DE102014008707A1 - Verfahren, Systeme, Computer-Programm-Produkte und Vorrichtungen zur Grenz-Leistungs-Steuerung von erneuerbaren Energie-Anlagen - Google Patents

Verfahren, Systeme, Computer-Programm-Produkte und Vorrichtungen zur Grenz-Leistungs-Steuerung von erneuerbaren Energie-Anlagen Download PDF

Info

Publication number
DE102014008707A1
DE102014008707A1 DE102014008707.7A DE102014008707A DE102014008707A1 DE 102014008707 A1 DE102014008707 A1 DE 102014008707A1 DE 102014008707 A DE102014008707 A DE 102014008707A DE 102014008707 A1 DE102014008707 A1 DE 102014008707A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power
limit
plant
inverter
limit power
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
DE102014008707.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Paul S. Bixel
Benjamin D. Rudolph
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.)
TMEIC Corp
Original Assignee
TMEIC 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 TMEIC Corp filed Critical TMEIC Corp
Publication of DE102014008707A1 publication Critical patent/DE102014008707A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/76Power conversion electric or electronic aspects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt Verfahren, Systeme, Computer-Programm-Produkte, und Geräte für Grenz-Leistungs-Steuerung von erneuerbaren Energie-Anlagen zur Verfügung, die Zustände der Anlagen-Sättigung und Kreis-Verzögerung adressiert. In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Grenz-Leistungs-Steuerung in der vorliegende Erfindung in zwei Niveaus von Steuerung aufgeteilt: eine anlagenweite Wirkleistungs-Grenz-Steuerung, die eine einzige anlagenweite Führungsgröße erzeugt, SitePlimCom, für alle Inverter, und eine Inverter-Niveau Grenz-Leistungs-Steuerung, die eine Führungsgröße, Inv[x].PlimCom[k], für individuelle Inverter ausgibt. In einigen Ausführungsformen hat die Erfindung eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale: einen Integrierer mit nicht-linearen Gewinnen, ein Grenz-basiertes Anti-Wind-Up, ein Grenz-Leistungs-Steuerungs-Ausdruck auf der Basis von der Summe aus beiden, einem Integrierer und einem feed-forward-Ausdruck, und eine Inverter-Niveau Steuerung, welche gestaltet ist, um Flanken-Steilheits- und Anlagen-Leistungs-Überschwingungs-Beschränkung erreicht werden. Die Erfindung kann bei jeder erneuerbaren Energie-Anlage, verwendet werden, die Inverter verwendet, wobei eine verbesserte dynamische Steuerungs-Effizienz benötigt wird, einschließlich Solar-, Wind- und Tiden-Energie-Anlagen.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Steuerung von Grenz-Leistung bei erneuerbaren Energie-Anlagen, wie z. B. Solar-, Wind- und Tiden-Energie-Anlagen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Grenz-Leistungs-Steuerung von erneuerbaren Energie-Anlagen, welche die Themen der Anlagen-Sättigung und KreisVerzögerung adressiert.
  • Beschreibung von zugehöriger Technik
  • Erneuerbare Energie-Anlagen sind typischerweise aus einer Vielzahl von Leistungs-Konvertierungs-Geräten, die eine AC-Leistung einer festen Frequenz für ein Netz erzeugen, aufgebaut, welche parallel geschaltet sind. Die Geräte sind typischerweise AC-AC oder DC-AC Inverter. Inverter sind so ausgestaltet, dass sie bezogen auf eine Wirkleistungs-Grenz-Referenz und häufig eine Blindleistungs-Führungsgröße eine maximale Leistung aus der erneuerbaren Energie-Versorgung extrahieren.
  • Es ist ein einfaches und gängiges Szenario Inverter individuell mit der gleichen festen Grenz-Leistungs- und Blind-Leistungs-Referenz zu konfigurieren und es ihnen zu erlauben unabhängig voneinander zu operieren, um Energie an das Netz abzuliefern. Das System ist in Bezug auf die Leistungsabgabe verbunden, nicht jedoch auf die Steuerung. Jedoch tendiert dieses Szenario dazu, die zur Verfügung stehende Gesamt-Leistung unter zu nutzen, wenn sie von Inverter zu Inverter variiert, und wenn man nicht die Anlagen-Gesamt-Ablieferungs-Leistung regulieren kann. Weiterhin kann ein solches System nicht die Leistung an einem Punkt im Netz regeln, der durch Netz-Impedanz von den kollektiven Inverter-Abgaben separiert ist, insbesondere, wenn es Störungen in der Netz-Spannung und der Netz-Last gibt.
  • Seit kurzem werden Anlagen-Steuerungen eingesetzt, um diese Probleme zu reduzieren, in dem ein Gesamt-Anlagen-Leistungs-Feedback gemessen wird, um aktiv die Gesamt-Leistung der Anlage zu steuern. Wie in 1 gezeigt ist, besteht der Anlagen-Steuer-Kreis 10 aus Führungsgrößen 23 von der Steuerung 12 an den Inverter 18 und Feedbacks 21 von den Inverter 18 und/oder einem Nutzungs-Messer 14 zurück an die Anlagen-Steuerung 12. Die Inverter 18 sind mit einer Energie-Quelle 16, wie z. B. einem Photovoltaik (PV) Modul, verbunden und ein Aufwärts-Transformator 20 kann zwischen den Inverter 18 und den Leistungs-Messer 14 treten.
  • Die Anlagen-Steuerung erzeugt typischerweise die anlagenweite Führungsgröße für Inverter dadurch, dass der Anlagen-Leistungs-Fehler zwischen dem Feedback und der Referenz einer PI- oder I-Regelung eingegeben werden, um eine anlagenweite Führungsgröße zu erzeugen, und verteilt diese gleichmäßig auf die Invertern, um ein Führungsgröße zu erzeugen, die an die individuellen Inverter gesendet wird. Die Inverter-Leistungs-Steuerungen sind typischerweise erheblich schneller als der Anlagen-Steuer-Kreis. Daher ist es wichtig so viel wie möglich Steuerungs-Funktionalität durch den Inverter selbst zu implementieren, wenn möglich.
  • Jedoch können herkömmliche Steuerungen durch ein effektives Mittel zur Bewältigung von nicht-idealer Anlagen-Sättigung und Steuerkreis-Verzögerung, die eine Vielzahl von Problemen verursachen, verbessert werden. Die Verfahren, Systeme, Computer-Programm-Produkte und Geräte der vorliegenden Erfindung sind so gestaltet, um die nachfolgenden von nicht-idealem Betrieb herrührenden Herausforderungen zu bewältigen, wenn eine Anlagen-Grenz-Leistungs-Steuerung implementiert wird: 1) schlechte Nutzung der verfügbaren Leistung nahe der Grenzen der Inverter-Sättigung, wenn die verfügbare Leistung ungleich zwischen den Invertern verteilt ist. Die Anlage kann in einer solchen Situation als ziemlich nicht-linear erscheinen und die Effizienz leidet falls angemessene Anti-Wind-Up und Sättigungs-abhängige Integrationstechniken nicht verwendet werden; und 2) verschlechterte dynamische Steuerungs-Antwort auf Grund signifikanter Verzögerung in den Kommunikations-Kanälen, die verwendet werden, um den Steuerungs-Kreis zu implementieren. Kreis-Verzögerung kann in einem unnötigen Wind-Up des Integrierers während Referenz-Veränderung und allgemeiner Instabilität resultieren. Es kann zudem in einem großen Überschwingen der Anlagen-Leistung im Fall eines Leistungsstoßes resultieren, falls Grenz-Leistung-Führungsgrößen nicht geeignet an die Inverter verteilt werden.
