CN114665513A - 电力系统和服务器 - Google Patents

电力系统和服务器 Download PDF

Info

Publication number
CN114665513A
CN114665513A CN202111579919.7A CN202111579919A CN114665513A CN 114665513 A CN114665513 A CN 114665513A CN 202111579919 A CN202111579919 A CN 202111579919A CN 114665513 A CN114665513 A CN 114665513A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
master
der
slave
power adjustment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111579919.7A
Other languages
English (en)
Inventor
浜田成孝
广瀬遥
堀井雄介
中村达
佐野隆章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN114665513A publication Critical patent/CN114665513A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00028—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment involving the use of Internet protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/40—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
    • H02J3/42—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator with automatic parallel connection when synchronisation is achieved
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66—Regulating electric power
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00034—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving an electric power substation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H02J3/322—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means the battery being on-board an electric or hybrid vehicle, e.g. vehicle to grid arrangements [V2G], power aggregation, use of the battery for network load balancing, coordinated or cooperative battery charging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/466—Scheduling the operation of the generators, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a given demand
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/10—The dispersed energy generation being of fossil origin, e.g. diesel generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/30—The power source being a fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/40—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation wherein a plurality of decentralised, dispersed or local energy generation technologies are operated simultaneously
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/221—General power management systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

在将微电网从独立运行切换到与电力网的互连运行时，CEMS服务器基于主计划确定第一主DER和从设备，并且执行主‑从控制。当第一主DER宕机时，CEMS服务器比较包括在DER组中的蓄电型DER的剩余容量(S27)。CEMS服务器然后在包括在DER组中的蓄电型DER中，将具有最高剩余容量的DER确定为第二主DER(S29)，并且执行主‑从控制(S31)。

Description

电力系统和服务器
该非临时申请基于2020年12月23日向日本专利局提交的第2020-213628号日本专利申请，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及电力系统和服务器。
背景技术
在第2020-028198号日本特开中公开了一种对与外部的电力网互连的微电网的供需进行管理的控制系统。该控制系统使用可以电连接至微电网的多个电力调整资源(例如，分布式电源、负载、以及具有飞轮的感应器)来管理微电网的供需。当停止从外部电力网向微电网的电力供应时，根据优先级断开与微电网电连接的负载，并且通过具有飞轮的感应器来补充电力。
发明内容
在微电网与外部电力网的互连运行中，基于外部电力网的频率，对多个电力调整资源进行电流控制以与外部电力网的电力同步。相反，在微电网的独立运行中，需要确定微电网中的频率以用于控制多个电力调整资源。
例如，可以想到，在微电网的独立运行期间，可以预先确定用作确定频率的主设备的电力调整资源，其他电力调整资源可以被确定为从设备，并且可以执行主-从控制。然而，如果用作主设备的电力调整资源由于某些原因停止(宕机)，则不可以适当地执行微电网的独立运行。
本公开正是为了解决上述问题而提出的。本公开的目的是适当地执行电力网络的独立运行。
