DE102011106217A1 - Hybrid power plant for continuously supplying predetermined amount of electric power to electric current supply network, has control device generating control signal for closing switching device upon request by request signal - Google Patents

Hybrid power plant for continuously supplying predetermined amount of electric power to electric current supply network, has control device generating control signal for closing switching device upon request by request signal Download PDF

Info

Publication number
DE102011106217A1
DE102011106217A1 DE102011106217A DE102011106217A DE102011106217A1 DE 102011106217 A1 DE102011106217 A1 DE 102011106217A1 DE 102011106217 A DE102011106217 A DE 102011106217A DE 102011106217 A DE102011106217 A DE 102011106217A DE 102011106217 A1 DE102011106217 A1 DE 102011106217A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power
heat engine
power plant
supply network
inverter
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.)
Ceased
Application number
DE102011106217A
Other languages
German (de)
Inventor
Bernhard Beck
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.)
Belectric GmbH
Original Assignee
Adensis GmbH
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 Adensis GmbH filed Critical Adensis GmbH
Priority to DE102011106217A priority Critical patent/DE102011106217A1/en
Publication of DE102011106217A1 publication Critical patent/DE102011106217A1/en
Ceased 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
    • H02J3/28—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
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/38—Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • 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
    • 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
    • H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

The power plant has a photovoltaic generator (1) that is connectable with input terminals (5, 5') of an inverter (7) whose output terminals are connected to a supply network (13). A combined heat machine (15) generates electric current. An output of the heat machine is connected with the supply network. A battery (11) is switched parallel to the input terminals of the inverter by a switching device (9). A control device (19) generates a control signal for closing the switching device upon request by a request signal (A) and initiates starting procedure or increases power of the heat machine. The combined heat machine is selected from a group consisting of a gas turbine, a diesel generator, a fuel cell and a bio power plant.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hybridkraftwerk zur unterbrechungsfreien Lieferung einer vorgegebenen elektrischen Leistung in ein Versorgungsnetz mit einem Photovoltaikgenerator, der mit den Eingangsklemmen eines Wechselrichters verbindbar ist, dessen Ausgangsklemmen an das Versorgungsnetz angeschlossen sind, und mit einer elektrischen Strom erzeugenden Kraft-Wärme Maschine, deren Ausgang mit dem Versorgungsnetz verbindbar ist. Bei dem Hybrid- oder Kombikraftwerk können die beiden Bestandteile Photovoltaikgenerator und Kraft-Wärmemaschine an beliebigen Stellen des Versorgungsnetzes angeordnet sein. Das heißt, dass sie in unmittelbarer Nähe zueinander liegen können oder aber auch einige Hundert Kilometer voneinander entfernt sind.The invention relates to a hybrid power plant for the uninterrupted supply of a predetermined electrical power in a supply network with a photovoltaic generator, which is connectable to the input terminals of an inverter, whose output terminals are connected to the supply network, and with an electric power generating power-heat engine whose Output is connectable to the supply network. In the hybrid or combined cycle power plant, the two components photovoltaic generator and power-heat engine can be arranged at any point in the supply network. This means that they can be in close proximity to each other or even a few hundred kilometers apart.

Bei der Versorgung mit elektrischer Energie ist es zur Aufrechterhaltung der Stabilität des Versorgungsnetzes wichtig, dass auch kritische Situationen, in denen die momentan erzeugte Leistung nicht ausreicht, um alle Verbraucher zufriedenstellend mit Energie zu versorgen, beherrschbar sind. Bei sich abzeichnenden Engpässen werden entsprechend zusätzliche Kraftwerke, in der Regel Kraft-Wärmemaschinen oder Pumpspeicherkraftwerke in Betrieb genommen. Das Einhalten der Stabilität wird komplexer, wenn ein überraschend auftretendes Ereignis mit einem ohnehin an den Grenzen seiner Kapazität belasteten Netz zusammenfällt. Dies kann zum Beispiel der Bruch einer Überlandleitung aufgrund von Schneelast oder Sturm sein, ein überhitzter Transformator, ein Kurzschluss in einer Schaltanlage usw. Auch auf der Verbraucherseite können extreme Belastungen, wie das Anfahren eines Lichtbogenofens und ähnliches mit einem ausgereizten Netz zusammenfallen und die Stabilität des Netzes gefährden. Bricht an einer Stelle das Versorgungsnetzes zusammen, kommt es zu einer Kettenreaktion die im schlimmsten Fall den Ausfall des Gesamtnetzes zur Folge hat. Ein Hochfahren des Netzes ist aufwändig und muss nach und nach in Teilschritten erfolgen.In the supply of electrical energy, it is important for maintaining the stability of the supply network that even critical situations in which the currently generated power is insufficient to supply all consumers satisfactorily with energy are manageable. If bottlenecks emerge, additional power plants, usually combined heat and power or pumped storage power plants, will be commissioned. Maintaining stability becomes more complex when a surprisingly occurring event coincides with a network already loaded at the limits of its capacity. This can be, for example, the breakage of a transmission line due to snow load or storm, a superheated transformer, a short circuit in a switchgear etc. Also on the consumer side, extreme loads, such as the start of an electric arc furnace and the like coincide with an exhausted network and the stability of the Endanger the network. If the supply network collapses at one point, a chain reaction ensues which in the worst case results in the failure of the entire network. Starting up the network is time-consuming and must be carried out gradually in partial steps.