  • Das erste Problem ist das der schnellen Maximierung der Verwendung von verfügbarer Leistung, wenn diese ungleichmäßig über die Inverter verteilt ist. Dies kann auftreten, zum Beispiel an einer PV Anlage an einem wolkigen Tag wenn das PV-Feld teilweise beschattet ist. In diesem Fall fällt die Anlagen-Gesamt-Abgabe unter die Anlagen-Leistungs-Referenz. Um dies zu kompensieren, erhöht die vorliegende Erfindung die anlagenweiten Grenz-Leistungs-Führungsgrößen durch Inkrementieren eines Integrierers, der sich gemäß dem Fehler zwischen der Anlagen-Grenz-Leistungs-Referenz und Anlagen-Leistungs-Feedback ändert. Die Änderung in dem Integrierer ist so gewählt, dass die Anzahl der Inverter, die fähig sind mehr Leistung zu erzeugen, in Betracht gezogen wird. Außerdem stellt die Erfindung Anti-Wind-Up-Techniken zur Verfügung, um den Integrierer vom Ansteigen abzuhalten, während kein Inverter in der Lage ist die Leistungs-Abgabe zu erhöhen
  • Das zweite Problem ist das der Handhabung einer signifikanten Anlagen-Steuer-Kreis-Verzögerung. Diese Verzögerung ist bedingt durch Anlagen-Steuerungs-Zeitnorm und Kommunikations-Latenz. Diese Verzögerung beschränkt in großem Maß die Steuerungs-Bandbreite. Um die Abhängigkeit von der Kreis-Verzögerung zu vermindern, verwenden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen feed-forward Ausdruck, der eine schnelle transiente Antwort unabhängig von der Feedback-Kreis-Verzögerung zur Verfügung stellt. Der feed-forward Ausdruck summiert sich mit einem Fehler-Ausdruck, sodass eine bleibende Regel-Differenz von Null erhalten bleibt. Kreis-Verzögerung verursacht unerwünschtes Wind-Up des Integrierers, wenn die Grenz-Leistungs-Referenz sich ändert. In der vorliegenden Erfindung wird der Integrierer-Fehler-Ausdruck modifiziert, um diesen Effekt von der Kreis-Verzögerung zu kompensieren. Ein weiterer Nebeneffekt von der Kreis-Verzögerung ist, dass ein momentaner Anlagen-Leistungs-Stoß nicht in weniger Zeit als der Kreis-Verzögerung korrigiert werden kann. Häufig werden durch die Verwendung Restriktionen auferlegt, wie zum Beispiel ein akzeptables Anlagen-Leistungs-Überschwingen oder eine positive Flanken-Steilheit der Anlagen-Leistung. Bei einer PV-Anlage, zum Beispiel, kann die verfügbare Sonneneinstrahlung sich sehr schnell ändern, wenn Wolken darüber hinweg ziehen. Obwohl nichts getan werden kann, um einen plötzlichen Abfall der verfügbaren Leistung zu verhindern, kann ein plötzlicher Anstieg der verfügbaren Leistung verhindert werden, selbst wenn der Anlagen-Steuer-Kreis nicht schnell genug ist, um hierauf zu reagieren. Die vorliegende Erfindung adressiert diesen Umstand dadurch, dass jede Inverter-Grenz-Leistung so beschränkt wird, dass sie nicht größer als eine bestimme Marge als die Inverter-Leistung-Abgabe ist. Diese Marge ist das effektive maximale Wirkleistungs-Überschwingen, das zu einem momentanen Stoß der verfügbaren Inverter-Leistung erwartet werden kann. Im Übrigen hat die Marge auch den Effekt der Anstiegs-Begrenzung bei Inverter-Anschaltung, was typischerweise gewünscht ist.
  • Es existieren verschiedene Leistungs-Steuerungen, wie z. B. die, welche in den U.S. Patententen 8,260,469 ; 7,923,862 ; 7,890,217 ; und 6,512,966 ; als auch in der U. S. Patentanmeldung 2003/0006613 (welche Patente und Publikationen hiermit unter Bezug in ihrem vollen Umfang einbezogen sind) beschrieben sind, leiden an einer oder mehreren der hierin beschriebenen Limitierungen. Es besteht daher ein Bedarf für eine verbesserte Grenz-Leistungs-Steuerung von erneuerbaren Energie-Anlagen, die die Themen der Anlagen-Sättigung und Kreis-Verzögerung adressiert, so dass die dynamische Effizienz signifikant verbessert werden kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es bestehende Grenz-Leistungs-Steuerungs-Systeme von erneuerbaren Energie-Anlagen, welche Gegenstand signifikanter Kreis-Verzögerung und Anlagen-Sättigung sind, zu verbessern.
  • Die vorliegende Erfindung erreicht dieses Ziel durch das zur Verfügung stellen von verbesserten Verfahren, Systemen, Computer-Programm-Produkten, und Geräten zur Bereitstellung einer Grenz-Leistungs-Steuerung für erneuerbare Energie-Anlagen. Die Erfindung adressiert Probleme, die mit der Anlagen-Leistungs-Sättigung und Kreis-Verzögerung verbunden sind, durch Elemente, die einen Integrierer mit nicht-linearem Gewinnen, Anti-Wind-Up, einer Grenz-Leistung-Steuerung-Ausdruck auf der Basis von der Summe eines Integrierer- und eines feed-forward-Ausdrucks und/oder einer Steuerung auf Inverter-Niveau, die so gestaltet ist, dass Flanken-Steilheits- und Anlagen-Leistungs-Überschwingungs-Beschränkungen erreicht werden.
  • In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung Verfahren und Systeme zur Grenz-Leistungs-Steuerung für eine erneuerbare Energie-Anlage zur Verfügung, die einen oder mehrere Inverter aufweist, wobei die Verfahren und die Systeme das Erzeugen einer Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße und einer Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße aufweist.
  • In einer Ausführungsform wird die Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße dadurch erzeugt, dass einer oder mehrere der nachfolgenden Prozesse und Operationen durchgeführt werden: 1. berechnen einer feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz PlimRef[k] auf der Basis eines Grenz-Leistungs-Referenz-Änderungs-Steuerungs-Prozesses; 2. berechnen einer Grenz-Leistungs-Integrierer-Grenze; 3. berechnen eines Grenz-Leistungs-Integrierer-Inkrements; 4. integrieren eines Fehler-Integral-Ausdrucks; 5. addieren der Grenz-Leistungs-Referenz zu dem Fehler-Integral-Ausdruck, um die Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße zu erhalten; und 6. verteilen der Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße über einen oder mehrere Inverter, die an der Anlage angeschaltet sind.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz in Bezug auf die Kreis-Verzögerung kompensiert.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße dadurch erzeugt, dass einer oder mehrere der nachfolgenden Prozesse und Operationen durchgeführt werden: 1. berechnen einer oberen Grenze der Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße; 2. berechnen einer Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße auf der Basis von einem Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgrößen-Änderungs-Steuerungs-Prozess; und 3. feststellen, ob ein Inverter ein offener Kreis ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegende Erfindung wird ein System zur Grenz-Leistungs-Steuerung von erneuerbarer Energie zur Verfügung gestellt, aufweisend eine Grenz-Leistungs-Steuerung für erneuerbare Energie, welche in der Lage ist einen oder mehrere der Prozesse und Operationen gemäß der Erfindung auszuführen, die in dieser Offenbarung beschrieben und/oder dargestellt sind. In einer weiteren Ausführungsform kann das System der Erfindung einen oder mehrere Inverter in einer zwei-Wege-Kommunikation mit der Steuerung durch das Netzwerk aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung von Systemen der Erfindung eine Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße oder eine individuelle Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße an den Inverter oder die Inverter senden. In einer weiteren Ausführungsform kann das System weiterhin einen Anlagen-Messer aufweisen, der sich in Kommunikation mit der Steuerung durch das Netzwerk befindet. In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung des Systems der Erfindung ein Anlagen-Inverter-Leistungs-Feedback von dem Anlagen-Messer erhalten. In einer weiteren Ausführungsform des Systems der Erfindung erhält die Steuerung ein Inverter-Leistungs-Feedback von jedem Inverter. In einer weiteren Ausführungsform weist die Steuerung des Systems der Erfindung zumindest ein Verarbeitungs-Element, eine Form eines Computer-lesbaren Speichers und eine Anzahl von Computer-ausführbaren Anweisungen auf, die so konfiguriert sind, dass einer oder mehrere der Prozesse und Operationen gemäß der Erfindung ausgeführt werden, die in dieser Offenbarung beschrieben und/oder dargestellt sind. In einer weiteren Ausführungsform befindet sich die Steuerung des Systems der Erfindung weiterhin in Kommunikation mit einem entfernten Computer durch das Netzwerk, wobei der entfernte Computer mit einem Operator-Interface konfiguriert ist.
  • in einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Computer-Programm-Produkt zur Verfügung, aufweisend eine Anzahl von Computerausführbaren Anweisungen, welche so konfiguriert sind, dass einer oder mehrere Prozesse und Operationen gemäß der Erfindung ausgeführt werden, die in dieser Offenbarung beschrieben und/oder dargestellt sind, und die in Form eines Computer-lesbarem Speicher oder auf einem Computer-lesbarem Medium speicherbar sind.
  • In einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Gerät aufweisend zumindest ein Verarbeitungs-Element, eine Form eines Computer-lesbaren Speichers und eine Anzahl von Computer-ausführbaren Anweisungen, die so konfiguriert sind, dass einer oder mehrere der Prozesse und Operationen gemäß der Erfindung ausgeführt werden, die in dieser Offenbarung beschrieben und/oder dargestellt sind, zur Verfügung.
  • Spezifische Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Verfahren zur Grenz-Leistungs-Steuerung für eine erneuerbaren Energie-Anlage zur Verfügung, aufweisend erzeugen einer Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße durch: (i) berechnen einer feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz PlimRef[k]; (ii) integrieren eines Fehler-Integral-Ausdrucks; und (iii) addieren der feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz zu dem Fehler-Integral-Ausdruck, um eine anlagenweite Grenz-Leistungs-Führungsgröße für eine erneuerbaren Energie-Anlage zu erhalten.