根据本公开的一个方面的电力系统包括：电连接至第一电力网的多个电力调整资源和管理第一电力网的电力的管理设备。第一电力网配置为连接至第二电力网和从第二电力网断开。当第一电力网连接至第二电力网并且执行与第二电力网的互连接运行时，管理设备执行多个电力调整资源的电流控制以与第二电力网的频率同步。当第一电力网从第二电力网断开并执行独立运行时，管理设备将预定电力调整资源确定为主设备，将除预定电力调整资源之外的电力调整资源确定为从设备，并且执行多个电力调整资源的主-从控制，预定电力调整资源是在多个电力调整资源中预先确定的电力调整资源。当在第一电力网的独立运行中预定电力调整资源不能运行时，管理设备基于多个电力调整资源的关于电力的量的信息从多个电力调整资源中确定主设备，将除所确定的主设备之外的电力调整资源确定为从设备，并且执行多个电力调整资源的主-从控制。
利用以上配置，即使当在第一电力网的独立运行中预先确定为主设备的预定电力调整资源不能运行时，也可以从多个电力调整资源中选择主设备，并且可以执行主-从控制。即使当在第一电力网的独立运行中预定电力调整资源不能运行时，也可以适当地执行第一电力网的独立运行。
在一个实施例中，关于电力的量的信息是指示当前蓄电容量的信息。在主-从控制中，管理设备将在多个电力调整资源中具有最高蓄电容量的电力调整资源确定为主设备，并且将除所确定的主设备之外的电力调整资源确定为从设备。
利用以上配置，由于多个电力调整资源中具有最高蓄电容量的电力调整资源被确定为主设备，因此与当蓄电容量较低的电力调整资源被确定为主设备时相比，可以更长时段地执行主-从控制。
在一个实施例中，在主-从控制中，当主设备的蓄电容量下降到低于阈值容量时，管理设备将在从设备中具有最高蓄电容量的从设备确定为新的主设备，并且将已用作主设备的电力调整资源确定为从设备。
利用以上配置，由于当主设备的蓄电容量下降到低于阈值容量时选择新的主设备，因此即使当主设备的蓄电容量降低时也可以继续主-从控制。换言之，第一电力网的独立运行可以适当地继续，而不停止第一电力网的独立运行。
在一个实施例中，关于电力的量的信息是指示荷电状态(SOC)的信息。在主-从控制中，管理设备将在多个电力调整资源中具有最高SOC的电力调整资源确定为主设备，并且将除所确定的主设备之外的电力调整资源确定为从设备。
利用以上配置，由于在多个电力调整资源中具有最高SOC的电力调整资源被确定为主设备，因此与当具有较低SOC的电力调整资源被确定为主设备时相比，可以更长时段地执行主-从控制。
在一个实施例中，在主-从控制中，当主设备的SOC下降到低于阈值SOC时，管理设备将在从设备中具有最高SOC的从设备确定为新的主设备，并且将已用作主设备的电力调整资源确定为从设备。
利用以上配置，由于当主设备的SOC下降到低于阈值容量时确定新的主设备，因此即使当主设备的SOC降低时也可以继续主-从控制。换言之，第一电力网的独立运行可以适当地继续，而不停止第一电力网的独立运行。
根据本公开的另一方面的服务器管理与多个电力调整资源电连接的第一电力网的电力。第一电力网配置为连接至第二电力网和从第二电力网断开。服务器包括存储多个电力调整资源的关于电力的量的信息的存储器和控制器。当第一电力网连接至第二电力网并且执行与第二电力网的互连运行时，控制器执行多个电力调整资源的电流控制以与第二电力网的频率同步。当第一电力网从第二电力网断开并执行独立运行时，控制器将预定电力调整资源确定为主设备，将除预定电力调整资源之外的电力调整资源确定为从设备，并且执行多个电力调整资源的主-从控制，预定电力调整资源是在多个电力调整资源中预先确定的电力调整资源。当在第一电力网的独立运行中预定电力调整资源不能运行时，控制器基于关于电力的量的信息从多个电力调整资源中确定主设备，将除所确定的主设备之外的电力调整资源确定为从设备，并且执行多个电力调整资源的主-从控制。
当结合附图时，本公开的前述和其他目的、特征、方面和优点将从本公开的以下详细描述中变得更加明显。
附图说明
图1示出根据实施例的电力系统的示意性配置。
图2是按照功能示出CEMS服务器的部件的功能框图。
图3是示出在微电网的互连运行期间由CEMS服务器执行的处理的过程的流程图。
图4是示出在微电网的独立运行期间由CEMS服务器执行的处理的过程的流程图。
图5是示出图4的S31的详细处理的流程图。
图6是示出变形例1中的在微电网的独立运行期间由CEMS服务器执行的处理的过程的流程图。
图7是示出图6的S55的详细处理的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本公开的实施例。另外，对图中相同或相当的部分标注有相同的附图标记，并且将不重复其描述。
[实施例]
<电力系统的整体配置>
图1示出根据实施例的电力系统的示意性配置。电力系统1包括电力网PG、微电网MG、社区能量管理系统(Community Energy Management System，CEMS)服务器100、电力传输和分配运营商服务器200、分布式能源(Distributed Energy Resource，DER)组500以及电力接收和变换设施501。
微电网MG是向作为整体的一个城市(例如，智能城市)供应电力的电力网络。微电网MG中的电力供需由CEMS服务器100管理。用于微电网MG中对多个DER进行组网的电力线可以是独立电力线。微电网MG配置为与电力网PG连接和断开。
电力传输和分配运营商服务器200是管理电力网PG的供需的计算机。电力网PG是由发电厂(未图示)和电力传输和分配设施构成的电力网络。在本实施例中，电力公司用作发电运营商和电力传输和分配运营商。电力公司对应于一般的电力传输和分配运营商，并且维护和管理电力网PG(商用电力网)。电力公司对应于电力网PG的管理员。电力传输和分配运营商服务器200属于电力公司。
电力接收和变换设施501设置在微电网MG的互连点(电力接收点)，并且配置为在电力网PG和微电网MG之间的连接(并联)和断开(并联断开)之间切换。电力接收和变换设施501位于微电网MG与电力网PG之间的连接点处。
当微电网MG在连接至电力网PG的同时执行互连运行时，电力接收和变换设施501从电力网PG接收交流(AC)电力，对接收到的电力进行降压，并且将降压后的电力供应至微电网MG。当微电网MG在从电力网PG断开的同时执行独立运行时，电力不从电力网PG供应至微电网MG。电力接收和变换设施501包括高压侧(初级侧)开关(例如，区段开关、隔离器、断路器和负载开关)、变压器、保护继电器、测量仪器和控制器。CEMS服务器100配置为从电力接收和变换设施501接收微电网MG上的信息(例如，电力波形)，并且指示电力接收和变换设施501的连接和断开。
CEMS服务器100被配置为与电力传输和分配运营商服务器200和DER组500中的每一者通信。通信协议可以是OpenADR。DER组500包括可以电连接至微电网MG的多个DER。CEMS服务器100配置为管理包括在DER组500中的多个DER。当从电力传输和分配运营商服务器200请求调整电力网PG的供需时，CEMS服务器100可以对DER组500执行需求响应(DemandResponse，DR)。CEMS服务器100可以响应于来自供需调整市场的请求对DER组500执行DR。CEMS服务器100可以对DER组500执行DR，以便调整微电网MG的供需。
DER组500包括电动车辆供应设备(Electric Vehicle Supply Equipment，EVSE)20、房屋30、商业设施40、工厂50、能量储存系统(Energy Storage System，ESS)60、燃料电池系统(Fuel Cell System，FCS)70、发电机80、以及可变可再生能源90。这些中的每一者可以用作DER。包括在DER组500中的多个DER经由微电网MG彼此电连接。
