择
312额定功率限制器
314斜坡限制器
315控制信号
316实际功率
318前馈开关
320PID控制器
322PID控制器启用/禁用开关
324净电场功率命令
326逆变器额定功率
328电场在线额定功率
330最大逆变器功率
332限制器
334源N的功率设定点

Claims (20)

1.一种用于控制包括一个或多个可再生能源的可再生能量太阳能电场的方法，所述方法包括：
测量所述可再生能量太阳能电场的总能量输出；
测量所述一个或多个可再生能源的单个源能量输出；以及
经由控制器至少部分地基于所测量的总能量输出和所测量的单个源能量输出中的一个或多个控制来自所述一个或多个可再生能源的能量产出，其中所述控制器便于与所述一个或多个可再生能源通信；
所述的控制方法包括第一控制方案和第二控制方案中的至少一种；
其中，所述的第一控制方案包括：
从功率因数设定点减去测量的电网功率因数得到第一信号；并将所述的第一信号传递至第一PI调节器；
所述的第一PI调节器产生调节的功率因数设定点信号并将所述的调节的功率因数设定点信号传递至开关；
所述的开关接收电压设定点信号，所述的开关依据所接收的调节的功率因数设定点信号和电压设定点信号产生第二信号，所述第二信号经由电压限制器或转换率限制器处理并输入至第二PI调节器；
所述的第二PI调节器产生净VAR命令，
利用逆变器无功功率额定值乘以VAR命令并除以电场无功功率来产生用于各个逆变器的功率设定点；
其中，所述的第二控制方案包括：
向SP转换器输入视在功率设定点；
SP转换器将视在功率设定点转换为有功功率值,并经由模式选择开关和额定功率限制器将所述的有功功率值输入至斜坡率限制器；
斜坡率限制器产生控制信号,所述的控制信号减去电场的实际功率值以产生误差信号,所述的误差信号输入至PID控制器；
所述的PID控制器产生净电场功率命令；
利用净电场功率命令乘以逆变器额定功率并除以电场在线额定功率来产生用于逆变器的功率命令。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述控制还包括至少部分地基于所测量的总能量输出或基于所测量的单个源能量输出执行以下功能中的一个或多个功能：电压调节，功率因数调节，无功功率(VAR)调节，有效功率(瓦特)调节，斜坡率控制，启动控制，关机控制，电压跌落补偿，频率跌落补偿，以及线路压降补偿。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：通过一个或多个远程监视和控制站监视和控制所述可再生能量太阳能电场。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：与变电站组件通信并控制所述变电站组件，其中所述变电站组件包括VAR组和变压器有载分接开关中的一个或多个。
5.如权利要求1所述的方法，其中测量所述电场总能量输出包括测量电压、电流、频率、有效功率、无功功率、功率因数和功率因数角中的一个或多个。
6.如权利要求1所述的方法，其中测量所述单个源能量输出包括测量电压、电流、频率、有效功率、无功功率、功率因数和功率因数角中的一个或多个。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述控制器可进行操作以将控制信号传送到所述一个或多个可再生能源以及从所述一个或多个可再生能源接收监视信号。
8.一种用于提供可再生太阳能的系统，所述系统包括：
包括一个或多个可再生能源的太阳能电场；
一个或多个远程监视和控制站；
一个或多个用于测量来自所述太阳能电场的总能量输出的设备；
一个或多个用于测量来自所述一个或多个可再生能源的单个源能量输出的设备；以及
实时控制器，用于至少部分地基于所测量的总能量输出和所测量的单个源能量输出来控制所述一个或多个可再生能源的功率产出，其中所述控制器可进行操作以与所述一个或多个可再生能源通信；
其中所述的实时控制器采用第一控制方案和第二控制方案中的至少一种；
其中，所述的第一控制方案包括：
从功率因数设定点减去测量的电网功率因数得到第一信号；并将所述的第一信号传递至第一PI调节器；
所述的第一PI调节器产生调节的功率因数设定点信号并将所述的调节的功率因数设定点信号传递至开关；
所述的开关接收电压设定点信号，所述的开关依据所接收的调节的功率因数设定点信号和电压设定点信号产生第二信号，所述第二信号经由电压限制器或转换率限制器处理并输入至第二PI调节器；
所述的第二PI调节器产生净VAR命令，
利用逆变器无功功率额定值乘以VAR命令并除以电场无功功率来产生用于各个逆变器的功率设定点；
其中，所述的第二控制方案包括：
向SP转换器输入视在功率设定点；
SP转换器将视在功率设定点转换为有功功率值,并经由模式选择开关和额定功率限制器将所述的有功功率值输入至斜坡率限制器；
斜坡率限制器产生控制信号,所述的控制信号减去电场的实际功率值以产生误差信号,所述的误差信号输入至PID控制器；
所述的PID控制器产生净电场功率命令；
利用净电场功率命令乘以逆变器额定功率并除以电场在线额定功率来产生用于逆变器的功率命令。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述实时集成控制器还包括：
一个或多个计算机处理器；
与所述一个或多个计算机处理器通信的存储器；
输入和输出接口，其与所述一个或多个计算机处理器通信并且可进行操作以接收和传送模拟或数字信号；以及
与所述一个或多个计算机处理器通信的电场控制模块，其中所述电场控制模块可进行操作以执行以下功能中的一个或多个功能：电压调节，功率因数调节，无功功率(VAR)调节，有效功率(瓦特)调节，斜坡率控制，启动控制，关机控制，电压跌落补偿，频率跌落补偿，和线路压降补偿。
10.如权利要求8所述的系统，还包括用于监视和控制所述可再生能量太阳能电场的一个或多个远程监视和控制站。
11.如权利要求8所述的系统，还包括与所述实时集成控制器通信的变电站，其中所述变电站包括VAR组和变压器有载分接开关中的一个或多个。
12.如权利要求8所述的系统，其中测量所述太阳能电场总能量输出包括测量电压、电流、频率、有效功率、无功功率、功率因数和功率因数角中的一个或多个。
13.如权利要求8所述的系统，其中测量所述单个源能量输出包括测量电压、电流、频率、有效功率、无功功率、功率因数和功率因数角中的一个或多个。
14.如权利要求8所述的系统，其中所述实时集成控制器还可进行操作以将控制信号传送到所述一个或多个可再生能源以及从所述一个或多个可再生能源接收监视信号。
15.一种用于控制可再生能量的装置，所述装置包括：
实时集成控制器，其可进行操作以：
测量来自太阳能电场的总能量输出，其中所述太阳能电场包括一个或多个可再生能源；
测量来自所述一个或多个可再生能源的单个源能量输出；
至少部分地基于所测量的总能量输出和所测量的单个源能量输出控制来自所述一个或多个可再生能源的能量产出；以及
与所述一个或多个可再生能源通信；
其中所述的实时控制器采用第一控制方案和第二控制方案中的至少一种；
其中，所述的第一控制方案包括：
从功率因数设定点减去测量的电网功率因数得到第一信号；并将所述的第一信号传递至第一PI调节器；
所述的第一PI调节器产生调节的功率因数设定点信号并将所述的调节的功率因数设定点信号传递至开关；
所述的开关接收电压设定点信号，所述的开关依据所接收的调节的功率因数设定点信号和电压设定点信号产生第二信号，所述第二信号经由电压限制器或转换率限制器处理并输入至第二PI调节器；
所述的第二PI调节器产生净VAR命令，
利用逆变器无功功率额定值乘以VAR命令并除以电场无功功率来产生用于各个逆变器的功率设定点；
其中，所述的第二控制方案包括：
向SP转换器输入视在功率设定点；
SP转换器将视在功率设定点转换为有功功率值,并经由模式选择开关和额定功率限制器将所述的有功功率值输入至斜坡率限制器；
斜坡率限制器产生控制信号,所述的控制信号减去电场的实际功率值以产生误差信号,所述的误差信号输入至PID控制器；
所述的PID控制器产生净电场功率命令；
利用净电场功率命令乘以逆变器额定功率并除以电场在线额定功率来产生用于逆变器的功率命令。
16.如权利要求15所述的装置，其中所述实时集成控制器还包括：
一个或多个计算机处理器；
与所述一个或多个计算机处理器通信的存储器；
输入和输出接口，其与所述一个或多个计算机处理器通信并且可进行操作以接收和传送模拟或数字信号；以及
与所述一个或多个计算机处理器通信的电场控制模块，其中所述电场控制模块可进行操作以执行以下功能中的一个或多个功能：电压调节，功率因数调节，无功功率(VAR)调节，有效功率(瓦特)调节，斜坡率控制，启动控制，关机控制，电压跌落补偿，频率跌落补偿，和线路压降补偿。
17.如权利要求15所述的装置，其中所述实时集成控制器还可进行操作以与一个或多个远程监视和控制站通信并且受所述一个或多个远程监视和控制站控制。
18.如权利要求15所述的装置，其中所述实时集成控制器还可进行操作以与变电站通信、控制变电站或受变电站控制，其中所述变电站包括VAR组和变压器有载分接开关中的一个或多个。
19.如权利要求15所述的装置，其中测量所述太阳能电场总能量输出和测量所述单个源能量输出包括测量电压、电流、频率、有效功率、无功功率、功率因数和功率因数角中的一个或多个。
20.如权利要求15所述的装置，其中所述实时集成控制器还可进行操作以将控制信号传送到所述一个或多个可再生能源以及从所述一个或多个可再生能源接收监视信号。
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