Die Erfindung geht aus von der Überlegung, dass ein nicht ausgelasteter, ohnehin vorhandener und mit dem Versorgungsnetz verbundener Wechselrichter eines Photovoltaikgenerators zur Bewältigung des oben angesprochenen Problems beitragen kann.The invention is based on the consideration that an underutilized, in any case existing and connected to the supply network inverter of a photovoltaic generator can contribute to overcoming the above-mentioned problem.

Davon ausgehend hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, einen regenerativen Energieerzeuger mit Wechselrichter einer weiteren Verwendung zuzuführen, um kurzfristig für einen begrenzten Zeitraum Energie in das Versorgungsnetz einzuspeisen. Als regenerativer Energieerzeuger kommt auch ein Windgenerator infrage, der zwar einen Wechselstrom erzeugt, der aber zunächst in einen Gleichstrom gleichgerichtet wird, der dann auf die gewünschte Spannung, Frequenz und Phasenlage mittels eines Wechselrichters umgeformt wird.On this basis, it is the object of the invention to supply a regenerative energy generator with inverter to a further use, in order to feed energy into the supply network at short notice for a limited period of time. As a regenerative energy generator is also a wind generator in question, which generates an alternating current, but which is first rectified in a direct current, which is then converted to the desired voltage, frequency and phase by means of an inverter.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Batterie, die mittels einer Schaltvorrichtung parallel zu den Eingangsklemmen des Wechselrichters zuschaltbar ist, und durch eine Steuervorrichtung, die bei Anliegen eines Anforderungssignals zeitgleich ein Steuersignal zum Schließen der Schaltvorrichtung generiert und den Startvorgang oder eine Leistungserhöhung der Kraft-Wärme Maschine einleitet, gelöst.This object is achieved according to the invention by a battery which can be connected in parallel to the input terminals of the inverter by means of a switching device, and by a control device which simultaneously generates a control signal for closing the switching device when a request signal is applied and the starting process or a power increase of the power-heat machine initiates, solved.

Das Anschließen zusätzlicher Stromerzeuger in Form von Kraft-Wärme Maschinen erfordert nach einer entsprechenden Anforderung seitens des Netzbetreibers eine gewisse Zeit. Die Zeitspanne liegt zwischen einigen zehn Sekunden für die Leistungssteigerung einer Gasturbine oder das Anwerfen eines Dieselgenerators bis zu mehreren Minuten bei dem Vorbereiten einer Brennstoffzelle oder dem Anfahren einer Gasturbine. Diese Zeitspanne ist aber möglicherweise in Zukunft zu klein, wenn die Versorgungsnetze immer näher an den Rand ihrer Kapazität gefahren werden. Dann kann ein Sonderereignis der oben angesprochenen Art den Zusammenbruch des Netzes auslösen. Hier setzt vorliegende Erfindung an, indem der ohnehin vorhandene Wechselrichter eines Solargenerators oder einer Windkraftanlage mit einer Batteriebank gekoppelt wird, die es erlaubt auf Anforderung seitens eines Netzbetreibers sofort elektrische Energie in das Netz einzuspeisen, ohne dass es einer Anfahrzeit bedarf. Die Leistung der Batterie muss lediglich ausreichen, die kurze Zeitspanne zu überbrücken, bis die Kraft-Wärme Maschine die Lieferung übernehmen kann. Der Begriff zeitgleich soll dabei als eine in Relation zur benötigten Zeit für die erfolgende Lieferung der Zusatzenergie kurze Zeitspanne aufgefasst werden. Das heißt z. B., dass „zeitgleich” eine Reaktionszeitspanne zwischen dem Anforderungssignal und der Erzeugung des Steuersignals und der Einleitung des Startvorgangs von Null bis 4 Sekunden umfassen soll.The connection of additional power generators in the form of power-heat engines requires a certain amount of time after a corresponding request from the network operator. The period of time is between a few tens of seconds for the power increase of a gas turbine or the starting of a diesel generator up to several minutes in the preparation of a fuel cell or the start-up of a gas turbine. However, this time span may be too small in the future as utilities are driven ever closer to the edge of their capacity. Then a special event of the kind mentioned above can trigger the collapse of the network. Here is the present invention, by the already existing inverter of a solar generator or a wind turbine is coupled to a battery bank, which allows to request immediately on the part of a network operator to feed electrical energy into the network, without the need for a start-up time. The power of the battery need only be sufficient to bridge the short time until the power-heat engine can take delivery. The term at the same time should be understood as a short period of time in relation to the time required for the delivery of additional energy. That means z. B. that "at the same time" should include a response period between the request signal and the generation of the control signal and the initiation of the startup process from zero to 4 seconds.

