CN103262376A

CN103262376A - 能量传输系统

Info

Publication number: CN103262376A
Application number: CN2010800706749A
Authority: CN
Inventors: R.阿佩尔
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2030-12-17
Also published as: BR112013014841A2; RU2013132929A; WO2012079645A1; CN103262376B; BR112013014841B1; US9929565B2; EP2652854A1; US20130278061A1; RU2547818C2; EP2652854B1

Abstract

本发明涉及一种能量传输系统（10），具有至少两个局部线路网络（40,41），其分别与耗能器（50-52,53-55）连接并与上级的能量传输网络（30）连接。按照本发明的所述能量传输系统（10）具有至少一个负载控制装置（60），其与至少两个局部线路网络（40,41）的至少分别一个耗能器（50-54）间接地或直接地连接并适合于控制这些耗能器（50-54）的消耗，并且该负载控制装置（60）还适合于评估至少两个局部线路网络（40,41）的负载状态，并且在至少两个局部线路网络中的一个（40）已经出现或即将出现过载时，降低该局部线路网络（40）中的至少一个耗能器（50,51）的消耗，而相反地提高在至少两个局部线路网络中的其余一个没有过载的局部线路网络（41）中的至少一个耗能器（53）的消耗。

Description

能量传输系统

技术领域

本发明涉及一种在此特别是分配层面上的能量传输系统，具有至少两个局部线路网络，其分别与耗能器连接并且与上级的能量传输网络连接。众所周知，局部线路网络被分别连接到配电站，并通过配电站与上级的能量传输网络连接。

背景技术

同样众所周知，在对能量传输系统进行仿真时要考虑大型耗能器，并且为了确定最优的能量流动和发电站控制要将大型耗能器计算在内。另外，当对能量传输系统的仿真得出，产能器不能够生产足够的电流或者提高能量产量是不利的，则可以例如关断单个的大型耗能器或者降低其的消耗。

但是在具有大量产能器和耗能器的情况下，能量传输系统的仿真和耗能器的主动负载控制需要巨大的仿真和计算花费。尽管如此，总是不能避免出现局部线路网络的过载。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种具有比之前已知的能量传输系统更好的可控性的能量传输系统。

按照本发明，通过具有按照权利要求1所述特征的能量传输系统解决上述技术问题。在从属权利要求中给出了按照本发明的能量传输系统的优选的设计方案。

以下按照本发明所述能量传输系统具有至少一个负载控制装置，其与至少两个局部线路网络的至少分别一个耗能器间接地或直接地连接并适合于控制这些耗能器的消耗，并且该负载控制装置另外适合于评估至少两个局部线路网络的负载状态，并且在至少两个局部线路网络中的一个已经出现或即将出现过载时，降低该局部线路网络中的至少一个耗能器的消耗，而相反地提高在至少两个局部线路网络中的其余一个没有过载的局部线路网络中的至少一个耗能器的消耗。

按照本发明的能量传输系统的主要优点在于，借助按照本发明设置的负载控制装置可以在全线路网络范围转变或转移能量消耗。如果局部线路网络发生过载并且必须降低那里的能量消耗，则负载控制装置可以提高在别处的能量消耗，并由此避免或至少降低对上级的能量传输网络和能量生成的反作用。换言之，按照本发明设置的负载控制装置可以在所对应的局部线路网络之间或者说在所对应的局部线路网络之中转移负载流、主动地补偿动态的负载变化以及使上级的能量传输网络和上级的传输装置达到几乎静态的状态，尽管在局部线路网络层面出现或即将出现局部的网络过载，即网络状态是相对动态的。

按照本发明的能量传输系统的另外的优点在于，通过在局部线路网络层面的主动的能量流转移显著地降低系统状态的波动，并且由此在仿真整个能量传输系统时，显著地降低仿真和计算花费。

优选地是将至少两个局部线路网络分别地连接到配电站，所述配电站将所属的局部线路网络连接到上级的能量传输网络。因此，该局部线路网络仅仅间接地、即通过配电站与上级的能量传输网络连接。

负载控制装置优选是间接或直接地与至少两个局部线路网络的配电站连接。负载控制装置为了控制耗能器的消耗例如可以间接地经过各自的配电站向各自的耗能器发送控制信号。负载控制装置也可以间接通过各自的配电站获得耗能器的负载信息。