DER组500进一步包括电池电动车辆(Battery Electric Vehicle，BEV)11和燃料电池电动车辆(Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV)12。EVSE 20当电连接至车辆(例如，BEV或FCEV)时用作DER。例如，在EVSE 20的充电连接器被插入(插进)到车辆的入口时，EVSE20和车辆彼此电连接。
DER组500中可以包括任意数量的车辆。DER组500可以包括个人拥有的车辆(Personally Owned Vehicle，POV)或者移动即服务(Mobility as a Service，MaaS)车辆。MaaS车辆是由MaaS实体管理的车辆。DER组500中可以包括任意数量的EVSE 20、房屋30、商业设施40、工厂50、ESS 60、FCS 70、发电机80和可变可再生能源90。包括在DER组500中的每个DER对应于根据本公开的“电力调整资源”的示例。
BEV 11包括电子控制单元(electronic control unit，ECU)10a、电池B1及通信设备C1。ECU 10a配置为控制搭载在BEV 11上的每件设备。通信设备C1配置为与CEMS服务器100无线通信。电池B1包括例如诸如镍金属氢化物电池或锂离子电池的二次电池。储存在电池B1中的电力用于驱动用于BEV 11的行进的马达(未图示)或用于驱动搭载在BEV 11上的每件设备。
FCEV 12包括ECU 10b、发电机H2、电池B2和通信设备C2。发电机H2包括其中储存氢的氢罐(未图示)和通过氢和氧之间的化学反应生成电力的燃料电池(未图示)。燃料电池通过使用从氢罐供应的氢来生成电力。由发电机H2生成的电力被用于驱动马达(未图示)以用于FCEV 12的行进、用于驱动搭载在FCEV 12上的每件设备，或者被储存在电池B2中。FCEV12的用户可以在设置在城市中的氢站(未图示)处添加氢。通信设备C2配置为与CEMS服务器100无线通信。电池B2包括例如诸如镍氢电池或锂离子电池的二次电池。储存在电池B2中的电力用于驱动马达(未图示)以用于FCEV 12的行进或用于驱动搭载在FCEV 12上的每件设备。
EVSE 20例如是设置在城市中的充电设施。EVSE 20是车辆的用户在预定认证之后能够使用的公共EVSE。认证方法可以是通过充电卡认证或通过通信认证(例如，插入并充电(Plug and Charge))。在本实施例中，DER组500包括多件EVSE 20。
房屋30包括各种家用电气设备(例如，照明装置、空调设施、厨房设备、信息设备、电视机、冰箱和洗衣机)。房屋30还可以包括充电器-放电器(例如，家用EVSE)、可变可再生能源(例如，设置在屋顶上的光伏面板)、ESS、FCS和热电联产系统(例如，使用在自发电中生成的热量的热水器或热泵热水器)中的至少一者。例如，通过未图示出的家庭能量管理系统(Home Energy Management System，HEMS)管理房屋30中的能量的供需。微电网MG和房屋30彼此连接以在其间供应和接收电力。在本实施例中，CEMS服务器100和每个房屋30通过HEMS彼此通信。在本实施例中，DER组500包括多个房屋30。
商业设施40包括例如办公楼和商店。商店的示例包括百货商店、购物中心、超市或便利商店。包括在商业设施40中的每个设施中的能量的供需例如通过未图示出的建筑能量管理系统(Building Energy Management System，BEMS)来管理。BEMS可以针对每个设施单独地管理能量的供需，或者可以在多个设施中共同地管理能量的供需。包括在商业设施40中的每个设施和微电网MG彼此连接，以在它们之间供应和接收电力。在本实施例中，CEMS服务器100通过BEMS与商业设施40通信。
工厂50可以是例如汽车工厂或其他工厂。工厂50包括例如生产线和用于空调的集中热源。工厂50还可以包括可变可再生能源(例如，光伏发电设施或风力发电设施)、EVSE、ESS、FCS、发电机(例如，燃气涡轮发电机或柴油发电机)、以及热电联产系统中的至少一者。工厂50中的能量的供需例如由未图示出的工厂能量管理系统(Factory EnergyManagement System，FEMS)管理。微电网MG和工厂50彼此连接，以在它们之间供应和接收电力。在本实施例中，CEMS服务器100通过FEMS与工厂50彼此通信。
ESS 60包括配置为对微电网MG可充电和可放电的固定电池。例如，包括在ESS 60中的电池可以是锂离子电池、铅酸电池、镍金属氢化物电池、氧化还原液流电池或者钠-硫(NAS)电池。由可变可再生能源90生成的剩余电力可以储存在ESS 60中。
FCS 70包括通过氢和氧之间的化学反应生成电力的固定燃料电池。FCS 70连接至氢罐71。氢罐71连接至氢发生器72。FCS 70配置为通过使用从氢罐71供应的氢生成电力并且将生成的电力供应至微电网MG。氢发生器72可以采用任何方法。例如，氢发生器72可以采用已知的方法，诸如副产物氢方法、水电解、化石燃料重整方法、生物质重整方法，或碘-硫(IS)工艺。氢发生器72可以通过使用从微电网MG供应的电力或者使用由可变可再生能源90生成的剩余电力来生成氢。CEMS服务器100可以控制氢发生器72，使得氢罐71中的氢的剩余量不下降到低于预定值。
发电机80是通过使用化石燃料生成电力的固定发电机。发电机80可以是例如燃气涡轮发电机或柴油发电机。发电机80可以用作应急电源。
可变可再生能源90是生成的电力输出根据天气条件变化的电源，并将生成的电力提供给微电网MG。可变可再生能源90包括例如光伏发电设施和风力发电设施。由可变可再生能源90生成的电力对应于可变可再生能量(Variable Renewable Energy，VRE)。
CEMS服务器100包括处理器110、存储器120和通信设备130。处理器110、存储器120和通信设备130通过总线140彼此连接。处理器110可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)。存储器120配置为存储各种类型的信息。存储器120存储由处理器110执行的程序、以及要由程序使用的信息(例如，映射、数学表达式、以及各种参数)。通信设备130包括各种通信接口(I/F)。CEMS服务器100配置为通过通信设备130与外部通信。
CEMS服务器100控制连接至微电网MG的DER组500以用作虚拟发电厂(VirtualPower Plant，VPP)。更具体地，CEMS服务器100根据利用物联网(Internet of Things，IoT)的能量管理技术远程控制和综合控制DER组500，使DER如同单个发电厂一样工作。
在本实施例中，微电网MG的管理员与电力公司具有电力合同。电力公司按照电力合同向微电网MG供应电力。在该电力合同下，确定从电力网PG供应至微电网MG的电力。以下该电力也将被称为“合同电力”。“供应的电力满足合同电力”意味着供应的电力对于合同电力既不过多也不过少(包括在确定为合同电力的范围内)。
当微电网MG在与电力网PG连接时执行与电力网PG的互连运行时，CEMS服务器100配置为调整微电网MG的电力供需，使得从电力网PG供应至微电网MG的电力满足合同电力。在微电网MG的互连运行期间，CEMS服务器100控制作为微电网MG的调整力的DER，从而调整电力供需。以下用作微电网MG的调整力的DER也将被称为“调整力DER”。