  • Solche Verfahren können außerdem das Dividieren der anlagenweiten Grenz-Leistungs-Führungsgröße durch eine Anzahl von an der Anlage angeschalteten Invertern, um eine individuelle Inverter-Führungsgröße zu erhalten, aufweisen.
  • Solche Verfahren können außerdem das Erzeugen einer individuellen Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße aufweisen aus entweder: i) einem Maximum auf der Basis von der Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße und Feedback; oder ii) einem Flanken-Steilheits-Grenze zu der anlagenweiten Grenz-Leistung Führungsgröße.
  • Jedes dieser Verfahren und anderer Verfahren, die hier offenbart sind, können außerdem Schritte zum Berechnen einer Grenz-Leistungs-Integrierer-Grenze und Berechnen eines Grenz-Leistungs-Integrierer-Inkrements aufweisen.
  • Solche Verfahren können zudem Schritte beinhalten, bei denen das Berechnen von der feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz durchgeführt wird durch einen Grenz-Leistungs-Referenz-Änderungs-Steuerungs-Prozess aufweisend: (a) zur Verfügung stellen eines Anlagen-Inverter-Leistungs-Feedbacks und einer Operator-Grenz-Leistungs-Referenz; und (b) berechnen der Grenz-Leistungs-Referenz auf der Basis von: i) einer oberen Grenze basierend auf dem Anlagen-Inverter-Leistungs-Feedback und der Operator-Grenz-Leistungs-Referenz; ii) einem Änderungs-Inkrement; und iii) der Operator-Grenz-Leistungs-Referenz.
  • Verfahren der Erfindung können eine Kreis-Verzögerungs-Kompensation von der feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz aufweisen. Zum Beispiel kann die Kreis-Verzögerungs-Kompensation in Ausführungsformen verschieben der feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz um den Verzögerungs-Ausdruck D aufweisen, um PlimRef[k-D] zu erhalten. Weiterhin kann zum Beispiel die Kreis-Verzögerungs-Kompensation in Ausführungsformen durch das Einstellen des Verzögerungs-Ausdrucks D auf eine von Null verschiedene Zahl implementiert werden, welche zu der Kreis-Verzögerung korrespondiert.
  • In Ausführungsformen kann die Grenz-Leistungs-Integrierer-Grenze berechnet werden auf der Basis von einem oder mehreren oder allen aus: i) der PlimRef[k-D]; ii) maximalem Inverter-Leistungs-Feedback; iii) Anzahl der angeschalteten Inverter; und iv) Grenz-Nennleistungs-Referenz der Anlage.
  • Das Grenz-Leistungs-Integrierer-Inkrement kann berechnet werden durch Multiplizieren eines Anlagen-Leistungs-Fehlers und eines Gewinns, der abhängig von der Anzahl von gesättigten Invertern ist. Zum Beispiel kann das Grenz-Leistungs-Integrierer-Inkrement in Ausführungsformen berechnet werden durch: i) subtrahieren von Anlagen-Inverter-Leistungs-Feedback von dem PlimRef[k] oder PlimRef[k-D], um einen Fehler-Ausdruck zu erzeugen; und/oder ii) skalieren des Fehler-Ausdrucks durch einen Sättigungs-Gewinn-Ausdruck und eine Konstante Ki, um einen skalierten Fehler-Ausdruck zu erzeugen.
  • In Ausführungsformen kann der skalierte Fehler-Ausdruck integriert werden durch: i) zur Verfügung stellen des skalierten Fehler-Ausdrucks; und ii) integrieren des skalierten Fehler-Ausdrucks bis er die Integrierer-Grenze erreicht, um den Fehler-Integral-Ausdruck zur Verfügung zu stellen.
  • In solchen Verfahren der Erfindung kann ein Wind-Up der skalierten Fehler-Ausdruck-Integration durch die Integrierer-Grenze minimiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Wind-Up der skalierten Fehler-Ausdruck-Integration durch Anhalten der Integration minimiert werden, wenn eines oder mehreres oder alles zutrifft: i) eine Anzahl von Inverter, die ist frei, um mehr Leistung zu produzieren (NumInvFree), ist Null; ii) der skalierte Fehler-Ausdruck vermindert den absoluten Wert des Integral-Ausdrucks. Weiterhin kann in Ausführungsformen der Fehler-Integral-Ausdruck zu dem PlimRef[k] hinzu addiert werden, um einen Zähler für die Grenz-Leistungs-Führungs-Verteilung zur Verfügung zu stellen.
  • Gemäß Aspekten der Erfindung können Verfahren so konfiguriert werden, dass die Grenz-Leistungs-Führungsgrößen-Verteilung das Dividieren des Zählers durch die Anzahl von angeschalteten Invertern aufweist, um eine verteilte Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße zu erzeugen.
  • Jedes der Verfahren, das hierin beschrieben ist, kann das Berechnen einer oberen Grenze der Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße involvieren. Zum Beispiel kann das Berechnen der oberen Grenze der Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße eine Funktion von der Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße und Inverter-Leistungs-Feedback sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße auf Basis von einem Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgrößen-Änderungs-Steuerungs-Prozess berechnet werden.
  • In Ausführungsformen kann der Änderungs-Steuerungs-Prozess eine Funktion sein aus: i) der oberen Grenze der Inverter-Leistungs-Führungsgröße; und/oder ii) einer Flanken-Steilheits-Grenze, welche angewendet wird, wenn der Inverter als offener Kreis erkannt wird, und das eine Funktion von einem Flanken-Steilheits-Inkrement ist; und/oder iii) der Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße. Das Flanken-Steilheits-Inkrement kann gleich zu einer Inverter-Nennleistung sein, wenn der Inverter kein offener Kreis ist.
  • Ein Inverter gemäß Verfahren und Systemen der Erfindung kann als offener Kreis erkannt werden, wenn die Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße nicht gleich zu der Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße ist. Gleichfalls wird ein Inverter nicht als offener Kreis erkannt, wenn die Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße gleich zu der Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße ist.
  • Systeme sind ebenfalls im Rahmen der Erfindung enthalten, wie z. B. ein System, das konfiguriert ist, um eines oder mehrere Verfahren oder Verfahrensschritte auszuführen, die in dieser Beschreibung beschrieben sind, auszuführen. Zum Beispiel, wird durch Ausführungsformen der Erfindung ein System einer Grenz-Leistungs-Steuerung für eine erneuerbaren Energie-Anlage zur Verfügung gestellt, welches aufweist: einen oder mehrere Inverter; und eine Grenz-Leistungs-Steuerung, welche in ausführbarer Kommunikation mit zumindest einem von dem einen oder den mehreren Invertern steht und ausführbar dazu konfiguriert ist, um eine Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße zu erzeugen, durch: (i) berechnen einer feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz PlimRef[k]; und/oder (ii) integrieren eines Fehler-Integral-Ausdrucks; und/oder addieren der feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz zu dem Fehler-Integral-Ausdruck, um eine Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße für eine erneuerbaren Energie-Anlage zu erhalten.
  • Solche Systeme können ein Verteilen der Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße über einige oder alle des einen Inverters oder der mehreren Inverter enthalten, der oder die an die Anlage angeschaltet sind.
  • Alternativ oder zusätzlich kann in solchen Systemen die Grenz-Leistungs-Steuerung ausführbar dazu konfiguriert sein eine Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße zu erzeugen. Alternativ oder zusätzlich kann die Grenz-Leistungs-Steuerung ausführbar dazu konfiguriert sein eine Grenz-Leistungs-Integrierer-Grenze zu berechnen und ein Grenz-Leistungs-Integrierer-Inkrement zu berechnen.
  • In Systemen der Erfindung kann zumindest einer des einen Inverters oder der mehreren Inverter in einer zwei-Wege-Kommunikation mit der Steuerung durch ein Netzwerk befindlich sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung von solchen Systemen ausführbar dazu konfiguriert sein eine Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße oder eine individuelle Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße an zumindest einen oder alle des einen Inverters oder der mehreren Inverter zu senden.
  • Optional können in System-Ausführungsformen der Erfindung die Systeme einen Anlagen-Messer in Kommunikation mit der Steuerung durch das Netzwerk aufweisen. In jedem der hierin beschriebenen Systeme kann die Steuerung ausführbar dazu konfiguriert sein ein Anlagen-Inverter-Leistungs-Feedback von dem Anlagen-Messer zu empfangen. In System-Ausführungsformen kann die Steuerung ausführbar dazu konfiguriert sein ein Inverter-Leistungs-Feedback von jedem des einen Inverters oder der mehreren oder allen Invertern zu empfangen. Zusätzlich können Systeme der Erfindung jede Anzahl von Invertern aufweisen.