替代地负载控制装置可以直接向各自的耗能器发送用于控制耗能器的消耗的控制信号，而不通过各自的配电站。

另外，本发明涉及一种用于能量传输系统的负载控制装置。按照本发明对此设置为，该负载控制装置适合与至少两个优选是单独的局部线路网络的至少分别一个耗能器间接或直接地连接并控制这些耗能器的消耗，并且该负载控制装置另外适合于评估至少两个局部线路网络的负载状态，并且在至少两个局部线路网络中的一个已经出现或即将出现过载时，降低该局部线路网络中的至少一个耗能器的消耗，而相反地提高在至少两个局部线路网络中的其余一个没有过载的局部线路网络中的至少一个耗能器的消耗。

关于按照本发明的负载控制装置的优点请参考以上有关按照本发明的能量传输系统的叙述，因为按照本发明的负载控制装置的优点基本上符合按照本发明的能量传输系统的优点。

负载控制装置优选是具有可编程的数据处理装置，例如具有一个或多个微处理器，对其这样进行编程，使其能够依靠负载数据执行以上用于控制负载流的步骤。负载控制装置优选地还具有存储器，能够将用于执行工作步骤的程序保存在该存储器中。

另外，本发明涉及一种控制具有配电站的能量传输系统的方法，该配电站一方面与上级的能量传输网络连接，而另一方面分别通过所属的局部线路网络与耗能器连接。

按照本发明设置为，评估至少两个局部线路网络的负载状态，并且在至少两个局部线路网络中的一个已经出现或即将出现过载时，降低该局部线路网络中的至少一个耗能器的消耗，而相反地提高在至少两个局部线路网络中的其余一个没有过载的局部线路网络中的至少一个耗能器的消耗。

关于按照本发明的方法的优点请参考以上有关按照本发明的能量传输系统和按照本发明的负载控制装置的叙述，因为按照本发明的方法的优点基本上符合按照本发明的装置的优点。

按照该方法的一种优选的设计方案被设置为，间接或直接地与至少两个局部线路网络连接的配电站连接的负载控制装置评估至少两个局部线路网络的负载状态，并且在至少两个局部线路网络中的一个已经出现或即将出现过载时，降低该局部线路网络中的至少一个耗能器的消耗，而相反地提高在至少两个局部线路网络中的其余一个没有过载的局部线路网络中的至少一个耗能器的消耗。

负载控制装置可以间接地经过各自的配电站向各自的耗能器发送用于控制耗能器的消耗的控制信号。替代地或附加地，负载控制装置可以直接向各自的耗能器发送用于控制耗能器的消耗的控制信号，而不通过各自的配电站。

附图说明

以下借助实施例更详细地解释本发明，在此示例性地示出了：

图1至3是按照本发明的能量传输系统的第一实施例，借助其也示例性地解释了按照本发明的方法；

图4是按照本发明的能量传输系统的第二实施例；

图5是按照本发明的能量传输系统的第三实施例；

图6是按照本发明的能量传输系统的第四实施例；以及

图7是按照本发明的能量传输系统的第五实施例。

由于清晰性的原因，在附图中对于相同或相似的部件使用了同样的附图标记。

具体实施方式

在图1中可见具有两个配电站20和21的能量传输系统10的第一实施例，这两个配电站被连接在上级的能量传输网络30。另外，所述两个配电站20和21分别与所属的局部线路网络40和41连接，在局部线路网络上连接了耗能器50至55。对于该实施例，耗能器50至52与在图1左侧所示的局部线路网络40连接，而耗能器53至55与在图1右侧所示的局部线路网络41连接。对于按照图1所示的实施例，耗能器50至54是可控的，而与此不同地，耗能器55是不可控的。

局部线路网络40和41例如是单独的或相互分隔的网络。在图1中，从上级的能量传输网络30到耗能器50至55的能量流通过粗线条的箭头标记。

另外，图1示出了负载控制装置60，其与局部线路网络40的耗能器50至52以及局部线路网络41的耗能器53至54连接。负载控制装置60用于通过控制连接65控制可控的耗能器50至54的消耗，如同以下进一步更详细地在细节上的解释。为了控制耗能器50至54，负载控制装置60生成个别的负载控制信号V1至V5，其确定了各自的耗能器的额定消耗。

负载控制装置60通过数据连接70间接或直接地与多个传感器连接，这些传感器被配置在两个局部线路网络40和41中，并在图1中以附图标记80和81示例性地标注了其中的两个。替代地或附加地，可以将传感器配置在配电站20和21内部。由传感器提供的负载数据L描述了两个局部线路网络40和41的负载状态，该负载数据例如可以是电流、电压、有功功率、无功功率或其它的测量值。

按照图1的装置例如可以如下工作：

负载控制装置60借助位于输入端上的两个局部线路网络40和41的每个的负载数据L确定各自的负载状态，并且对该负载状态进行评估。在至少两个局部线路网络中的一个已经出现或即将出现过载时，负载控制装置60降低该局部线路网络中的至少一个耗能器的消耗，而相反地提高在其余一个没有过载的局部线路网络中的至少一个耗能器的消耗。这会借助以下例子更详细地解释：

如果负载控制装置60例如确定了局部线路网络40过载，则该负载控制装置降低一个或多个可控耗能器（例如耗能器50和51）分别具有能量值ΔE1或ΔE2（ΔE1+ΔE2<0）的消耗，通过其将修正的负载控制信号V1’=f(ΔE1)和V2’=f(ΔE2)传输给该耗能器50和51（参看图2）。

为了实现该消耗降低对能量传输网络30并由此间接地对能量产生没有反作用，负载控制装置60将提高在局部线路网络41中的能量消耗（只要该线路网络没有同样过载），通过负载控制装置提高例如耗能器53具有能量值ΔE4（ΔE4>0）的消耗；这可以由负载控制装置60例如借助修正的负载控制信号V4’=f(ΔE4)实现，其给耗能器53发出消耗提高的信号（参看图3）。

优选地由负载控制装置60这样地选择修正的负载控制信号V1’、V2’和V4’，使其在考虑符号的前提下，具有：

ΔE1+ΔE2+ΔE4=0

对于按照图1至3的实施例，负载控制装置60通过控制连接65间接地与耗能器50至54连接，从而能够借助负载控制信号V1至V5直接地实现所述控制。

控制连接65可以通过电或光学线路或者也通过无线通信构成。为了构成该控制连接65可以使用通信网络、因特网、无线移动通讯网或其它的通信服务。该控制连接65也可以是基于电控制信号，其通过各自的局部线路网络40或41被传输。

相应地适用于数据连接70：数据连接70也可以通过电或光学线路或者也通过无线通信构成。为了构成该数据连接70可以使用通信网络、因特网、无线移动通讯网或其它的通信服务。该数据连接70也可以是基于电控制信号，其通过各自的局部线路网络40或41被传输。

图4示出了能量传输系统10的第二实施例。对于该实施例，负载控制装置60与两个配电站20和21连接，并且经过配电站与耗能器50至54间接地连接。由传感器提供的负载数据L1和L2间接地经过各自的配电站20和21向负载控制装置60传输。

负载控制装置60评估由传感器提供的负载数据L1和L2并且生成负载控制信号V1至V5，如同与图1至3有关的解释。负载控制信号V1至V5经过配电站20和21向各自的耗能器传输。

对于该实施例，用于传输负载控制信号V1至V5的控制连接65也可以通过电或光学线路或者也通过无线通信构成。为了构成该控制连接65可以使用通信网络、因特网、无线移动通讯网或其它的通信服务。该控制连接65也可以是基于电控制信号，其通过各自的局部线路网络40或41被传输。

相应地适用于数据连接70：对于该实施例，数据连接70也可以通过电或光学线路或者也通过无线通信构成。为了构成该数据连接70可以使用通信网络、因特网、无线移动通讯网或其它的通信服务。该数据连接70也可以是基于电控制信号，其通过各自的局部线路网络40或41被传输。

图5示出了能量传输系统10的第三实施例。对于该实施例，负载控制装置60与中央管理装置100连接，该负载控制装置从该中央管理装置获得传感器的负载数据L或者获得由这些负载数据推导出的负载数据。负载控制装置60评估负载数据L或推导出的负载数据并且生成负载控制信号V1至V5，如同与图1至3有关的解释。负载控制信号V1至V5通过控制连接65从负载控制装置60间接地向耗能器50至54传输。

图6示出了能量传输系统10的第四实施例。对于该实施例，负载控制装置60与中央管理装置100连接（如同按照图5的实施例），该负载控制装置从该中央管理装置获得传感器的负载数据L或者获得由这些负载数据推导出的负载数据。负载控制装置60评估负载数据L或推导出的负载数据并且生成负载控制信号V1至V5，如同与图1至3有关的解释。

对于按照图6的实施例，传感器的负载数据L间接地经过配电站20和21到达中央管理装置100。为此，配电站20向中央管理装置100传输属于局部线路网络40的传感器的负载数据L1，而配电站21向中央管理装置100传输属于局部线路网络41的传感器的负载数据L2。

负载控制装置60同样与两个配电站20和21连接，并且间接地经过配电站20和21向各自的耗能器传输负载控制信号V1至V5。

图7示出了能量传输系统10的第五实施例。对于该第五实施例，中央管理装置100经过两个配电站20和21获得两个局部线路网络40和41的负载数据L1和L2。中央管理装置100向负载控制装置60输送由各个负载数据L1和L2合并的负载数据L，或者传输由此推导出的负载数据。负载控制装置60评估这些负载数据并且生成负载控制信号V1至V5，如同与图1至3有关的解释。负载控制信号V1至V5直接地通过控制连接65从负载控制装置60向耗能器传输。

附图标记列表

Claims

1.一种能量传输系统（10），具有至少两个分别与耗能器（50-52,53-55）连接并且与上级的能量传输网络（30）连接的局部线路网络（40,41），其特征在于：

-所述能量传输系统（10）具有至少一个负载控制装置（60），其与至少两个局部线路网络（40,41）的至少分别一个耗能器（50-54）间接地或直接地连接并适合于控制这些耗能器（50-54）的消耗；并且

-所述负载控制装置（60）另外适合于评估至少两个局部线路网络（40,41）的负载状态，并且在至少两个局部线路网络中的一个（40）已经出现或即将出现过载时，降低该局部线路网络（40）中的至少一个耗能器（50,51）的消耗，而相反地提高在至少两个局部线路网络中的其余一个没有过载的局部线路网络（41）中的至少一个耗能器（53）的消耗。

2.按照权利要求1所述的能量传输系统，其特征在于：至少两个局部线路网络（40,41）分别被连接到配电站（20,21），后者将所属的局部线路网络（40,41）连接到上级的能量传输网络（30）。

3.按照权利要求1或2所述的能量传输系统，其特征在于：至少一个负载控制装置（60）间接或直接地与至少两个局部线路网络（40,41）的配电站（21,21）连接。

4.按照权利要求3所述的能量传输系统，其特征在于：至少一个负载控制装置（60）间接地经过各自的配电站（20,21）向各自的耗能器发送用于控制耗能器（50-54）的消耗的控制信号（V1-V5）。

5.按照权利要求1至3中任一项所述的能量传输系统，其特征在于：至少一个负载控制装置（60）直接地向各自的耗能器发送用于控制耗能器（50-54）的消耗的控制信号（V1-V5），而不通过各自的配电站（20,21）。

6.一种用于按照上述权利要求中任一项所述的能量传输系统的负载控制装置，其特征在于：

-所述负载控制装置（60）适合于与至少两个局部线路网络（40,41）的至少分别一个耗能器（50-54）间接地或直接地连接并控制这些耗能器的消耗；并且

7.一种用于控制具有配电站（20,21）的能量传输系统（10）的方法，所述配电站一方面被连接到上级的能量传输网（30），而另一方面分别通过所属的局部线路网络（40,41）与耗能器（50-52,53-55）连接，其特征在于：评估至少两个局部线路网络（40,41）的负载状态，并且在至少两个局部线路网络中的一个（40）已经出现或即将出现过载时，降低该局部线路网络（40）中的至少一个耗能器（50,51）的消耗，而相反地提高在至少两个局部线路网络中的其余一个没有过载的局部线路网络（41）中的至少一个耗能器（53）的消耗。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：间接或直接地与至少两个局部线路网络（40,41）的配电站（20,21）连接的负载控制装置（60）评估所述至少两个局部线路网络的负载状态。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：负载控制装置（60）间接地经过各自的配电站（20,21）向各自的耗能器发送用于控制耗能器（50-54）的消耗的控制信号（V1-V5）。

10.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：负载控制装置（60）直接地向各自的耗能器发送用于控制耗能器（50-54）的消耗的控制信号（V1-V5），而不通过各自的配电站（20,21）。