当停止来自电力网PG的电力供应并且微电网MG执行独立运行时，CEMS服务器100配置为调整微电网MG的电力供需而不从电力网PG接收电力供应。在微电网MG的独立运行期间，CEMS服务器100控制调整力DER以调整电力供需。
下面，具体参照图1和图2，将描述微电网MG的互连运行期间和独立运行期间的调整力DER的控制。
图2是按照功能示出CEMS服务器100的部件的功能框图。参考图2和图1，CEMS服务器100的处理器110包括信息管理单元111、运行切换单元113、互连运行单元115和独立运行单元117。例如，处理器110通过执行存储在存储器120中的程序，用作信息管理单元111、运行切换单元113、互连运行单元115和独立运行单元117。信息管理单元111、运行切换单元113、互连运行单元115和独立运行单元117可以通过例如专用硬件(电子电路)来实现。
信息管理单元111管理关于向CEMS服务器100注册的DER的信息(在下文中也被称为“资源信息”)。标识信息(ID)被分别分配给包括在DER组500中的每个DER，并且存储在存储器120中。信息管理单元111收集关于每个DER的信息，针对每个预定控制周期更新资源信息，并且使存储器120存储更新的资源信息。
EVSE 20、房屋30、商业设施40、工厂50、ESS 60、FCS 70、发电机80以及可变可再生能源90向CEMS服务器100注册作为固定DER。进一步，车辆(BEV 11和FCEV 12)向CEMS服务器100注册作为移动DER。车辆连接至EVSE 20以用作DER。
资源信息包括关于每个DER的电力的量的信息。关于电力的量的信息包括指示由房屋30、商业设施40和工厂50中的每一者消耗的电力的信息。关于电力的量的信息包括指示ESS60的电池的SOC的信息、指示充电和放电电力的信息以及指示剩余容量(kWh)的信息。关于电力的量的信息还包括指示由FCS 70生成的电力的信息和指示氢罐71中的氢的剩余量的信息。关于电力的量的信息还包括指示由发电机80和可变可再生能源90中的每一者生成的电力的信息。
关于电力的量的信息还包括指示连接至EVSE 20的BEV 11的电池B1的SOC的信息、指示电池B1的充电和放电电力的信息以及指示电池B1的剩余容量(kWh)的信息。关于电力的量的信息还包括指示连接至EVSE 20的FCEV 12的发电机H2中的氢的剩余量的信息、指示发电机H2中生成的电力的量的信息、指示电池B2的SOC的信息、以及指示电池B2的充电和放电电力的信息。
资源信息可以包括指示每个DER的运行状态(其是运行还是停止)的信息。CEMS服务器100可以与每个固定DER通信以获得资源信息。
包括在DER组500中的DER被分类为发电型DER、蓄电型DER以及负载型DER。
在发电型DER中，发电机利用预定燃料(例如，轻油、天然气或氢)生成电力，并且通过电力转换电路将所生成的电力提供至微电网MG。在蓄电型DER中，通过电力转换电路在电池与微电网MG之间交换电力。每个DER中的电力转换电路配置为根据来自CEMS服务器100的控制信号运行，并执行预定电力转换。在本实施例中，电力转换电路包括逆变器和锁相环(Phase Locked Loop，PLL)。电力转换电路可以包括在DER和微电网MG之间的连接和断开之间切换的继电器。
例如，在图1所示的DER组500中，ESS 60用作蓄电型DER。FCS 70、发电机80以及可变可再生能源90中的每一者用作发电型DER。虽然由可变可再生能源90生成的电力基本上取决于天气条件，但是可变可再生能源90的发电输出可以被限制。
BEV 11通过对连接至微电网MG的电池B1进行充电和放电而用作蓄电型DER。FCEV12通过向微电网MG提供由发电机H2生成的电力而用作发电型DER。FCEV 12可以配置为用作蓄电型DER。当电池B2的容量和充电和放电性能足够时，FCEV 12也可以用作蓄电型DER。电力转换电路可以搭载在车辆(BEV 11或FCEV 12)上或EVSE 20上。例如，直流(Direct-Current，DC)电力可以从车辆提供给DC类型的EVSE 20，并且包含在EVSE 20中的逆变器可以执行DC/AC转换。车载逆变器可以对从包括在车辆中的电池放电的电力执行DC/AC转换，并且所得到的AC电力可以从车辆提供给AC类型的EVSE。
虽然图2中未示出，但是消耗微电网MG的电力的电气设备也可以用作DER。随着连接至微电网MG的电气设备的电负载越高，微电网MG中的电力消耗量更大。例如，图1中所示的房屋30、商业设施40以及工厂50中的每一者的需求侧可通过调整电气设备的电负载来调整微电网MG的供需。
信息管理单元111收集关于每个DER的信息，针对每个预定控制周期更新资源信息，并且使存储器120存储更新的资源信息。
运行切换单元113判断微电网MG的互连运行和独立运行之间的切换，并且提供通知到互连运行单元115和独立运行单元117。在微电网MG的互连运行期间，运行切换单元113监视在电力网PG中是否已经发生故障。这样的监视例如针对每个预定控制周期反复执行。故障是指，例如，由于停电、断电等而不能从电力网PG向微电网MG供应电力。当电力网PG没有发生故障时，运行切换单元113提供第一通知到互连运行单元115。第一通知是指示互连运行的通知。在接收到第一通知时，互连运行单元115继续将在下面描述的电流控制。当电力网PG中已经发生故障时，运行切换单元113提供第二通知到独立运行单元117。第二通知是指示独立运行的通知。当接收到第二通知时，独立运行单元117开始将在下面描述的主-从控制。
在微电网MG的独立运行期间，运行切换单元113监视已经发生故障的电力网PG的恢复。这样的监视例如针对每个预定控制周期反复执行。当电力网PG尚未恢复时，运行切换单元113提供第二通知到独立运行单元117。当接收到第二通知时，独立运行单元117继续以下描述的主-从控制。当电力网PG已经恢复时，运行切换单元113提供第一通知到互连运行单元115。当接收到第一通知时，互连运行单元115开始将在下面描述的电流控制。
在微电网MG的互连运行期间，互连运行单元115通过执行调整力DER的电流控制来调整微电网MG和电力网PG的供需。调整力DER包含例如包括逆变器和PLL的电力转换电路。互连运行单元115使用调整力DER的PLL来检测电力网PG的电压波形的振幅和相位，并且控制调整力DER的逆变器，使得微电网MG的电力与电力网PG的电力同步。互连运行单元115通过调整力DER的逆变器来控制AC电流，在提供电流检测值的反馈的同时，使流过微电网MG的电流跟随目标电流值。更具体地，互连运行单元115将流过微电网MG的电流划分为有功电流分量和无功电流分量，并且控制从调整力DER的逆变器输出的电压，使得有功电流分量和无功电流分量中的每一者达到目标电流值。调整力DER的电流控制可以与FMES、HEMS、BEMS、ECU等互连地执行。
在微电网MG的独立运行期间，独立运行单元117通过执行调整力DER的主-从控制来调整微电网MG的供需。用作主-从控制中的主设备的DER被预先确定并存储在存储器120中。以下将指示用作主设备的DER的信息也称为“主计划”。例如，诸如ESS 60、FCS 70或者生成器80的固定DER被选择为被确定为主设备的DER。当从运行切换单元113接收到第二通知(指示独立运行的通知)时，独立运行单元117从存储器120读取主计划，并且将主计划中指定的DER确定为主设备，而将其他DER确定为从设备。
