CN103181052B - 用于稳定供电网的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于支持电网的方法,其中电网支持通过补偿电流的输送实现,该方法具有以下步骤:检测当前的电网状态(步骤100),将为了检测当前的电网状态而检测到的电压分解成顺相序系统分量和逆相序系统分量(步骤101),确定补偿电流的顺相序系统分量和逆相序系统分量作为电网状态的顺相序系统分量和逆相序系统分量与基准值的偏离的函数(步骤102、103),以及输送补偿电流作为这样求得的各对称的分量的矢量和。

Description

用于稳定供电网的方法
技术领域
本发明涉及一种用于稳定向用户供应电能的供电网、例如公共电网的方法。
背景技术
“电网的稳定性”应该被理解为一种状态,在该状态下,表示由电网提供的电压的特性的数值(例如电压值、相位和/或频率)处于一个可能由电网运营者或设备运营者规定的范围内。
在上段中限定的“电网的稳定性”可由于偏离所限定的希望的状态(亦即所谓的最佳状态)而降低,其中希望的状态可以通过规定的(例如针对上述表示特性的数值的)额定值来描述。电网故障也产生这种偏离,因为这些电网故障引起一种电网状态,在该电网状态下一个或多个上述数值偏离额定值。
所讨论的用于向用户供应电能的电网一般具有不同的电网面(也称为供电面):低电压面(NS)、中电压面(MS)和高电压面(HS)。简言之其指各个具有不同电压范围的电网,这些电网借助于变压器装置连接。
电网故障以及从最佳状态的一般性偏离可以在每一电网面或供电面上产生。为了区分各个偏离类型或电网故障,其可被分成不同的等级,特别是用于在对称的偏离或故障(例如在三相系统中的三相电压干扰)与不对称的偏离或故障(例如单相的电压干扰或在多相系统中的短路、对地(PE电势)的多相短路或在各个相位之间的短路)之间的区分。
在许多国家中存在用于不同电网面的电网规程。在这些电网规程中限定对输送的生产设备(例如对逆变器)的要求,例如规定输送的生产设备在出现一定的电网故障时的一定的性能(其目标特别是支持电网)的要求。
多个分散的能量产生器在偏离最佳状态的情况下且特别是在电网故障的情况下保持与电网连接并通过适当地输送有功功率和无功功率来帮助支持或稳定电网。如果该支持性输送在强电压干扰的情况下仅短时间或非常动态(例如在毫秒范围内)地实现,则这也称为“动态网络支持”、“动态电网支持”(DGS)或也称为“故障穿越”(FRT)。这些要求的具体实施形式在不同国家或地域中或被不同的电网运营者有时相当大地、有时甚至相矛盾地区分。对此的一个原因是对最佳电网支持的本质的不同观点。
在众多电网规程之间的一个一致意见在于:在短时间内(明显小于1秒)限定需要由生产设备支持的故障情况。例如因在多相系统的个别相上的较大负荷而引起的在时间上持续的不对称性在一定的界限内是允许的且特别是对低电压面(NS)不被看作故障。然而这种情况产生从最佳状态的偏离,如果表示电网特性的数值过大地偏离额定值,则该偏离可以扩大成故障。因此电网的针对这种偏离的稳定性也是值得追求的并称为“静态电网支持”。
在众多电网规程之间的另一一致意见在于:规定特征线,这些特征线限定需要输送的补偿电流作为当前电网电压从基准值的偏离的函数。这些所谓的无功电流静力(Blindstromstatik)有时包含多个死区,在这些死区内不需要输送补偿电流。
为了分析电网状态,各个相位的电压被测量(亦即基于测量技术检测各相关的描述电压的数值,即电压值、相位、可能还有频率),并按照专业人员已知的数学方法(例如借助于已知的矩阵运算)分解成对称的分量。
作为该数学计算的结果获得关于所谓“顺相序系统”、所谓“逆相序系统”和可能还有关于所谓“零序系统”的信息。这些概念及其经由Fortescue矩阵的示例性计算被示例性地在有关的教科书中(例如参见Heuck等人的“电能供应”,Vieweg出版社,2007年出版,第9和10章)更详细地讲解且对于专业人员而言是已知的。
