CN105431991A - 控制微电网中的功率 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于控制微电网(1)的电气功率的方法和系统(17)，尤其在微电网从主电网(3)断开时的孤岛期间。当微电网连接至主电网时确定用于孤岛的潜在甩负荷。当将微电网连接至主电网(3)的电网开关(9)关断时执行潜在甩负荷。还可以执行基于频率的甩负荷以及向微电网(1)的基于频率的功率注入的控制。在孤岛化期间以比功率注入控制更快的响应执行基于频率的甩负荷。当微电网(1)连接至主电网(3)时以比基于频率的甩负荷更快的响应执行基于频率的功率注入控制。还分别地提供甩负荷控制器(19)、能量存储控制器(18)以及由甩负荷控制器和能量存储控制器执行的方法。

Description

控制微电网中的功率
技术领域
本发明涉及微电网中的功率控制，特别是当微电网从主电网断开时控制微电网。
背景技术
在像微电网那样的较小电传输网中，频率和电压比在大电网中经受更大的变化。微电网常常依赖于来自较大的主电网的功率以提供平衡的电压。尤其是，如果微电网失去与主电网的连接，则平衡问题可能会发生。
US2012/0283890(D1)描述了一种用于微电网的控制装置。D1讨论了当微电网从主电网断开时对微电网进行控制。如果来自主电网的功率中断时，控制系统可以增加功率产出并且减少微电网的功率消耗(参见图1和第37段)。当失去来自主电网的功率时，本地控制器从电网连接运行进入孤岛运行(第43-44段)。
US2012/0283888(D2)描述了D1的装置的实施例，其中，功率生成计划由中央控制器针对孤岛运行而产生，以减轻当微电网从主电网断开并且变成孤岛运行时的平衡问题(参见摘要，第43段)。对于孤岛运行的功率生成计划包括增加功率供给以及通过甩负荷来减轻负载(第45-46段)。功率生成计划试图匹配功率供给和负载(第45段)。根据D2，本地控制器对功率生成计划的执行应该在过渡小于0.6秒时被执行。
然而，从并网连接转移到孤岛运行时过渡阶段是最关键的。如D2中所建议的那样，为了孤岛运行将供给和负载进行匹配的发电计划的执行对于过渡阶段不是最佳的。按照孤岛运行期间进行匹配相同的方式在过渡期间调节功率供给并执行甩负荷(loadshedding)也可能会由于在过渡阶段期间同时进行功率供给调整和甩负荷操作的交互而导致平衡问题。此外，当失去来自主电网的功率供给时需要进行非常快速的响应。D1和D2没有提供关于提供快速响应的细节和针对过渡阶段特定的甩负荷和功率供给的任何细节。
发明内容
本发明的目的是减轻现有技术的缺点，并且当孤岛运行时(即从电网连接运行移到孤岛运行时)在过渡阶段期间提供更好的平衡性能。
本发明提供一种方法，用于尤其在孤岛期间控制微电网中的电功率的方法，该微电网包括将所述微电网连接到主电网并且被布置用于接收来自所述主电网的功率的电网开关、至少一个功率源、以及多个负载。优选地，所述微电网还包括多个负载开关，每个负载开关布置用于提供功率至负载中的相应的一个负载。所述微电网还包括被配置用于执行甩负荷并被配置用于控制所述至少一个功率源的至少一个控制器。所述至少一个控制器被配置来优选地通过可操作地连接至负载开关的每一个来选择性地断开每个相应负载。所述方法在当所述微电网连接至所述主电网时的电网连接模式中、以及在当与主电网的连接丢失时的孤岛化模式中(即，当从电网连接模式转移到孤岛模式时)被执行。所述方法包括：确定在所述电网连接模式中的运行期间针对孤岛化模式的甩负荷；监控所述电网开关的状态；当所述电网开关关断并且与所述主电网的连接丢失时从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式；并且在进入孤岛化模式后通过断开所述负载中的一个或多个来执行甩负荷，根据所确定的甩负荷来进行所述甩负荷。
基于电网连接开关的状态的此类响应提供快速响应，并且该方法进入孤岛化模式，该模式提供向孤岛模式的过渡。
在实施例中，该方法包括通过监控在所述电网连接模式中以及在所述孤岛化模式中的所述微电网中的频率来执行基于频率的调整，并且包括在频率的变化的基础上调节所述功率源的至少一个的功率产出，并且在所述频率的变化的基础上执行甩负荷。
因此，提供在孤岛化模式中基于频率的调整。
在实施例中，以比在孤岛化模式期间的功率产出的调节更快的响应执行在孤岛化模式期间的甩负荷。
在实施例中，以比甩负荷更快的响应(针对较小变化)执行在电网连接模式中的功率产出的调节。
在实施例中，所述孤岛化模式进一步包括确定所述微电网是否已经稳定，稳定的所述确定操作优选地基于所监控的频率，并且当所述微电网已经稳定时从所述孤岛化模式进入孤岛模式，所述孤岛模式包括监控在所述微电网中的频率，并且基于频率的变化，调节所述功率源的至少一个的功率产出，并且还执行甩负荷，其中在孤岛模式期间以比所述甩负荷更快的响应执行功率产出的调节。
