CN109995069A - 用于单元电网的虚拟逆变器控制装置以及单元电网 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种单元电网以及用于单元电网(1)的虚拟逆变器控制装置(VIC,100,200,300),其中所述单元电网(1)包括至少一条并联的支路(10,20,30,40),其中所述支路(10,20,30,40)上的至少一条支路设有一个保护装置(13,23,33,43),其特征在于,为所述保护装置中的至少一个分别配置一个所述虚拟逆变器控制装置(VIC),所述虚拟逆变器控制装置(VIC)包括:一传感器部件(I210),其能够检测所述支路上的至少一种特征参数;以及一控制部件(230),其根据所述特征参数影响该逆变器控制装置(VIC)所对应的保护装置的电连接状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于单元电网的虚拟逆变器控制装置以及设有该控制装置的单元电网。
背景技术
微电网(micro-grid)可以包括多个单元电网(nano grid),其中每个单元电网由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。其中单元电网(nano grid)一般指功率水平小于100kW带分布式能源的电网网络。单元电网通常在与常规大电网或者商业电网并网的并网模式(grid-connected mode)或与大电网断开的孤岛模式(island mode)状态下工作。单元电网内部通常包括多个并联支路,其中每个支路都设有保护装置,其通常包括微型断路器(MCB)。当单元电网在并网模式下工作时,其内部的保护装置通常都能够满足需求。
图1示出了一种典型的单元电网1的示意图。该单元电网1包括并联的n条支路(在图中未完全示出)。其中每条支路上均设有一个微型断路器MCB作为保护装置。当然,在某些情况下,也可以只在部分的支路上设置保护装置。当单元电网1在孤岛模式下运行时,例如当支路30的F2处出现故障时,支路30的保护装置33的反应速度总是比其他设有逆变器的支路中的逆变器I11、I21的内部保护速度慢。由于保护装置总是不能及时跳闸,而导致整个单元电网中断运行。又例如,当F3处出现故障时,若想要整个单元电网仍然能够运行,则希望其所在支路10中的保护装置13应该比支路20中的保护装置23以及支路20中的储能器的逆变器I21自带的保护提前跳闸。但这在现有技术中尚不能满足。
发明内容
为了解决上述一个或多个问题,本发明首先提供了一种用于单元电网的虚拟逆变器控制装置,其中所述单元电网包括至少一条并联的支路,其中所述支路上的至少一条支路设有一个保护装置,其中,为所述保护装置中的至少一个分别配置一个所述虚拟逆变器控制装置,所述虚拟逆变器控制装置包括:一传感器部件,其能够检测所述支路上的至少一种特征参数;一控制部件,其根据所述特征参数影响该逆变器控制装置所对应的保护装置的电连接状态。其中,传感器部件能够检测到该支路上的电压、电流和/或频率等特征参数。通过设置包括传感器部件和控制部件的虚拟逆变器控制装置,使得其可以对对应的保护装置进行控制,例如使其在逆变器启动保护前使保护装置跳闸或者说脱扣。通常在单元电网中可以设有多条支路,其中通常会在每条支路上设置保护装置。依据本发明可以为这些保护装置中一个或者多个设置虚拟逆变器控制装置。
根据本发明的一种优选的实施方式,所述控制部件包括一个第一模拟器,所述第一模拟器能够模拟所述单元电网上的一条第一支路上的一个第一逆变器的保护功能,并根据所检测到的特征参数或者特征参数的变换量向所述虚拟逆变器控制装置所对应的保护装置发出跳闸信号。
根据本发明的一种优选的实施方式,所述第一模拟器通过比较特征参数或者特征参数变换量与特征参数与之计算跳闸时间,基于所述跳闸时间,通过所述控制部件向所述第一保护装置发送跳闸信号,其中跳闸时间设置得比第一逆变器自身的跳闸保护时间更短。通过这种方式使得虚拟逆变器控制装置对应的保护装置在逆变器启动保护前使保护装置跳闸或者说脱扣。
根据本发明的另一种优选的实施方式,所述第一模拟器在所述特征参数或者特征参数的变换量超过其对应的保护阈值时向所述保护装置发出跳闸信号,其中保护阈值比第一逆变器在孤岛模式下特征参数保护阈值更低。
