CN205829184U - 用于互联电网内部的子网的子网调节器和互联电网 - Google Patents

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Abstract

用于互联电网（NV）内部的子网（TN）的子网调节器（TNR），所述子网调节器根据所述子网（TN）的传感器式检测到的内部测量参量（yi）和传感器式检测到的外部测量参量以及外部调节参量（vi）来操控所述子网的发电机（G）、分支网或消耗器（L），使得所述子网（TN）相对于其相邻子网的动态行为相应于一预先给定的额定行为。

Description

用于互联电网内部的子网的子网调节器和互联电网
技术领域
本实用新型涉及一种用于控制互联电网内部的子网的发电机的方法和装置，所述装置尤其是子网调节器。
背景技术
供电网、例如欧洲供电网可以由很多子网组成。例如，德国供电网构成了欧洲供电网内部的一个子网。该子网可以本身由不同的子网构成，例如德国供电网包括用于供给汉堡城城市区域的子网和用于供给慕尼黑城市区域的子网。每个子网由多个节点或供电总线构成，它们通过线路彼此连接。在这些节点上可以联接发电机和消耗器或者说负载。此外又可以在这些节点上联接所述子网的在等级方面为下级的子网，即所谓的分支网。每个子网可以本身被占用地已经具有相对高的复杂性。负载可以是被结合的负载、例如成排房屋社区的供电负载或者是工厂的供电负载。所述发电机例如是燃气轮机或煤电厂。所述分支网又可以由多个通过线路彼此连接的节点构成，在这些节点上挂有发电机、消耗器或分支-分支网。不同的配电网一般通过高压传送网彼此连接。
在供电网中使用越来越多地分散的、能再生能源的并且部分地也能控制的发电机或能量产生装置。这例如可能导致，在像德国这样的国家里，通过能再生能源的能量源产生的能量的最大可能的量达到该国家的总负载的数量级或甚至超过该数量级。例如根据天气条件，通过能再生能源的能量源产生的能量可以至少短时地，例如多个小时或多周地超过相应城市中能量的总消耗，尤其是在供电网络由于使用其他能再生能源的能量源而未来升级时。
在如现在被使用的常规供电网络中，但是在供电网通过能再生能源的能量源被进一步升级时存在这样的问题，为了达到网络稳定性需要一定份额的常规发电机、尤其是煤电厂或核电厂。例如，网络稳定性基于传送网的动态非线性模拟被分析。这些非线性模拟立足于常规发电机的相对小的数目的具体模型。在供电网中包含的负载典型地通过具有连接的或结合的多个负载以及具有一些不受控的分散发生器的配电网区域（Verteilnetzbereiche）来代表。通过如下方式来实现网络稳定性，即，根据相应的有功功率调节和无功功率调节来运行所述常规的发电机。所述网络内部的不同的分散的、尤其是能再生能源的发电机的数目越多，利用常规方法、尤其是模拟方法越不能实现或确保整个互联电网的稳定性。
实用新型内容
因此，本实用新型的任务是提供用于控制互联电网内部的子网的组件例如发电机、消耗器和分支网的方法和装置，通过其能够即使在分散的发电机的数目较多的情况下也获得网络稳定性。
该任务根据本实用新型通过一种用于互联电网内部的子网的子网调节器解决：其中所述互联电网包括多个子网，这些子网通过连接线路彼此连接，并且每个子网能够本身以等级方式由其他分支网或子网构成，其特征在于，所述子网调节器根据所述子网的传感器式检测到的内部测量参量和/或传感器式检测到的外部测量参量以及外部调节参量来操控所述子网的发电机、分支网或消耗器，其中所述子网的外部测量参量通过传感器来检测，这些传感器布置在所述子网及其相邻子网之间的连接线路上，并且其中所述内部测量参量通过传感器检测，这些传感器布置在所述子网内部的线路或设备上。