在实施例中，所述方法包括监控所述微电网的电压，并且基于所述电压的变化，调节所述功率源的至少一个的功率产出。
在实施例中，所述至少一个功率源包括用于注入真实功率的装置以及用于注入无功功率的装置，功率产出的调节包括调节有功和无功功率。
本发明还提供一种用于控制微电网中的电功率的方法，该方法由甩负荷控制器执行。所述微电网包括将所述微电网连接至主电网以用于接收来自所述主电网的功率的电网开关，至少一个功率源，多个负载，并且包括被配置来通过选择性地断开每个负载来执行甩负荷的甩负荷控制器。例如，所述微电网包括多个负载开关，其中每个负载开关被布置用于向相应的负载提供功率，并且控制器可操作地连接至每个负载开关并且被配置来借助于负载开关执行甩负荷。该方法由甩负荷控制器执行，并且在当所述微电网连接至所述主电网时的电网连接模式中、以及在当与所述主电网的连接丢失时的在孤岛化模式中被执行。所述方法包括：获取用于在所述电网连接模式中的运行期间针对孤岛化模式的甩负荷指示；监控所述电网开关的状态；当所述电网开关打开时并且与所述主电网的连接丢失时从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式；并且在进入孤岛化模式后通过断开所述负载的一个或多个来执行甩负荷，根据所述甩负荷指示进行所述甩负荷。
在实施例中，所述方法进一步包括通过监控所述微电网的频率在电网连接模式期间以及在孤岛化模式期间执行基于频率的甩负荷，并且在所监控的频率的基础上执行甩负荷。所述实施例进一步包括当从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式时改变用于基于频率的甩负荷的控制速度。
在实施例中，以在孤岛化模式中的运行期间比在电网连接模式期间更快的响应来执行基于频率的甩负荷。
在实施例中，孤岛化模式进一步包括确定所述微电网的稳定，并且当所述微电网已经稳定时进入孤岛模式，所述进入包括改变用于基于频率的甩负荷的控制速度。
在实施例中，所述方法进一步包括在孤岛模式期间执行基于频率的甩负荷，以在孤岛化模式中的运行期间比在孤岛模式期间更快的响应来执行所述基于频率的甩负荷。
并且，在孤岛模式期间的所述基于频率的甩负荷的响应速度与在电网连接模式中的相同，或者至少大约相同。
本发明还提供一种由能量存储控制器执行的方法，该方法尤其在孤岛期间控制微电网中的电气功率。所述微电网包括用于提供对主电网的连接以被布置用于接收来自所述主电网的功率的电网开关。所述微电网还包括包含能量存储的至少一个功率源，多个负载，以及能量存储控制器，能量存储控制器可操作地连接至所述能量存储并且被配置来调节由所述能量存储所提供的功率。所述方法在当所述微电网连接至所述主电网时的电网连接模式中、以及在当与所述主电网的连接丢失时的孤岛化模式中由能量存储控制器执行。所述方法包括：监控在电网连接模式期间在所述微电网中的频率；在所述电网连接模式中的所述频率的基础上调节来自所述能量存储的功率供给，以第一控制速度执行该调节；监控所述电网开关的状态；当所述开关关断时从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式；以及当进入到所述孤岛化模式中时改变所述控制速度，所述控制速度在孤岛化模式期间比在电网连接模式期间更慢。
以这种方式，基于频率的功率供给不扰乱在孤岛阶段期间的平衡。
在实施例中，所述方法包括监控在孤岛化模式期间在所述微电网中的电压；以及在所述孤岛化模式中所监控的电压的基础上调节来自所述能量存储的功率供给。
在实施例中，所述方法包括在所监控的频率和/或所监控的电压的基础上确定所述微电网在孤岛化模式中是否稳定，并且当所述微电网已经稳定时从所述孤岛化模式进入所述孤岛模式
例如，稳定监控利用针对稳定的准则，该准则定义了针对频率变化和/或电压变化的稳定时间间隔。
在实施例中，所述方法包括当进入到所述孤岛模式时改变所述控制速度，所述控制速度在孤岛模式期间比在孤岛化模式期间更快。
因此，所述方法优选地提供三种不同的运行模式，电网连接模式，孤岛化模式，以及孤岛模式，其中尤其是孤岛化模式主要使用甩负荷。在孤岛化期间的甩负荷的响应比功率注入响应更快。在电网连接模式中以及在孤岛模式中，以比甩负荷响应更快的响应提供功率注入。
本发明还提供一种用于控制微电网中的电功率的甩负荷控制器，微电网包括将所述微电网连接至主电网的电网开关，至少一个功率源，和多个负载。所述甩负荷控制器被配置来执行甩负荷并且包括：负载开关控制器，被布置来选择性地断开负载中的任何负载；被配置来接收甩负荷指示的通信装置，所述指示优选地来自所述主电网控制器的控制器；以及用于监控所述电网开关的状态的装置。所述甩负荷控制器适于当所述电网连接开关的状态从已连接变成断开时执行事件触发的甩负荷，该事件触发的甩负荷根据在所述状态改变为断开之前的电网连接期间接收到的甩负荷指示来进行。