  • In System-Ausführungsformen der Erfindung kann die Steuerung aufweisen: i) zumindest ein Verarbeitungs-Element; ii) eine Form eines Computer-lesbaren Speichers; und iii) eine Anzahl von Computer-ausführbaren Anweisungen, welche konfiguriert sind, um ein Verfahren oder mehrere Verfahren oder einen Verfahrensschritt oder mehrere Verfahrensschritte, die in dieser Beschreibung beschreiben sind, auszuführen. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung sich in Kommunikation mit einem entfernten Computer durch das Netzwerk befinden, wobei der entfernte Computer mit einem Operator-Interface konfiguriert ist.
  • Ebenfalls im Rahmen der Erfindung ist ein Computer-Programm enthalten, welches eine Anzahl von Computer-ausführbaren Anweisungen aufweist, die ausführbar konfiguriert sind, um eines oder mehrere Verfahren, die in dieser Beschreibung beschrieben sind, auszuführen, wobei dieses Programm in einer Form eines Computer-lesbarem Speichers oder auf einem Computer-lesbaren Medium speicherbar ist.
  • Enthalten im Rahmen der Erfindung ist ein Gerät aufweisend: i) zumindest ein Verarbeitungs-Element; ii) eine Form eines Computer-lesbaren Speichers; und iii) eine Anzahl von Computer-ausführbaren Anweisungen, die konfiguriert sind, um ein Verfahren oder mehrere Verfahren oder einen Verfahrensschritt oder mehrere Verfahrensschritte, die in dieser Beschreibung beschrieben sind, auszuführen.
  • Verfahren der Erfindung können alternativ oder zusätzlich ein Verfahren zur Grenz-Leistungs-Steuerung für eine erneuerbaren Energie-Anlage aufweisen, wobei das Verfahren eine Kompensation einer Kreis-Verzögerung aufweist, wobei die Kompensation einer Kreis-Verzögerung dadurch implementiert ist, dass ein Verzögerungs-Ausdruck D auf eine von Null verschiedene Zahl gesetzt wird, entsprechend zu einer Kreis-Verzögerung in einem der zwei Fälle: (i) subtrahieren eines gegenwärtigen Inverter-Feedback-Signals von einer korrespondierenden Referenz, die um Kreis-Verzögerung Sekunden vorher erzeugt wurde, um ein Integrations-Fehler-Inkrement zu berechnen; oder (ii) basieren eines maximalen Grenz-Leistung auf Inverter-Niveau auf einer Inverter Führungsgröße, die Kreis-Verzögerung Sekunden vorher erzeugt wurde.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung und Aspekte dieser Ausführungsformen werden nachfolgend in der ausführlichen Beschreibung ersichtlich werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Diagramm eines Steuerungs-Kreises einer erneuerbaren Energie Anlage.
  • 2 ist ein Block-Diagramm einer Wirkleistungs-Grenz-Referenz-Steuerung einer erneuerbaren Energie Anlage.
  • 3A ist ein Block-Diagramm, welches eine Übersicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Wirkleistungs-Grenz-Referenz-Steuerung einer erneuerbaren Energie Anlage gemäß der Erfindung zeigt, welche die folgenden Prozesse darstellt: Grenz-Leistungs-Referenz-Änderungs-Steuerung, Grenz-Leistungs-Integrierer-Grenz-Steuerung, Grenz-Leistungs-Integrierer-Inkremente-Berechnung, Grenz-Leistungs-Integration, und Verteilung der Grenz-Leistungs-Führungsgröße.
  • 3B ist ein Block-Diagramm, welches eine erweiterte Ansicht einer exemplarischen Ausführungsform des Grenz-Leistungs-Referenz-Änderungs-Steuerungs-Prozess, dargestellt in 3A, zeigt.
  • 3C ist ein Block-Diagramm, welches eine erweiterte Ansicht einer exemplarischen Ausführungsform des Grenz-Leistungs-Integrierer-Grenz-Steuerungs-Prozess, dargestellt in 3A, zeigt.
  • 3D ist ein Block-Diagramm, welches eine erweiterte Ansicht einer exemplarischen Ausführungsform des Grenz-Leistungs-Integrierer-Inkremente-Berechnungs-Prozess, dargestellt in 3A, zeigt.
  • 3E ist ein Block-Diagramm, welches eine erweiterte Ansicht einer exemplarischen Ausführungsform des Grenz-Leistungs-Integration-Prozess, dargestellt in 3A, zeigt.
  • 3F ist ein Block-Diagramm, welches eine erweiterte Ansicht einer exemplarischen Ausführungsform des Verteilungs-Prozesses der Grenz-Leistungs-Führungsgröße, dargestellt in 3A, zeigt.
  • 4 ist ein Block-Diagramm, welches eine exemplarischen Ausführungsform eines Integrierer Anti-Wind-Up-Prozesses gemäß der Erfindung zeigt.
  • 5A ist ein Block-Diagramm, welches eine Übersicht einer exemplarischen Ausführungsform einer Inverter-Wirkleistungs-Steuerung für eine erneuerbaren Energie-Anlage gemäß der Erfindung zeigt, welche die folgenden Prozesse darstellt: Berechnung einer oberen Grenze einer Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgrößen, Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgrößen-Änderungs-Steuerung, und Erkennung eines offene Kreises.
  • 5B ist ein Block-Diagramm, welches eine erweiterte Ansicht einer exemplarischen Ausführungsform eines Berechnungs-Prozesses einer oberen Grenze einer Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße dargestellt in 5A, zeigt.
  • 5C ist ein Block-Diagramm, welches eine erweiterte Ansicht einer exemplarischen Ausführungsform eines Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgrößen-Änderungs-Steuerungs-Prozesses, dargestellt in 5A, zeigt.
  • 5D ist ein Block-Diagramm, welches eine erweiterte Ansicht einer exemplarischen Ausführungsform eines Erkennungs-Prozesses eines offene Kreises, dargestellt in 5A, zeigt.
  • 6 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Ausführungsform eines erneuerbaren Energie-Anlagen Systems gemäß der Erfindung zeigt, wobei eine Haupt-Anlagen-Steuerung zum Steuern einer Vielzahl von Invertern durch ein Netzwerk konfiguriert ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON VERSCHIEDENEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Nunmehr wird im Detail auf verschiedene exemplarische Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen. Jedoch sind die Ausführungsformen, die in der Beschreibung beschrieben und in den Figuren gezeigt sind, lediglich zur Illustration und sind nicht beabsichtigt den Rahmen der Erfindung zu limitieren, und Änderungen in den spezifischen Ausführungsformen, die in dieser Beschreibung und den angefügten Zeichnungen beschrieben sind, die ein durchschnittlicher Fachmann als im Rahmen und dem Gedanken der Erfindung befindlich erkennen kann, können vorgenommen werden.
  • Konventionelle Grenz-Leistungs-Steuerungen produzieren eine einzige Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgrößen, PLimCom, die gleichmäßig über Inverter-Steuerungen verteilt wird. Ein typischer Steuerungs-Prozess ist in Block-Diagramm-Form in 2 gezeigt. Wie in 2 gezeigt, berechnet 26 der typische Steuerungs-Prozess 24 eine feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz (PlimRef) 35 auf der Basis von Eingaben wie z. B. eine maximaler Anlagen-Leistung (SiteMaxPower) 29, eines Anlagen-Änderungs-Inkrements (SiteSlewInc) 31 und einer Operator-Grenz-Leistungs-Referenz (OperatorPlimREf) 33. Ein Grenz-Leistungs-(Plim)Integrierer-Inkrement-Prozess 36 subtrahiert zuerst 37 ein Anlagen-Inverter-Leistungs-Feedback (SiteInvPowerFB) 39 von dem feed-forward-Ausdruck 35. Dann wird die Differenz, ein Gesamt-Anlagen-Leistungs-Fehler 41, multipliziert 45 mit der Integrierer-Zeit-Konstante, Ki 43. Das Produkt 47 dieser Multiplikation (das Grenz-Leistungs-Integrierer-Inkrement) wird dann zu der e_sum 49 durch den Plim Integrierer 48 addiert, um den neu summierten Fehler-Ausdruck (e_sum) 51 zu erzeugen. PlimRef 35, welches den Integrierer 48 umgehen kann 53 oder als Eingabe an den Integrierer-Inkrement 36 verwendet werden kann, wird addiert 55 zu e_sum 51, die Summe 57 davon ist die Grenz-Leistungs-Führungsgröße, die sodann durch die Plim Führungsgrößen-Verteilung verarbeitet wird. Dies geschieht durch zunächst dividieren 61 der Grenz-Leistungs-Führungsgröße 57 durch die invertierte Nennleistung 59. Der Quotient 63 aus dieser Division 61 und eine maximale obere Grenze von Inverter-Leistung 65 werden verwendet, um die verteilte Grenz-Leistung Führungsgröße (PLimCom) 69 zu berechnen 67.