在由独立运行单元117进行的主-从控制中，电连接至微电网MG的主设备通过(包括逆变器的)电力转换电路执行电压控制，并且电连接至微电网MG的每个从设备通过(包括逆变器的)电力转换电路执行电流控制。主设备通过电压控制运行。电压控制可以是恒定电压恒定频率(Constant Voltage Constant Frequency，CVCF)控制。由于独立运行单元117控制主设备，使得恒定电压和恒定频率的AC电力从主设备提供，因此可以确定微电网MG的频率和电压。每个从设备通过根据由主设备确定的频率和电压的电流控制来运行。以下，在主计划中确定为主设备的DER将也被称为“第一主DER”。
独立运行单元117向每个DER输出调整命令。发送至用作主设备的DER(第一主DER)的调整命令包括，例如，指示DER(第一主DER)要用作主设备的信息以及指示目标频率和目标电压值的信息。发送到要用作从设备的DER的调整命令包括，例如，指示DER要用作从设备的信息。发送到要用作从设备的DER的调整命令可以包括指示目标频率和目标电压值的信息。
第一主DER可能由于某些原因而停止(宕机)。例如，第一主DER可能由于灾害而宕机。在这种情况下，不能确定微电网MG中的频率，并且不能适当地执行独立运行。
因此，在本实施例中，当第一主DER宕机时，独立运行单元117确定新的主设备并执行(继续)主-从控制。在本实施例中，独立运行单元117基于关于包括在资源信息中的电力的量的信息，从蓄电型DER中选择主设备。更具体地，独立运行单元117从包括在DER组500中的蓄电型DER中选择具有最高剩余容量的DER作为主设备。
在BEV 11中，剩余容量是电池B1的剩余容量的值。在ESS 60中，剩余容量是电池的剩余容量的值。FCEV 12也可被包括在主设备的候选中作为蓄电型DER。在FCEV 12中，剩余容量是电池B2的剩余容量的值。在FCEV 12中，电池B2的剩余容量以及从发电机H2向电池B2供应的电力的量可以反映在剩余容量上。
独立运行单元117比较蓄电型DER的剩余容量，并选择具有最高剩余容量的DER作为主设备。当选择主设备时，独立运行单元117执行对被选择为主设备的DER的电压控制，确定除主设备之外的DER作为从设备，并执行电流控制。以下将通过比较剩余容量而选择作为主DER的DER也称为“第二主DER”。因此，即使第一主DER(在主计划中确定的DER)宕机，第二主DER也被确定为替代第一主DER的主设备并且执行主-从控制，使得可以适当地执行(继续)微电网MG的独立运行。当从包括在DER组500中的蓄电型DER中选择具有最高剩余容量的DER作为第二主DER时，与选择较低容量的DER作为主设备时相比，可以以更长时间段地执行以所选择的DER作为主设备的主-从控制。
在主-从控制中，独立运行单元117能够将通过将总目标电流值除以从设备的数量而得到的值作为每个从设备的目标电流值。换言之，每个从设备的目标电流值被设定为相同的值。替代性地，也可以根据每个从设备的剩余容量来设定从设备的电流控制中的目标电流值。例如，可以将剩余容量较高的从设备的目标电流值设定为大于剩余容量较低的从设备的目标电流值。替代性地，也可以根据每个从设备的SOC来设定从设备的电流控制中的目标电流值。例如，可以将SOC较高的从设备的目标电流值设定为大于SOC较低的从设备的目标电流值。
进一步地，在本实施例中，当在微电网MG独立运行期间第二主DER的剩余容量降低时，独立运行单元117改变第二主DER。作为蓄电型DER的第二主DER，如果其容量降低到预定值时可能不能继续运行。为此，独立运行单元117在独立运行期间监视第二主DER的剩余容量，并且当第二主DER的剩余容量低于阈值容量时，将第二主DER改变为另一DER。阈值容量是用于确定被选择为第二主DER的DER是否能够继续运行的阈值。具体地，当第二主DER的剩余容量下降到低于阈值容量时，独立运行单元117选择从设备中具有最高剩余电力的蓄电型DER作为第二主DER。此时，独立运行单元117将已被选择为第二主DER的DER(其剩余容量已经下降到低于阈值容量的DER)改变为从设备。因此，即使当第二主DER的剩余容量降低时，也可以适当地继续微电网MG的独立运行。
继续运行所需的电力的量根据DER而变化。例如，可以基于继续运行所需的电力的量针对每个DER设定阈值容量。
<通过CEMS服务器执行的处理>
<<互连运行期间的处理>>
图3是示出在微电网MG的互连运行期间由CEMS服务器100执行的处理的过程的流程图。在微电网MG的互连运行期间，由CEMS服务器100针对每个预定控制周期重复地执行图3所示的流程图的处理。尽管将针对通过由CEMS服务器100的软件处理实现每个步骤的情况描述将在下面描述的图3和图4至图7中所示的流程图的每个步骤(以下步骤将被缩写为“S”)，但是可以通过在CEMS服务器100中制造的硬件(电子电路)实现步骤中的一些或全部。
在S1处，CEMS服务器100确定例如电力网PG(外部网)中是否已发生诸如电力故障的故障，即，是否已无意地停止了来自电力网PG的电力供应。当电力网PG中没有发生故障时(在正常情况下)(S1处的否)，CEMS服务器100将处理推进至S3以便继续互连运行。当电力网PG中已发生故障时(S1处的是)，CEMS服务器100将处理推进至S5，以便从互连运行切换到独立运行。
在S3处，CEMS服务器100通过电流控制来运行调整力DER，使得微电网MG的电力与电力网PG的电力同步。CEMS服务器100通过调整力DER调整微电网MG的电流(并相应地，调整微电网MG的供需平衡)。当执行S3的处理时，CEMS服务器100将处理推进至返回。
在S5至S9中，由于在电力网PG中已发生了故障，所以CEMS服务器100执行从互连运行切换到独立运行的处理。
在S5处，CEMS服务器100控制电力接收和变换设施501的断路器以与微电网MG断开。结果，微电网MG与电力网PG分离。
在S7处，CEMS服务器100从存储器120读取主计划，以便从互连运行切换到独立运行。
在S9处，CEMS服务器100根据在S7处读取的主计划确定用作主DER的DER(第一主DER)。CEMS服务器100将除第一主DER之外的DER确定为从设备。CEMS服务器100然后将DER组500的控制从用于与电力网PG同步的电流控制切换到主-从控制。当执行S9的处理时，图3中所示的一系列处理结束，并且开始下面描述的图4中所示的处理。
<<独立运行期间的处理>>
图4是示出在微电网MG的独立运行期间由CEMS服务器100执行的处理的过程的流程图。图4所示的流程图的处理在微电网MG的独立运行期间由CEMS服务器100针对每个预定控制周期重复地执行。
在S21处，CEMS服务器100确定其中已经发生故障的电力网PG(外部网)是否已经恢复。当电力网PG尚未恢复时(S21处的否)，CEMS服务器100将处理推进至S23。当电力网PG已经恢复时(S21处的是)，CEMS服务器100将处理推进至S33。
在S23处，CEMS服务器100确定第一主DER是否已宕机。当第一主DER未宕机时(S23处的否)，CEMS服务器100将处理推进至S25。当第一主DER已经宕机时(S23处的是)，CEMS服务器100将处理推进至S27。
在S25处，CEMS服务器100继续以第一主DER作为主设备的主-从控制。CEMS服务器100向主设备和从设备中的每一者发送调整命令，从而控制主设备和从设备以使微电网MG的电力稳定。例如通过CVCF控制来运行主设备。每个从设备通过根据由主设备确定的频率和电压的电流控制来运行。当执行S25的处理时，CEMS服务器100将处理推进至返回。