以这种方式，当所述电网连接开关的状态从已连接变成断开时甩负荷从电网连接模式进入孤岛化模式。
在实施例中，所述甩负荷控制器进一步包括用于监控所述微电网中的所述电功率的频率的装置并且适于用于基于所监控的频率执行基于频率的甩负荷。
在实施例中，所述甩负荷控制器适于在如下模式中的至少两个模式并且优选地在所有三个模式中执行所述基于频率的甩负荷：在当所述微电网连接至所述主电网时的电网连接模式中；在孤岛化模式中(即，在从电网连接向孤岛模式过渡期间)；以及在当所述微电网未连接至所述主电网时的孤岛模式中。
在实施例中，所述甩负荷控制器适于当改变模式时改变所述基于频率的甩负荷的控制速度。
在实施例中，所述甩负荷控制器适于在孤岛化模式期间比在电网连接模式期间使用更快的响应速度，和/或在孤岛化模式期间比在孤岛模式期间使用更快的响应速度。
在实施例中，所述甩负荷控制器进一步适于在所监控的频率的基础上确定所述微电网的稳定，并且当所述微电网已经稳定时从孤岛化模式进入孤岛模式，并且改变所述基于频率的甩负荷的控制速度。
本发明还提供一种用于微电网的控制系统，所述微电网包括将所述微电网连接至主电网的电网开关，至少一个功率源，以及多个负载。所述控制系统被配置来通过选择性地从所述微电网断开负载中的任何负载来执行甩负荷，并且借助于所述至少一个功率源将功率注入到所述微电网中。所述控制系统包括：被配置来例如从主电网控制器接收甩负荷指示的通信装置；用于监控所述电网开关的状态的装置；所述控制系统适于当所述电网连接的状态从已连接变成断开时执行事件触发的甩负荷，该事件触发的甩负荷根据在所述状态改变为断开之前的电网连接期间接收到的甩负荷指示来进行。
在实施例中，所述控制系统还包括用于监控所述微电网中的所述电功率的频率的装置，其中所述控制系统适于基于所监控的频率执行基于频率的甩负荷，并且对所述微电网执行基于频率的功率注入控制。
在实施例中，所述控制系统适于当所述电网连接的状态从已连接变成断开时从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式。
在实施例中，所述控制系统适于在电网连接模式中针对基于频率的功率注入比针对基于频率的甩负荷使用更快的响应，或者在孤岛化模式中针对基于频率的甩负荷比针对基于频率的功率注入使用更快的响应。
一般来说，在权利要求中所使用的所有术语除非在本文中被明确地限定，否则将按照在本技术领域中它们的普通含义来解释。对于“一个/该/所述元件、设备、组件、装置、步骤等等”的所有参考除非在本文中被明确地限定，否则将被开放性地解释为指代元件、设备、组件、装置、步骤等等的至少一个示例。除非明确指出，否则本文所公开的任何方法的步骤不必按照所公开的精确顺序来执行。
附图说明
现在参考附图通过示例描述本发明，附图中：
图1示出了根据本发明实施例的连接到主电网的微电网系统；
图2示出了根据本发明实施例由甩负荷控制器执行的方法；
图3示出了根据本发明实施例由能量存储控制器执行的方法；
图4示出了根据本发明实施例的甩负荷控制器(图4A)和能量存储控制器(图4B)。
具体实施方式
现在在下文中参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的某些实施例。然而，此发明可以以许多不同的形式来体现并且不应被解释为限制为本文所阐明的实施例；更确切地说，这些实施例是以示例的方式提供，以使得本公开内容更详尽和完整，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。贯穿说明书，相同的数字指代相同的元件。
图1示出了借助于电网连接或者开关9连接到主电网3的微电网1。电网连接9被布置用于接收来自主电网1的功率。主电网3包括功率源和至少一个控制器5，控制器5具有被布置用于监控向微电网1传送的功率的装置7。微电网1包括功率源10和能量存储16，用于在除了从主电网3供给的功率之外也向微电网提供功率。功率源10和能量存储16还被提供来在电网连接9丢失时(即，当开关9关断并且从主电网到微电网的功率供给中断时)向微电网提供功率。
微电网进一步包括数个负载连接用于向数个负载12A-D提供功率，每个负载连接包括负载开关14A-D。微电网包括可操作地连接到能量存储和负载开关14A-D的控制器17。控制器17被配置来控制从能量存储16到微电网的功率供给并且被配置来通过借助于断开负载开关14A-D中的相应一个来选择性地断开任何一个负载12A-D从而执行甩负荷。控制器17包括被提供用于控制能量存储16的能量存储控制器18和用于控制负载开关14A-D的甩负荷控制器19。
能量存储16被示例为包括两个能量存储单元，包括飞轮41的第一能量存储单元16A和包括电池存储器45的第二能量存储单元。
第一能量存储单元16A包括飞轮41和电压源转换器(42-44)，其中，飞轮经由电压源转换器(42-44)被连接到微电网的传输线11，该电压源转换器包括AC/DC转换器42，电容器44的形式的能量存储元件和DC/AC逆变器43。第一能量存储单元16A经由线圈13A被连接到传输线11。
第二能量存储16B包括电池存储45和DC/AC变换器46，其中电池存储45经由变换器46提供功率到传输线11。而且，线圈16B被布置在第二能量存储16B和传输线11之间，平滑从第二能量存储单元16B到传输线11的电功率。
能量存储控制器18被配置来监控通过延伸到传输线11的虚线所示出的微电网1的功率，并且为此目的包括用于监控微电网1中的电压和频率的装置31。能量存储控制器18被配置来控制第一以及第二能量存储单元16A，16B，以便提供去往和来自传输线11的电能的传送从而将能量传送去往和来自微电网1的其他部分。为了这个目的，能量存储控制器18包括用于控制去往和来自第一能量存储单元16A的功率供给的装置32，该装置32可操作地连接到第一能量存储单元16A。类似地，能量存储控制器18包括用于控制第二能量存储16B的装置34，用于控制第二能量存储16B的该装置34可操作地连接到第二能量存储16B并且被配置来控制去往和来自能量存储16B的功率。控制器18适于在微电网1中所监控的功率的基础上(从而基于传输线11中所监控的频率和电压)控制能量存储16。
能量存储控制器18被配置来控制去往和来自能量存储16的功率，并且为了本发明的目的，能源控制器18尤其能够当微电网中需要功率时借助于能量存储单元16A，16B来注入功率并且由此稳定该微电网。特别地，提供能量存储控制器18以便当微电网的频率和/或电压下降时借助于能量储存16来注入功率。电流的频率被监控并被使用作为用于提供实际功率的注入的基础。电压被监控并且在所监控的电压的基础上，能量存储控制器执行无功功率(reactivepower)的注入。因此，有功功率注入是基于频率的，而无功功率注入是基于电压的。
能量存储控制器18被布置来控制当微电网连接到主电网时处于并网模式中的、当微电网没有连接到主电网时处于孤岛模式中的以及还有处于电网连接模式和孤岛模式之间的过渡阶段的能量存储16。在这个过渡阶段或孤岛期间，能量存储控制器18控制处于所谓的孤岛化模式中的能量存储16。为了能够确定与主电网的连接何时丢失，控制器18包括用于监控电网连接9的装置33。这些监控装置33包括响应电网连接的状态变化的装置，例如布置在连接开关9处的感测装置。电网连接9的状态被控制器18使用来确定孤岛化何时开始并且提供控制器以便执行对微电网功率的进一步监控，即，频率和电压的监控，以确定微电网在从电网断开之后何时已经稳定并进入孤岛模式，这意味着微电网在被断开之后已经再次稳定。
控制器18适于使用与在连接到电网时所使用的标准不同的标准以用于在孤岛过渡阶段期间注入功率。特别地，当电网连接时微电网的稳定主要由能量存储控制器18执行，但是在孤岛期间，稳定主要由甩负荷控制器19来执行。
图4A示出了有关用于注入功率的响应速度可以如何在电网连接模式和孤岛化模式之间变化的示例。图4A示出使用死区用于从能量存储注入功率并且吸收能量存储中的功率的频率控制，在其中，当微电网1连接到主电网3(电网连接模式)时1％的死区被使用，并且在其中，在当失去连接时开始的过渡阶段(即孤岛化模式)中4％的死区被使用。因此，针对能量控制对频率偏差的响应速度在网络连接模式中比孤岛化模式中更快。
返回到图1，甩负荷控制器19可操作地至负载开关14A-D以便能够执行甩负荷。甩负荷控制器19提供有装置21，用于监控微电网1中的电功率的频率，如在甩负荷控制器19和微电网1的传输线之间延伸的虚线所示出的那样。甩负荷控制器还提供有负载开关控制器22，其被配置来借助于相应负载开关14A-D控制负载12A-D中的每一个负载的断开。在电网连接模式下，甩负荷控制器19适于基于监控到的微电网1的频率执行所述甩负荷。同样，在孤岛化模式中，控制器19适于基于频率但优选地以与电网连接模式中不同的控制速度来执行甩负荷。针对甩负荷控制器19的不同控制速度的示例在图4B中示出。图4B示出了一个示例，其中在电网连接模式中针对频率所使用的死区被设置为8％，并且在孤岛化模式中所使用的死区被设置为1％。因此，针对甩负荷控制器对于频率的偏差的响应速度在孤岛化模式中比在电网连接模式中更快。
只有当频率下降时(在电网连接模式中当频率下降8％时以及在孤岛化模式中当频率下降1％时)才执行甩负荷(图4B)。当频率下降时以及当频率上升超过额定值时都要执行能量存储的控制。图4A示出了能量存储控制器使用1％死区，并且在电网连接模式中当频率下降0.5％时注入功率以及在孤岛化模式中当频率下降2％时注入功率的示例。而且，能量存储在电网连接模式中当频率上升0.5％超过正常频率时吸收来自微电网的功率，以及在孤岛化模式中频率上升2％时吸收来自微电网的功率。因此，在孤岛化期间以比功率注入更快的对频率偏差的响应速度执行甩负荷，而当连接到电网时它是以其他方式来执行。
在孤岛模式中，即，在当微电网已经稳定时的孤岛化模式之后，能量存储控制比当频率下降时的甩负荷控制更快。因此，虽然未被示出，但是图4A和图4B能够被用于通过使用频率控制的电网连接模式作为孤岛模式的表示来比较孤岛模式与孤岛化模式。
除了在微电网1中执行基于频率的甩负荷之外，甩负荷控制器还被提供来执行事件触发的甩负荷。为此目的，甩负荷控制器19提供有用于监控电网连接9的状态的装置23以及通信装置24。通信装置24可通信地连接至主电网的控制器5，并且尤其被提供来接收来自主电网控制器5的甩负荷指示。甩负荷控制器19适于根据从主电网控制器5接收到的甩负荷指示在孤岛期间时执行初始甩负荷。甩负荷控制器被配置来使用用于监控电网连接9的装置23来监控电网连接9的状态，并且当电网连接断开时甩负荷控制器适于通过根据从主电网中的控制器5接收到的甩负荷指示执行甩负荷来开始孤岛化模式。
这种基于事件的甩负荷的目的是当来自主电网的功率供给被中断时执行快速的初始甩负荷。目的还在于将基于事件的甩负荷执行到能够合理预期所需要的程度。为了在电网连接丢失时提供良好的所需甩负荷的指示，主控制器5监控从主电网供给到微电网的功率并且确定供给到负载12A-D的供给功率的分数或百分比。当负载12A-D所使用的功率的某个百分比源自于主电网时，如果电网连接丢失则为了稳定微电网所需要的第一近似值的甩负荷可以是执行等于该百分比的甩负荷。然而，所确定的甩负荷百分比不需要等于从主电网供给的功率的百分比，因为能够预测微电网中的功率源10通过增加它们对微电网的功率产出来响应功率丢失。因此，主电网3中的控制器所确定的甩负荷百分比是基于监控到的从主电网供给到微电网的功率以及由负载12A-D所消耗的功率，但是甩负荷百分比的确定还可以包括主电网中的不同行为的预期，诸如功率产出的变化。主控制器5持续监控功率流，计算甩负荷并且向微电网1的甩负荷控制器19发送甩负荷指示。
甩负荷控制器19被布置来在电网连接模式中重复地接收甩负荷指示，例如甩负荷百分比，但是只根据作为从电网连接9的状态监控中确定的断开连接事件的响应的甩负荷百分比执行甩负荷。因此，甩负荷控制器19只根据微电网1中所监控到的功率在电网连接模式中执行甩负荷。然而，甩负荷控制器19被配置来当检测到孤岛时立即(即，当确定与主电网3的连接9丢失时立即)根据接收到的甩负荷指示执行事件触发的甩负荷。在执行基于事件的甩负荷之后，甩负荷控制器19继续在孤岛化模式中提供基于频率的甩负荷。
图2和图3分别示出了由甩负荷控制器19执行的方法以及由能量存储控制器18执行的方法的实施例。在替换实施例中，两个方法可以由适于执行甩负荷以及控制能量存储的双目的控制器17来执行。
本发明的目的在于在过渡阶段中稳定微电网，过渡阶段也称为孤岛化，当与主电网的连接以及从主电网的功率供给丢失时直到微电网稳定至断续的孤岛模式。因此所描述的方法主要描述了对微电网注入功率以及脱落或断开负载。然而，应当注意，在稳定化进程期间，功率还可以从微电网被引至任何能量存储单元16。
甩负荷控制器19所执行的方法在电网连接模式中通过接收201在丢失电网连接的事件中使用的潜在甩负荷百分比来开始。电网连接模式包括监控203微电网的频率以及基于所监控的频率确定205是否需要甩负荷。如果需要基于频率的甩负荷，则甩负荷控制器执行206甩负荷以稳定微电网。电网连接模式还包括监控207电网连接9的状态。如果微电网仍然连接到主电网，则甩负荷控制器返回到接收201潜在甩负荷百分比的步骤、监控203频率以及在步骤205、206中在需要时执行基于频率的甩负荷。电网连接模式不断重复直到电网连接的监控207确定电网连接丢失，即开关关断。在确定丢失电网连接之后甩负荷控制器立即按照先前接收到的甩负荷百分比(即，在电网连接模式中接收到的最近接收到的甩负荷指示)执行209甩负荷。
孤岛化模式继续，改变211用于基于频率的甩负荷的控制速度。孤岛化模式继续，监控频率213，并且基于所监控的频率确定215是否需要甩负荷以稳定微电网。如果需要，则孤岛化模式继续，执行216甩负荷，即，基于频率的甩负荷。孤岛化模式进一步包括确定217微电网是否已经稳定，稳定化的确定基于所监控的频率。孤岛化模式继续，监控213频率，并且执行基于频率的甩负荷(步骤215、216)直到微电网已经稳定。当确定217微电网已经稳定时，该方法离开孤岛化模式并且进入孤岛模式。孤岛模式包括改变219用于基于频率的甩负荷的控制速度或者响应速度。控制速度例如可以改变回到在电网连接模式中所使用的控制速度。
孤岛模式优选地继续(然而并未示出)，以与电网连接模式的步骤203、205、206类似的方案监控频率并且执行基于频率的甩负荷。
在孤岛期间所使用的控制速度应该比连接到主电网时的速度更快。然而，更重要的是：在孤岛期间甩负荷比来自能量存储的供给更快。因此，可以预期的是：在替换实施例中基于频率的甩负荷的控制速度不必改变，而是替换为改变能量存储控制的控制速度以使得在孤岛期间甩负荷响应比能量存储响应更快。
在图3中示出的由能量存储控制器18执行的方法在电网连接模式中以监控301微电网的频率以及监控303微电网的电压开始。该方法继续确定305是否需要功率，此确定基于所监控的频率和电压。同样，该方法可以包括确定是否应该从电网移除能量以及将能量存储在能量存储中。如果需要功率，则该方法继续向微电网注入306功率，有功功率和或无功功率。该方法的电网连接模式还包括监控307电网连接的状态，并且如果仍然处于连接中，则该方法返回如下步骤：监控频率和电压301、303并且执行305、306基于频率和电压的功率注入至微电网中。如果在步骤307中确定电网连接丢失，则该方法进入孤岛化模式，其始于改变309基于频率和基于电压的功率注入的控制频率。因此，孤岛化模式继续，监控311频率、监控电压313并且确定315是否需要功率。如果如基于所监控的频率311和/或所监控的电压313确定的那样需要功率，则孤岛化模式继续注入316有功和/或无功功率的步骤。孤岛化模式继续确定317微电网是否已经稳定，该确定基于所监控的频率和所监控的电压来做出。如果微电网已经稳定，则能量存储控制器进入孤岛模式。否则能量存储控制器继续处于孤岛化模式直到微电网已经稳定。因此，如果微电网尚未稳定，则该方法返回至监控311频率并且监控313电压并且执行功率注入的基于频率和电压的控制，步骤315、316直到确定317微电网已经稳定。当微电网已经稳定时，由能量存储控制器执行的该方法进入孤岛模式并且改变基于频率和电压的功率注入的控制速度或响应。
对图4A和图4B中所描述的死区尺寸的变化的一种替换，可以使用时间延迟。因此，当孤岛化阶段时可以针对基于频率和电压的能量存储控制引入时间延迟，以使甩负荷在孤岛化模式中更快，但是能量存储控制在电网连接模式中以及在孤岛模式中则更快。
因此，描述了用于控制微电网1中的电气功率的方法和系统17，尤其是在微电网从主电网断开时的孤岛期间。当微电网连接到主电网3时确定用于孤岛的潜在甩负荷。当将微电网连接至主电网3的电网开关9关断时执行该潜在甩负荷。优选地，还执行对微电网1的基于频率的功率注入控制和基于频率的甩负荷。在这样的情形中，在孤岛期间以比功率注入控制更快的响应执行基于频率的甩负荷。而且，当微电网1连接到主电网3时以比基于频率甩负荷更快的响应执行基于频率的功率注入控制。
甩负荷控制器19、能量存储控制器18以及分别由甩负荷控制器和能量存储控制器所执行的方法的实施例也已经进行了描述。
上面参考一些实施例已经大体上描述了本发明。然而，正如本领域技术人员应当意识到的那样，除了在上面所公开的那些实施例之外的其他实施例也同样可能落入所附专利权利要求书所限定的本发明的范围之内。

Claims (27)

1.一种用于控制微电网(1)中的电功率的方法，所述微电网(1)包括将所述微电网连接到主电网(3)以用于接收来自所述主电网(3)的功率的电网开关(9)，至少一个功率源(10，16)，多个负载(12A-D)以及被配置用于执行甩负荷并且被配置用于控制所述至少一个功率源(10，16)的至少一个控制器(5，17，18，19)，所述至少一个控制器(5，17，18，19)被配置来选择性地断开每个相应负载(12A-D)，所述方法在当所述微电网(1)连接至所述主电网(3)时的电网连接模式中、以及在当与所述主电网(3)的连接丢失时的孤岛化模式中被执行，所述方法包括：
在所述电网连接模式中的运行期间确定针对孤岛化模式的甩负荷；
监控所述电网开关(9)的状态；
当所述电网开关(9)关断时从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式；
在进入孤岛化模式后通过断开所述负载(12A-D)中的一个或多个负载来执行甩负荷，根据所确定的甩负荷来进行所述甩负荷。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：通过监控在所述电网连接模式中以及在所述孤岛化模式中的所述微电网(1)中的频率来执行基于频率的调整，并且基于频率的变化调节所述功率源(16)的至少一个功率源的功率产出，并且基于所述频率的变化执行甩负荷。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在孤岛化模式期间以比调节功率产出更快的响应执行所述基于频率的甩负荷。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，在电网连接模式期间以比所述甩负荷更快的响应执行功率产出的调节。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，所述孤岛化模式进一步包括确定所述微电网(3)是否已经稳定，并且当所述微电网已经稳定时从所述孤岛化模式进入孤岛模式，所述孤岛模式包括监控所述微电网(1)中的频率，并且基于频率的变化调节所述功率源(16)的至少一个功率源的功率产出，并且执行甩负荷，其中在孤岛模式期间以比所述甩负荷更快的响应执行功率产出的调节。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，包括监控所述微电网的电压，并且基于所述电压的变化调节所述功率源(16)的至少一个功率源的功率产出。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述至少一个功率源(10，16)包括用于注入有功功率(10，41，45)的装置以及用于注入无功功率(42，43，44，46)的装置，功率产出的调节包括调节有功和无功功率。
8.一种用于控制微电网(1)中的电功率的方法，尤其在孤岛期间控制所述微电网(1)中的电功率的方法，所述微电网(1)包括将所述微电网连接至主电网(3)以用于接收来自所述主电网(3)的功率的电网开关(9)，至少一个功率源(10，16)，多个负载(12A-D)，以及包括被配置来通过选择性地断开所述负载(12A-D)来执行甩负荷的甩负荷控制器(19)，所述方法由所述甩负荷控制器(19)来执行，所述方法在当所述微电网(1)连接至所述主电网(3)时的电网连接模式中、以及在当与所述主电网(3)的连接丢失时的孤岛化模式中被执行，所述方法包括：
在所述电网连接模式中的运行期间获取(201)针对孤岛化模式的甩负荷指示；
监控(207)所述电网开关(9)的状态；
当所述电网开关(9)关断时，并且与所述主电网(3)的连接丢失时，从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式；
在进入孤岛化模式后通过断开所述负载(12A-D)中的一个或多个负载来执行(209)甩负荷，根据所述甩负荷指示进行所述甩负荷。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：通过监控(203，213)所述微电网的频率在电网连接模式期间以及在孤岛化模式期间执行基于频率的甩负荷，并且基于所监控的频率执行甩负荷(206，216)，所述方法进一步包括当从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式时改变(211)针对基于频率的甩负荷的控制速度。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，以比在电网连接模式期间更快的在孤岛化模式中的运行期间的响应来执行基于频率的甩负荷。
11.根据权利要求9-10中任一项所述的方法，其中，孤岛化模式进一步包括确定(217)所述微电网的稳定，并且当所述微电网已经稳定时进入孤岛模式，所述进入包括改变(219)针对基于频率的甩负荷的控制速度。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括在孤岛模式期间执行基于频率的甩负荷，以比在孤岛模式期间更快的在孤岛化模式中的运行期间的响应来执行所述基于频率的甩负荷，优选地，在孤岛模式期间的响应与在电网连接模式中的相同，或者至少大约相同。
13.一种用于控制微电网(1)中的电功率的方法，尤其在孤岛化期间控制微电网(1)中的电功率的方法，所述微电网(1)包括用于提供至主电网(3)的连接以用于接收来自所述主电网的功率的电网开关(9)，包含能量存储(16A，16B)的至少一个功率源(10，16)，多个负载(12A，12B，12C，12D)，并且包括能量存储控制器(18)，所述能量存储控制器(18)可操作地连接至所述能量存储(16)并且被配置来调节由所述能量存储所提供的功率，所述方法在当所述微电网(1)连接至所述主电网(3)时的电网连接模式中、以及在当与所述主电网(3)的连接丢失时的孤岛化模式中被执行，所述方法包括：
在电网连接模式期间监控(301)所述微电网中的频率；