  • In dem Fall von konventionellen Steuerungen wird der Leistungs-Fehler durch einen Integrierer-(I)Steuerung oder andere Integrierer-typische Steuerungen wie z. B. Proportional-Integrierer (PI) oder Proportional-Integrierer-Differenzier (PID) verarbeitet. 2 zeigt eine Integrierer Implementierung, die jedoch auch für PI oder auch PID modifiziert sein kann. Die Referenz ist gedreht, um eine feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz 35 zur Verfügung zu stellen, welche an Stelle der Integrierer-Ausgabe 51, jedoch nicht zu derselben Zeit, verwendet werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung baut auf den traditionellen Grenz-Leistungs-Steuerungen auf, um eine Verfahren von Grenz-Leistungs-Steuerung für eine erneuerbare Energie-Anlage zur Verfügung zu stellen, die die Schwierigkeiten, die im Allgemeinen bei konventionellen Steuerungen aufgefunden werden, überwindet. Eine Haupt-Angelegenheit, welche in konventionellen Steuerungen vorhanden ist, ist eine schlechte Verwendung von vorhandener Leistung nahe Grenzen einer Inverter-Sättigung, wenn die verfügbare Leistung ungleich über die die Inverter verteilt ist. Die Anlage kann in dieser Situation ziemlich nicht-linear erscheinen und die Effizienz leidet, falls angemessene Anti-Wind-Up und Sättigungs-abhängige Integrations-Techniken nicht verwendet werden. Eine weitere Angelegenheit ist eine verschlechterte dynamische Steuerungs-Antwort wegen signifikanter Verzögerung in den Kommunikations-Kanälen, die verwendet werden, um den Steuerungs-Kreis zu implementieren. Kreis-Verzögerung kann in einem unnötigen Integrierer-Wind-Up während Referenz-Veränderung und allgemeiner Instabilität resultieren. Es kann zudem im Fall eines Leistungsstoßes in einem großen Überschwingen der Anlagen-Leistung resultieren falls Grenz-Leistung-Führungsgrößen nicht geeignet an die Inverter verteilt werden.
  • Die vorliegende Erfindung überwindet diese Beschränkungen durch zur Verfügung stellen von Verfahren, Systemen, Computer-Programm-Produkten und Geräte, welche in einigen Ausführungsformen eines oder mehreres des nachfolgen haben: einen Integrierer mit nicht-linearen Gewinnen, einem Grenz-basiertem Anti-Wind-Up, einen Grenz-Leistungs-Steuerungs-Ausdruck auf der Basis von der Summe aus beidem, eines Integrierer- und eines feed-forward-Ausdrucks, und einer Inverter-Niveau Steuerung auf, die gestaltet ist, um eine Flanken-Steilheits- und eine Anlagen-Leistungs-Überschwingungs-Beschränkung zu erreichen. In einer beispielhaften Ausführungsform wird eine Grenz-Leistungs-Steuerung der vorliegende Erfindung in zwei Niveaus von Steuerung aufgeteilt: eine anlagenweite Wirkleistungs-Grenz-Steuerung, die eine einzige anlagenweiten Führungsgröße erzeugt, SitePlimCom, für alle Inverter, und eine Inverter-Niveau Grenz-Leistungs-Steuerung auf, die eine Führungsgröße, Inv[x].PlimCom[k], für individuelle Inverter ausgibt.
  • Nun wird Bezug genommen auf Block-Diagramme, die die Prozesses und Operationen von Verfahren, Systemen, Geräte, und/oder Computer-Programm-Produkten gemäß beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung illustrieren. Jedoch können dabei Variationen in der Ordnung von diesen Operationen, Weglassungen von einer oder mehreren Operationen, oder Ersetzungen oder Hinzufügungen von einer oder mehreren neuen Operationen, vorhanden sein, die in den Rahmen der Erfindung fallen, wie es von einem Fachmann wahrgenommen wird.
  • 3A3F zeigt diese Prozesse und Operationen. 3A zeigt einen Überblick von einer Ausführungsform einer Wirkleistungs-Grenz-Referenz-Steuerung der Anlage 100 gemäß der Erfindung. Die Wirkleistungs-Grenz-Steuerung der Anlage 100 beinhaltet die nachfolgenden Prozesse: Grenz-Leistungs-(Plim)Referenz-Änderungs-Steuerung 110, Plim Integrierer-Grenz-Steuerung 130, Plim Integrierer-Inkrement-Berechnung 140, Plim Integrierer 150, und Plim Führungsgrößen-Verteilung 160. Wie nun in größerem Detail beschrieben werden wird, berechnet die Plim Referenz-Änderungs-Steuerung 110 eine feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz, die als Eingabe für den Plim Integrierer-Inkrement-Prozess 140 verwendet wird, um ein Integrierer-Inkrement zu berechnen, das durch den Plim Integrierer-Prozess 150 integriert wird, um ein Fehler-Integral (oder einen summierten Fehler-Ausdruck) zu berechnen, das durch einen Wert begrenzt wird, der durch die Plim Integrierer-Grenz-Steuerung 130 eingestellt ist. Die feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz und das Fehler-Integral werden summiert und verwendet, um die verteilte Plim Führungsgröße 160 zu erzeugen, indem mit der Anzahl von angeschalteten Invertern an der Anlage dividiert wird. Wie in dieser Beschreibung beschrieben, bezieht sich ”angeschalteter Inverter” auf die Inverter, welche sowohl eingeschaltet als auch in Betrieb befindlich sind. Diese Führungsgröße verteilt gleichmäßig die Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße über die in Betrieb befindlichen Inverter. Bestimmte beispielhafte Ausführungsformen von diesen Prozessen und deren Operationen und deren gegenseitigen Verbindungen werden im nachfolgenden näher erläutert.
  • Nun wird Bezug genommen auf 3B, welche eine Ausführungsform von dem feed-forward Referenz-Änderungs-Steuerungs-Prozess 110 gemäß der Erfindung zeigt. Das Nachfolgende beschreibt lediglich ein Beispiel von einem feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz-Erzeugungs-Prozess. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform die feed-forward Referenz PlimRef[k] 123 dadurch berechnet 122 werden, in dem zuerst die Operator-Grenz-Leistungs-Referenz verändert wird, wie in 3B gezeigt ist, wobei 111 die Operator Grenz-Leistungs-Referenz (OperatorPlimRef) repräsentiert. Die Flanken-Steilheit kann durch ein Änderungs-Inkrement 117 eingestellt werden, das der maximale Betrag ist, um den sich die Grenz-Leistung in einer Steuerungs-Periode ändern kann. Zweitens kann eine obere Grenze 115 auf die Anlagen-Grenz-Leistungs-Referenz 123 auferlegt werden. Diese obere Grenze 115 ist das Maximum 114 von dem Anlagen-Leistungs-Feedback (SiteInvPowerFB) 113 und der OperatorPlimRef 111. Die untere Grenze 121 kann zu Null eingestellt werden. Diese obere Grenze 115 eliminiert in einigen Fällen eine unnötige Anstiegs-Zeit und ein zugehöriges Wind-Up, in dem es zugelassen wird, dass die feed-forward Referenz 123 unmittelbar zu einem Punkt abfallen kann, an dem die Anlagen-Leistung im Hinblick auf die Grenz-Leistungs-Referenz 123 beginnen wird sich zu reduzieren. Der feed-forward-Ausdruck 123 ist so gestaltet, um die Grenz-Leistungs-Führungsgrößen-Antwort auf eine Änderung in einer Anlagen-Leistungs-Referenz unter idealen Bedingungen zu verbessern, wenn der Integrierer ein kleiner Bruchteil von der Gesamt-Führungsgröße ist. In solchen Fällen werden die Wirkungen des Feedback-Kreises, und daher einer Kreis-Verzögerung, minimiert. Die feed-forward Referenz 123 kann um den Verzögerungs-Ausdruck D zeit-verzögert 124 sein, um eine verzögerte feed-forward Referenz PlimRef[k-D] 125 zu erzeugen.
  • Da die Grenz-Leistungs-Steuerung häufig an verfügbaren Anlagen-Leistungs-Grenzen operiert, sind Sättigungs-Kompensations-Techniken, wie z. B. Integrierer Anti-Wind-Up, essentiell für schnelle Übergänge in und aus den Anlagen-Leistungs-Grenzen. In einer Ausführungsform, gezeigt in 3C, kann ein Anti-Wind-Up dadurch implementiert werden, dass eine obere Grenze 139 e_sum_max auf den Integrierer 150 durch den Plim Integrierer-Grenz-Steuerungs-Prozess 130 auferlegt wird. Zum Beispiel kann die obere Grenze des Integrierers 139 als eine Funktion von vier Ausdrücken berechnet 138 werden: 1) PlimRef[k-D] 125, was die verzögerte feed-forward Referenz repräsentieren kann, wenn D nicht 0 ist; 2) maximales Inverter-Leistungs-Feedback (PMAX) 133; 3) Anzahl von angeschalteten Invertern (NumInvEn) 135; und 4) Grenz-Nennleistungs-Referenz der Anlage (OperatorSiteRatedPower) 137.