如果电网处于无故障的状态且不存在不对称的负荷,则该计算不产生逆相序系统。纯对称的故障仅引起顺相序系统的振幅的改变。相反,不对称的故障和/或不对称的负荷分配产生逆相序系统分量。在三线制电网中原则上不存在零序系统。该基本原理对于专业人员而言同样是已知的。
用于支持电网或稳定电网的装置或方法本身也是已知的。因此经典的“电网支持装置”被构成为同步机(SM)。如果存在逆相序系统,则同步机由于其构造方式总是产生补偿电流,并因此能够起支持电网或稳定电网的作用,这是因为同步机在例如由电网故障引起电网电压改变时产生补偿电流,而该补偿电流抵制该改变并由此抑制电网故障。
由DE102007005165A1已知一种用于风能发电设备(WEA)的方法,其在电网故障的情况下输送不对称的补偿电流。除支持电网以外在这里主要目标是“平息”电网故障对WEA的操作的影响,从而其可以继续操作而不必与电网分离。该建议的方法基本上包括以下步骤:
-跟踪电网状态的顺相序系统分量和逆相序系统分量;
-校准逆相序系统分量以补偿不对称性(不对称的电网故障);
-输送补偿电流。
该方法除保护设备以外还基于对中电压面的支持而设计,其中WEA一般不纳入用于向电用户供应的低电压电网中,并因此以在故障点与发电机之间存在至少一个变压器为前提。上述允许的在时间上持续的不对称性(例如在多相系统的个别相上的较大负荷)在低电压面(NS)上产生准静态的逆相序系统。在DE102007005165A1中建议的方法并不能最佳用在低电压面(NS)上,因为在存在逆相序系统时在任何情况下都输送补偿电流。这些电流在各个相位的电压振幅在低电压面中的本身允许的不平衡时一方面是不必要的,而且在某些情况下甚至还可以加强在低电压供电网中的不对称性。此外该方法由于仅校准逆相序系统分量而不能支持对称的电网故障。
由DE102006054870A1已知一种用于风力发电设备(WEA)的逆相序系统调节的方法,其在正常情况下使在逆相序系统中的有功分量最小化并使其无功分量最大化。另外还设置电网故障探测器。在电网故障的情况下借助于优先模块跟踪不同的调节目标,亦即或者使有功功率最大化(“设备保护”)或者优化顺相序系统和逆相序系统的有功分量和无功分量以支持电网。优化目标在此经由需要输送的有功功率或无功功率的先前规定的额定值确定。
发明内容
在上述各实施形式的背景面前,本发明的目的在于提供一种用于支持电网的方法,其可以在低电压面和/或中电压面上使用,并且可以既灵活地又可配置地(可能还考虑电网规程地)使用。
该目的利用一种用于借助于逆变器支持电网的方法实现,其具有如下方法步骤:
-检测当前的电网状态,
-将检测到的电网电压分解成顺相序系统分量和逆相序系统分量,
-确定补偿电流的顺相序系统分量和逆相序系统分量作为电网状态的顺相序系统分量和逆相序系统分量从基准值的偏离的函数,以及
-输送补偿电流作为这样求得的各对称的分量的矢量和。
按照本发明的方法与已知的方法相比具有一系列优点:
一方面,按照本发明的方法能够实现将大量分散的能量产生器(例如具有多个输送的逆变器的光伏设备)集成到供应电能的现有结构中(亦即集成到现行的电网结构中、特别是直接集成到现行的低电压面中),这是因为其能够使各分散的能量产生器实施和承担符合规程的支持电网或稳定电网的功能。
另一方面,特别是在不对称的电网状态或电网事件(例如电网故障)时,借助于按照本发明的方法可以将逆变器的技术潜力应用于动态和/或静态的电网支持,其中也可以加以考虑不同的电网规程。
电网支持可以在从其中一个供电面上的最佳状态偏离时通过在低电压面上适当地输送补偿电流而实现。
此外,按照本发明的方法考虑到未来的电网规程,这是因为一方面其在很大程度上适配地(自适应地)工作,而另一方面由规程预定的额定值和其他参数可以以适合的形式在该方法中被加以考虑。为此各相应的参数在该方法中被可适应性地设计,并且特别是考虑到对于不同电压面的不同电网特性、如电网阻抗,其甚至在电网电压面的内部在不同的连接点上可以是不同的。