Es ist vorteilhaft, wenn der Photovoltaikenerator mittels einer zweiten Schaltvorrichtung vom Wechselrichter trennbar ist. Dann kann, insbesondere nachts wenn keine Solarenergie erzeugt wird, bei Anliegen des Steuersignals die zweite Schaltvorrichtung geöffnet werden und es wird vermieden, dass ein Rückstrom in den Photovoltaikgenerator fließt.It is advantageous if the photovoltaic generator can be separated from the inverter by means of a second switching device. Then, in particular when no solar energy is generated at night, when the control signal is present, the second switching device can be opened and it is avoided that a return current flows into the photovoltaic generator.

Die Batterie sollte nur so lange wie nötig zur Netzstabilisierung beitragen und wird nach Abschluss des Startvorgangs oder der Leistungserhöhung und der erfolgender Einspeisung von elektrischer Leistung durch die Kraft-Wärme Maschine in das Versorgungsnetz, wieder vom Versorgungsnetz getrennt, so dass der Photovoltaikgenerator die Batterie aufladen kann. Bei Nacht, wenn dies nicht möglich ist, kann bei wieder ausreichend stabilen Netzverhältnissen, die Betriebsrichtung des Wechselrichters umgekehrt werden, so dass er als Netzteil für die Batterie fungiert. Diese wird dann vom Netz aufgeladen, um wieder zur Spontanlieferung zur Verfügung zu stehen.The battery should only contribute as long as necessary to the grid stabilization and will be disconnected after completion of the startup process or the power increase and the successful feed of electrical power through the power-heat machine into the supply network, so that the photovoltaic generator Battery can charge. At night, if this is not possible, with sufficiently stable grid conditions, the operating direction of the inverter can be reversed, so that it acts as a power supply for the battery. This is then charged by the network to be available again for spontaneous delivery.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass nach Abschluss des Startvorgangs oder der Leistungserhöhung und erfolgender Einspeisung von elektrischer Leistung durch die Kraft-Wärme Maschine in das Versorgungsnetz, der Wechselrichter am Netz verbleibt und er zur Blindleistungseinspeisung oder zum Blindleistungsbezug herangezogen wird, um den cos phi des Hybridkraftwerks, bestehend aus dem Photovoltaikgenerator und der Kraft-Wärme Maschine, in einem vorgegebenen Bereich zu halten. Der Wechselrichter dient dann als Phasenschieber und kann über den Bezug oder die Lieferung von Blindleistung spannungsabsenkend, bzw. spannungsanhebend wirken und so die herrschende Spannung im Versorgungsnetz vergleichmäßigen, was ebenfalls der Netzstabilisierung dient.A particularly advantageous embodiment of the invention is characterized in that after completion of the startup process or the power increase and successful feed of electrical power through the power-heat machine in the supply network, the inverter remains on the grid and he is used for reactive power supply or reactive power reference, to keep the cos phi of the hybrid power plant, consisting of the photovoltaic generator and the power-heat engine, within a given range. The inverter then serves as a phase shifter and can act as a voltage dropping or boosting function via the supply or supply of reactive power and thus equalize the prevailing voltage in the supply network, which also serves to stabilize the grid.

Der Wechselrichter nimmt nach erfolgter Aufnahme der Netzeinspeisung der Kraft-Wärme Maschine wieder seinen Normalbetrieb zur Einspeisung photovoltaisch erzeugter Energie auf.The inverter resumes its normal operation for the supply of photovoltaically generated energy after recording the grid feed of the power-heat engine.

Die Steuervorrichtung weist einen Signaleingang für das Anforderungssignal auf, welches das Schließen der Schaltvorrichtung und den Startvorgang (bzw. die Leistungserhöhung) der Kraft-Wärme Maschine initiiert. Das Anforderungssignal wird vom Netzbetreiber generiert, insbesondere von einem entsprechenden Rechner in der Leitwarte. Alternativ hierzu kann das Anforderungssignal in Abhängigkeit der an einem vorgebbaren Netzpunkt herrschenden Spannung generiert werden. So kann ein besonders sensibler Netzpunkt gewählt werden, zum Beispiel einer von dem aus eine Industrieanlage mit einem hohen elektrischen Strombedarf gespeist wird. Befindet sich an diesem Netzpunkt die Spannung nahe einem unteren Grenzwert, so kann dies als Auslösesignal für die Anforderung gewertet werden.The control device has a signal input for the request signal, which initiates the closing of the switching device and the starting process (or the power increase) of the power-heat engine. The request signal is generated by the network operator, in particular by a corresponding computer in the control room. Alternatively, the request signal can be generated as a function of the voltage prevailing at a predeterminable network point. Thus, a particularly sensitive network point can be selected, for example one from which an industrial plant with a high electrical power requirement is fed. If the voltage at this network point is close to a lower limit, this can be considered as a trigger signal for the request.

Es ist nicht erforderlich, dass der Photovoltaikgenerator und die Kraft-Wärme Maschine auf derselben Spannungsebene im Versorgungsnetz angeschlossen sind. So kann die Kraft-Wärme Maschine auf der 20 KV-Ebene angesiedelt sein und die Photovoltaikanlage auf der 0,4 KV Ebene. Es ist einleuchtend, dass der gewünschte Effekt besonders zum Tragen kommt, wenn eine Vielzahl von Batterien netzstabilisierend einspeisen. So könnte jedem Betreiber einer Solardachanlage, der tendenziell wegen der Fluktuation der Leistungseinspeisung zur Destabilisierung des Netzes beiträgt, das Vorhalten einer Batterie zur Pflicht gemacht werden. Zehn- oder Hunderttausende von Batterien würden dann, wenn sie im Verbund über das Anforderungssignal zur Entladung initiiert werden, einen signifikanten Beitrag zur Stabilisierung leisten.It is not necessary that the photovoltaic generator and the power-heat engine are connected to the same voltage level in the supply network. Thus, the power-heat engine can be located on the 20 kV level and the photovoltaic system on the 0.4 kV level. It is obvious that the desired effect comes into its own when a large number of batteries supply power to stabilize the grid. Thus, any operator of a solar roof system, which tends to contribute to the destabilization of the network due to the fluctuation of the power feed, could make the provision of a battery a duty. Ten or hundreds of thousands of batteries, if they are jointly initiated via the discharge request signal, would make a significant contribution to stabilization.

Die Kraft-Wärmemaschine kann als Stand-by Kraftwerk alleine zum Einsatz der Netzstabilisierung vorgehalten werden. Das ermöglicht eine leichtere Planbarkeit der Stabilisierungsmaßnahmen, weil deren Nennleistung als feste Größe eingeplant werden kann. Bei einer laufenden und am Netz befindlichen Kraft-Wärme Maschine müsste die bereits erfolgende Lieferung an elektrischer Energie bekannt sein, um den über eine Erhöhung der Leistung noch erzielbaren Beitrag ermitteln zu können. Als Kraft-Wärme Maschine kommt insbesondere eine Maschine aus der Gruppe: Gasturbine, Dieselgenerator, Brennstoffzelle, und Biokraftwerk infrage.The power-heat engine can be kept as a stand-by power plant alone to use the grid stabilization. This makes it easier to plan the stabilization measures because their rated output can be scheduled as a fixed size. In a current and on-grid power-heat engine, the already existing supply of electrical energy would have to be known in order to be able to determine the contribution that can still be achieved by increasing the output. As a combined heat and power engine comes in particular a machine from the group: gas turbine, diesel generator, fuel cell, and biofuel plant in question.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figur, die eine prinzipielle Darstellung der Anordnung zeigt.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description of an embodiment with reference to the figure, which shows a schematic representation of the arrangement.

Mit 1 ist ein Photovoltaikgenerator bezeichnet, der über ein erstes Schaltelement 3 mit den Eingangsklemmen 5, 5' eines Wechselrichters 7 verbunden ist. Parallel zu dem Photovoltaikgenerator 1 kann über eine Schaltvorrichtung 9 eine Batterie 11 mit den Eingangsklemmen 5, 5' verbunden werden. Die Ausgangsklemmen des Wechselrichters 7 sind mit einem Versorgungsnetz 13 für elektrischen Strom verbunden.With 1 is a photovoltaic generator referred to, via a first switching element 3 with the input terminals 5 . 5 ' an inverter 7 connected is. Parallel to the photovoltaic generator 1 Can via a switching device 9 a battery 11 with the input terminals 5 . 5 ' get connected. The output terminals of the inverter 7 are with a utility network 13 connected to electricity.

An einer anderen Stelle des Versorgungsnetzes 13 ist eine Kraft-Wärme Maschine 15 mittels eines zweiten Schaltelements 17 mit dem Versorgungsnetz 13 verbindbar. Der Photovoltaikgenerator 1 und die Kraft-Wärme Maschine 15 können dabei räumlich weit auseinanderliegen.At another point of the supply network 13 is a power-heat machine 15 by means of a second switching element 17 with the supply network 13 connectable. The photovoltaic generator 1 and the power-heat machine 15 can be spatially far apart.

Eine Steuervorrichtung 19, die z. B. in einer Leitwarte (nicht gezeigt) des Netzbetreibers angeordnet ist, ist über Signalleitungen mit dem ersten Schaltelement 3, der Schaltvorrichtung 9, dem Wechselrichter 7, dem zweiten Schaltelement 17 und der Kraft-Wärme Maschine 15 verbunden. Die Steuervorrichtung weist ferner einen Signaleingang 21 auf, an welchem ein Anforderungssignal A bei Bedarf durch den Netzbetreiber angelegt werden kann.A control device 19 that z. B. in a control room (not shown) of the network operator is arranged via signal lines to the first switching element 3 , the switching device 9 , the inverter 7 , the second switching element 17 and the power-heat machine 15 connected. The control device also has a signal input 21 on, on which a request signal A can be created if required by the network operator.

Das Hybridkraftwerk, bestehend aus dem Photovoltaikgenerator 1 und der Kraft-Wärme Maschine 15 arbeitet wie folgt:
Droht tagsüber ein plötzlicher Energiemangel, der zu einem Zusammenbruch des Versorgungsnetzes 13 führen könnte und dem daher sofort begegnet werden muss, wird ein entsprechendes Anforderungssignal A an die Steuervorrichtung 19 abgesetzt. Diese setzt zeitgleich im Sinne der obigen Definition i) ein Schließsignal für das Schaltelement 3 ab, um dieses zu schließen, falls es noch in der offenen Stellung ist; ii) ein Steuersignal an die Schaltvorrichtung 9 ab, um diese zu schließen und die Batterie 11 mit den Eingangsklemmen 5, 5' zu verbinden; und iii) ein weiteres Steuersignal an die Kraft-Wärme Maschine 15 ab, um deren Leistung zu erhöhen, falls diese bereits läuft oder um einen Startvorgang der Kraft-Wärme Maschine zu initiieren, falls diese noch nicht in Betrieb ist. Je nach Ausführung der Kraft-Wärme Maschine 15 wird noch ein Steuersignal an das zweite Schaltelement 17 abgegeben, um dieses zu schließen und die Kraft-Wärme Maschine mit dem Versorgungsnetz zu verbinden. Der letztere Vorgang kann aber auch fest in der Kraft-Wärme Maschine 15 implementiert sein.The hybrid power plant, consisting of the photovoltaic generator 1 and the power-heat machine 15 works as follows:
Threatens during the day a sudden lack of energy, which leads to a collapse of the supply network 13 could lead and must therefore be met immediately, a corresponding request signal A to the control device 19 discontinued. This sets at the same time in the sense of the above definition i) a closing signal for the switching element 3 to close it, if it is still in the open position; ii) a control signal to the switching device 9 to close it and the battery 11 with the input terminals 5 . 5 ' connect to; and iii) another control signal to the power-heat engine 15 in order to increase their performance, if this is already running or to initiate a starting process of the power-heat machine, if this is not yet in operation. Depending on the version of the power-heat engine 15 is still a control signal to the second switching element 17 to close this and to connect the power-heat machine to the power grid. The latter process can also be fixed in the power-heat machine 15 be implemented.

In der Figur ist noch eine Signalleitung von der Kraft-Wärme Maschine hin zur Steuervorrichtung 19 gezeigt, über welche Informationen betreffend des aktuellen Betriebszustands und der Nennleistung der Kraft-Wärme Maschine 15 an die Steuervorrichtung 19 gegeben werden. Diese ist dann in die Lage versetzt zu entscheiden, ob eine weitere, nicht gezeigte Kraft-Wärme Maschine mit in die Energiezufuhr in das Versorgungsnetz 13 eingebunden werden muss, oder ob die von der angesteuerten Kraft-Wärme Maschine 15 lieferbare Zusatzleistung ausreicht, um die Stabilität des Versorgungsnetzes 13 zu gewährleisten.In the figure is still a signal line from the power-heat engine towards the control device 19 shown what information regarding the current operating condition and the rated power of the power-heat engine 15 to the control device 19 are given. This is then able to decide if another, not shown, power-heat engine with in the power supply to the utility grid 13 must be involved, or whether by the controlled power-heat engine 15 available additional power is sufficient to maintain the stability of the supply network 13 to ensure.

Alternativ zu dem Absetzen des Anforderungssignals A von der Leitwarte aus kann auch eine Spannungsmess- und Spannungsverarbeitungseinheit 23 vorgesehen sein, die die herrschende Spannung U an einer Stelle des Versorgungsnetzes 13 misst. Der gemessene Wert wird mit einem unteren Grenzwert verglichen, der ein Indiz für eine drohende Unterversorgung ist. Wird der Grenzwert unterschritten, wird automatisch das Anforderungssignal A abgesetzt, welches über die gestrichelt gezeigte Signallinie dem Signaleingang 21 der Steuervorrichtung zugeführt wird.Alternatively to the settling of the request signal A from the control room, a voltage measurement and voltage processing unit can also be used 23 be provided that the prevailing voltage U at one point of the supply network 13 measures. The measured value is compared with a lower limit, which is an indication of imminent undersupply. If the limit value is undershot, the request signal A is automatically issued, which via the signal line shown in dashed lines the signal input 21 the control device is supplied.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Photovoltaikgeneratorphotovoltaic generator
33
erstes Schaltelementfirst switching element
5, 5'5, 5 '
Eingangsklemmeninput terminals
77
Wechselrichterinverter
99
Schaltvorrichtungswitching device
1111
Batteriebattery
1313
Versorgungsnetzsupply network
1515
Kraft-Wärme MaschinePower-heat machine
1717
zweites Schaltelementsecond switching element
1919
Steuervorrichtungcontrol device
2121
Signaleingangsignal input
AA
Anforderungssignalrequest signal

Claims (10)

Hybridkraftwerk zur Lieferung einer vorgebbaren elektrischen Leistung in ein Versorgungsnetz (13) mit einem Photovoltaikgenerator (1), der mit den Eingangsklemmen (5, 5') eines Wechselrichters (7) verbindbar ist, dessen Ausgangsklemmen an das Versorgungsnetz angeschlossen sind, und mit einer elektrischen Strom erzeugenden Kraft-Wärme Maschine (15), deren Ausgang mit dem Versorgungsnetz verbindbar ist, gekennzeichnet durch eine Batterie (11), die mittels einer Schaltvorrichtung (9) parallel zu den Eingangsklemmen des Wechselrichters zuschaltbar ist, und durch eine Steuervorrichtung (19), die bei Anliegen eines Anforderungssignals (A) zeitgleich ein Steuersignal zum Schließen der Schaltvorrichtung generiert und den Startvorgang oder eine Leistungserhöhung der Kraft-Wärme Maschine einleitet.Hybrid power plant for supplying a specifiable electrical power in a supply network ( 13 ) with a photovoltaic generator ( 1 ) connected to the input terminals ( 5 . 5 ' ) of an inverter ( 7 ) is connected, the output terminals are connected to the mains supply, and with an electric power generating power-heat engine ( 15 ) whose output can be connected to the supply network, characterized by a battery ( 11 ), which by means of a switching device ( 9 ) is switchable parallel to the input terminals of the inverter, and by a control device ( 19 ), which simultaneously generates a control signal for closing the switching device upon application of a request signal (A) and initiates the starting process or a power increase of the power-heat engine. Hybridkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Photovoltaikenerator (1) mittels eines Schaltelements (3) vom Wechselrichter (5) trennbar ist.Hybrid power plant according to claim 1, characterized in that the photovoltaic generator ( 1 ) by means of a switching element ( 3 ) from the inverter ( 5 ) is separable. Hybridkraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abschluss des Startvorgangs oder der Leistungserhöhung und erfolgender Einspeisung von elektrischer Leistung durch die Kraft-Wärme Maschine (15) in das Versorgungsnetz (13), der Wechselrichter (7) vom Versorgungsnetz getrennt wird und der Photovoltaikgenerator (1) die Batterie (11) auflädt.Hybrid power plant according to claim 1 or 2, characterized in that after completion of the starting process or the power increase and successful feed of electrical power through the power-heat engine ( 15 ) into the supply network ( 13 ), the inverter ( 7 ) is disconnected from the supply network and the photovoltaic generator ( 1 ) the battery ( 11 ). Hybridkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abschluss des Startvorgangs oder der Leistungserhöhung und erfolgender Einspeisung von elektrischer Leistung durch die Kraft-Wärme Maschine (15) in das Versorgungsnetz (13), der Wechselrichter (7) am Netz verbleibt und er zur Blindleistungseinspeisung oder zum Blindleistungsbezug herangezogen wird, um den cos phi des Hybridkraftwerks, bestehend aus dem Photovoltaikgenerator und der Kraft-Wärme Maschine, in einem vorgegebenen Bereich zu halten.Hybrid power plant according to claim 1, characterized in that after completion of the starting process or the power increase and successful feed of electrical power through the power-heat engine ( 15 ) into the supply network ( 13 ), the inverter ( 7 ) remains on the grid and it is used for reactive power supply or for reactive power reference to keep the cos phi of the hybrid power plant, consisting of the photovoltaic generator and the power-heat engine, in a predetermined range. Hybridkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (7) nach erfolgter Aufnahme der Netzeinspeisung der Kraft-Wärme Maschine (15) wieder seinen Normalbetrieb zur Einspeisung photovoltaisch erzeugter Energie aufnimmt.Hybrid power plant according to one of claims 1 or 4, characterized in that the inverter ( 7 ) after receipt of the power supply of the power-heat engine ( 15 ) resumes its normal operation for feeding photovoltaically generated energy. Hybridkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (19) einen Signaleingang (21) für das Anforderungssignal (A) aufweist, welches das Schließen der Schaltvorrichtung (9) und den Startvorgang der Kraft-Wärme Maschine (15) initiiert. Hybrid power plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control device ( 19 ) a signal input ( 21 ) for the request signal (A), which the closing of the switching device ( 9 ) and the starting process of the power-heat engine ( 15 ). Hybridkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (19) einen Signaleingang (21) für das Anforderungssignal (A) aufweist, welches in Abhängigkeit der an einem vorgebbaren Netzpunkt herrschenden Spannung (U) das Schließen der Schaltvorrichtung (9) und den Startvorgang, bzw. die Leistungserhöhung der Kraft-Wärme Maschine (15) automatisch initiiert.Hybrid power plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control device ( 19 ) a signal input ( 21 ) for the request signal (A) which, depending on the voltage (U) prevailing at a predeterminable network point, closes the switching device ( 9 ) and the starting process, or the power increase of the power-heat engine ( 15 ) initiated automatically. Hybridkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Photovoltaikgenerator (1) und die Kraft-Wärme Maschine (15) auf unterschiedliche Spannungsebenen des Versorgungsnetzes (13) einspeisen.Hybrid power plant according to one of claims 1 to 7, characterized in that the photovoltaic generator ( 1 ) and the power-heat engine ( 15 ) to different voltage levels of the supply network ( 13 ) feed. Hybridkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft-Wärmemaschine (15) als Stand-by Kraftwerk vorgehalten wird.Hybrid power plant according to one of claims 1 to 8, characterized in that the power-heat engine ( 15 ) is held as a stand-by power plant. Hybridkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft-Wärme Maschine (15) eine Maschine aus der Gruppe: Gasturbine, Dieselgenerator, Brennstoffzelle, und Biokraftwerk ist.Hybrid power plant according to one of claims 1 to 9, characterized in that the power-heat engine ( 15 ) is a machine from the group: gas turbine, diesel generator, fuel cell, and biofuel plant.
DE102011106217A 2011-06-07 2011-06-07 Hybrid power plant for continuously supplying predetermined amount of electric power to electric current supply network, has control device generating control signal for closing switching device upon request by request signal Ceased DE102011106217A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011106217A DE102011106217A1 (en) 2011-06-07 2011-06-07 Hybrid power plant for continuously supplying predetermined amount of electric power to electric current supply network, has control device generating control signal for closing switching device upon request by request signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011106217A DE102011106217A1 (en) 2011-06-07 2011-06-07 Hybrid power plant for continuously supplying predetermined amount of electric power to electric current supply network, has control device generating control signal for closing switching device upon request by request signal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011106217A1 true DE102011106217A1 (en) 2012-12-13

Family

ID=47220601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011106217A Ceased DE102011106217A1 (en) 2011-06-07 2011-06-07 Hybrid power plant for continuously supplying predetermined amount of electric power to electric current supply network, has control device generating control signal for closing switching device upon request by request signal

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011106217A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017223326A1 (en) * 2017-12-20 2019-06-27 Siemens Aktiengesellschaft Replacement of the starting converter of a gas turbine by the charging converter of a battery storage
WO2022101523A1 (en) * 2020-11-11 2022-05-19 Energía Sin Límites S.L. Hybrid, smart electricity generation facility

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008046606A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-18 Adensis Gmbh Photovoltaic system operating method, involves attaching direct current generator to connection element, and connecting motor axle of motor with shaft, where energies are separated from motor and another motor during operation process
DE102009018240A1 (en) * 2009-04-21 2010-11-04 Adensis Gmbh Photovoltaic system with battery and backup power plant

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008046606A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-18 Adensis Gmbh Photovoltaic system operating method, involves attaching direct current generator to connection element, and connecting motor axle of motor with shaft, where energies are separated from motor and another motor during operation process
DE102009018240A1 (en) * 2009-04-21 2010-11-04 Adensis Gmbh Photovoltaic system with battery and backup power plant

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017223326A1 (en) * 2017-12-20 2019-06-27 Siemens Aktiengesellschaft Replacement of the starting converter of a gas turbine by the charging converter of a battery storage
WO2022101523A1 (en) * 2020-11-11 2022-05-19 Energía Sin Límites S.L. Hybrid, smart electricity generation facility

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2826121B1 (en) Method for controlling an arrangement for supplying electric current to a power supply system
DE102009025363B4 (en) Starting source inverter
EP2385607B1 (en) Photovoltaic system with targeted error adjustment to the MPP
DE102017127311A1 (en) Apparatus and method for biasing a power transformer in a power converter system
EP3195442B1 (en) Method and apparatus for the operation of a power station of fluctuating performance connected, besides a system former and at least one load, to a limited ac system
EP3336998B1 (en) Emergency power system, converter for an emergency power system and method for operating an emergency power system
EP2463980B1 (en) Operation of an energy producer in an energy supply network
DE112014001148T5 (en) Converter and method for increasing the power delivery of a soft AC power source
EP2510601B2 (en) System for decentrally storing and generating electric energy
EP3017523B1 (en) Controlling method for battery-converter and bidirectional battery-converter
EP2761716A2 (en) Pv system having a safeguard against feeding into a public power distribution network
DE102015014117A1 (en) Method and arrangement for providing electrical control power for stabilizing an AC network
EP2944019B1 (en) Electric unit for a pump-storage power plant
DE102011000394A1 (en) Local energy supply system
WO2011131655A2 (en) Electricity generating system and method for operation of a system such as this
DE102011106217A1 (en) Hybrid power plant for continuously supplying predetermined amount of electric power to electric current supply network, has control device generating control signal for closing switching device upon request by request signal
DE102010019268A1 (en) Device for operating photovoltaic system during construction of solar power plant, has batteries provided with tap poles, where tapping is selected by tap poles based on amount of discharge current and connected with terminal of inverter
DE102012002599B4 (en) Power generation plant with inverter and energy storage system
DE102013014830A1 (en) Electric unit for a pumped storage power plant
EP3146608A1 (en) System for feeding electricity to an electrical grid
DE102013100999A1 (en) Power supply arrangement has control device that is provided with inverter for providing real power and reactive power, and control unit that is provided for monitoring terminal voltage of electrical energy accumulator
DE102012002601A1 (en) Power generation plant has switchable connecting unit that selectively connects electrical storage device and generator in series with positive and negative poles
WO2017220198A1 (en) Energy management unit, energy supply system and energy management method
CH719276A1 (en) System and procedure for the power supply of a subordinate grid area.
DE102018118895A1 (en) Device for ensuring a permanently constant electrical current at a customer's network connection point

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20130501