  • Die Integrierer-Grenze 139 der vorliegenden Erfindung hält den Integrierer davon ab, mehr als einen bestimmten Bruchteil der Anlagen-Nennleistung über die Führungsgröße anzusteigen, für die keine Inverter in der Lage sind mehr Wirkleistung zu erzeugen. Durch Minimieren von Wind-Up des Integrierers in dieser Weise wird die dynamische Effizienz der Steuerung für einen Betrieb nahe den verfügbaren Anlagen-Leistungs-Grenzen dramatisch verbessert.
  • Hinwendend zu 3D wird eine Ausführungsform von einem Prozess gezeigt, in dem ein Plim-Integrierer-Inkrement berechnet 140 wird. In dieser Ausführungsform kann das Inkrement wie folgt berechnet werden. Zuerst wird der Anlagen-Leistungs-Fehler 143 durch subtrahieren 142 von einem Gesamt-Leistungs-Feedback der Anlage 113 von der Grenz-Leistungs-Referenz 123 berechnet. Der Fehler 143 kann multipliziert 148 werden mit einem Gewinn, gebildet aus einer Konstanten, Ki 147, und einem variablem Ausdruck, der als der Sättigungs-Gewinn 145 bezeichnet wird. ”Ki”, wie es in dieser Beschreibung in Bezug genommen wird, ist der klassische Integrierer-Gewinn-Ausdruck, der typischerweise in PI oder I Steuerungen verwendet wird, und der die Zeit-Konstante des Integrierers einstellt. Der Sättigungs-Gewinn-Ausdruck 145 kann auf Basis der Anzahl von Invertern, die gegenwärtig nicht gesättigt sind, d. h., die noch fähig sind mehr Wirkleistung zu erzeugen, berechnet werden. Dieser zeit-variable Sättigungs-Gewinn-Ausdruck 145 ist der Schlüssel, um die verfügbare Anlagen-Leistung schnell zu maximinieren, wenn die verfügbare Leistung begrenzt ist und ungleichmäßig über die Inverter verteilt ist.
  • Wie in 3E und 3F gezeigt ist, welche den Grenz-Leistungs-Integrations-Prozess 150 und den Grenz-Leistungs-Führungsgrößen-Verteilungs-Prozess 160 zeigen, der skalierte Fehler 149 wird dann mit der Fehler-Summe (e_sum) summiert 152, wobei die oberen Grenze 139 auf diese Summe 153 eingestellt wird 154 und das resultierende Fehler-Integral (e_sum) 155 mit der Grenz-Leistungs-Referenz 123 summiert 156 wird, um eine Summe 157, die anlagenweite Grenz-Leistungs-Führungsgrößen, die dividiert wird 162 durch NumInvEn 135, um die verteilte Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße (SitePLimCom) 163 zu ergeben.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist ein Anti-Wind-Up durch einfaches Anhalten des Integrierers implementiert, wenn entweder alle Inverter als gesättigt gelten, so dass die Anzahl von Invertern frei um mehr Leistung zu erzeugen (NumInvFree), null ist, oder der Fehler den Absoluten Wert des Integrals reduziert. In diesem Fall würde das Anti-Wind-Up wie in 4 erscheinen, welches einen Fehler-Integrierer 200 mit einem integralem Anti-Wind-Up 210 zeigt. Wie in 4 gezeigt ist, wird der Fehler 249 summiert 202 in jeder der zwei Situationen (wie durch den OR Operator angezeigt, 224): In Situation 221, wenn die Anzahl von freien Invertern 219 größer als 220 Null 217 ist, oder Situation 223, wenn nachfolgend zu einer Konversion 212 und 214 von den summierten Fehlern 203 und 205 zu absoluten Werten, A 213 und B 215, A kleiner ist als B 216. Wenn eine von diesen Bedingungen vorliegt 225, wird error_sum erzeugt 205, falls der Integrierer nicht angehalten ist 204.
  • 5A zeigt einen Überblick von einer Ausführungsform einer Wirkleistungs-Steuerung 300 zur Erzeugung einer Führungsgröße für individuellen Inverter auf Inverter-Niveau. Die Inverter-Niveau Wirkleistungs-Steuerung 300 kann einen oder mehrere der folgenden Prozesse aufweisen: Inverter PlimCom 310 oberen Grenze Berechnung, Inverter Änderungs-/Grenz-Steuerung PlimCom 320, und Offener-Kreis-Erkennung 340. Diese Prozesse und deren Operationen werden in den nachfolgenden Figuren gezeigt.
  • Wie in 5B und 5C gezeigt, kann dann die anlagenweite Inverter-Führungsgröße der vorliegenden Erfindung auf dem Inverter-Niveau weiter beschränkt werden. Zum Beispiel kann, um Anlagen-Überschwingen und schnellen Anlagen-Leistungs-Zuwachs in dem Fall von dramatischen Störungen in der verfügbaren Leistung zu reduzieren, die anlagenweite Inverter-Führungsgröße 329 weiter auf dem Inverter-Niveau durch eine von zwei Grenzen beschränkt werden: 1) Wie in 5B gezeigt, eine obere Grenze PlimMax 315, die eine Funktion 314 von dem Inverter-Leistungs-Feedback Inv[x].Leistung 311 und der gegenwärtigen Grenz-Leistungs-Führungsgröße Inv[x].PlimCom[k-D] 313 sein kann. Die obere Grenze 315 ist bevorzugt so gestaltet, dass den schlimmsten Fall eines anlagenweiten Überschwingens, der von einer steilen Störung in der verfügbaren Anlagen-Leistung resultiert, zu begrenzen. Die untere Grenze, wie es in 5C gezeigt ist, ist zu Null 331 eingestellt. 2) In 5C ist gezeigt, dass ein Flanken-Steilheits-Grenze 327 lediglich dann berechnet 326 werden kann, wenn der Inverter als offener Kreis erachtet wird Inv[x].OL 321. Wie in dieser Beschreibung verwendet und in dem Offener-Kreis-Erkennungs-Prozess 340 der 5D gezeigt, gilt ein Inverter als ”offener-Kreis”, wenn seine Führungsgröße 333 nicht gleich zu der anlagenweiten Inverter-Führungsgröße (SitePLimCom) 329 ist. Während eines offenen Kreises 321 wird die Inverter-Führungsgröße 333 bevorzugt zu der anlagenweiten Inverter Führungsgröße 329 geändert bis sie diese erreicht, an welchem Punkt 342 der Inverter nicht mehr als offener Kreis gilt (oder geschlossener Kreis). Wenn er nicht ein offener Kreis ist, wird die Flanken-Steilheits-Grenze 327 der Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße bevorzugt aufgehoben indem ein Änderungs-Inkrement InvSlewInc 325 angewendet wird, welches gleich zu der Inverter Nennleistung InvRatedPower 323 ist.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, wobei lediglich einige hiervon hierin beschrieben sind, ist, dass es ein einfaches Verfahren zum Korrigieren von Problemen, die durch Kreis-Verzögerung eingeführt werden, zur Verfügung stellt.
  • Verzögerung stellt eine Haupt-Herausforderung für jeglichen Steuerungs-Kreis dar. In der Praxis besteht eine Verzögerung von einigen Sekunden von einer Anlagen-Steuerungs-Grenz-Leistungs-Führungsgröße-Ausgabe zu einem Inverter-Leistungs-Feedback. Eine Technik zur Behandlung von Verzögerung ist eine Berechnung eines feed-forward Steuerungs-Ausdruckes auf der Basis von bekannter Information in Bezug auf die Anlage. Der Anlagen-Grenz-Leistungs-feed-forward-Ausdruck, zum Beispiel, nimmt an, dass die Inverter unter idealen Bedingungen in der Lage sind ihren Grenz-Leistungs-Führungsgrößen innerhalb einer Steuerungs-Periode zu folgen. Auf diese Weise wird der Integrierer unter idealen Bedingungen überhaupt kein Wind-Up zeigen und daher ist die Abhängigkeit von dem Feedback-Kreis und jeglichem hiermit verbundender Verzögerung eliminiert worden.