在S27处，CEMS服务器100比较被设定为从设备的蓄电型DER的剩余容量，以便选择要替换第一主DER的主设备。CEMS服务器100可以参考存储器120(图2)中的资源信息获得每个蓄电型DER的剩余容量。
在S29处，CEMS服务器100在设定为从设备的蓄电型DER中选择具有最高剩余容量的DER作为主设备，并将该DER确定为第二主设备DER。CEMS服务器100将除第二主DER之外的DER确定为从设备。
在S31处，CEMS服务器100执行以第二主DER作为主设备的主-从控制。将参考图5详细描述S31的处理。S27的处理和S29的处理执行一次，或者不会在每次进行从互连运行到独立运行的切换时都执行。换言之，在连续的独立运行期间，将跳过第二次和随后次数的S27的处理和S29的处理。
图5是示出图4的S31的详细处理的流程图。
在S311处，CEMS服务器100确定第二主DER的剩余容量是否已经下降到低于阈值容量。当确定第二主DER的剩余容量已经下降到低于阈值容量时(S311处的是)，CEMS服务器100将处理推进至S313。当确定第二主DER的剩余容量未下降到低于阈值容量时(S311处的否)，CEMS服务器100将处理推进至S317。
在S313处，CEMS服务器100比较被设定为从设备的蓄电型DER的剩余容量。CEMS服务器100可以参考存储器120(图2)中的资源信息获得每个蓄电型DER的剩余容量。
在S315处，CEMS服务器100在被设定为从设备的蓄电型DER中选择具有最高容量的DER作为主设备，并且确定该DER为替代当前被设定为第二主DER的DER的第二主DER。CEMS服务器100将除第二主DER之外的DRE确定为从设备。CEMS服务器100还将已被设定为第二主DER的DER确定为从设备。
在S317处，CEMS服务器100执行主-从控制。CEMS服务器100向主设备和从设备中的每一者发送调整命令，从而控制主设备和从设备以使微电网MG的电力稳定。例如通过CVCF控制运行主设备。每个从设备通过根据由主设备确定的频率和电压的电流控制来运行。当执行S317的处理时，处理返回至图4的S31，并且处理进行至返回。
再次参考图4，在S33处，CEMS服务器100将微电网MG从独立运行切换到互连运行。更具体地，CEMS服务器100闭合电力接收和变换设施501的断路器(互连断路器)以将微电网MG连接至电力网PG。CEMS服务器100还将微电网MG的电力控制模式从主-从控制切换到用于与电力网PG同步的电流控制。当执行S33的处理时，图4中所示的一系列处理结束。然后，当微电网MG开始互连运行时，开始上述图3的处理。
在本实施例中，如上所述，当在微电网MG的独立运行中在主计划中确定的主设备(第一主DER)宕机时，CEMS服务器100从包括在DER组500中的蓄电型DER中选择主设备(选择第二主DER)并执行主-从控制。因此，即使当第一主DER宕机时，也可以新设定主设备，并且可以执行或继续主-从控制。换言之，即使当第一主DER宕机时，也可以适当地执行或继续微电网MG的独立运行。
包括在DER组500中的蓄电型DER中具有最高剩余容量的DER被选择为第二主DER。因为具有最高剩余容量的DER被选择为第二主DER，所以与当剩余容量较低的DER被选择为第二主DER时相比，可以以更长时间段地执行以所选择的DER作为主DER的主-从控制。
在主-从控制中，当第二主DER的剩余容量下降到低于阈值容量时，CEMS服务器100从包括在DER组500中的蓄电型DER中选择具有最高剩余容量的DER作为新的第二主DER。因此能够适当地继续微电网MG的独立运行而不停止微电网MG的独立运行。
[变形例1]
在实施例中，在选择主-从控制中的第二主DER时使用蓄电型DER的剩余容量。替代性地，在选择第二主DER时可以使用任何其他参数。例如，可以基于蓄电型DER的SOC选择主-从控制中的第二主DER。
在微电网MG的独立运行期间，当第一主DER宕机时，CEMS服务器100选择要代替第一主DER的第二主DER。此时，CEMS服务器100在蓄电型DER中选择具有最高SOC的DER作为主设备并将该DER确定为第二主DER。CEMS服务器100将DER组500的其他DER确定为从设备。CEMS服务器100然后执行主-从控制。
在主-从控制期间，CEMS服务器100监视第二主DER的SOC。当第二主DER的SOC降低至阈值SOC时，CEMS服务器100将第二主DER改变为任何其他DER。阈值SOC是用于确定被选择为第二主DER的DER是否可以继续运行的阈值。具体地，当第二主DER的SOC下降到低于阈值SOC时，CEMS服务器100的独立运行单元117在从设备中选择具有最高SOC的蓄电型DER作为第二主DER。此时，独立运行单元117将已经选择为第二主DER的DER(其SOC已经下降到低于阈值SOC的DER)改变为从设备。即使当第二主DER的SOC降低时，因此，也可以适当地继续微电网MG的独立运行。因此，即使当第二主DER的SOC降低时，也可以适当地继续微电网MG的独立运行。
继续运行所需的电力的量可以根据DER而变化。可以基于继续运行所需的电力的量针对每个DER设定阈值SOC。
图6是示出变形例1中的在微电网MG的独立运行期间由CEMS服务器100执行的处理的过程的流程图。在微电网MG的独立运行期间，由CEMS服务器100针对每个预定控制周期重复地执行图6中所示的流程图的处理。
图6的流程图通过分别利用S51的处理、S53的处理和S55的处理代替图4的流程图的S27的处理、S29的处理和S31的处理而获得。图6的流程图的任何其他处理与图4的流程图的处理相似，因此，由相同的步骤号表示，并且将不再重复描述。
在S23处，当确定第一主DER已宕机时(S23处的是)，CEMS服务器100将处理推进至S51。
在S51处，CEMS服务器100比较被设定为从设备的蓄电型DER的SOC，以便选择代替第一主DER的主设备。CEMS服务器100可以参考存储器120(图2)中的资源信息获得每个蓄电型DER的SOC。
在S53处，CEMS服务器100在设定为从设备的蓄电型DER中选择具有最高SOC的DER作为主设备并确定该DER为第二主DER。CEMS服务器100将除第二主DER之外的DER确定为从设备。
在S55处，CEMS服务器100执行以第二主DER作为主设备的主-从控制。将参考图7详细描述S55的处理。S51的处理和S53的处理执行一次，或者不会在每次进行从互连运行到独立运行的切换时都执行。换言之，在连续的独立运行期间，将跳过第二次和随后次数的S51的处理和S53的处理。
图7是示出图6的S55的详细处理的流程图。
在S551处，CEMS服务器100确定第二主DER的SOC是否已经下降到低于阈值SOC。当确定第二主DER的SOC已经下降到低于阈值SOC时(S551处的是)，CEMS服务器100将处理推进至S553。当确定第二主DER的SOC未下降到低于阈值SOC时(S551处的否)，CEMS服务器100将处理推进至S557。
在S553处，CEMS服务器100比较被设定为从设备的蓄电型DER的SOC。CEMS服务器100可以参考存储器120(图2)中的资源信息获得每个蓄电型DER的SOC。