在该方法的一个有利的实施形式中,预定至少一个所述基准值作为描述电网状态的最佳状态的额定值。特别有利地,该额定值取决于电网特性、特别是取决于电网阻抗。
在该方法的另一有利的实施形式中,求得至少一个所述基准值作为电网状态的相应对称的分量的平均值。在此至少一个所述平均值可以按特别耐用的方式经由低通滤波器构成。在该方案中,该方法是特别稳定的且特别是不受电网状态的可能出现的本身允许的不对称性影响。
在该方法的另一有利的实施形式中,确定补偿电流的零序系统分量作为电网状态的零序系统分量从基准值的偏离的函数。
有利地,补偿电流的对称的分量的确定基于电网状态的顺相序系统和逆相序系统的实数部分和/或虚数部分以及可能的零序系统的实数部分和/或虚数部分。
对补偿电流的顺相序系统分量、逆相序系统分量和可能还有的零序系统分量的实数部分的考虑导致补偿电流具有无功电流分量,该无功电流分量相对于电压滞后。这特别适用于支持具有占主导的电感阻抗的电网、例如中电压电网。补偿电流的顺相序系统分量、逆相序系统分量和可能还有的零序系统分量的虚数部分的考虑也导致这样的补偿电流,即其并不限于相对于电压滞后的无功电流分量。因此不仅可以支持具有占主导的电感阻抗的电网,而且也可支持具有任意比例的电感和电阻的阻抗分量的电网。这特别是也包括具有占主导的电阻阻抗的电网、例如低电压电网。
用于确定补偿电流的各对称的分量的函数优选是各特征线,至少设置参数:坡度和死区来特别有效地描述这些特征线。优选地,各特征线取决于电网特性、特别是取决于电网阻抗。此时电网特性、特别是电网阻抗特别优选地由逆变器确定。
附图说明
以下参照附图更详细地描述本发明,在附图中:
图1示例性示出用于说明按照本发明的方法的与电网连接的用于产生电能的装置,
图2示出用于说明按照本发明的方法的第一实施例的方框图,
图3示出图2所示方框图的功能块102、103的详图,
图4示出用于说明按照本发明的方法的第二实施例的方框图,
图5示出图4所示方框图的功能块102、103、403、503的第一部分的详图,并且
图6示出图4所示方框图的功能块102、103、403、503的第二部分的详图。
具体实施方式
图1示出用于产生电能的装置1。
该图示出PV发电机2,其具有多个PV模块3、4、5、6,这些PV模块按照现行的要求电路连接。
PV发电机2经由正直流引线7和负直流引线8在直流电压侧与逆变器9连接。PV发电机2将射进的能量转变成直流电,该直流电又由逆变器22的功率部分9转变成一个或多个可输送的交流电。
逆变器22在交流电压侧经由多个电引线与用于向用户供应电能的电网的低电压面(NS)10连接,例如与公共的电力网连接。交流电压侧的各个引线出于清晰起见未设有附图标记。该图示涉及三相电力网,其三相通常用L1、L2和L3标记。
本发明在本实施形式的范围内示例性地借助于三相电网来说明。当然这些实施形式不应该被理解为是限制性的。
低电压面10借助于变压器11与电网的中电压面12联接。中电压面12又借助于另一变压器13与电网的高电压面14联接。电网、其电压面10、12、14和变压器11和13的图示是大为简化的。但专业人员对于这样的电网构造是熟悉的。
还示出控制装置15。控制装置15被设计用于实施按照本发明的方法的各步骤。控制装置15经由电压测量引线16、17、18获得必需的电网低电压面10的各相应相位的电压时间过程。附图标记19标明的箭头表示按照本发明的方法通过控制装置15对逆变器的功率部分9的控制。
控制装置15也可以构成为逆变器调节的一部分且例如设置在逆变器9的壳体内(这通过设有附图标记22的虚线表示)。