  • Idealerweise würde eine Verzögerungskompensation die Vorhersage zukünftiger Inverter-Zustände durch Extrapolation von gegenwärtigen welchen und Verwendung dieser Information involvieren, um die Leistungs-Führungsgrößen an die Anlage optimal zu verteilen. Die vorliegende Erfindung stellt in einer Ausführungsform eine einfache Technik zur Verfügung, um sicherzustellen, dass Vergleiche zwischen Führungsgrößen und Feedbacks die Führungsgröße verwenden, die zum Zeitpunkt t-Kreis-Verzögerung erzeugt wurde statt der gegenwärtigen Führungsgröße. Diese Technik ist in Bezug auf die dynamische Effizienz wirksam, wenn das Führungsgrößen-Signal mit der Zeit sich ändert. Wie in 5D gezeigt wird, dieses Merkmal bevorzugt dadurch implementiert, dass die D Verschiebung auf die Kreis-Verzögerung eingestellt wird, um eine Zeit-Verzögerungs-Block 324 und ein dazugehöriges verzögertes Signal (Inv[x].PlimCom[k-D]) 313 zu implementieren. Um dieses Merkmal abzuschalten, wird D zu 0 eingestellt. Dies kann an zwei Stellen in der Steuerung verwendet werden, wie in den nachfolgenden Beispielen gezeigt wird. Erstens wird die Grenz-Leistungs-Referenz, PlimRef[k-D], die den Fehler-Ausdruck in der Anlagen-Grenz-Leistungs-Steuerung bereitstellt, durch PlimRef[k-Kreis-Verzögerung/Ts] ersetzt, oder eben PlimRef[k-Kreis-Verzögerung], da die Steuerungs-Periode, Ts, 1 Sekunde in dieser Anmeldung ist. Dies verhindert unnötiges Wind-Up, das auftreten kann, wenn die Referenz verändert wird während die Anlage nicht gesättigt ist. Solch ein Fall sollte kein Integrierer Wind-Up benötigen, da die Inverter ihren Führungsgrößen mit hoher Präzision folgen. Zweitens, die Grenz-Leistungs-Führungsgröße, Inv[x].PlimCom[k-D] 313, die in den Grenz-Leistungs-Führungsgrößen-Maximum-Block 314 mit Inverter-Feedback-Leistung, Inv[x].Power 311 eintritt, wie in 5B gezeigt, wird ersetzt durch Inv[x].PlimCom[k-Kreis-Verzögerung]. Diese Änderung führt zu einer stabileren und zuverlässigeren Anlagen-Grenz-Leistungs-Steuerung.
  • Es ist zu verstehen, dass die verschiedenen Prozesse und Operationen der Wirkleistungs-Grenz-Referenz-Steuerung der Anlage 100 und Wirkleistungs-Steuerung von Invertern 300, die hierin beschrieben und/oder dargestellt sind, durch eine Gruppe von Computer-ausführbaren Anweisungen ausgeführt werden können, die in Routinen, Subroutinen, Prozeduren, Objekten, Methoden, Funktionen oder jede andere Organisation von Computer-ausführbaren Anweisungen organisiert sein können, die dem Fachmann bekannt ist oder im Lichte dieser Offenbarung bekannt werden wird, wobei die Computerausführbaren Anweisungen so konfiguriert sind, um einen Computer oder ein anderes Datenverarbeitungs-Gerät anzuweisen einen oder mehrere der spezifizierten Prozesse und Operationen auszuführen. Ausführungsformen der Erfindung beinhalten einen oder mehrere Computer oder Geräte, oder Systeme mit solchen Computern oder Geräten, welche geladen sind mit einer Menge von den Computer-ausführbaren Anweisungen, die hierin beschrieben sind, wobei der eine oder die mehreren Computer oder Geräte instruiert und konfiguriert werden die Prozesse und Operationen der Erfindung auszuführen. Der Computer oder das Gerät, die/das die spezifizierten Prozesse und Operationen ausführen, kann zumindest ein Verarbeitungs-Element aufweisen, wie z. B. eine zentrale Recheneinheit und eine Form eines Computer-lesbarem Speicher, welcher random-access memory (RAM) oder read-only memory (ROM) beinhalten kann. Die Computerausführbaren Anweisungen können in Computer Hardware eingebettet sein oder in dem Computer-lesbarem Speicher gespeichert sein, so dass der Computer oder das Gerät angewiesen werden kann einen oder mehrere von den Prozessen und Operationen, die in den Block-Diagrammen dargestellt und/oder hierin beschrieben sind, auszuführen. Ausführungsformen der Erfindung beinhalten auch ein Computer-Programm-Produkt, welches ein oder mehrere Computer-Dateien umfasst, umfassend eine Anzahl von Computer-ausführbaren Anweisungen zum Ausführen eines oder mehrere von den Prozessen und Operationen, die hierin dargestellt und/oder beschrieben sind, aufweist. In beispielhaften Ausführungsformen können die Dateien zusammenhängend oder nicht-zusammenhängend auf einen Computer-lesbaren Medium, in Computer-lesbarem Speicher auf einem einzigen Computer, oder verteilt über eine Vielzahl von Computern gespeichert werden. Ein Fachmann wird zudem im Lichte der Offenbarung zu schätzen wissen, wie die Erfindung zusätzlich zu Software unter Verwendung von Hardware oder Firmware implementiert werden kann. Als solches und wie hierin verwendet können die Operationen der Erfindung in einem System, dass jegliche Kombination von Software, Hardware oder Firmware aufweist, implementiert werden.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann ein einziger Computer oder ein einziges Gerät an einer erneuerbaren Energie-Anlage so konfiguriert werden, dass er/es als einzige Haupt-Anlagen-Steuerung dient, welche Feedbacks von den Invertern und dem Leistungs-Messer der Anlage empfängt und Wirkleistungs-Grenz-Führungsgröße der Anlage und Wirkleistungs-Grenz-Führungsgröße der Inverter durch ein Netzwerk an einen oder mehrere Inverter der erneuerbaren Energie-Anlage sendet, wie es in 1 gezeigt ist. Zum Beispiel, zeigt 6 eine Ausführungsform eines erneuerbaren Energie-Anlagen-Systems 400 gemäß der Erfindung, welches eine Vielzahl von Stationen 410 umfasst. Hier werden die Stationen 410 als Solar Ware® Stationen bezeichnet, wobei jede Station zumindest einen Inverter 420 umfasst. Wie gezeigt, weist jede der Stationen 410 zumindest zwei Inverter 420 auf. In dem Kontext der Erfindung besteht keine Begrenzung in Bezug auf die Anzahl von Solar Ware® Stationen, die in dem Anlagen-System 400 enthalten sein können. Die Solar Ware® Stationen 410 des Systems 400 können untereinander unter Verwendung von Ethernet Konnektivität verbunden sein, wobei Daten zwischen den Stationen mittels eines Modbus TCP Protokolls 430 versendet werden. Führungsgrößen und Feedbacks können von und zu den Invertern durch ein Netzwerk-Interface wie z. B. einen Ethernet Switch 440 gesendet werden. Jedoch kann jedes geeignete Netzwerk Protokoll, einschließlich IP, UDP, oder ICMP, als auch jedes geeignete drahtgebundene oder drahtlose Netzwerk, einschließlich jeglichen lokalen Netzwerks (LAN), Internet Netzwerks, Telekommunikations-Netzwerks, Wi-Fi fähigen Netzwerks, oder Bluetooth fähigen Netzwerks verwendet werden. Die Haupt-Anlagen-Steuerung 450 kann an einer Solar Ware® Station 410 konfiguriert sein, um die Inverter 420 zu steuern als auch Eingaben von den Inverter 420 und von dem Anlagen-Messer zu empfangen. Die Haupt-Anlagen-Steuerung 450 kann einem Betreiber ermöglichen die Leistung an der erneuerbaren Energie-Anlage durch ein Betreiber-Interface zu steuern, welches ein grafisches Benutzer Interface (GUI) sein kann, das bei der Haupt-Anlagen-Steuerung selbst vorhanden sein kann oder das als eine HTTP Web-Seite 460 präsentiert wird, die von dem Betreiber von einem entfernten Allzweck-Computer mit einem Prozessor, Computerlesbaren Speicher, und Standard I/O Schnittstellen, wie z. B. einen universal serial bus (USB) Anschluss und einem seriellen Anschluss, einem Disketten-Laufwerk, einem CD-ROM Laufwerk, sowie einem oder mehreren Benutzer-Schnittstellen-Geräten einschließlich einem Display, einer Tastatur, einem Tastenfeld, einer Maus, Steuerungs-Konsole, Touch-Screen-Display, Mikrofon, etc. zum Interagieren mit der Haupt-Anlagen-Steuerung durch das GUI, zugegriffen werden kann. Die Haupt-Anlagen-Steuerung 450 kann verwendet werden, um die Leistungs-Grenzen jeder erneuerbaren Energie-Anlage, einschließlich ohne hierauf beschränkt zu sein, Solar-(Photovoltaik), Wind- und Tiden-Energie-Anlagen, zu steuern, die einen oder mehrere Inverter verwenden, die an das öffentliche Versorgungsnetz angeschlossen ist.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, die verschiedene Prozesse und Operationen besitzen. Für den Fachmann ist offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Variationen bei der Umsetzung der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können ohne den Rahmen und den Geist der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel kann in anderen Ausführungsformen der Leistungs-Fehler durch andere Arten von Integrations-Prozessen wie z. B. PI oder PID verarbeitet werden. Weiterhin wird ein Fachmann erkennen, dass diese Prozesse und Operationen eigenständig oder in jeglicher Kombination, oder einer oder mehrere eliminiert oder ersetzt durch eine äquivalente Operation oder einen Prozess auf Basis der Anforderungen und Spezifikationen von einer gegebenen Anwendung oder eines gegeben Designs verwendet werden können. Andere Ausführungsformen der Erfindung werden für Fachleute bei der Berücksichtigung der Beschreibung und Umsetzung der Erfindung erkennbar sein. Die zur Verfügung gestellt Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur und daher sind Variationen, die sich nicht vom Wesen der Erfindung entfernen, als dem Anwendungsbereich der Erfindung zugehörig gedacht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 8260469 [0009]