本实用新型因此提供了一种用于互联电网内部的子网的子网调节器，所述子网调节器根据所述子网的传感器式检测到的内部测量参量和/或传感器式检测到的外部测量参量以及外部调节参量来操控所述子网的发电机、消耗器或分支网，使得所述子网相对于其相邻子网的动态行为相应于一预先给定的额定行为。所述外部调节参量可以由在等级方面为上级的调节器、尤其是所述互联电网的调节器来预先给定。
本实用新型的基本思想在于将高度复杂的大供电网拆开或划小成不同的区域或子网，其中，这些区域或子网可以分别减小为对于对应区域而言的较小的或范围较少的动态模型。分开的区域例如可以是一配电网（Verteilnetz）的区域、尤其是本地配电网的区域。此外，不是很大的常规发生器在一传送网络区域中的组可以构成这类分开的区域。
在根据本实用新型的子网调节器的一可行的实施方式中，所述子网调节器从内部测量参量的矢量 以及外部测量参量和调节参量的矢量中如下地计算针对发电机、消耗器和分支网的控制矢量：
，其中，
K是输出反馈矩阵，和
L是先导矩阵（Vorsteuermatrix）。
该实施方式具有这样的优点，即，用于计算所述控制矢量的运算耗费相对很少并且该计算可以相对快速地进行。
在根据本实用新型的子网调节器的另一可行的实施方式中，子网的外部测量参量通过传感器来检测，这些传感器布置在子网及其相邻子网之间的连接线路上。
该实施方式提供了这样的优点，即，可以传感器式地准确地检测所述外部测量参量并且由此计算出的控制矢量允许发电机的精确的可靠的控制。
在根据本实用新型的子网调节器的另一可行的实施方式中，内部测量参量通过传感器来检测，这些传感器布置在子网内部的线路和设备上。
该实施方式同样提供了这样的优点，即，可以传感器式地准确检测所述测量参量、也就是内部测量参量并且所述控制矢量的由此计算出的控制参量允许发电机的精确控制或调节。
在根据本实用新型的子网调节器的另一可行的实施方式中，所述子网调节器从互联电网的运行人员接收所述额定行为和外部额定值。在此，所获得的额定行为被设置用于使互联电网稳定。
这提供了这样的优点，即，互联电网的运行人员可以预先给定针对不同子网的预期的额定行为，从而使得由这些子网构成的互联电网与互联电网运行人员的设定相应地表现得尽可能稳定。
在根据本实用新型的子网调节器的另一可行的实施方式中，子网的瞬时状态能够通过下列微分方程来计算：
，
其中，
是子网的状态矢量；
是用于操控所述子网内部的能控制的发电机、消耗器和分支网的控制矢量；
是传感器式检测到的外部测量参量和外部调节参量的矢量；
和
是干扰参量矢量；并且
其中，A、B1、B2、B3是矩阵。
该实施方式提供了这样的优点，即，所述子网的内部状态可以针对每个时间点准确地计算并且可以以该方式对子网内部的不稳定性快速地作出反应。
在根据本实用新型的子网调节器的另一可行的实施方式中，子网的内部测量参量的矢量能够通过下列方程来计算：
，
其中，
是子网的状态矢量；
是用于操控所述子网内部的能控制的发电机、消耗器和分支网的控制矢量；
是传感器式检测到的外部测量参量和外部调节参量的矢量；和
是干扰参量矢量；并且
其中，C、D1、D2、D3是矩阵。
该实施方式提供了这样的优点，即，内部测量参量的矢量可以快速和可靠地被计算，从而使得子网的组件的控制和调节可以准确和时间接近地进行。
在根据本实用新型的子网调节器的另一可行的实施方式中，子网的输出参量的输出矢量能够通过下列方程来计算：
，
其中，
是子网的状态矢量；
是用于操控所述子网的能控制组件的控制矢量；
是传感器式检测到的外部测量参量和外部调节参量的矢量；和
是干扰参量矢量；并且
其中，E、F1、F2、F3是矩阵。
该实施方式提供了这样的优点，即，子网的对于互联电网的运行而言重要的输出参量可以被可靠和快速地计算。
在根据本实用新型的子网调节器的另一可行的实施方式中，子网调节器是设置在相应的子网中的中央调节器。在此可以在子网的组件中执行当地的调节器。
该实施方式提供了这样的优点，即，对于每个子网仅必须设置一个中央调节器，从而使得技术上的附加耗费保持在窄的边界内。
在根据本实用新型的子网调节器的另一可行的实施方式中，子网调节器是在子网中分散执行的调节器。
该实施方式提供了这样的优点，即，这些不集中地被执行的分散调节器可以处在发电机、消耗器或分支网的附近并且可以以该方式特别快速地对针对子网稳定性而言关键性的改变作出反应。
在根据本实用新型的子网调节器的另一可行的实施方式中，子网调节器控制了配电网络内部的发电机、消耗器和分支网和/或者配置了它们的当地的调节器。在分支网的情况下，这些当地的调节器尤其也可以是所述分支网的在等级方面为下级的子网调节器。
通过直接操控所述子网组件而可行的是，特别快速和可靠地对针对对应子网的稳定性而言或针对相对于预先给定的额定行为的追踪行为而言关键性的改变作出反应。
本实用新型根据另一方面提供了一种互联电网，该互联电网包括多个子网，这些子网分别包含一个根据本实用新型第一方面的子网调节器。该互联电网可以本身是还要更大的互联电网的在等级方面为上级的子网。例如，德国可以是德国境内的多个子网的互联电网。此外，德国可以是欧洲连接系统的子网，还要更大的互联电网的子网。
根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种用于控制互联电网内部的子网组件的方法。
本实用新型因此提供了一种用于控制互联电网内部的子网组件的方法，该方法具有下列步骤：
传感器式检测所述子网的内部测量参量和外部测量参量；
根据传感器式检测到的测量参量来控制所述子网的组件，使得所述子网相对于其相邻子网的动态行为相应于一预先给定的额定行为。
所述组件可以是能控制的或能配置的组件。
能控制的组件是实时能调节的发电机、消耗器或分支网，它们通过数据线路和/或控制线路直接被对应子网的一子网调节器控制。特别地，能控制的分支网可以具有一个自己的分支网调节器，该分支网调节器可以通过子网调节器直接控制。
能配置的组件如发动机、消耗器或分支网具有当地的调节器并被这些当地的调节器在当地调节。在此，这些当地的调节器可以对当地测量参量、如电压频率和电压幅值，例如通过改变馈入的有功功率和无功功率作出反应。特别地，能配置的分支网可以具有一个自己的分支网调节器，该分支网调节器通过所述子网调节器来配置，例如通过设定分支网的额定行为，分支网调节器最佳可能地跟随该额定行为。
按照根据本实用新型的方法的一可行的实施方式，子网的额定行为由互联电网的运行人员预先给定或设定。
根据本实用新型的另一方面，子网调节器设置有一微处理器，该微处理器执行一控制程序，该控制程序包含程序命令用于实施用于控制互联电网内部的子网组件的方法，其中，该方法具有这样的步骤：
传感器式检测所述子网的内部测量参量和外部测量参量；
根据传感器式检测到的测量参量来控制所述子网的组件，使得所述子网相对于其相邻子网的动态行为相应于一预先给定的额定行为。
在此情况下，特别的优点是所述子网调节器可以执行一能配置的控制程序，从而使得该子网调节器相对于网络拓扑相对互联电网件更换的改变或相对于额定行为的改变是灵活的。此外，该控制程序可以通过一网络接口被传送到所述子网调节器上，从而使得由远距离服务器、例如互联电网运行人员的一服务器或对应子网运行人员的一服务器可以进行子网调节器的重配置或新编程。
附图说明
此外，用于控制互联电网内部的子网组件的根据本实用新型的方法和根据本实用新型的装置的优选实施方式参考附图来详细阐释。
其中：
图1示出了用于阐释根据本实用新型的方法和根据本实用新型的装置的作用方式的、具有多个子网的互联电网的示意性示例视图，所述方法和装置用于控制互联电网内部的子网的发电机；
图2示出了用于说明根据本实用新型的装置和根据本实用新型的方法的作用方式的示意图，所述装置和方法用于控制互联电网内部的子网组件。
具体实施方式
就像在图1中能够识别的那样，互联电网NV可以由多个子网TNA、TNB、TNC和TND构成，这些子网通过连接线路VL彼此连接。每个子网TN本身可以由分支网或下级子网构成，也就是说互联电网NV可以以等级方式构建。所述互联电网或所述供电网可以被划分成单个区域，这些单个区域可以分别被减小或分开（kollabiert）成较小的动态分支模型。例如，通过变压器联接到传送网上的配电网区域可以构成这类的区域或子网TN。尤其当划小的区域或子网包含大量的分散的、能再生能源的能量发生器或发电机和/或具有控制接口的负载时，该子网的运行人员、例如子系统运行人员（DSO：配电系统运行人员（Distribution SystemOperator））可以应用特别的程序，以便影响动态行为，使得该动态行为相应于一预先给定的额定行为。所述互联电网NV可以以等级方式构建。例如将多个低压网LV联接在一中压网MV上。多个中压网MV与一高压网HV连接。多个高压网HV例如施加在欧洲的连接网络或者说互联电网NV上。与之相应地，在上部的等级平面中，这些子网可以本身由多个子网、即所谓的分支网构成。
由此，在根据本实用新型的方法中进行两阶段的方法。首先，连接-或传送网的运行人员TSO（英文：Transmission System Operator）以如下方式为每个被联接的区域或每个子网TN拟定一个预期的动态行为或额定行为，即，维护了所述互联电网NV的总系统稳定性和效率。这可以借助于模拟或通过一个相应的调节设计来实现。在另一步骤或阶段中，各个区域或子网的运行人员DSO以如下方式设计针对其对应区域的控制架构，从而使得所述对应的子网TN在内部稳定地运转并相对于传送网或互联电网NV在动态上这样地表现，就像通过互联电网运行人员TSO通过相应区域的额定行为所开列或预先给定的那样。
在另一步骤中，网络稳定性可以在一个或多个网络参数方面基于非线性模拟和在前述步骤中包含的被减小的动态模型来分析。不同区域的额定行为的设定和在这些不同区域中的该额定行为的实施通过根据本实用新型的子网调节器TNR的转换可以如下长时间地重复进行，直到每个子网或子区域TN的预期动态行为具有足够准确性地相应于预期的额定行为。子网或能控制的子区域TN提供了用于整个网络或互联电网NV的稳定服务。子网的运行人员DSO例如可以从对于提供该服务的互联电网NV的运行人员TSO那里获得财政赔偿或者说补偿。互联电网的运行人员TSO有这样的可能性，即，执行一个或多个致动器来使网络稳定服务或帮助被执行。此外，互联电网的运行人员TSO甚至有这样的可能性，即，完全断开所有常规的发电机或能量发生器，只要能再生能源的发电机提供了所需的服务或帮助。
在根据本实用新型的互联电网NV中，该互联电网包括多个子网TN，这些子网通过连接线路VL彼此连接。每个子网TN可以本身以等级方式由其他分支网或子网构成。在互联电网的可行的实施方式中，每个子网TN具有一个自己的子网调节器TNR。在另一可行的实施方式中也可行的是，子网TN的一大部分分别包含一根据本实用新型的、自己的子网调节器TNR。在一可行的执行方案中，每个子网调节器TNR具有一微处理器，该微处理器执行一相应的控制程序，以便操控对应的子网TN的发电机或能控制的负载。在此，该控制程序包含用于操控子网TN的组件的程序命令。首先，以传感器方式检测所述子网TN的内部的和外部的测量参量以及外部的调节参量。外部的调节参量例如可以实时地由互联电网的运行人员转达。接下来，子网TN的组件由传感器式检测到的测量参量和调节参量来操控，使得对应的子网TN相对于其相邻子网TN的动态行为相应于一预先给定的额定行为，该预先给定的额定行为例如由互联电网NV的运行人员TSO通过一接口被转达给对应的子网调节器TNR。
能控制的发电机、消耗器和分支网能够在线地由对应子网的子网调节器TNR控制。能配置的发电机、消耗器和分支网被配置并且然后被当地地调节。
图1示例性地示出了一具有多个子网TNA、TNB、TNC和TND的互联电网的结构，这些子网通过连接线路VL彼此连接。在所示的例子中，子网TNA通过两个连接线路VL1、VL2与相邻的子网TNB、TNC连接。在该互联电网的每个子网TNi中有多个不同的负载L和发生器G。这些发生器G是能量产生装置、例如发电机，它们从能再生能源的能量源，例如太阳或风中产生能量。不同的负载L例如包括单个的消耗器或消耗装置，例如冰箱或类似装置；或者被结合的负载，例如一本地网内部的居住社区的多个消耗器。所述子网TN内部的测量单元、例如相量测量单元PMU可以传感器式地检测内部测量参量yi并且将这些测量参量提供给对应的子网TN内部的子网调节器TNR，就像图1中示出的那样。除了传感器式检测到的内部测量参量yi之外，子网TN的子网调节器TNR也获得子网TN的传感器式检测到的外部测量参量vi。子网TN的外部测量参量通过传感器来检测，这些传感器布置在子网TN及其相邻子网TN之间的连接线路VLi上。外部测量参量V1、V2可以在所示的例子中例如包括当地的电压U1和U2以及当地的网络频率f1和f2。在该例子中，输入测量参量vi例如通过一对测量参量（ui、fi）构成。由此，作为输入参量，子网调节器TNR获得传感器式检测到的内部测量参量yi，这些内部测量参量由传感器在其子网TN内部产生，以及获得由如下的传感器所提供的传感器式检测到的测量参量，这些传感器安置在与相邻子网TN的连接线路VL上。此外，TNR可以获得外部调节参量，例如从互联电网的运行人员那里获得。所述子网调节器TNR从内部测量参量的矢量y并从外部测量参量和外部调节参量的矢量v中计算出针对发电机G、分支网或必要时还有能控制的负载或消耗器而言的控制矢量。在一可行的实施方式中，如下地从内部测量参量的矢量y以及外部测量参量和外部调节参量的矢量v中计算针对发电机G和分支网或能控制的负载而言的控制矢量u：
，其中，
K 是输出反馈矩阵，和
L 是先导矩阵。
控制矢量u与测量参量相关的计算附加地在根据图2的示意性图表中简示。控制矢量的计算或发电机G的、分支网的和/或能控制消耗器的操控以如下方式进行，即，子网TN相对于其相邻子网的动态行为相应于一预先给定的额定行为，该预先给定的额定行为尤其可以由互联电网NV的运行人员TSO预先给定。子网调节器TNR可以在一可行的实施方式中通过在对应子网TN中设置的中央调节器来执行。在另一可行的实施方式中，子网调节器TNR也可以分散地通过该子网TN内部的不同调节器来执行。控制矢量u与测量参量的矢量y、v相关的计算例如可以通过微处理器来进行，该微处理器执行一相应的控制程序。
就像图1中示出的那样，不同的发生器G通过控制矢量u的控制参量来操控。其次，发生器G可以附加地通过外部的干扰参量wi、wj被影响。例如，发电机或能量产生装置G可以是这样的发生器，它们从能再生能源的能量，例如风或太阳中得到能量。通过改变太阳照射强度和风力可以不受影响地改变由发生器所产生的电量。该改变通过干扰参量矢量w来考虑。
所述子网TN可以在从能再生能源的能量中得到电的发电机G之外还具有常规的发电机，例如燃气轮机或类似装置。
子网TN的瞬时状态可以通过下列的微分方程来计算：
，
其中，
是子网TN的状态矢量；
是用于操控所述子网内部的能控制组件的控制矢量；
是传感器式检测到的外部测量参量和外部调节参量的矢量；和
是干扰参量矢量。
此外，参量A、B1、B2、B3是矩阵，这些矩阵描述了对应的分支系统或子网TN的动态。所述矢量x可以说明子网TN的状态，例如电池的充电状态SOC或光伏逆变器PVI的重要控制单元的状态。所述控制矢量u构成能控制的发电机G或分支网或消耗器的输入参量，而控制矢量v表示外部的测量参量和调节参量，也就是这样的输入参量，它们由上级的子网TN或连接网络、例如传送网来提供，例如是频率的或电压幅值的改变。干扰参量矢量w说明了在产生电流时的干扰或还有说明了负载波动。
子网TN的内部测量参量的矢量y描述了在内部测量到的测量参量，例如光伏逆变器PVI或智能仪表的功率测量以及相测量单元PMUs的电压测量和电流测量。该矢量可以通过下列方程来计算：
，
其中，
是子网的状态矢量；
是用于操控所述子网内部的能控制组件的控制矢量；
是传感器式检测到的外部测量参量和外部调节参量的矢量；和
是干扰参量矢量；并且
其中，C、D1、D2、D3表示矩阵。
子网TN的输出参量的输出矢量z在一可行的实施方式中通过下列方程来计算：
，
其中，
是子网的状态矢量；
是用于操控所述子网内部的能控制组件的控制矢量；
是传感器式检测到的外部测量参量的和外部调节参量的矢量；和
是干扰参量矢量；并且
其中，E、F1、F2、F3是矩阵。
输出参量矢量z描述了子网TN相对于更高等级配属的子网TN或连接网络的输出，例如在有功功率和无功功率馈入到传送网或相邻子网中时的改变。被使用的、在计算时所应用的矩阵A、B1、B2、B3、C、D1、D2、D3、E、F1、F2、F3描述了对应的子系统或子网TN的动态。所述动态矩阵A可以包含针对不能控制的、分散的多个发电机的附加的控制设定，尤其是针对这样的发电机，它们不能远程控制，但尽管如此却提供了对于子网TN动态行为的贡献。这些控制可以被分开地调整。
子网TN的预先给定的减小的模型可以如下地限定：
其中，
xd是减小的模型的状态；和
v表示较高的上级网络的输入参量。这些输入参量相应于子网TN的外部测量参量和外部调节参量。
zd表示子网TN相对于较高等级的上级子网TN的预期输出，其中，zd表示预期的（要求的）输出参量。子网TN的动态系统的状态矢量x或系统的状态的数目大于减小的模型的状态xd的数目。
例如，子网可以在一个简单的例子中仅具有一个与一外部的供电网或传送网的连接点。在该简单情况下，输入测量参量矢量v=(f，U)T与相对该外部网络的连接点上的电压频率f和幅值U相关。
在该简单例子中，输出z=(P，Q)T是有功功率P和无功功率Q，其在所述一个连接点上被输送给所述外部网络。在该简单例子中，子网TN应当表现得像一个具有低通滤波器的下降调节器（Droop-Regler）。该合成的额定行为在该情况下是：
其中，zd=xd=(Pd，Qd)T，也就是说被输送给所述外部网的预期的有功功率和无功功率，并且TP和TQ是针对有功功率和无功功率-下降调节而言的低通滤波器的时间常数。针对有功功率和无功功率的功率-下降放大是KP和KQ。在静止状态下、也就是对于适用Pd=-KP·f和Qd=-KQ·U，其相应于常规的下降放大，这些下降放大被使用在传送网中。
对于具有与相邻子网的两个连接点的一个子网而言，传感器式检测到的外部测量参量v=(f1，U1，f2，U2)T的矢量是输出参量矢量z=(P1，Q1，P2，Q2)T，其中，针对测量参量f、U、P、Q的指数1、2说明了对应的值属于哪个连接点。类似于上面所说明的模型的一减小的模型在该情况下是：
其中，每个连接点或连接线路VL具有自己的有功功率和无功功率-下降放大KPi、KQi，i=1、2以及有功功率和无功功率时间常数TPi、TQi，i=1、2。
根据本实用新型的子网调节器TNR可以构成静态或动态的调节器，其中，从内部测量参量的矢量y以及外部测量参量和调节参量的矢量v中如下地计算针对发电机G的控制矢量：u=K·y+L·v，
其中，所述控制矢量u以如下方式计算，即，差值z-zd变得近似为零，其中，针对被控制的发电机、消耗器和分支网而言的控制矢量u与子网内部的测量参量y和子网的外部测量参量v相关。在此可以考虑特殊的状况，其中，外部测量参量的矢量v未被测量，也就是其中所述先导矩阵L为0（L=0）。在使用了不同的信号-和系统标准符号、例如H2或H∞的情况下可以描述项z-zd近似零。
在一可行的实施方式中，子网调节器TNR可以通过针对控制矩阵K和L的设计算法基于H∞系统标准来拟定或执行。在此情况下，所述外部的输入参量v和w被看做确定性随机（deterministisch willkürlich）、但是能量受限的信号。数值γ可以被限定为调节命令e=z-zd的l2标准和(v，w)T的l2标准之间的比例的上边界，也就是说：
该数值γ越小，测量参量v和干扰参量w对于偏差e的影响并由此对于输出参量z和额定参量zd之间偏差的影响就越小。所述合成的子网调节器TNR可以这样地拟定，使得不仅v而且w对于z-zd的影响被最小化。例如可以为了解释而假设，矩阵D1、D2、D3、F1、F2、F3、Fd为零。当这些矩阵不为零时，可以实现类似的结果。得到：
其中，对于输出反馈矩阵K和先导矩阵L的拟定可以如下地构建一个新的系统：
因此，输出反馈矩阵K和先导矩阵L以如下方式规划，即γ最小化，也就是说对于能量受限的w和v，偏差e尽可能接近为零。一种可行的解决方案存在于下列的优化问题中：
其中，P是A的维度加上Ad的维度的优化变型方案的方矩阵，并且其中，I表示单位矩阵并且表示对应的矩阵的正的或负的定性。
上面示出的优化问题不是凸的，这是因为双线性的矩阵方程BMI包含矩阵P和输出反馈矩阵K以及先导矩阵L的乘积。为了解决该优化问题可以使用针对BMIs的标准算法。类似的算法可以针对下列情况被推导出：
（1）所述调节器可以不测量或检测所述外部测量参量并因此先导矩阵为0（L=0）。
（2）当地执行的子网调节器TNR可以被配置，所述子网调节器仅应用当地测量参量，其中，所述输出反馈矩阵K在适当分类所述矢量y和u的情况下是对角矩阵并且先导矩阵L为零（L=0）。
（3）可以使用下列形式的动态的子网调节器TNR或控制器：
其中，所有矩阵Ac、Bc1、Bc2、Cc、Dc1、Dc2在一个相应的算法中拟定或执行。
用于控制互联电网NV内部的子网TN的组件的根据本实用新型的子网调节器TNR或根据本实用新型的方法尤其适用于这样的子网，这些子网包含高份额的从能再生能源的能量源中得到能量的发电机。子网调节器TNR和动态行为可以由对应的子网运行人员DSO通过使用相应的设计算法来规划。此外可以针对互联电网的全国性规划通过互联电网运行人员TSO来使用相应的设计算法。子网调节器TNR根据所述子网TN的测量参量以如下方式操控所述子网TN的发电机或消耗器，即，就像通过对应的子网运行人员DSO被运行那样的对应子网TN相对于其相邻子网的动态行为相应于一预先给定的额定行为，该额定行为例如可以由互联电网的运行人员TSO来预先给定。所述子网调节器TNR的规划由此根据该额定行为来进行，该额定行为由互联电网运行人员TSO来预先给定。所述子网TN的动态行为可以相应地形成。

Claims (10)

1.用于互联电网（NV）内部的子网（TN）的子网调节器（TNR），其中所述互联电网包括多个子网（TN），这些子网通过连接线路（VL）彼此连接，并且每个子网（TN）能够本身以等级方式由其他分支网或子网构成，其特征在于，所述子网调节器根据所述子网（TN）的传感器式检测到的内部测量参量（yi）和/或传感器式检测到的外部测量参量以及外部调节参量（vi）来操控所述子网的发电机（G）、分支网或消耗器（L），其中所述子网（TN）的外部测量参量（vi）通过传感器来检测，这些传感器布置在所述子网（TN）及其相邻子网之间的连接线路（VL）上，并且其中所述内部测量参量（yi）通过传感器检测，这些传感器布置在所述子网（TN）内部的线路或设备上。
2.根据权利要求1所述的子网调节器，其中，所述子网调节器（TNR）从所述互联电网（NV）的运行人员那里接收一用于稳定所述互联电网的额定行为。
3.根据权利要求1或2所述的子网调节器，其中，所述子网调节器（TNR）从内部测量参量的矢量（）以及外部测量参量的和外部调节参量的矢量（）中如下地计算针对所述发电机、消耗器和分支网的控制矢量（）：
，其中，
K是输出反馈矩阵，并且
L 是先导矩阵。
4.根据权利要求1或2所述的子网调节器，其中，所述子网（TN）的瞬时状态能够通过下列的微分方程来计算：
，
其中，
是所述子网的状态矢量；
是用于操控所述子网内部的能控制的发电机、消耗器和分支网的控制矢量；
是传感器式检测到的外部测量参量和外部调节参量的矢量；并且
是干扰参量矢量；并且
其中，A、B1、B2、B3是矩阵。
5.根据权利要求1或2所述的子网调节器，其中，所述子网（TN）的内部测量参量的矢量（）能够通过下列方程计算：
，
其中，
是所述子网的状态矢量；
是用于操控所述子网内部的能控制的发电机、消耗器和分支网的控制矢量；
是传感器式检测到的外部测量参量和外部调节参量的矢量；并且
是所述干扰参量矢量，并且
其中，C、D1、D2、D3是矩阵。
6.根据权利要求1或2所述的子网调节器，其中，所述子网（TN）的输出参量的输出矢量（）能够通过下列方程计算：
，
其中，
是所述子网的状态矢量；
是用于操控所述子网内部的能控制的发电机、消耗器和分支网的控制矢量；
是传感器式检测到的外部测量参量和外部调节参量的矢量；并且
是所述干扰参量矢量，并且
其中，E、F1、F2、F3是矩阵。
7.根据权利要求1或2所述的子网调节器，其中，所述子网调节器（TNR）是在相应的子网中预先给定的中央调节器或是在所述子网中被分散执行的调节器。
8.根据权利要求1或2所述的子网调节器，其中，所述子网调节器（TNR）控制了配电网络内部的发电机、消耗器和/或分支网或者配置了它们的当地的调节器。
9.互联电网（NV），所述互联电网包括多个子网（TN），这些子网分别具有一根据权利要求1至8中任一项所述的子网调节器（TNR）。
10.根据权利要求9所述的互联电网，其中，所述子网（TN）分别具有能控制和/或能配置的发电机、分支网和/或消耗器。
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