根据本发明的一种优选的实施方式,所述控制部件能够包括一个第二模拟器所述第二模拟器能够:执行所述单元电网上的一条第二支路上的一个第二逆变器的控制算法或者简化控制算法;向所述逆变器控制装置所对应的保护装置输出模拟所述第二逆变器的输出的目标特征参数;其中所述第二模拟器将所述目标特征参数与一个特征参数保护阈值进行比较。
在此需要指出的是,依据本发明的控制部件可以仅包括一个第一模拟器或者仅包括一个第二模拟器,或者同时包括一个第一模拟器和一个第二模拟器或者多个第一模拟器和/或第二模拟器。其中无论是第一模拟器还是第二模拟器,都可以是由硬件构成或者由纯软件构成,或者由硬件加软件构成。依据本发明的控制部件可以进一步包括存储器以及上述的处理器。其中所述模拟器可以是存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现的步骤是用于实现对逆变器的保护功能或者算法或者简化算法进行模拟、判断等步骤的相关步骤。
根据本发明的一种优选的实施方式,所述第二模拟器通过将所述目标特征参数与一个特征参数保护阈值进行比较,并计算跳闸时间;基于所述跳闸时间,通过所述控制部件向所述第二保护装置发送跳闸信号,其中跳闸时间设置得比第二逆变器自身的跳闸保护时间更短。
根据本发明的另一种优选的实施方式,所述第二模拟器在所述目标特征参数或者目标特征参数的变换量超过其对应的保护阈值时向所述保护装置发出跳闸信号,其中保护阈值比第二逆变器的特征参数保护阈值更低,尤其是第二逆变器在孤岛模式下的特征参数。
根据本发明的另一种优选的实施方式,所述第二模拟器根据目标特征参数的大小判断其所述单元电网是否处于孤岛模式或者并网模式,其中,当目标电流的大小在合理范围内,则单元电网处于孤岛模式;否则则处于并网模式。由此,通过设置虚拟逆变器控制装置还可以对单元电网的模式进行判断。
本发明的另一个目的是提供一种单元电网,其中所述单元电网包括至少一条并联的支路,其中所述支路上的至少一条支路设有一个保护装置,其特征在于,为所述保护装置中的至少一个分别配置一个如上述各个实施方式中任意一项所述的虚拟逆变器控制装置。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中,
图1示意性地示出了一种现有技术中的单元电网的示意图;
图2示意性地示出了依据本发明的一种实施方式的单元电网的示意图;
图3示意性地示出了一种依据本发明的实施方式的虚拟逆变器控制装置;
图4示意性地示出了一种依据本发明的实施方式的虚拟逆变器控制装置的控制部件中的一种模拟器执行的方法步骤的示意图;
图5示意性地示出了一种依据本发明的实施方式的5虚拟逆变器控制装置的控制部件中的一种模拟器执行的方法步骤的示意图。
附图标记列表:
1 单元电网
10 第一支路
I11 第一逆变器
13 第一保护装置
20 第二支路
I21 第二逆变器
23 第二保护装置
30 第三支路
31 负载
33 第三保护装置
40 第四支路
41 负载
43 第四保护装置
100 第一虚拟逆变器控制装置
200 第二虚拟逆变器控制装置
300 第三虚拟逆变器控制装置
VIC 虚拟逆变器控制装置
SEN 传感部件
CON 控制部件
M1 第一模拟器
M2 第二模拟器
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
图1示意性地示出了一个在孤岛状态下运行的单元电网1。这种单元电网例如在实际生活中可以是一个独栋的楼房,其配备有光伏发电设备PV,以及储能设备BA(例如可以是蓄电池)以及若干用电器或者说负载LD。具体的,如图1所示的单元电网1中,设有并联的n条支路(在图中未完全示出)。其中,示例性地示出了其中四个支路10、20、30、40。第一支路10上设有一个光伏设备PV,以及与之连接的第一逆变器I11(或者叫光伏逆变器I11),其能够将直流电转换为交流电输出到该第一支路10上。此外在该第一支路10中还设有一个第一保护装置13,其通常为微型断路器MCB。类似地,第二支路20上设有一个储能器BA,其例如为蓄电池,以及与之连接的第二逆变器I21(或者叫储能逆变器I21);此外在该第二支路20中还设有一个第二保护装置23。此外,在该单元电网1中,还有第三支路30,该支路上设有一个第一负载31,此外在该第三支路30中还设有一个第三保护装置33。类似地,在该单元电网1中,还有第四支路40,该支路上设有一个第二负载41,此外在该第四支路40中同样设有一个第四保护装置43。虽然没有示出,但是该单元电网1可以具有更多的支路。
为了解决现有技术中由于各个第一支路10或者第二支路20中的逆变器自带的保护总是能够先于对应的微型断路器MCB断开,使得整个单元电网1可能不能运行的状况,本发明提出为单元电网中的一个或者多个支路的保护装置分别提供一个对应的逆变器控制装置,或者被称为虚拟逆变器控制装置(Virtual Inverter Controller,VIC)。其可以模拟或者虚拟单元电网中的至少一个逆变器的保护功能或者工作模式(即算法),并且根据监测到在该支路上的电流和/或电压和/或频率等指示特征,以及逆变器的其他部分或全部设定在其所进行模仿的逆变器自带的保护生效前向该虚拟逆变器控制装置VIC所对应的保护装置发出跳闸信号,使其跳闸,从而使得出现故障的支路能够自行与该单元电网1的其他支路隔离,而确保整个单元电网依然运行。在此,虚拟并不意味着虚拟逆变器控制装置必定是无形的或者纯软件构造,即,其可以是纯软件实现的,也可以包括相应地硬件设备和/或软件。在本发明的一种实施方式中,该虚拟逆变器控制装置VIC区别于单元电网1中的各个逆变器本身自带的控制器。
图2示例性地示出了依据本发明的一种单元电网1的示意图,其中,为每个单元电网中的保护装置分别设置了一个虚拟逆变器控制装置VIC。在图2中为第一支路10配置了一个第一逆变器控制装置100,其被配置在第一保护装置13中或者被配置为该第一保护装置13的附件,其中该第一保护装置可以为微型断路器MCB。类似地,第二支路20配置了一个第二逆变器控制装置200,其被配置在第二保护装置23中或者被配置为该第二保护装置23的附件,其中该第二保护装置为微型断路器MCB。类似地,第三支路30和第四支路也分别配置了一个第三逆变器控制装置300,其被配置在第三保护装置33或者第四保护装置43中或者被配置为他们的附件。对于设有更多支路的情况,也可以类似地为配备的保护装置分别布置虚拟逆变器控制装置VIC,在此不再赘述。
根据本发明,虚拟逆变器控制装置VIC一方面可以模拟一个或者多个逆变器的保护功能和控制行为。根据本发明的一种实施方式,将现有技术中的逆变器内在孤岛运行模式下的保护功能,例如电压保护、频率保护、电流限制等通过一个虚拟逆变器控制装置VIC在保护装置MCB中或者作为保护装置的附件元件实现。这还尤其适用于例如图1所示的实施方式中设有分布式能源I11(即此实施方式中的光伏I11)或者负载的支路。根据本发明,虚拟逆变器控制装置VIC设定的使保护装置MCB跳闸的时间要短于逆变器本身的响应时间。
例如在图2中,第一逆变器控制装置100能够模拟第一逆变器I11,尤其是能够模拟第一逆变器I11的保护和控制行为。第一逆变器I11本身会在通过例如电流保护、电压保护或频率等特征参数的保护功能来启动断路操作;而第一虚拟逆变器控制装置100则也实现这种操作,只是被设置为总是在第一逆变器I11的保护执行之前就向第一保护装置13发出跳闸信号。这种操作可以通过将第一虚拟逆变器控制装置100中的各个特征参数或者特征参数的变换量的阈值进行合理降低实现。
另一方面,类似地,第二虚拟逆变器控制装置200能够模拟第二逆变器I21的工作模式实现,具体而言则可以通过模拟第二逆变器I21的控制算法或者简化算法实现。依据本发明,例如,在第二保护装置I21和第三保护装置31的虚拟逆变器控制装置VIC中,预载有简化的变频器控制算法,则这些虚拟逆变器控制装置VIC就可以区别单元电网是处于并网模式还是孤岛模式。由此虚拟逆变器控制装置对应的保护装置就可以鉴别其工作模式。
需要指出的是上面所指出的第一虚拟逆变器控制装置100和第二虚拟逆变器200的实施方式仅是示例性的,第一逆变器控制装置100可以模拟第一逆变器的控制算法,而第二逆变器控制装置200则可以模拟第二逆变器的保护功能。
而第三逆变器控制装置300则可以实现第一逆变器I11或/以及第二逆变器I21的工作模式。需指出的是,第二虚拟逆变器控制装置200也可以与第一虚拟逆变器控制装置100类似地通过模拟逆变器的保护功能实现。例如,图2所示,当时F1处出现故障时,整个单元网络故障,此时无需求进行响应。
对应于第三支路30的第三保护装置33的逆变器控制装置300能够同时或者分别预载第一逆变器I11和第二逆变器I21的保护模式或者算法或者简化算法,当F2处出现故障时,在第三保护装置33中建立比第一支路和第二支路20中的逆变器I21的保护更快的响应,从而使得第三保护装置33比第一保护装置13、第二保护装置23以及逆变器I11和I21更早跳闸。进而实现对整个单元电网的保护。
在第一保护装置13对应的虚拟逆变器控制装置100中,可以预设模拟逆变器的反向过流保护和变频器保护。因此,当F3处出现故障时,第一保护装置I11能够比第二保护装置23以及储能器逆变器I21提前跳闸,进而实现对整个单元电网的保护。
图3进一步地具体示出了依据本发明的虚拟逆变器控制装置VIC的具体实现方式的示意图。为了实现虚拟逆变器控装置VIC的功能,虚拟逆变器控制装置VIC包括一个传感器部件SEN,其能够检测或监测在虚拟逆变器控制装置VIC所在支路上的电压和/或电流等特征参数。传感器部件SEN将检测到的电压、电流或频率等特征参数或者其变换量发送给一个控制部件CON进行处理。其中,该控制部件230可以包括下列两种不同的模拟器或模拟方式中的一种或者两种以实现对至少一个逆变器的模拟:
第一模拟器或第一模拟方式:模拟一个逆变器的保护行为和控制功能(或者叫保护功能),根据测定的电压和/或电流和/或采样频率等特征参数或者特征参数的变换量与预设的电压、电流、频率等特征参数的阈值进行比较,当超过阈值时向其支路上的保护装置发送跳闸信号,使得保护装置在逆变器响应前跳闸;或者
第二模拟器或第二模拟方式:模拟一个逆变器的控制算法或者执行逆变器的控制算法的简化控制算法,特别是适用于当该虚拟逆变器控制装置VIC设置在设有储能器的支路上时,在该控制部件CON中例如基于其采样频率执行其所模拟的逆变器内部的简单控制算法,由此使得该包含该模拟器的虚拟逆变器控制装置所控制的保护装置可以模拟逆变器的输出行为。在此种模拟器的设定下,还可以以尽可能快的方式分析虚拟逆变器控制装置所检测到的电流、电压等从而发现单元电网中出现的错误。
需要指出的是模拟器可以通过例如现场可编程门阵列FPGA、可编程逻辑控制器PLC等的专用处理或控制装置实现,或者可以通过在诸如处理单元(CPU)等的通用处理或控制装置上运行的纯软件来实现。
依据本发明的控制部件CON则可以进一步包括存储器以及上述的处理器。其中所述模拟器可以是存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现的步骤是用于实现对逆变器的保护功能或者算法或者简化算法进行模拟、判断等步骤的相关步骤。
总体而言,虚拟逆变器控制装置VIC能够模拟实际的逆变器的保护功能或者控制算法,具体的实施方式可以参加图4和图5的具体实例。
首先参见图4,以第一支路10为例,其上由于设有分布式能源,例如光伏PV,该支路也被称为从路。为该从路上的保护装置13设置的第一虚拟逆变器控制装置100是基于P=V*I的PQ控制算法。控制部件230中设有第一模拟器M1能够实现第一逆变器I11内的保护功能,包括电流限制、电压显示和频率保护等。第一模拟器能够执行以下步骤:
将通过传感部件I210检测到的电流IABC进行dq变换,或者直接利用检测到的电流IABC和/或电压VABC与第一逆变器I11在孤岛模式下的保护阈值进行比较,以确定保护装置的跳闸时间。依据本发明,根据就算出的所述跳闸时间通过所述控制部件230向所述第一保护装置发送跳闸信号,使得第一保护装置跳闸。
或者第一模拟器M1能够执行以下步骤:
将通过传感部件I210检测到的电流IABC进行dq变换获得目标电流,或者直接利用检测到的电流IABC作为目标电流和/或将检测到的电压VABC作为目标电压与第一逆变器I11在孤岛模式下的电流阈值以及电压阈值分别进行比较,其中当所述目标电流Id/Iq高出所述一个电流保护阈值时或者当所述目标电压高出所述一个电压保护阈值时,通知所述第一虚拟逆变器控制装置100向其对应的第一保护装置13发送一个跳闸信号。其中可以将目标电流保护阈值设置的比第一逆变器I11在孤岛模式下的电流保护阈值低,从而使得第一保护装置13能够在第一逆变器I11断路前把第一支路整体断开。
此外,通过第一虚拟逆变器控制装置100,第一保护装置还可以判断单元电网1的工作模式。例如,当第一虚拟逆变器100感测到故障电流和/或电压时判断,其中错误电流和/或电压在出现故障后导致电压降低一个百分比,例如降低3%。
通过上述虚拟逆变器控制装置,保护装置可以根据接收到的虚拟逆变器的输出进行分析,从而在没有单元电网1的工作模式输入的状态下来决定自己的保护设置。
第二种方式以第二支路20为例。参考图5,对于第二支路20而言,其上设有电池或者说储能器I21,在此该第二支路可以被叫做该单元电网1中的主路I21。在该实施方式中,主路逆变器或者说第二逆变器I21是基于V/f控制的(电压/频率控制。因此第二虚拟逆变器控制装置200,或者在此称为主路逆变器控制装置200的传感部件I210能够通过监控该主路上的电压,而其控制部件230中的一个模拟器M2也是基于V/f控制的,并且能够模拟第二逆变器I21的工作,其通过监测该第二支路20上的电压模拟第二逆变器I21的电流输出,其中这种模拟是基于第二虚拟逆变器控制装置200中的第二模拟器M2本身就是执行第二逆变器I21的简化算法和保护功能实现的。以简化算法为V/f控制为例,第二模拟器执行下列步骤:
对由传感器部件感测并输入给控制部件的检测电压VABC进行处理,输出模拟第二逆变器I21通过V/f控制件的电压控制外回路的输出电流的目标电流;
将所述目标电流与一个目标电流保护阈值进行比较从而确定保护装置的跳闸时间。其中当所述目标电流Id/Iq高出所述电流保护阈值时,通知所述第二虚拟逆变器控制装置200向其对应的第二保护装置23发送一个跳闸信号。其中可以将目标电流保护阈值设置的比第二逆变器I21在孤岛模式下的电流保护阈值低,从而使得第二保护装置23能够在第二逆变器I21断路前把第二支路整体断开。或者替代得,可以直接将所述跳闸时间设置的比第二逆变器I21的跳闸时间更短。
此外,配置有第二虚拟逆变器控制装置200的第二保护装置还可以根据所述第二虚拟逆变器控制装置200输出的目标电流的大小判断其所在的单元电网1是否处于孤岛模式或者并网模式。例如,当目标电流的大小在合理范围内,则单元电网1处于孤岛模式;否则则处于并网模式。
对于第三支路30和第四支路40等配置有负载的支路,为这些支路的保护装置可以分别设置一个第三虚拟逆变器控制装置300,为了保证第三支路30和第四支路40的工作,第三虚拟逆变器控制装置300的控制部件可以包括上述实施例中的第一模拟器M1或者第二模拟器M2,或者同时包括第一模拟器M1和第二模拟器M2,从而使得其对应的保护装置能在任意一个逆变器启动保护器先跳闸,由此保护该支路。
可以想到的是,在设有更多支路的单元电网中,可以对于想要保护的支路上的保护装置配置虚拟逆变器控制装置,该虚拟逆变器控制装置中的控制部件可以包括一个、两个或者更多的模拟器,其中每个模拟器都能够模拟一个逆变器的保护功能或者算法。
应当理解,虽然本说明书是按照各个实施例描述的,但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合,均应属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.用于单元电网(1)的虚拟逆变器控制装置(VIC,100,200,300),其中所述单元电网(1)包括至少一条并联的支路(10,20,30,40),其中所述支路(10,20,30,40)上的至少一条支路设有一个保护装置(13,23,33,43),其特征在于,为所述保护装置中的至少一个分别配置一个所述虚拟逆变器控制装置(VIC),所述虚拟逆变器控制装置(VIC)包括:
一传感器部件(I210),其能够检测所述支路上的至少一种特征参数;
一控制部件(230),其根据所述特征参数影响该逆变器控制装置(VIC)所对应的保护装置的电连接状态。
2.根据权利要求1所述的虚拟逆变器控制装置(VIC,100,200,300),其特征在于,
所述控制部件(230)包括一个第一模拟器(M1),所述第一模拟器能够模拟所述单元电网(1)上的一条第一支路(10)上的一个第一逆变器(I11)的保护功能,并根据所检测到的特征参数或者特征参数的变换量向所述虚拟逆变器控制装置(VIC)所对应的保护装置(13,23,33,43)发出跳闸信号。