此外,示出的逆变器9也可以这样构成,即其构成为由三个(在三相系统中)分别独立的单相逆变器组成的组合而没有自身的支持电网的调节,亦即例如不具有自身的FRT调节(未示出)。于是这样的设置结构的各独立的逆变器由上级的控制装置15控制。
在另一实施形式中,一个设备可以具有多个PV发电机2,其具有分别为其配设的单相或三相的逆变器9。这种较大的光伏设备也可以直接经由变压器11与中电压面12连接,从而在这样的情况下低电压面10至少不以供电网的形式存在。在这种情况下多个逆变器可以由一个或多个控制装置15控制。
在这样的实施形式中可设想到,各控制装置15直接承担逆变器9的支持电网的调节,和/或一个上级的控制装置20实施必需的电压测量或者各必需的电压值由另一(未示出的)装置、例如电网运营者的装置获得,例如经由为此构造的数据连接而获得,并且支持电网的调节所必需的参数(通过箭头21表示)被传递给(多个)控制装置15。还可设想到,这些支持电网的调节所必需的参数可通过其他装置、例如通过电网运营者预定。
以下为了动态和/或静态的电网支持建议一种方法的第一实施例,其方法步骤在图2和3中分别以不同的简化流程图的形式示出:
在步骤100中,经由电压测量引线16、17、18检测当前的电网状态,并且输出测量到的各电网相位的电压时间过程300。
在步骤101中,将在步骤100中为了检测当前的电网状态而检测到的电网电压的时间过程300变换成对称的顺相序系统分量301和对称的逆相序系统分量302a、302b。
关于相位,顺相序系统构成用于调节的基准系统,换言之其具有零相位。在相图中,顺相序系统因此仅具有实数部分而没有虚数部分。在dq图中q分量相应地等于零。因此顺相序系统可以通过单个(标量的)分量301描述。与顺相序系统相比,逆相序系统按定义可以具有非零相位。因此在其表达中需要实数部分和虚数部分或d分量和q分量。因此逆相序系统通过两个(标量的)分量302a和302b说明。
在步骤102中(参见图3中的块102a和102b),用在电网连接点上的协议的电压的倒数303乘以在步骤101中确定的对称的分量301、302a、302b,并且确定这样标准化的对称的分量相对于预定的相应的基准值304a、304b、304c的偏离305、306a、306b。在图3所示的示例中,这些基准值304a、304b、304c经由在该图中示出为矩形的积分仪(低通滤波器)构成为各标准化的对称的分量的数值的滑动平均值。因此基准状态由刚过去的电网状态在过去得到,由此仅识别电网状态的动态改变作为偏离。就此而言,在该第一实施例中所示的方法是一种用于动态电网支持的方法。平均值在此优选在一时间间隔内构成,该时间间隔(明显)大于需要支持的电网故障的由电网运营者通过相应的规程预定的持续时间(见上述“明显小于1秒”)。例如如果需要支持的电网故障的预定的持续时间小于150毫秒,则上述时间间隔可以大于1秒以形成各基准值。
但当然,基准值304a、304b、304c也可以不变地或可变地预定,并且块102a、102b可以从外面供给而不由过去的电网状态确定。这例如在图5的第二实施例中实现。在这样的情况下也可以识别和补偿缓慢的偏离、即所谓的漂移。这样的方法于是也称为用于静态的电网支持的方法。
在步骤103中,由在步骤101中确定的偏离305、306a、306b考虑到可预定的各特征线来确定补偿电流的多个对称的分量307、308a、308b。在最简单的情况下各特征线由恒定的因式给出。
在步骤104中,将在步骤103中求得的补偿电流的对称的分量307、308a、308b(可能还包括当前的PV发电机电流309a、有功电流规定值309b、静态的无功电流规定值310和逆相序系统分量的静态规定值311)转变成用于输送电流的各对称的分量的额定值312、313。
最后在步骤105中,将在步骤104中求得的额定值312、313以适合的形式经由控制19传递给逆变器22的功率部分9,从而将这些按照本发明的可能相对于正常操作改变的电流输送到低电压面10或直接输送到变压器11。因此根据当前的电网状态和各基准值考虑到可预定的特征线借助于补偿电流的输送而支持电网地或稳定电网地加以干预。
以下结合图4至6更详细地说明用于支持电网的方法的第二实施例。在此相同的附图标记表示与在图2和3中相同或类似的步骤。
与在第一实施例中(参见图2)相同,在这里(参见图4),在第一步骤100中也检测当前的电网状态的电网电压的时间过程300,并且在步骤101中将其变换成对称的顺相序系统分量301和对称的逆相序系统分量302a、302b。此外,在该实施例中还考虑零序系统,从而求得零序系统分量的实数部分500a和虚数部分500b。
在第一实施例中(参见图3),在步骤103a中从电网电压的顺相序系统分量的实数部分301考虑到特征线算出补偿电流的顺相序系统分量的虚数部分307,其在结果上相对于电网电压相位移动90°。因此按这种方式在步骤105中输送滞后的补偿电流,借此第一实施例的方法特别适用于支持这样的电网,即其电网阻抗具有占主导的电感分量,例如中电压电网。
如第二实施例的类似于图3的图5所示,其中也由电网电压的顺相序系统分量的相应的实数部分301算出补偿电流的顺相序系统分量的虚数部分307,在块403b中还考虑到另一特征线算出补偿电流的顺相序系统分量的实数部分407。在此额定值或基准值401(和402a、402b、502a、502b,见下面)可从外部预定并且与图3的实施例中不同由过去的电网状态得到。因此该方法在所示实施形式中特别适用于静态的电网支持。电网阻抗不同于中电压电网没有占主导的电感分量而是由电阻分量占主导的电网(例如低电压电网)也可以通过该方法在该实施形式中得到支持。仍然设置低通滤波器404a、404b、404c,用于平整顺相序系统分量或逆相序系统分量。
类似地,为了确定补偿电流的逆相序系统分量的实数部分308b和虚数部分308a,现在分别由电网电压的逆相序系统分量的相应的实数部分302a和虚数部分302b与基准值402a、402b相比确定从额定状态的标准化的偏离的实数部分306a和虚数部分306b(步骤102b)。然后在步骤403中,由从额定状态的标准化的偏离306a、306b考虑到可预定的各特征线在步骤403c-f中“经过交叉”求得补偿电流的逆相序系统分量的实数部分308b和虚数部分308a。
此外,如图6所示,可以选择性地按相同的方式确定补偿电流的零序系统分量508a、508b。首先,分别由电网电压的零序系统分量的相应的实数部分500a和虚数部分500b与相关的基准值502a、502b相比确定从额定状态的标准化的偏离的实数部分506a和虚数部分506b(步骤102c)。然后,又由与额定状态的标准化的偏离506a、506b考虑到可预定的各特征线在步骤503c-f中“经过交叉”求得补偿电流的零序系统分量508a和508b。如果电网构成为四线系统(例如所谓TN-C电网),则该方法特别适用于静态的电网支持,低电压面通常就是这种情况。
接着在步骤104中,又与在第一实施例中相同,将先前求得的各分量(可能还包括当前的PV发电机电流309a、有功电流规定值309b、静态的无功电流规定值310和逆相序系统分量的静态的规定值311)转变成用于输送电流的各对称的分量的额定值312、313和可能的514。
最后在步骤105中,将在步骤104中求得的额定值312、313和可能的514以适合的形式经由控制19传递给逆变器22的功率部分9,从而将这些按照本发明的可能相对于正常操作改变的电流输送到低电压面10或直接输送到变压器11,由此静态支持电网地或稳定电网地加以干预。
在此也对补偿电流的顺相序系统分量、逆相序系统分量和可能的零序系统分量的虚数部分的考虑导致这样的补偿电流,即其并不限于相对于电压滞后的无功电流分量。因此,不仅可以支持具有占主导的电感阻抗的电网,而且也可以支持具有任意比例的电感和电阻的阻抗分量的电网。这特别是也包括具有占主导的电阻阻抗的电网,例如低电压电网。在此,该方法的对阻抗比例(具体而言对电网的电感阻抗与电阻阻抗之比)的适配性在步骤103、403和可能的503中经由各特征线实现。
因此根据在电网连接点上的当前的阻抗比例以适合的形式改变各特征线的各参数、特别是坡度和死区。例如,在块103、403和503(参见图4)中的各个特征线的坡度M可以根据电网阻抗上的电阻分量R与电感分量X之比(其可以以PHI=atan(X/R)的形式来表达)如下参数化:
M(103a)=-sin(PHI),M(403b)=cos(PHI)
M(403c)=cos(PHI),M(403d)=sin(PHI)
M(403e)=cos(PHI),M(403f)=-sin(PHI)
由此得出,对于具有占主导的电感阻抗的电网,例如具有接近90°的PHI的MS电网,M(403b)、M(403c)和M(403e)达到零。对于具有占主导的电阻阻抗的电网,亦即例如具有接近0°的PHI的NS电网,M(103a)、M(403d)和M(403f)达到零。对于所有其他原则上可能的阻抗比例,得到相应的中间值。
与此类似地,在块503c-503f中零序系统的各特征线的比例系数可以如下限定:
M(503c)=cos(PHI),M(503d)=sin(PHI)
M(503e)=cos(PHI),M(503f)=-sin(PHI)
当前的电网特性、特别是连接点上的电网阻抗可以按不同的方式求得或传递。这样电网阻抗的测量可以通过逆变器本身实施。可替代地,外部的主管部门、例如电网运营者可以将当前的电网阻抗传给逆变器。
本发明并不限于描述的各实施例,这些实施例可以按多种方式改变。特别是上述各特征可以不同于上述组合地实施。
特别可设想到且有利的是,如下实施按照本发明的方法:
电网状态也可以经由PLL(锁相环路)调节来跟踪(监视),其中该调节得到测量到的电网电压的时间过程作为输入值并提供对称的分量301、302a、302b作为结果。
基准值304a、304b、304c可以至少部分地作为标量值预定,其中优选地,电网电压的顺相序系统分量的实数部分的基准值304a对应于在电网连接点上的协议的电压,和/或基准值304b、304c等于零。
基准值304a、304b、304c也可以由对称的分量301、302a、302b的可能标准化的时间过程经由低通滤波器形成,例如利用单独针对每一分量限定的时间常数。
故障情况可以这样限定,即识别顺相序系统分量和逆相序系统分量相对于其基准值304a、304b、304c或401、402a、402b、502a、502b的偏离,该偏离处于(单独针对每一分量限定的)死区之外。这样的故障情况可以作为信息存储于逆变器22中和/或经由适合的通信装置报告上级的控制装置20和/或设备运营者和/或电网运营者。
如果对称的分量的偏离中的至少一个已离开所属的特征线的死区,则可以有利地实现补偿电流的输送。
除上述可以通过因式确定的各线性特征线外,各特征线也可以构成为多维的,其中例如直接考虑在低电压面或中电压面上测量到的供电网的参数,如电压和/或电流以及特别是不同的电网阻抗。在步骤103和可能的403、503中用于求得各补偿电流的对称的分量的各特征线可以作为表格预定,该表格以特别完整的方式为各电网电压相对于其基准值的偏离配设需要输送的补偿电流。各特征线也可以被参数化以便减少存储需求,其中还可以符合目的是,不仅对于顺相序系统和逆相序系统的各特征线的坡度而且对于各特征线的正的和负的死区,可以设置分别单独的参数。此外,为了精细化,可以区分特征线在坐标原点是否以可预定的坡度开始且在可能存在的死区内处于零,或者特征线在死区的边界上是否在零开始且从这里以可预定的坡度上升。
为了保护逆变器构件,特别是在电网状态从其基准状态的突然偏离以及由此引起的需要输送的补偿电流的快速改变的情况下,补偿电流的输送的“提升”可以利用可限定的时间特性、特别是可限定的最大上升率来实现。
按照另一特别有利的方案,在故障结束并且电网状态返回特征线的死区之后,根据可预定的特性,补偿电流的输送持续一可预定的时间。在此为了得到特别好的补偿结果,对于该可预定的时间可以限定另一特征线,其特别是没有死区或包括相对于初始的特征线改变的死区。
按照另一方案还符合目的的是,为了避免逆变器构件的过载,产生的输送电流的振幅限制成在逆变器的功率输出方面的最大值。在此,可以实现输送电流的适配性的分配,更确切而言,借助于可预定地优先化对有功功率输送、通过无功功率输送的顺相序系统补偿和不对称的逆相序系统补偿的限制而实现(以优选增大的优先性列举)。
在附图和描述中选择的各对称的分量表达为具有用于顺相序系统和逆相序系统的实数部分和虚数部分的复数,这应该被理解为是示例性的。该方法可替代地可以移置于对专业人员而言已知的不同坐标系(例如dq坐标、α-β坐标)中或移置于时域中。
缩写、附图标记、方法步骤和符号
缩写意义
FRT“故障穿越”
NS低电压面
MS中电压面
HS高电压面
附图标记名称
1用于产生和分配电能的装置
2光伏发电机
3、4、5、6光伏模块
7、8正的或负的直流电引线
9逆变器的功率部分
10用于向用户供应电能的低电压面
11、13变压器
12配电网的中电压面
14配电网的高电压面
15控制装置
16、17、18电压测量引线
19控制
20控制装置
21控制
22逆变器
方法步骤描述
100检测电网电压的时间过程
101将电网电压变换成多个对称的分量
102确定对称的分量的标准化改变
102a确定顺相序系统分量的标准化改变
102b确定逆相序系统分量的标准化改变
102c确定零序系统分量的标准化改变
103确定对称的分量中的补偿电流
103a确定顺相序系统补偿电流的虚数部分
103b确定逆相序系统补偿电流的虚数部分
103c确定逆相序系统补偿电流的实数部分
104包括有功电流规定值和静态的无功电流规定值以
及电流限制和优先化
105输出输送电流的额定值
符号标记
300测量到的电网电压的时间过程[伏特]
301电网电压的顺相序系统分量的实数部分[伏特]
302a电网电压的逆相序系统分量的实数部分[伏特]
302b电网电压的逆相序系统分量的虚数部分[伏特]
303在电网连接点上的协议的电压的倒数[伏特-1]
304a顺相序系统分量的实数部分的基准值
304b逆相序系统分量的实数部分的基准值
304c逆相序系统分量的虚数部分的基准值
305顺相序系统分量的实数部分的标准化偏离
306a逆相序系统分量的实数部分的标准化偏离
306b逆相序系统分量的虚数部分的标准化偏离
307补偿电流的顺相序系统分量的虚数部分[安培]
308a补偿电流的逆相序系统分量的虚数部分[安培]
308b补偿电流的逆相序系统分量的实数部分[安培]
309a当前的PV发电机电流[安培]
309b静态的有功电流规定值[安培]
310静态的无功电流规定值[安培]
311静态的逆相序系统规定值[安培]
312输送电流的顺相序系统分量的额定值[安培]
313输送电流的逆相序系统分量的额定值[安培]
401顺相序系统分量的实数部分的基准值
402a逆相序系统分量的实数部分的基准值
402b逆相序系统分量的虚数部分的基准值
403确定顺相序系统/逆相序系统分量中的补偿电流
403b确定顺相序系统补偿电流的实数部分
403c确定逆相序系统补偿电流的虚数部分的第一分量
403d确定逆相序系统补偿电流的虚数部分的第二分量
403e确定逆相序系统补偿电流的实数部分的第一分量
403f确定逆相序系统补偿电流的实数部分的第二分量
404a-c低通滤波器
407补偿电流的顺相序系统分量的实数部分[安培]
500a电网电压的零序系统分量的实数部分[伏特]
500b电网电压的零序系统分量的虚数部分[伏特]
502a零序系统分量的实数部分的基准值
502b零序系统分量的虚数部分的基准值