在S555处，CEMS服务器100在被设定为从设备的蓄电型DER中选择具有最高SOC的DER作为主设备，并且将该DER确定为替代当前被设定为第二主DER的DER的第二主DER。CEMS服务器100将除第二主DER之外的DER确定为从设备。CEMS服务器100还将已被设定为第二主DER的DER确定为从设备。
在S557处，CEMS服务器100执行主-从控制。当执行S557的处理时，处理返回至图6的S55，并且处理进行至返回。
在变形例1中，如上所述，当在微电网MG的独立运行中在主计划中确定的主设备(第一主DER)宕机时，CEMS服务器100从蓄电型DER中选择主设备(选择第二主DER)并且执行主-从控制。从包括在DER组500中的蓄电型DER中选择具有最高SOC的DER作为第二主DER。结果，即使当如实施例中那样第一主DER宕机时，也可以新设定主设备，并且可以执行或继续主-从控制。换言之，即使当第一主DER宕机，也可以适当地开始或继续微电网MG的独立运行。
包括在DER组500中的蓄电型DER中选择具有最高SOC的DER作为第二主DER。因为具有SOC的DER被选择为第二主DER，所以与当SOC较低的DER被选择为第二主DER时相比，可以以更长时间段地执行以所选择的DER作为主DER的主-从控制。
在主-从控制中，当第二主DER的SOC下降到低于的阈值SOC时，CEMS服务器100从包括在DER组500中的蓄电型DER中选择具有最高SOC的DER作为新的第二主DER。因此能够适当地继续微电网MG的独立运行而不停止微电网MG的独立运行。
[变形例2]
在实施例和变形例1中，从包括在DER组500中的蓄电型DER中选择第二主DER。替代性地，可以从包括在DER组500中的蓄电型DER和发电型DER中选择第二主DER。
CEMS服务器100例如基于可用电力的量选择第二主DER。具体地，CEMS服务器100从包括在DER组500中的蓄电型DER和发电型DER中选择可用电力的量最大的DER作为第二主DER。
例如，在BEV 11中，可用电力的量是电池B1的剩余容量。在ESS 60中，可用电力的量是电池的剩余容量的值。在FCEV 12中，可用电力的量是发电机H2能够生成的电力的量和电池B2的剩余容量的值。例如，可以基于发电机H2中的氢剩余量和发电机H2的发电效率来计算发电机H2能够生成的电力的量。在FCS 70中，可用电力的量是FCS 70能够生成的电力的值。例如，可基于氢罐71中的氢的剩余量和FCS 70的发电效率来计算FCS 70能够生成的电力的量。
在微电网MG的独立运行期间，当第一主DER宕机时，CEMS服务器100选择要代替第一主DER的第二主DER。此时，CEMS服务器100在蓄电型DER和发电型DER中选择可用电力的量最大的DER作为主DER并将该DER确定为第二主DER。CEMS服务器100将DER组500的其他DER确定为从设备。CEMS服务器100然后执行主-从控制。
在主-从控制期间，CEMS服务器100还监视第二主DER的可用电力的量。当第二主DER的可用电力的量降低至阈值电力的量时，CEMS服务器100将第二主DER改变为任何其他DER。阈值电力的量是用于确定被选择为第二主DER的DER是否可以继续运行的阈值。具体地，当第二主DER的可用电力的量下降到低于阈值电力的量时，CEMS服务器100的独立运行单元117在从设备中选择的可用电力的量最大的蓄电型DER或发电型DER作为第二主DER。此时，独立运行单元117将已经选择为第二主DER的DER(其可用电力的量已经下降到低于阈值电力的量的DER)改变为从设备。因此，即使当第二主DER的可用电力的量降低时，也可以适当地继续微电网MG的独立运行。因此，即使当第二主DER的可用电力的量降低时，也可以适当地继续微电网MG的独立运行。
继续运行所需的电力的量可以根据DER而变化。可以基于继续运行所需的电力的量针对每个DER设定阈值电力的量。
如上所述，即使利用从包括在DER组500中的蓄电型DER和发电型DER中选择第二主DER的配置，也可以实现与实施例和变形例1相似的效果。
[变形例3]
实施例及变形例1和2中已经描述了微电网MG的电力控制。然而，除了微电网MG的电力控制之外，本公开可以用于FEMS的电力控制和BEMS的电力控制。
例如，当本公开用于FEMS的电力控制时，已经在实施例中描述的CEMS服务器100的功能包括在FEMS服务器中就足够了。然后，包括在FEMS中的蓄电型DER(例如，BEV 11和FCEV12)可以被选择为第二主DER。当本公开用于BEMS的电力控制时，已经在实施例中描述的CEMS服务器100的功能包括在BEMS服务器中就足够了。然后，包括在BEMS中的蓄电型DER(例如，BEV 11和FCEV 12)可以被选择为第二主DER。
尽管已经详细描述和示出了本公开，但清楚地理解的是，本公开仅通过说明和示例的方式而不应被视为通过限制的方式，本公开的范围由所附权利要求的术语解释。

Claims (6)

1.电力系统，包括：
多个电力调整资源，其电连接至第一电力网；和
管理设备，其管理所述第一电力网的电力，其中，
所述第一电力网配置为连接至第二电力网和从第二电力网断开，
当所述第一电力网连接至所述第二电力网并且执行与所述第二电力网的互连接运行时，所述管理设备执行所述多个电力调整资源的电流控制以与所述第二电力网的频率同步，
当所述第一电力网从所述第二电力网断开并执行独立运行时，所述管理设备将预定电力调整资源确定为主设备，将除所述预定电力调整资源之外的电力调整资源确定为从设备，并且执行所述多个电力调整资源的主-从控制，所述预定电力调整资源是在所述多个电力调整资源中预先确定的电力调整资源，并且
当在所述第一电力网的独立运行中所述预定电力调整资源不能运行时，所述管理设备基于所述多个电力调整资源的关于电力的量的信息从所述多个电力调整资源中确定所述主设备，将除所确定的主设备之外的电力调整资源确定为从设备，并且执行所述多个电力调整资源的主-从控制。
2.根据权利要求1所述的电力系统，其中，
所述关于电力的量的信息是指示当前蓄电容量的信息，并且
在所述主-从控制中，所述管理设备将在所述多个电力调整资源中具有最高蓄电容量的电力调整资源确定为所述主设备，并且将除所确定的主设备之外的电力调整资源确定为从设备。
3.根据权利要求2所述的电力系统，其中，在所述主-从控制中，当所述主设备的蓄电容量下降到低于阈值容量时，所述管理设备将在所述从设备中具有最高蓄电容量的从设备确定为新的主设备，并且将已用作所述主设备的电力调整资源确定为从设备。
4.根据权利要求1所述的电力系统，其中，
所述关于电力的量的信息是指示SOC的信息，并且
在所述主-从控制中，所述管理设备将在所述多个电力调整资源中具有最高SOC的电力调整资源确定为所述主设备，并且将除所确定的所述主设备之外的电力调整资源确定为从设备。
5.根据权利要求4所述的电力系统，其中，在所述主-从控制中，当所述主设备的SOC下降到低于阈值SOC时，所述管理设备将在所述从设备中具有最高SOC的从设备确定为新的主设备，并且将已用作所述主设备的电力调整资源确定为从设备。
6.管理与多个电力调整资源电连接的第一电力网的电力的服务器，
所述第一电力网配置为连接至第二电力网和从第二电力网断开，
所述服务器包括：
存储器，其存储所述多个电力调整资源的关于电力的量的信息；以及
控制器，其中
当所述第一电力网连接至所述第二电力网并且执行与所述第二电力网的互连运行时，所述控制器执行所述多个电力调整资源的电流控制以与所述第二电力网的频率同步，