基于所述电网连接模式中的所述频率调节(306)来自所述能量存储的功率供给，所述调节以第一控制速度执行；
监控(307)所述电网开关(9)的状态；
当所述开关(9)关断时从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式；以及
当进入到所述孤岛化模式中时改变(309)所述控制速度，所述控制速度在孤岛化模式期间比在电网连接模式期间更慢。
14.根据权利要求13所述的方法，包括监控(313)在孤岛化模式期间在所述微电网中的电压；以及
基于在所述孤岛化模式中所监控的电压调节(316)来自所述能量存储的功率供给。
15.根据权利要求13或14所述的方法，基于所监控的频率和/或所监控的电压确定所述微电网在孤岛化模式中是否稳定，并且当所述微电网已经稳定时从所述孤岛化模式进入所述孤岛模式。
16.根据权利要求15的所述方法，包括当进入到所述孤岛模式时改变(319)所述控制速度，所述控制速度在孤岛模式期间比在孤岛化模式期间更快。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的方法，包括监控(311)在孤岛化模式期间在所述微电网中的频率，并且基于所述孤岛化模式中的频率调节(316)来自所述能量存储的功率供给，所述调节使用所述改变后的控制速度来执行。
18.一种用于控制微电网(1)中的电功率的甩负荷控制器(19)，所述微电网(1)包括将所述微电网连接至主电网(3)的电网开关(9)，至少一个功率源(10，16)，和多个负载(12A-D)，所述甩负荷控制器(19)被配置来执行甩负荷并且包括：
负载开关控制器(22)，被布置来选择性地断开负载(12A-D)中的任何负载；
通信装置(24)，被配置来接收甩负荷指示；
用于监控所述电网开关(9)的状态的装置(23)；
所述甩负荷控制器(19)被适配为当所述电网连接(9)的状态从连接变成断开时执行事件触发的甩负荷，所述事件触发的甩负荷根据在所述状态改变为断开之前的电网连接期间接收到的甩负荷指示来进行。
19.根据权利要求18所述的甩负荷控制器，进一步包括用于监控所述微电网1中的所述电功率的频率的装置(21)，其中，所述甩负荷控制器被适配为基于所监控的频率执行基于频率的甩负荷。
20.根据权利要求19所述的甩负荷控制器，其中所述甩负荷控制器被适配为在如下模式中的至少两个模式中并且优选地在所有三个模式中执行所述基于频率的甩负荷：
-在当所述微电网连接至所述主电网时的电网连接模式中；
-在孤岛化模式中；以及
-在当所述微电网未连接至所述主电网时的孤岛模式中。
21.根据权利要求20所述的甩负荷控制器，被适配为当改变模式时改变所述基于频率的甩负荷的控制速度。
22.根据权利要求21所述的甩负荷控制器，被适配为使用比在电网连接模式期间更快的在孤岛化模式期间的响应速度，或者使用比在孤岛模式期间更快的在孤岛化模式期间的响应速度。
23.根据权利要求19-22中任一项所述的甩负荷控制器，进一步被适配为基于所监控的频率确定所述微电网的稳定，并且当所述微电网已经稳定时从孤岛化模式进入孤岛模式，包括改变所述基于频率的甩负荷的控制速度。
24.一种用于微电网(1)的控制系统(17)，所述微电网(1)包括将所述微电网(1)连接至主电网(3)的电网开关(9)，至少一个功率源(10，16)，以及多个负载(12A-D)，所述控制系统被配置来通过选择性地从所述微电网(1)断开负载(12A-D)中的任何负载来执行甩负荷，并且借助于所述至少一个功率源(10，16)将功率注入到所述微电网(1)中，所述控制系统(17)包括：
被配置来接收甩负荷指示的通信装置(24)；
用于监控所述电网开关(9)的状态的装置(23)；
所述控制系统(17)被适配为当所述电网连接(9)的状态从连接变成断开时执行事件触发的甩负荷，所述事件触发的甩负荷与在所述状态改变为断开之前的电网连接期间接收到的甩负荷指示一致。
25.根据权利要求24所述的控制系统，进一步包括用于监控所述微电网(1)中的所述电功率的频率的装置(21)，所述控制系统被适配为基于所监控的频率执行基于频率的甩负荷，并且对所述微电网(1)执行基于频率的功率注入控制。
26.根据权利要求25所述的控制系统，其中，所述控制系统被适配为当所述电网连接(9)的状态从连接变成断开时从所述电网连接模式进入所述孤岛化模式。
27.根据权利要求26所述的控制系统，其中所述控制系统被适配为在电网连接模式中使用比针对基于频率的甩负荷更快的针对基于频率的功率注入的响应，或者使用比针对基于频率的功率注入更快的在孤岛化模式中的针对基于频率的甩负荷的响应。
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