3.根据权利要求2所述的虚拟逆变器控制装置(VIC),其特征在于,
所述第一模拟器(M1):通过比较特征参数或者特征参数变换量与特征参数与之计算跳闸时间,
基于所述跳闸时间,通过所述控制部件(230)向所述第一保护装置发送跳闸信号,其中跳闸时间设置得比第一逆变器(I11)自身的跳闸保护时间更短。
4.根据权利要求2所述的虚拟逆变器控制装置(VIC),其特征在于,
所述第一模拟器(M1)在所述特征参数或者特征参数的变换量超过其对应的保护阈值时向所述保护装置发出跳闸信号,其中保护阈值比第一逆变器(I11)在孤岛模式下特征参数保护阈值更低。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的虚拟逆变器控制装置(VIC),其特征在于,所述控制部件(230)包括一个第二模拟器(M2),所述第二模拟器能够:
执行所述单元电网(1)上的一条第二支路(20)上的一个第二逆变器(I21)的控制算法或者简化控制算法;
向所述逆变器控制装置(VIC)所对应的保护装置(13,23,33,43)输出模拟所述第二逆变器(I21)的输出的目标特征参数;
其中所述第二模拟器(M2)将所述目标特征参数与一个特征参数保护阈值进行比较。
6.根据权利要求5所述的虚拟逆变器控制装置(VIC),其特征在于,
所述第二模拟器(M2)通过将所述目标特征参数与一个特征参数保护阈值进行比较,并计算跳闸时间;
基于所述跳闸时间,通过所述控制部件(230)向所述第二保护装置发送跳闸信号,其中跳闸时间设置得比第二逆变器(I21)自身的跳闸保护时间更短。
7.根据权利要求5所述的虚拟逆变器控制装置(VIC),其特征在于,
所述第二模拟器(M2)在所述目标特征参数或者目标特征参数的变换量超过其对应的保护阈值时向所述保护装置发出跳闸信号,其中保护阈值比第二逆变器(I21)的特征参数保护阈值更低。
8.根据权利要求5至7中任意一项所述的虚拟逆变器控制装置(VIC),其特征在于,
所述第二模拟器(M2)根据目标特征参数的大小判断其所述单元电网(1)是否处于孤岛模式或者并网模式,其中,
当目标电流的大小在合理范围内,则单元电网(1)处于孤岛模式;
否则则处于并网模式。
9.一种单元电网(1),其中所述单元电网(1)包括至少一条并联的支路(10,20,30,40),其中所述支路(10,20,30,40)上的至少一条支路设有一个保护装置(13,23,33,43),其特征在于,为所述保护装置中的至少一个分别配置一个如权利要求1至8中任意一项所述的虚拟逆变器控制装置(VIC)。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
US20090319093A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-12-24 | The Royal Institution For Advancement Of Learning/ Mcgill University | Methods and processes relating to electricity power generation and distribution networks |
US20110115301A1 (en) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | Vijay Bhavaraju | Method and area electric power system detecting islanding by employing controlled reactive power injection by a number of inverters |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116502433A (zh) * | 2023-04-24 | 2023-07-28 | 惠州市乐亿通科技有限公司 | 一种虚拟逆变器以及能源监控系统的开发方法 |
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