503确定零序系统分量中的补偿电流
503c确定零序系统补偿电流的虚数部分的第一分量
503d确定零序系统补偿电流的虚数部分的第二分量
503e确定零序系统补偿电流的实数部分的第一分量
503f确定零序系统补偿电流的实数部分的第二分量
504b-c低通滤波器
506a零序系统分量的实数部分的标准化偏离
506b零序系统分量的虚数部分的标准化偏离
508a补偿电流的零序系统分量的虚数部分[安培]
508b补偿电流的零序系统分量的实数部分[安培]
514输送电流的零序系统分量的额定值[安培]

Claims (17)

1.一种用于借助于逆变器支持电网的方法,其中电网支持通过输送补偿电流实现,该方法具有以下步骤:
检测当前的电网状态,
将为了检测当前的电网状态而检测到的电压分解成电网状态的包括顺相序系统分量和逆相序系统分量的对称的分量,
确定补偿电流的包括顺相序系统分量和逆相序系统分量的对称的分量作为电网状态的顺相序系统分量和逆相序系统分量从基准值的偏离的函数,以及
输送补偿电流作为由以上步骤求得的各对称的分量的矢量和,
其特征在于,求得至少一个所述基准值作为电网状态的相应的对称的分量的平均值。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,至少一个所述平均值经由低通滤波器形成。
3.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,确定补偿电流的零序系统分量作为电网状态的零序系统分量从基准值的偏离的函数。
4.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,补偿电流的对称的分量的确定基于电网状态的顺相序系统和逆相序系统的实数部分和/或虚数部分以及零序系统的实数部分和/或虚数部分。
5.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,用于确定补偿电流的对称的分量的函数是特征线,至少设置参数:坡度和死区来描述各特征线。
6.按照权利要求5所述的方法,其特征在于,所述特征线取决于电网特性。
7.按照权利要求6所述的方法,其特征在于,所述特征线取决于电网阻抗。
8.按照权利要求6所述的方法,其特征在于,电网特性由逆变器确定。
9.按照权利要求7所述的方法,其特征在于,电网阻抗由逆变器确定。
10.按照权利要求5至9之一项所述的方法,其特征在于,为各特征线的正的和负的死区设置单独的参数。
11.按照权利要求5至9之一项所述的方法,其特征在于,为顺相序系统分量和逆相序分量以及零序系统分量的特征线设置单独的参数。
12.按照权利要求5所述的方法,其特征在于,在离开各对称的分量的各特征线中的至少一个的死区之后实现补偿电流的输送。
13.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,设置补偿电流的能够限定的上升率。
14.按照权利要求5所述的方法,其特征在于,在电网状态返回到死区之后,补偿电流的输送根据能够预定的特征线持续一能够预定的延续时间。
15.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,补偿电流限制为能由逆变器输送的电流的最大值。
16.按照权利要求15所述的方法,其特征在于,对于逆变器最大的输送电流的适配性的分配借助于能够预定地优先化对有功功率输送、通过无功功率输送的顺相序系统补偿和不对称的逆相序系统补偿的限制而实现。
17.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,借助于锁相的调节跟踪电网状态。
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