当所述第一电力网从所述第二电力网断开并执行独立运行时，所述控制器将预定电力调整资源确定为主设备，将除所述预定电力调整资源之外的电力调整资源确定为从设备，并且执行所述多个电力调整资源的主-从控制，所述预定电力调整资源是在所述多个电力调整资源中预先确定的电力调整资源，并且
当在所述第一电力网的独立运行中所述预定电力调整资源不能运行时，所述控制器基于所述关于电力的量的信息从所述多个电力调整资源中确定所述主设备，将除所确定的所述主设备之外的电力调整资源确定为从设备，并且执行所述多个电力调整资源的主-从控制。
CN202111579919.7A 2020-12-23 2021-12-22 电力系统和服务器 Pending CN114665513A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020213628A JP2022099687A (ja) 2020-12-23 2020-12-23 電力システムおよびサーバ
JP2020-213628 2020-12-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114665513A true CN114665513A (zh) 2022-06-24

Family

ID=79164975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111579919.7A Pending CN114665513A (zh) 2020-12-23 2021-12-22 电力系统和服务器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11710983B2 (zh)
EP (1) EP4020746A1 (zh)
JP (1) JP2022099687A (zh)
CN (1) CN114665513A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7422951B1 (ja) 2023-01-31 2024-01-26 三菱電機株式会社 蓄電池制御システム、蓄電池の制御方法、蓄電池の制御プログラム、および統合コントローラ

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2707498A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Alan Mcdonnell Electric power distribution methods and apparatus
US8766474B2 (en) * 2011-01-12 2014-07-01 The Boeing Company Smart microgrid reconfigurable AC interface
KR101454299B1 (ko) * 2013-02-07 2014-10-27 한국전기연구원 다수의 에너지저장장치용 인버터를 이용한 독립형 마이크로그리드의 제어방법
JP6113615B2 (ja) 2013-09-19 2017-04-12 株式会社東芝 制御装置、電力変換装置、制御方法、プログラム及び制御システム
CN106961121B (zh) 2017-04-26 2019-08-23 西安交通大学 基于间接电流控制和下垂控制的无缝切换控制系统及策略
JP6742592B2 (ja) 2018-08-14 2020-08-19 株式会社メカトロシステム＆デザイン研究所 マイクログリッドの制御システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20220200336A1 (en) 2022-06-23
JP2022099687A (ja) 2022-07-05
EP4020746A1 (en) 2022-06-29
US11710983B2 (en) 2023-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2692083C1 (ru) Устройство управления энергоснабжением для жилых домов, коммерческих и промышленных объектов с использованием сетевых, вспомогательных и возобновляемых источников электрической энергии и их комбинаций и способ интеллектуального управления подключением источников электроэнергии
CN108075324B (zh) 智能插座
US9300156B2 (en) Charge/discharge instructing apparatus and non-transitory computer readable medium
US9385528B2 (en) Power electronics device, cooperative control method, cooperative control system and computer readable medium
WO2014058571A2 (en) Generator dispatching or load shedding control method and system for microgrid applications
Hatziargyriou et al. The kythnos microgrid: A 20-year history
US11710983B2 (en) Electric power system and server
US20220200285A1 (en) Electric power system and server
CN112956124A (zh) 微型逆变器及控制器
JP7484696B2 (ja) 電力管理装置及び電力管理方法
CN112004710A (zh) 用于用直流电给电动交通工具充电的系统和方法
JP7476785B2 (ja) サーバ、電力管理方法
CN114825506A (zh) 电力系统
CN114665462A (zh) 电力管理系统、服务器以及电力供需的调节方法
JP7452408B2 (ja) サーバ、電力管理方法
JP7452451B2 (ja) サーバ、電力管理方法
JP7472778B2 (ja) 電力システム、サーバおよび電力需給の調整方法
KR20190061496A (ko) 계층형 전력 제어 시스템
CN106130053B (zh) 一种分布式电网调峰配电方法
CN114361885B (zh) 智能插座
Palone et al. Renewable energy sources integration for o ႇ-grid electrification using battery energy storage systems
JP2022098972A (ja) サーバ、電力管理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination