CN102545251A - 控制故障引起的延迟电压恢复(fidvr)的方法和设备 - Google Patents

控制故障引起的延迟电压恢复(fidvr)的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及控制故障引起的延迟电压恢复(FIDVR)的方法和设备。耦合于电力电网(102)的电力电网支持系统(100)包括电力输送系统(104)。该电力输送系统包括至少一个基于逆变器的发电装置(106)和耦合于该基于逆变器的发电装置的电力逆变器组件(108)。该电网支持系统(100)还包括操作地耦合于该电力逆变器组件的至少一个处理器(161)。对该处理器编程以传送至少一个信号(122/128/134/154)到该电力逆变器组件。这样的信号用于在低压状况期间将实际电流和无功电流中的至少一个注入电力电网。这样的低压状况至少部分由故障引起的延迟电压恢复(FIDVR)造成。还对该处理器编程以将该实际电流和该无功电流作为至少一个电力电网状况反馈信号(113/115/117/146)的函数来调制。

Description

控制故障引起的延迟电压恢复(FIDVR)的方法和设备
技术领域
本文描述的主旨大体上涉及公用电网支持，并且更具体地涉及用于便于使用光伏器件控制公用电网上的故障引起的延迟电压恢复(FIDVR)的方法和设备。
背景技术
许多已知的公用电网包括多个互连的已知输配电(T&D)系统。这些已知的T&D系统中的许多包括由T&D系统特征(例如，变电站位置)在地理上限定的多个互连区域。在至少一些已知的T&D区域中，存在明显集中的已知感应马达。这些已知的感应马达中的许多具有恒转矩特征和低惯性特性。这样的恒转矩、低惯性感应马达的示例包括住宅和商用空调(A/C)压缩机马达。此外，这些已知的住宅A/C压缩机马达中的许多在商业上有售而没有欠压(UV)保护。这样的已知感应马达明显渗入当地T&D系统的住宅区和商业区至少部分确定了T&D系统对故障引起的延迟电压恢复(FIDVR)事件的脆弱性。
FIDVR是级联事件，其由发生在T&D系统的至少一部分上的电气故障发起。这样的电气故障典型地自动发起T&D系统的清除故障特征，其在大约三个周期内隔离故障，然而，T&D系统的区域的电压可在故障已经清除后的若干秒内保持在明显降低的水平。拉长的电压下降时期典型地由具有恒转矩和低惯性的高度集中的感应马达负载引起，其开始减慢并且具有与电压降低大致上同时的通量陷落并且可减慢到足以在它们关联的加载情况下停转。这些感应马达有时称为“易停转(stall-prone)”感应马达并且已停转状况(stalled condition)有时称为“锁定转子”状况。当这些感应马达减慢时，它们从T&D系统汲取增加的无功功率。此外，这样的已停转感应马达在锁定转子状况期间需要它们稳态运行电流的大约5至6倍。然而，在低压状况下该增加的电流可不能使马达消除停转，即，转子将不从锁定转子状况中解除。
对T&D系统的繁重的锁定转子电流需求引起T&D系统电压在故障清除后的一段时间(典型地是几秒)内保持明显的下降，由此引起第一级联效应，即，遍及互连T&D系统的相邻部分的级联电压陷落，其可进一步扩大遍及公用电力电网。
第二级联效应包括对耦合于T&D系统的那部分的发电机的有功和无功功率需求的响应。如果电压保持足够长的下降，关联的发电机跳闸，或备选地，过励磁限制装置限制和/或降低无功功率产生，由此进一步促进电压降低和可能的系统范围的电压陷落。
第三级联效应包括汲取增加电流的已停转的感应马达使得这些马达通过具有通常设为3-20秒的反时间-电流特性的热保护装置而离开服务。较大的感应马达和较小的感应马达在这样的短时间段期间跳闸的组合效应可导致明显的负载损耗，如上文描述的发电损耗那样，其具有引起高压状况的电压恢复过冲的潜在效应。取决于受影响的区域的大小，关联的负荷降低可从几千瓦(kW)扩大到几百兆瓦(MW)。
至少一些已知的T&D系统可配置成收容便于更快地清除故障的改进保护系统，然而，将无法阻止在少则3个周期内发起的FIDVR事件。而且，至少一些已知的T&D系统可配置成收容安装的无功功率源，例如，大的电容器组。此外，可重分割至少一些已知的T&D系统以进一步将故障限制在受影响的T&D系统的更小的部分。然而，这两个有潜力的解决方案需要延长的时间段来设计、构建和安装并且一般可不足以减轻FIDVR事件。它们还需要大的物理占地、大量资金投入和长期运行和维护成本。此外，至少一些已知的T&D系统可配置成接收改进UV减载方案以一旦检测到故障状况就尽快地使易停转负载跳闸，然而，这样的减载方案典型地需要对T&D系统的一些部分至少部分断电。另一个有潜力的长期解决方案包括推动用具有包括UV保护的A/C单元对现有的易停转A/C单元进行单元级替换。该解决方案可花费数十年来实现并且可遇到明显的公众不情愿对住宅A/C单元支付更多，由此延长了实质性实现的时间范围。
发明内容
在一个方面，提供组装马达停转校正系统的方法。该方法包括将基于逆变器的发电装置耦合于电力逆变器组件。该方法还包括将该电力逆变器组件耦合于至少一个感应马达。该方法进一步包括将至少一个控制器操作地耦合于该电力逆变器组件。对该控制器编程以从该基于逆变器的发电装置传送电流到该电力逆变器组件。还对该控制器编程以从该电力逆变器组件传送实际电流(real current)和无功电流(reactive current)到该感应马达。进一步对该控制器编程以作为电力电网频率和电力电网电压中的至少一个的函数来调制该实际电流和该无功电流。
在另一个方面，提供电力电网支持系统。该电力电网支持系统耦合于电力电网的一部分。该电力电网支持系统包括电力输送系统，其包括至少一个基于逆变器的发电装置。该电力输送系统还包括耦合于该基于逆变器的发电装置的电力逆变器组件。该电力电网支持系统还包括操作地耦合于该电力逆变器组件的至少一个处理器。对该处理器编程以在低压条件(其至少部分由故障引起的延迟电压恢复(FIDVR)造成)期间传送至少一个信号到该电力逆变器组件以将实际电流和无功电流中的至少一个注入电力电网的该部分。还对该处理器编程以作为至少一个电力电网状况反馈信号的函数调制实际电流和无功电流。
在再另一个方面，提供用于便于控制电力电网上的故障引起的延迟电压恢复(FIDVR)的控制器。该控制器包括存储器装置，其配置成存储电力电网的频率和电力电网的电压中的至少一个。该控制器还包括耦合于该存储器装置的处理器。对该处理器编程以从基于逆变器的发电装置传送电流到电力逆变器组件。还对该处理器编程以从该电力逆变器组件传送实际电流和无功电流到电力电网的该部分。该控制器进一步包括耦合于该处理器和该电力逆变器组件的通信接口。该通信接口配置成传送运行调整到该电力逆变器组件以作为电力电网频率和电力电网电压中的至少一个的函数来调制该实际电流和该无功电流。
附图说明
图1是示范性电力电网支持系统的示意图。
图2是使用在图1中示出的电力电网支持系统作为时间的函数的感应马达的示范性电压、实际电流、无功电流和速度的多个图形视图。
图3是作为电流注入角的函数的恢复时间的图形视图。
图4是组装在图1中示出的电力电网支持系统的示范性方法的流程图。
具体实施方式
本文描述的实施例提供电力电网支持系统。基于逆变器的故障引起的延迟电压恢复(FIDVR)系统在该电力电网支持系统的硬件和软件中实现来减小电力电网上电压骤降的程度和持续时间以便于及早避免FIDVR事件和从FIDVR事件中恢复。本文描述的实施例使用光伏(PV)器件，例如屋顶住宅太阳能电池板，其在物理上紧密邻近空调(A/C)压缩机驱动感应马达而定位。在一个实施例中，该电网支持系统使用包括电网频率和电网电压的输入来确定注入电网的实际电流和无功电流的最佳量以在已停转的感应转子上提供足够的转矩来便于从锁定转子或已停转状况(其包括感应马达接近停转状况)中解除。在另一个实施例中，该电网支持系统包括与PV器件并联电耦合的基于逆变器的附加二次电源。这样的二次电源可包括电容存储、电池存储和/或惯性存储的任何组合，由此增加电流注入电力电网并且/或延长该电网支持系统正将电力注入电网的时间段。在另外的实施例中，该电网支持系统包括在其中实现的更复杂的控制和另外的输入，其包括电网支持系统电压、电流、温度、外部命令、人工智能、增加传送通过其中的电流的逆变器和PV器件驱动特征，以及感应马达负载状况。
电力电网支持系统和在其中实现的例如基于逆变器的PV FIDVR系统的技术效果是减小电力电网上电压骤降的程度和持续时间以便于及早避免FIDVR事件并且从FIDVR事件中恢复。这样的技术效果由包括电网频率和电网电压的输入来实现以确定注入电网的实际电流和无功电流的最佳量以在已停转的感应转子上提供足够的转矩来摆脱锁定或已停转状况。电网支持系统的另一个技术效果是增加本地化感应马达负载的电压支持并且由此减少对来自电网的无功电流支持的需求。电网支持系统的另外的技术效果是增加对系统电压陷落和发电机保护行动的余量。另一个技术效果是减少引起更大感应马达负载跳闸的电网上扩展的电压骤降的可能性，由此减少大电压恢复过冲的可能性。
图1是示范性电力电网支持系统100的示意图，在此可互换地称为电网支持系统100。在示范性实施例中，电网支持系统100是马达停转校正系统。备选地，电网支持系统100用于使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的任何电网状况。在示范性实施例中，电网支持系统100电耦合于电力电网102。电力电网102包括至少一个本地化互连输配电(T&D)系统(未示出)。而且，在示范性实施例中，电网支持系统100包括例如基于逆变器的光伏(PV)电力输送系统104。PV电力输送系统104(在此可互换地称为PV输送系统104)包括PV发电装置106(在此可互换地称为PV发电装置106)，和电力逆变器组件108(在此可互换地称为逆变器组件108)。PV发电装置106和逆变器组件108电耦合在一起，并且逆变器组件108电耦合于电力电网102。备选地，电网支持系统100包括任何基于逆变器的发电装置，其非限制地包括蓄电池(其包括电动车辆蓄电池)和电容存储。
在示范性实施例中，PV发电装置106是使用太阳辐射照射来产生使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的直流(DC)电力的任何光伏器件。例如，PV发电装置106是屋顶住宅太阳能电池板，其在物理上紧密邻近空调(A/C)压缩机驱动感应马达(未示出)而定位，也位于住宅区。然而，电网支持系统100可从支持单个感应马达向上升级到支持电力电网102上任何大小和任何数量的感应装置。一般而言，容易嵌入现有的住宅系统太阳能电池板-A/C系统的电网支持系统100的更小的实施例便于系统100的低成本大规模生产和装备以及为住宅和商业消费者所接受。此外，电网支持系统100的更小的实施例便于系统100紧密邻近受影响的感应马达负载，由此便于更快速的响应。电网支持系统100的有效性可通过孤立电力电网102的预定部分(即，隔离本地化T&D系统的特定部分)而进一步得以促进，使得促进至少部分的本地化电压支持。因此，如本文使用的，将电力逆变器组件108耦合于至少一个感应马达指将电网支持系统100耦合于电力电网102上的T&D系统的本地化部分。
如本文使用，术语“日照”是在给定时间在给定表面积上接收的太阳辐射能量的测量。在光伏器件情况下，它通常表达为以每年每千瓦额定峰值的千瓦时[kW-h/(kWp-y)]、每平方米瓦(W/m2)、或每天每平方米千瓦时([kW-h/(m2-day))表示的平均照度。PV发电装置106具有使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的任何电气额定值。
而且，在示范性实施例中，逆变器组件108是用触发装置(未示出)将DC电力转换成交流(AC)电力的任何电力转换装置，该触发装置非限制地包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)和门极关断(GTO)晶闸管(都未示出)。此外，在示范性实施例中，逆变器组件108是四象限逆变器。这样的四象限逆变器配置成在全部四个象限中运行，典型地在图形上由正和负电压和电流(未示出)表示。因此，逆变器组件108便于四象限电力流过其中。备选地，逆变器组件108是具有使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的任何电气额定值的任何逆变器组件，其非限制地包括配置成传送正的实际电流和正和/或负的无功电流的二象限逆变器，和配置成传送正的实际电流和正的无功电流的单象限逆变器。此外，如本文描述的实际电流和无功电流的这样的最佳注入由非限制地包括电流可控源方案和电压可控源方案的多种逆变器组件控制方案和拓扑来产生。
电网支持系统100可包括电耦合于逆变器组件、与PV发电装置106并联的至少一个二次电源110(未示出)。二次发电源110包括使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的任何发电装置和/或电力存储装置，其非限制地包括电容存储、电池存储、燃料电池存储和惯性存储。此外，备选地，这样的二次发电源110可包括适合耦合于电力电网102的配电部分(未示出)的交流(AC)装置。这样的AC装置可非限制地包括典型地与住宅和小型企业关联的小型汽油发电机、小型柴油发电机和小型风力发电机。这些AC装置还将包括转换器装置，例如耦合在二次发电源110和电力逆变器组件108之间使得来自源110的电力输入与逆变器组件108兼容的二极管整流器(未示出)。此外，这样的汽油、柴油和风力发电机以及这样的电容、电池、燃料电池和惯性存储可升级成用于更大的住宅和企业，其非限制地包括大型工业设施。
二次电源110配置成增加电流注入电力电网102和/或延长电网支持系统100正将电流注入电力电网102的时间段。而且，二次电源110具有使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的任何电气额定值。此外，二次电源110和其多个附加物促进电网支持系统100的可升级性。
电网支持系统100包括耦合于电力电网102的至少一个电网电压测量装置112。电网电压测量装置112是产生并且传送电网电压信号113以及使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的任何装置，其非限制地包括电压传感器。电网支持系统100还包括耦合于电力电网102的至少一个电网频率测量装置114。电网频率测量装置114是产生并且传送电网频率信号115以及使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的任何装置，其非限制地包括频率传感器。
电网支持系统100包括耦合于电力电网102的至少一个电网电流测量装置116(虚拟示出)。电网电流测量装置116是产生并且传送电网电流信号117(虚拟示出)以及使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的任何装置，其非限制地包括电流传感器和互感器。在示范性实施例中，测量装置112、114和116靠近电网支持系统100和电力电网102的一部分(即，结点118)附近安置以便于分别产生信号113、115和117，使得便于代表本地化电网状况。备选地，测量装置112、114和116安置在使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的任何地方。
电网支持系统100还包括耦合于PV发电装置106的至少一个PV电流测量装置120。PV电流测量装置120是产生并且传送代表单向电流124的PV电流信号122以及使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的任何装置，其非限制地包括电流传感器和互感器。电网支持系统100可进一步包括耦合于二次电源110的至少一个二次电源电流测量装置126。二次电源电流测量装置126是产生并且传送代表双向电流130(虚拟示出)的二次电源电流信号128(虚拟示出)以及使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的任何装置，其非限制地包括电流传感器和互感器。电网支持系统100还包括耦合于逆变器组件108的至少一个逆变器电流测量装置132。逆变器电流测量装置132是产生并且传送代表使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的逆变器组件电流136的逆变器组件电流信号134的任何装置，其非限制地包括电流传感器和互感器。
电网支持系统100可包括便于在电网运营商(未示出)和电网支持系统100之间传送双向通信信号142(虚拟示出)的电力电网通信装置140(虚拟示出)。这样的通信信号142非限制地包括远程电网状况和运营商选择的启动和停止命令。电网支持系统100还可包括便于在电网支持系统100和预定感应马达负载(非限制地例如大型感应马达和一组小型空调(A/C)感应马达)之间传送感应马达负载状况信号146(虚拟示出)的至少一个感应马达负载通信装置144(虚拟示出)。这样的感应马达负载状况信号146非限制地包括马达的关/开状态、感应马达的转子的惯性力和马达绕组的端子电压。电网支持系统100可进一步包括便于从任何外部控制装置传送外部控制信号150(虚拟示出)到电网支持系统100的至少一个外部控制装置148(虚拟示出)。这样的外部控制信号150非限制地包括系统启用信号、系统致动信号和系统致动阻挡信号。电网支持系统100还可包括便于从PV发电装置106和逆变器组件108传送PV输送系统状态信号154(虚拟示出)的至少一个PV输送系统状态装置152(虚拟示出)。这样的PV输送系统状态信号154非限制地包括PV发电装置106中的个体PV电池(未示出)和逆变器组件108中的个体触发装置(未示出)的电压和温度。
在示范性实施例中，电网支持系统100被完全启用以如本文描述的那样用电网电压信号113、电网频率信号115、PV电流信号122和逆变器组件电流信号134作为输入而运行。这样的控制系统架构限定准开环系统，其使用电网频率和电压作为主要变量来控制没有被监测的感应马达负载。如上文描述的，另外的仪器可用于补充电网支持系统100如本文描述的那样的运行。
在示范性实施例中，电网支持系统100包括配置成执行控制算法和控制逻辑的至少一个控制器160或其他处理器。控制器160包括至少一个处理器161、耦合于处理器161的存储器装置162和耦合于处理器161和存储器装置162的通信接口163。通信接口163耦合于至少一个处理器输入通道和至少一个处理器输出通道(每个在下文进一步论述)。如本文使用的，术语“处理器”包括任何可编程系统，其包括系统和微控制器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路和能够执行本文描述的功能的任何其他电路。上文的示例仅仅是示范性的，并且从而不意在以任何方式限制术语“处理器”的定义和/或含义。此外，如本文使用的，术语“处理器”不限于在本领域中称为计算机的集成电路，而广义上指微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其他可编程电路，并且这些术语在本文中可互换地使用。
在本文描述的实施例中，存储器装置162可非限制地包括例如随机存取存储器(RAM)等计算机可读介质和例如闪速存储器等计算机可读非易失性介质。备选地，还可使用软盘、压缩盘-只读存储器(CD-ROM)、磁光谱(MOD)和/或数字通用盘(DVD)。在本文描述的实施例中，另外的输入通道可非限制地包括与操作员界面关联的计算机外围设备，例如鼠标和键盘。备选地，还可使用其他计算机外围设备，其非限制地包括扫描仪。另外的输出通道可非限制地包括操作员界面监视器。RAM和存储装置存储并且传送要由处理器执行的指令和信息。RAM和存储装置还可用于在指令由处理器执行期间存储并且提供临时变量、静态(即，不变化)信息和指令或其他中间信息给处理器。执行的指令可非限制地包括居住安全系统控制命令。指令序列的执行不限于硬件电路和软件指令的任何特定组合。
如本文描述的处理器161处理经由通信接口163从多个电气和电子部件传送的信息。这样的信息可非限制地包括电压信号、频率信号和电流信号。在示范性实施例中，控制器160靠近PV输送系统104安置。备选地，控制器160安置在使电网支持系统100能够如本文描述的那样运行的任何地方，其非限制地包括离PV输送系统104一定距离安置的远程外壳(未示出)中。此外，在一些实施例中，控制器160非限制地包括驻留在个人计算机、远程服务器、PLC、分布式控制系统(DCS)机柜和启用因特网的手持装置内的那些处理器。
在示范性实施例中，控制器160操作地耦合于电网电压测量装置112和电网频率测量装置114。控制器160还可操作地耦合于另外的装置，其包括电网电流测量装置116、PV电流测量装置120、二次电源电流测量装置126、逆变器电流测量装置132、电力电网通信装置140、感应马达负载状况通信装置144、外部控制装置148和PV输送系统状态装置152。
而且，在示范性实施例中，处理器161包括在其中编程的至少两个功能逻辑框。第一功能逻辑框164包括足够的编程来确定电流注入角以便于将实际和无功电流注入电力电网102。第二功能逻辑框165操作地耦合于第一功能逻辑框164并且包括足够的编程来确定至少部分作为由逻辑框164确定的电力注入角的函数的实际和无功电流注入值。分别对第一和第二功能逻辑框164和165编程以动态响应于如在下文进一步描述的变化输入。
控制器160的通信接口163接收输入信号，其非限制地包括从电压测量装置112传送的电网电压信号113、从频率测量装置114传送的电网频率信号115、从PV电流测量装置120传送的PV电流信号122和从逆变器电流测量装置132传送的逆变器组件电流信号134。信号113、115、122和134从通信接口163传送到存储器装置162，其中这样的信号至少暂时存储在其中。信号113、115、122和134从存储器装置162传送到处理器161的第一功能逻辑框164。第一功能逻辑框164确定多个信号，其非限制地包括总电流需求信号166和电力注入角信号168。总电流需求信号166代表需要电网支持系统100注入电力电网102以便于从可导致级联FIDVR事件的电网电压瞬态中至少部分恢复的总电力电流值。电力注入角信号168代表总电流需求对有功功率电流需求和无功功率电流需求的分配。因此，处理器161内的第一和第二功能逻辑框164和165各自以及任何其他编程代表电网支持系统100中光伏(PV)故障引起的延迟电压恢复(FIRVR)系统的实现。
总电流需求信号166和电力注入角信号168由确定实际电流注入信号170和无功电流注入信号172的第二功能逻辑框165接收。实际电流注入信号170和无功电流注入信号172经由通信接口163传送到逆变器组件108。逆变器组件108作为实际电流注入信号170和无功电流注入信号172的函数调制在结点118处注入电力电网102无功电流和实际电流(都未示出)。典型地，由于电网欠压瞬态的速度(尽快三个周期)和期望的短暂以及避免FIDVR事件的期望，总电流需求信号166是逆变器组件108和PV发电装置106的预定额定参数的函数，这些预定额定参数分别非限制地包括关联的触发装置和太阳能电池板(都未示出)的电流额定值和温度额定值。不限于上文描述的那些，这样的设备额定参数被编入处理器161。因此，在示范性实施例中，典型地命令逆变器组件108将由PV发电装置106产生并且暂时存储在该PV发电装置106内的DC电流转换成交流电(AC)，即，在逆变器组件108和PV发电装置106的最大电流参数附近或该处的电流值的逆变器组件电流136。而且，在示范性实施例中，逆变器组件电流136包括作为电力注入角信号168的函数而分配的实际电流和无功电流。此外，在示范性实施例中，电力注入角信号168作为时间的函数而被调制以调制逆变器组件电流136的实际电流和无功电流分量(未示出)的分配。
电网支持系统100的至少一些实施例包括足够的编程来从PV输送系统状态装置152接收PV输送系统状态信号154，其非限制地包括PV发电装置106中的个体PV电池(未示出)的电压。另外，电网支持系统100的这样的实施例包括足够的编程来调制逆变器组件电流136以便于对这些个体PV电池的低电压额定值维持预定余量使得所命令的逆变器组件电流136足以支持电网电压恢复。此外，电网支持系统100的一些实施例还包括足够的编程以便于PV电力输送系统104的“超速”模式运行。这样的超速模式便于驱动PV发电装置106和电力逆变器组件108在预定时间段期间产生所命令的超过那些作为预定电压参数和温度参数(非限制性)的函数所确定的电流参数的注入电流。这样的超速模式特征可延伸到包括电网支持系统100的其他部件，其非限制地包括逆变器组件108和二次电源110。
而且，电网支持系统100的至少一些实施例包括处理器161中的足够的编程和适当选择的PV电池构架和材料以除通过日照产生的电力之外还使用驻留在个体PV电池内的潜能来产生电力。这样的日照后发电便于短期通过标准PV发电从电网支持系统100汲取电力，并且便于更异乎寻常的发电法以使电网支持系统能够并且便于如本文描述的那样运行，例如，如在下文进一步论述的控制逆变器组件108中的触发装置的开关频率。
此外，电网支持系统100的至少一些实施例包括处理器161中的足够的编程以便于二次电源110与PV发电装置106并联运行或代替发电装置106运行。在这样的实施例中，二次电源电流130的控制与上文对于PV发电装置106和逆变器组件108描述的那些大致上相似，其包括电网电压复原工作的更积极和/或有效控制。
此外，电网支持系统100的至少一些实施例包括处理器161中的足够的编程以便于双向通信信号142在电网运营商和电网支持系统100之间传送。这样的通信信号142非限制地包括远程电网状况和本地运营商选择的启动和停止命令。例如，远程电网运营商可接到即将发生的故障引起的电网电压瞬态的通知并且请求本地运营商命令电网支持系统100进入准备状态，该远程电网运营商可经由通信信号142监测状态的变化。
而且，电网支持系统100的至少一些实施例包括处理器161中的足够的编程以便于感应马达负载状况信号146在电网支持系统100和预定感应马达负载(例如，并且没有限制地，大型感应马达和一组小型空调(A/C)感应马达)之间传送。这样的感应马达负载状况信号146非限制地包括马达的关/开状态和马达绕组的端子电压。例如，电网支持系统100的这样的实施例可电耦合于电力电网102使得结点118在地理上接近受影响的感应马达。紧密邻近性便于电网支持系统100的这样的实施例监测预定感应马达负载并且向预定感应马达负载提供电压恢复支持。电网支持系统100的这样的实施例中的至少一些包括预定感应马达负载处的足够的装置来监测除其端子电压以外的变量。例如，非限制地，这样的装置包括电流监测、马达转子惯性负载力监测和感应马达的转差率(slip)监测(便于降低马达停转的可能性)。而且，例如，可引起感应马达转子惯性上的力以促进使转子消除停转和防止转子停转中的至少一个。如本文使用的，术语“消除停转”指将转子从如本文描述的锁定转子状况中解除。而且，如本文使用的，术语“惯性力”指作用于转子惯性的那些力，其非限制地包括定子到转子空隙引起的力。
此外，电网支持系统100的至少一些实施例包括处理器161中的足够的编程以便于外部控制信号150从外部控制装置传送到电网支持系统100。这样的外部控制信号150非限制地包括系统启用信号、系统致动信号和系统致动阻挡信号。例如，多个电网支持系统100可在地理上互相安置使得一些电网支持系统100可被启用至等待状态，一些电网支持系统100可投入服务，并且一些电网支持系统100可由于隔离于每个特定电网支持系统100的技术原因(例如，维修活动)而阻断运行。
此外，电网支持系统100的至少一些实施例包括处理器161中的足够的编程以便于产生代表到控制器160的某些输入信号的代理信号(未示出)，其非限制地包括感应马达转差率状况。而且，电网支持系统100的至少一些实施例包括处理器161中的足够的编程以便于使用自我学习和/或人工智能特征，其便于电网系统100的具体调谐来促进对具体电网和/或系统状况的具体控制响应。例如，电网支持系统100内的各种部件和关联的感应马达负载的滞后性质由于预定响应延后或对预定变化输入的延迟而便于至少短期存储机制。这样的滞后性质导致例如感应马达中的转子转矩等因变量根据自变量(例如，马达处的端子电压)是正在增加还是正在减小而展现不同的值。该效应不仅取决于自变量(即，端子电压)的当前值，而且取决于自变量先前的值，由此引起因变量(即，转子转矩)对自变量的历史依赖性。
而且，电网支持系统100的至少一些实施例包括处理器161中的足够的编程以便于控制触发装置(例如逆变器组件108中的IGBT)的开关频率。较低频率的开关可趋于增加除60赫兹(Hz)以外的频率处的电气谐波。然而，减小逆变器组件108的开关频率便于具有更大的基频电流值，即60Hz处的实际和无功电流信号。此外，较高频率的开关趋于增加其中的热产生率，并且对于至少短时间段内的较低频率的开关便于减少触发装置中的热产生但增加从电网支持系统100注入的总电流。
图2是使用电网支持系统100(在图1中示出)的作为时间的函数的示范性电压、实际电流、无功电流和感应马达(未示出)速度的多个图形视图200。
一般而言，感应马达转子上的引起的转矩与在转子和定子之间延伸的空隙中产生的电力成比例。而且，该引起的转矩与系统频率成反比。此外，产生的空隙电力与定子电流的平方正比例并且与马达转差率成反比。因此，一般而言，因为转差率极大变化并且系统频率将可能变化极小，为了防止感应马达停转或为了使感应马达如本文描述的那样消除停转，增加注入到马达定子绕组的电流量是典型使用的方法。此外，独立电流注入装置(例如，电网支持系统100)可用于注入足够的电流以使马达消除停转。而且，一般而言，由装置注入的电流值越大，避免或校正马达停转的可能性越大。而且，一般而言，传送进入马达定子的总电流是由装置注入的电流和由电力电网供应的电流之和。此外，构成系统等效阻抗(其非限制地包括马达绕组阻抗)的确定的电抗是基本系统频率(即，50Hz或60Hz)的函数。
因此，传送进入马达定子的总电流是包括马达转差率、马达定子端子电压、由注入装置(即，电网支持系统100)注入的电流、系统频率从50Hz或60Hz的变化和注入电流分配为实际和无功电流分量的分配(即，电流注入角)的变量的函数。难以控制的那些变量包括马达定子端子电压(主要由电网确定)、马达转差率(至少部分由电网频率和马达转子惯性确定)、电网频率和由电网供应的实际和无功电流。便于控制的那些变量是注入电流136和关联的电流注入角。
在示范性实施例中，电网支持系统100额定为注入处于某一值的逆变器组件电流136(未示出)，该值是满载感应马达定子的额定电流抽取的近似33％。一般而言，图形视图200的每个使用实线来示出仅具有注入的无功电流的响应，使用虚/点线来示出仅具有注入的实际电流的响应，并且使用虚线来示出具有注入的实际和无功电流的响应。
图形视图200包括第一曲线图202，其代表在电网电压瞬态/电流注入事件期间作为时间的函数的马达端子电压。曲线图202包括代表端子电压的y轴204，其以百分比(％)为单位、以10％为增量并且从0.0％延伸到150％。曲线图202还包括代表时间的x轴206，其以秒为单位、以0.2秒为增量，并且从0延伸到2秒。曲线图202进一步包括无功电流曲线208、实际电流曲线210，以及实际和无功电流曲线212。在示范性实施例中，对于那些使用实际和无功电流的组合的情况，选择45°的恒定电流注入角来将实际和无功电流中的每个分配为总注入电流(即，逆变器组件电流136)的71％。为了说明性目的选择使用恒定电流注入角。然而，电网支持系统100配置成作为测量的状况的函数改变电流注入角，这些测量的状况例如(非限制)电网电压、电网频率和马达转差率等。
图形视图200还包括第二曲线图214，其代表在电网电压瞬态/电流注入事件期间作为时间的函数的马达速度。曲线图214包括代表马达速度的y轴214，其以百分比(％)为单位、以10％为增量，并且从85％延伸到100％。曲线图214还包括x轴206。曲线图214进一步包括无功电流曲线218、实际电流曲线220，以及实际和无功电流曲线222。
图形视图200进一步包括第三曲线图224，其代表在电网电压瞬态/电流注入事件期间作为时间的函数的马达无功电流抽取。曲线图224包括代表无功电流抽取的y轴226，其以百分比(％)为单位、采用20％的增量，并且从0％延伸到200％。曲线图224还包括x轴206。曲线图224进一步包括无功电流曲线228、实际电流曲线230，以及实际和无功电流曲线232。
图形视图200还包括第四曲线图234，其代表在电网电压瞬态/电流注入事件期间作为时间的函数的马达实际电流抽取。曲线图234包括代表实际电流抽取的y轴236，其以百分比(％)为单位、采用20％的增量，并且从0％延伸到200％。曲线图234还包括x轴206。曲线图234进一步包括无功电流曲线238、实际电流曲线240，以及实际和无功电流曲线242。
图形视图200还包括第五曲线图244，其代表在电网电压瞬态/电流注入事件期间作为时间的函数的PV逆变器无功电流注入。曲线图244包括代表PV逆变器无功电流注入的y轴246，其以百分比(％)为单位、采用10％的增量，并且从-20％延伸到40％。曲线图244还包括x轴206。曲线图244进一步包括无功电流曲线248、实际电流曲线250，以及实际和无功电流曲线252。因为仅无功电流从逆变器组件108注入，实际电流曲线250保持在大约0.0。
图形视图200还包括第六曲线图254，其代表在电网电压瞬态/电流注入事件期间作为时间的函数的PV逆变器实际电流注入。曲线图254包括代表PV逆变器实际电流注入的y轴246，其以百分比(％)为单位、采用10％的增量，并且从-20％延伸到40％。曲线图254还包括x轴206。曲线图254进一步包括无功电流曲线258、实际电流曲线260，以及实际和无功电流曲线262。因为仅实际电流从逆变器组件108注入，无功电流曲线260保持在大约0.0。
在示范性实施例中，电力电网102(在图1中示出)在大约0.2秒经历从额定电压的大约100％到额定电压的大约5％的故障引起的电压跌落。马达在整个瞬态期间保持满载。电网电压在大约0.25至0.3秒开始恢复，然而由于感应马达负载的正在停转，电网电压恢复变慢。关联马达的这样的正在停转中在第二曲线图214中指示为额定速度减小到大约87％，如在第三曲线图224中示出的无功电流抽取增加到额定的大约180％，以及如在第四曲线图234中示出的实际电流抽取减小到额定的大约40％。此外，如在曲线图244和254中示出的，电网支持系统100在大约0.25至0.3秒发起电流注入。
在示范性实施例中，对于其中由电网支持系统100只注入无功电流的情况，马达端子电压曲线208示出在大约0.8秒完全恢复并且由曲线218、228和238进一步示出。曲线248示出无功电流注入增加到马达额定值的大约33％(其是电网支持系统100的额定值的100％)。如在曲线248中示出的，当电网在大约0.8秒恢复时，由电网支持系统100注入的无功电流减小，并且电网支持系统100从大约0.9秒至大约1.5秒接收无功电流。
而且，在示范性实施例中，对于其中由电网支持系统100只注入实际电流的情况，马达端子电压曲线210示出在大约0.95秒完全恢复并且由曲线220、230和240进一步示出。曲线260示出实际电流注入增加到马达额定值的大约33％(其是电网支持系统100的额定值的100％)。如在曲线260中示出的，当电网在大约0.8秒恢复时，由电网支持系统100注入的实际电流减小，并且电网支持系统100从大约1.05秒至大约1.5秒接收实际电流。
此外，在示范性实施例中，对于其中由电网支持系统100用大约45°的电流注入角注入实际和无功电流的情况，马达端子电压曲线212示出在大约0.6秒完全恢复并且由曲线222、232和242进一步示出。曲线252和262都示出实际和无功电流注入增加到马达额定值的大约23.5％(其是电网支持系统100的额定值的71％)。如在曲线252和262中示出的，当电网在大约0.6秒恢复时，由电网支持系统100注入的实际和无功电流减小，并且电网支持系统100从大约0.85秒至大约1.3秒接收实际和无功电流。
因此，实际和无功电流二者注入同时地减小恢复时间，减小从电网支持系统100注入的电流，增加对于电网支持系统100内的额定参数余量，并且减小恢复后过冲和传送进入电网恢复系统100的电流。
图3是作为电流注入角的函数的恢复时间的图形视图300。曲线图300包括代表恢复时间的y轴302，其以秒为单位并且采用0.2秒增量且从0.0秒延伸到1.0秒。曲线图300还包括代表电流注入角的x轴304，其以度(°)为单位并且采用20°增量且从0°延伸到100°。曲线图300进一步包括33％的马达额定曲线306，即，电网支持系统100额定为关联的感应马达负载的大约33％。曲线306大致上是抛物线，其具有最低值或位点308，其安置在大约35°的电流注入角和大约0.35秒的恢复时间处。曲线图300还包括20％马达额定曲线310，即，电网支持系统100额定为关联的感应马达负载的大约20％。曲线310大致上是抛物线，其具有最低值或位点312，其安置在大约47°的电流注入角和大约0.65秒的恢复时间处。曲线300进一步包括延伸通过位点308和312的轨迹曲线314。因此，曲线300示出恢复时间和需要的电流注入角都作为增加的电网支持系统100的电流注入额定值的函数而明显减小。
图4是组装马达停转校正系统(即，电力电网支持系统100(在图1中示出))的示范性方法400的流程图。在示范性实施例中，基于逆变器的，即，光伏(PV)发电装置106(在图1中示出)耦合402于电力逆变器组件108(在图1中示出)。电力逆变器组件108耦合404于至少一个感应马达(未示出)。至少一个控制器160(在图1中示出)操作地耦合406于电力逆变器组件108。对控制器160编程408以从PV发电装置106传送电流到电力逆变器组件108。还对控制器160编程410以从电力逆变器组件108传送实际电流和无功电流到感应马达。进一步对控制器160编程412以将实际电流和无功电流作为电力电网频率和电力电网电压中的至少一个的函数来调制。
本文描述的实施例提供电力电网支持系统。具体地，光伏(PV)故障引起的延迟电压恢复(FIDVR)系统在电力电网支持系统的硬件和软件中实现来减小电力电网上电压骤降的程度和持续时间以便于及早避免FIDVR事件和从FIDVR事件中恢复。而且，具体地，本文描述的实施例使用PV器件，例如屋顶住宅太阳能电池板，其在物理上紧密邻近空调(A/C)压缩机驱动感应马达而定位。在一个实施例中，电网支持系统使用包括电网频率和电网电压的输入来确定注入电网的实际电流和无功电流的最佳量以在已停转的感应转子上提供足够的转矩来便于从锁定转子或已停转状况中解除。备选地，在其他实施例中，电网支持系统包括与PV器件并联电耦合的附加电源。这样的电源可包括电容存储、电池存储和/或惯性存储的任何组合，由此增加电流注入电力电网并且/或延长电网支持系统正将电力注入电网的时间段。此外，这样的附加电源便于电网支持系统向上的可升级性。此外，备选地，在另外的实施例中，电网支持系统包括在其中实现的更复杂的控制和另外的输入，其包括电网支持系统电压、电流、温度、外部命令、人工智能、增加传送通过其中的电流的逆变器和PV器件驱动特征，以及感应马达负载状况。因此，如本文描述的电网支持系统促进对电网范围的问题的低成本解决方案，其具有为住宅和工业消费者所采纳的提早和广泛传播的合理潜力。
促进延长、减小的电压瞬态的电网支持系统和操作该电网支持系统的方法的实施例在上文详细描述。电网支持系统和方法不限于本文描述的具体实施例，相反地，电网支持系统的部件和/或方法的步骤可独立并且与本文描述的其他部件和/或步骤分开使用。例如，电网支持系统和方法还可结合其他电力系统和方法使用，并且不限于只用本文描述的电网支持系统实践。相反，示范性实施例可以连同许多其他电网支持应用来实现和使用。
尽管本发明的各种实施例的具体特征可在一些图中而不在其他图中示出，这仅是为了方便。根据本发明的原理，图的任何特征可结合任何其他图的任何特征来参考和/或要求权利。
该书面描述使用示例以公开本发明，其包括最佳模式，并且还使本领域内任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统并且执行任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域内技术人员想起的其他示例。这样的其他示例如果它们具有不与权利要求的书面语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的书面语言无实质区别的等同结构元件则规定在权利要求的范围内。
部件列表
100    电力电网支持系统          102    电力电网
104    光伏(PV)电力输送系统      106    PV发电装置
108    电力逆变器组件            110    二次发电源
112    电网电压测量装置          113    电网电压信号
114    电网频率测量装置          115    电网频率信号
116    电网电流测量装置          117    电网电流信号
118    结点                      120    PV电流测量装置
122    PV电流信号                124    PV电流
126    二次电源电流测量装置      128    二次电源电流信号
130    二次电源电流              132    逆变器电流测量装置
134    逆变器组件电流信号        136    逆变器组件电流
140    电力电网通信装置          142    双向通信信号
144    感应马达负载状况通信装置  146    感应马达负载状况信号
148    外部控制装置              150    外部控制信号
152    PV输送系统状态装置        154    PV输送系统状态信号
160    控制器                    161    处理器
162    存储器                    163    通信接口
164    第一功能逻辑框        165    第二功能逻辑框
166    总电流需求信号        168    电力注入角信号
170    实际电流注入信号      172    无功电流注入信号
200    多个图形视图          202    第一曲线图
204    y轴                   206    x轴
208    无功电流曲线          210    实际电流曲线
212    实际和无功电流曲线    214    第二曲线图
216    y轴                   218    无功电流曲线
220    实际电流曲线          222    实际和无功电流曲线
224    第三曲线图            226    y轴
228    无功电流曲线          230    实际电流曲线
232    实际和无功电流曲线    234    第四曲线图
236    y轴                   238    无功电流曲线
240    实际电流曲线          242    实际和无功电流曲线
244    第五曲线图            246    y轴
248    无功电流曲线          250    实际电流曲线
252    实际和无功电流曲线    254    第六曲线图
256    y轴                   258    无功电流曲线
260    实际电流曲线          262    实际和无功电流曲线
300    曲线图                302    y轴
304    x轴                   306    33％曲线
308    位点                  310    20％曲线
312    位点                  314    轨迹曲线
400    方法
402    耦合基于逆变器的发电...
404    将电力逆变器组件耦合于至少...
406    将至少一个控制器操作地耦合于电力...
408    对处理器编程以从...传送电流...
410对处理器编程以...传送实际电流和...
412对处理器编程以...调制...

Claims (10)

1.一种耦合于电力电网(102)的一部分的电力电网支持系统(100)，所述电力电网支持系统包括：
电力输送系统(104)，其包括：
至少一个基于逆变器的发电装置(106)；和
耦合于所述基于逆变器的发电装置的电力逆变器组件(108)；
操作地耦合于所述电力逆变器组件的至少一个处理器(161)，对所述处理器编程以用于：
传送至少一个信号(122/128/134/154)到所述电力逆变器组件以在至少部分由故障引起的延迟电压恢复(FIDVR)造成的低压状况期间将实际电流和无功电流中的至少一个注入电力电网的所述部分；以及
作为至少一个电力电网状况反馈信号(113/115/117/146)的函数来调制所述实际电流和所述无功电流。
2.如权利要求1所述的电力电网支持系统(100)，其中进一步对所述处理器(161)编程以调制注入所述电力电网(102)的所述实际电流和所述无功电流的幅度和频率。
3.如权利要求1所述的电力电网支持系统(100)，其中所述处理器(161)操作地耦合于以下中的至少一个：
耦合于所述电力电网的至少一个电压测量装置(112)；
耦合于所述电力电网的至少一个频率测量装置(114)；
耦合于所述电力电网的至少一个电流测量装置(116)；以及
耦合于所述电力逆变器组件(108)的至少一个电流测量装置(132)。
4.如权利要求1所述的电力电网支持系统(100)，其进一步包括以下中的至少一个：
电力电网通信装置(140)；
感应马达负载通信装置(144)；和
电力输送系统状态装置(152)。
5.如权利要求1所述的电力电网支持系统(100)，其进一步包括耦合于所述逆变器(108)、与所述基于逆变器的发电装置(106)并联的至少一个附加发电装置(110)。
6.如权利要求1所述的电力电网支持系统(100)，其中进一步对所述处理器(161)编程以驱动所述电力逆变器组件(108)在预定时间段内传送超出预定电流参数的电流。
7.如权利要求1所述的电力电网支持系统(100)，其中所述电力输送系统包括光伏(PV)发电装置(106)，其包括安置在位宅屋顶上的至少一个太阳能电池板(106)。
8.一种用于便于控制电力电网(102)上的故障引起的延迟电压恢复(FIIDVR)的控制器(160)，所述控制器包括：
存储器装置(162)，其配置成存储以下中的至少一个：
所述电力电网的频率(115)；和
所述电力电网的电压(113)；
耦合于所述存储器装置的处理器(161)，对所述处理器编程以用于：
从基于逆变器的发电装置(106)传送电流到电力逆变器组件(108)；
从所述电力逆变器组件传送实际电流和无功电流到所述电力电网的所述部分；以及
耦合于所述处理器和所述电力逆变器组件的通信接口(163)，所述通信接口配置成传送运行调整至所述电力逆变器组件以将所述实际电流和所述无功电流作为以下中的至少一个的函数来调制：
所述电力电网频率；和
所述电力电网电压。
9.如权利要求8所述的控制器(160)，其中进一步对所述处理器(161)编程以确定所述电力电网(102)上的电压减小是由于FIDVR引起。
10.如权利要求8所述的控制器(160)，其中进一步对所述处理器(161)编程以用于执行以下中的至少一个：
确定至少一个感应马达是已停转或正在停转中的一个；以及
感测引起感应马达正在停转的电力电网状况。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103346584A (zh) * 2013-06-27 2013-10-09 深圳市汇川技术股份有限公司 光伏并网系统及功率补偿方法
CN105075050A (zh) * 2013-02-26 2015-11-18 卡特彼勒公司 接地故障保护系统和方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007014728A1 (de) * 2007-03-24 2008-10-02 Woodward Seg Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer doppeltgespeisten Asynchronmaschine bei transienten Netzspannungsänderungen
US10541533B2 (en) 2011-09-16 2020-01-21 Varentec, Inc. Systems and methods for edge of network voltage control of a power grid
US9948100B2 (en) * 2011-09-16 2018-04-17 Varentec, Inc. Zero droop voltage control for smart inverters
JP6072085B2 (ja) * 2013-02-04 2017-02-01 シャープ株式会社 太陽光エネルギー利用システム及びそれに含まれる保冷庫、空気調和機、またはポンプ
CN103560523A (zh) * 2013-11-18 2014-02-05 国家电网公司 基于dvr的光伏发电机组低电压穿越支撑系统
GB2523552A (en) * 2014-02-26 2015-09-02 Bowman Power Group Ltd Power conversion
US11063431B2 (en) 2014-07-04 2021-07-13 Apparent Labs Llc Hierarchical and distributed power grid control
US20160087442A1 (en) 2014-07-04 2016-03-24 Stefan Matan Modular power grid
US10879695B2 (en) * 2014-07-04 2020-12-29 Apparent Labs, LLC Grid network gateway aggregation
US10042413B2 (en) * 2014-07-21 2018-08-07 Asco Power Technologies, L.P. Methods and systems for multiple bus generator and load control
US9798342B2 (en) 2015-02-23 2017-10-24 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Detection and correction of fault induced delayed voltage recovery
CN104734162B (zh) * 2015-04-07 2017-03-15 河海大学 节点无功电压约束统一的互补潮流计算方法
CN106602611B (zh) * 2017-02-20 2023-05-05 广东工业大学 一种基于单象限变换器弱磁控制的风电系统及其运行方法
DE102017121461A1 (de) * 2017-09-15 2019-03-21 Innogy Se Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichers
US10928794B2 (en) 2018-01-05 2021-02-23 Emera Technologies LLC Fault detection systems and methods for power grid systems
CN110567139B (zh) * 2019-08-30 2021-02-26 珠海格力电器股份有限公司 光伏空调的限频及降频控制方法、装置及光伏空调
KR102348547B1 (ko) * 2019-09-23 2022-01-07 한전케이디엔주식회사 배전자동화용 단말장치 및 이를 이용한 fidvr 제어 방법
CN112688639B (zh) * 2020-12-14 2021-10-12 淮阴工学院 一种电流光伏并网逆变器控制方法和装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030165036A1 (en) * 2002-01-16 2003-09-04 Ballard Power Systems Corporation Anti-islanding device and method for grid connected inverters using random noise injection
US20080088183A1 (en) * 2002-12-06 2008-04-17 Electric Power Research Institute, Inc. Integrated Closed Loop Control Method and Apparatus for Combined Uninterruptible Power Supply and Generator System
CN101847875A (zh) * 2010-06-18 2010-09-29 浙江大学 电压型并网逆变器的不对称直接功率控制的功率补偿方法
CN202997562U (zh) * 2009-09-28 2013-06-12 A123系统公司 针对延迟电压恢复的基于能量存储的对策

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3597473B2 (ja) * 1999-01-29 2004-12-08 アメリカン スーパーコンダクター コーポレイション 超伝導磁気エネルギー貯蔵装置を備えた電気ユーティリティシステム
US7202638B2 (en) 2004-10-15 2007-04-10 General Electric Company Anti-islanding protection systems for synchronous machine based distributed generators
ES2277724B1 (es) * 2005-02-23 2008-06-16 GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. Procedimiento y dispositivo para inyectar intensidad reactiva durante un hueco de tension de red.
CA2664924C (en) * 2006-10-02 2016-07-05 Vestas Wind Systems A/S Method for operating a wind turbine connected to a utility grid during a utility grid disturbance, wind turbine and wind park
US7417333B2 (en) 2006-11-02 2008-08-26 General Electric Company Methods and apparatus for controlling current in an electrical machine
US8560136B2 (en) * 2008-04-02 2013-10-15 Meidensha Corporation System stabilizing device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030165036A1 (en) * 2002-01-16 2003-09-04 Ballard Power Systems Corporation Anti-islanding device and method for grid connected inverters using random noise injection
US20080088183A1 (en) * 2002-12-06 2008-04-17 Electric Power Research Institute, Inc. Integrated Closed Loop Control Method and Apparatus for Combined Uninterruptible Power Supply and Generator System
CN202997562U (zh) * 2009-09-28 2013-06-12 A123系统公司 针对延迟电压恢复的基于能量存储的对策
CN101847875A (zh) * 2010-06-18 2010-09-29 浙江大学 电压型并网逆变器的不对称直接功率控制的功率补偿方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105075050A (zh) * 2013-02-26 2015-11-18 卡特彼勒公司 接地故障保护系统和方法
CN105075050B (zh) * 2013-02-26 2017-03-22 卡特彼勒公司 接地故障保护系统和方法
CN103346584A (zh) * 2013-06-27 2013-10-09 深圳市汇川技术股份有限公司 光伏并网系统及功率补偿方法

Also Published As

Publication number Publication date
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