    • US 7923862 [0009]
    • US 7890217 [0009]
    • US 6512966 [0009]

Claims (20)

  1. Verfahren zur Grenz-Leistungs-Steuerung für eine erneuerbaren Energie-Anlage, aufweisend erzeugen eine Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße durch: berechnen einer feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz PlimRef[k]; integrieren eines Fehler-Integral-Ausdrucks; und addieren der feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz zu dem Fehler-Integral-Ausdruck, um eine anlagenweite Grenz-Leistungs-Führungsgröße für eine erneuerbaren Energie-Anlage zu erhalten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, aufweisend dividieren der anlagenweite Grenz-Leistungs-Führungsgröße durch eine Anzahl von an der Anlage angeschalteten Inverter, um eine individuelle Inverter Führungsgröße zu erhalten.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, aufweisend erzeugen einer individuellen Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße aus entweder: i) einem Maximum auf der Basis von der Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße und Feedback; oder ii) einer Flanken-Steilheits-Grenze für die anlagenweiten Grenz-Leistung Führungsgröße.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 aufweisend berechnen einer Grenz-Leistungs-Integrierer-Grenze und berechnen eines Grenz-Leistungs-Integrierer-Inkrements.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen von der feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz durch einen Grenz-Leistungs-Referenz-Änderungs-Steuerungs-Prozess durchgeführt wird, aufweisend: zur Verfügung stellen eines Anlagen-Inverter-Leistungs-Feedbacks und einer Operator-Grenz-Leistungs-Referenz; und berechnen der Grenz-Leistungs-Referenz auf der Basis von: i) einer oberen Grenze auf der Basis von dem Anlagen-Inverter-Leistungs-Feedback und der Operator-Grenz-Leistungs-Referenz; ii) einem Änderungs-Inkrement; und iii) der Operator-Grenz-Leistungs-Referenz.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, aufweisend eine Kreis-Verzögerungs-Kompensation der feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz, wobei die Kreis-Verzögerungs-Kompensation ein Verschieben der feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz um den Verzögerungs-Ausdruck D aufweist, um PlimRef[k-D] zu erhalten.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Kreis-Verzögerungs-Kompensation durch ein Einstellen des Verzögerungs-Ausdruckes D auf ein von Null verschiedene Zahl entsprechend der Kreis-Verzögerung implementiert ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Grenz-Leistungs Integrierer-Grenze berechnet wird auf der Basis von einem oder mehreren aus: i) der PlimRef[k-D]; ii) einem maximales Inverter-Leistungs-Feedback; iii) einer Anzahl von angeschaltet Inverter; und iv) einer Grenz-Nennleistungs-Referenz der Anlage.
  9. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Grenz-Leistungs-Integrierer-Inkrement berechnet wird durch ein Durchführen von einem oder mehrerem aus: i) Multiplizieren eines Anlagen-Leistungs-Fehlers und eines Gewinns, welcher abhängig ist von einer Anzahl von gesättigten Invertern; oder ii) einem Subtrahieren eines Anlagen-Inverter-Leistungs-Feedbacks von der PlimRef[k] oder PlimRef[k-D], um einen Fehler-Ausdruck zu erzeugen, und einem Skalieren des Fehler-Ausdrucks mit einem Sättigungs-Gewinn-Ausdruck und einer Konstante Ki, um einen skalierten Fehler-Ausdruck zu erzeugen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Fehler-Ausdruck integriert wird durch: i) zur Verfügung stellen des skalierten Fehler-Ausdrucks; und ii) integrieren des skalierten Fehler-Ausdrucks bis er die Integrierer-Grenze erreicht, um den Fehler-Integral-Ausdruck zur Verfügung zu stellen.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei Wind-Up der skalierten Fehler-Ausdrucks-Integration minimiert ist: i) durch die Integrierer-Grenze; oder ii) durch ein Anhalten der Integration, wenn eines oder mehreres zutrifft: (a) eine Anzahl von Inverter, die frei ist mehr Wirkleistung zu erzeugen, (NumInvFree) ist Null; oder (b) der skalierte Fehler-Ausdruck reduziert den absoluten Wert des Integral-Ausdrucks.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Fehler-Integral-Ausdruck zu dem PlimRef[k] hinzu addiert wird, um einen Zähler für die Grenz-Leistungs-Führungsgrößen-Verteilung zur Verfügung zu stellen.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Grenz-Leistungs-Führungsgrößen-Verteilung ein Dividieren des Zähler durch die Anzahl von angeschaltet Inverter aufweist, um eine verteilte Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße zu erzeugen.
  14. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine obere Grenze der Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße als eine Funktion von der Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße und Inverter-Leistungs-Feedback berechnet wird.
  15. Das Verfahren aus Anspruch 1, wobei die Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße auf der Basis von einem Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgrößen-Änderungs-Steuerungs-Prozess berechnet wird als eine Funktion von: i) der oberen Grenze der Inverter-Leistungs-Führungsgröße; oder ii) einer Flanken-Steilheits-Grenze, welche angewendet wird, wenn der Inverter als ein offener Kreis erkannt wird, und die eine Funktion eines Flanken-Steilheits-Inkrements ist; und iii) der Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Flanken-Steilheits-Inkrement gleich zu einer Nennleistung des Inverters ist, wenn der Inverter kein offener Kreis ist.
  17. Verfahren zur Grenz-Leistungs-Steuerung für eine erneuerbaren Energie-Anlage, das Verfahren aufweisend eine Kreis-Verzbgerungs-Kompensation, wobei die Kreis-Verzögerungs-Kompensation implementiert ist durch ein Einstellen eines Verzögerungs-Ausdrucks D auf eine von Null verschiedene Zahl, welche eine Kreis-Verzögerung entspricht, in einem von zwei Fällen: subtrahieren eines gegenwärtigen Inverter-Feedback-Signals von einer entsprechenden Referenz, welche Kreis-Verzögerung Sekunden zuvor erzeugt wurde, um ein Integrations-Fehler-Inkrement zu berechnen; oder basieren einer maximalen Grenz-Leistung auf Inverter-Niveau auf einer Inverter-Führungsgröße, welche Kreis-Verzögerung Sekunden zuvor erzeugte wurde.
  18. System zur Grenz-Leistungs-Steuerung für eine erneuerbaren Energie-Anlage aufweisend: einen oder mehrere Inverter; und eine Grenz-Leistungs-Steuerung, welche sich in ausführbarer Kommunikation mit zumindest einem von dem einen oder den mehreren Invertern befindet, und die ausführbar konfiguriert ist, um eine Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße zu erzeugen, durch: berechnen einer feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz PlimRef[k]; integrieren eines Fehler-Integral-Ausdrucks; und addieren der feed-forward Grenz-Leistungs-Referenz zu dem Fehler-Integral-Ausdruck, um eine Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße für eine erneuerbaren Energie-Anlage zu erhalten.
  19. System nach Anspruch 18 aufweisend ein Verteilen der Anlagen-Grenz-Leistungs-Führungsgröße untern einigen oder allen des einen oder der mehreren Inverter, an der Anlage angeschaltet sind.
  20. System nach Anspruch 18, wobei die Grenz-Leistungs-Steuerung ausführbar dazu konfiguriert ist eine Inverter-Grenz-Leistungs-Führungsgröße zu erzeugen.
DE102014008707.7A 2013-06-19 2014-06-18 Verfahren, Systeme, Computer-Programm-Produkte und Vorrichtungen zur Grenz-Leistungs-Steuerung von erneuerbaren Energie-Anlagen Pending DE102014008707A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/921,788 US9270164B2 (en) 2013-06-19 2013-06-19 Methods, systems, computer program products, and devices for renewable energy site power limit control
US13/921,788 2013-06-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014008707A1 true DE102014008707A1 (de) 2014-12-24

Family

ID=52010505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014008707.7A Pending DE102014008707A1 (de) 2013-06-19 2014-06-18 Verfahren, Systeme, Computer-Programm-Produkte und Vorrichtungen zur Grenz-Leistungs-Steuerung von erneuerbaren Energie-Anlagen

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9270164B2 (de)
JP (1) JP6636685B2 (de)
DE (1) DE102014008707A1 (de)
FI (1) FI127256B (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9728974B2 (en) 2013-10-10 2017-08-08 Tmeic Corporation Renewable energy site reactive power control
US10133245B2 (en) 2013-11-11 2018-11-20 Tmeic Corporation Method for predicting and mitigating power fluctuations at a photovoltaic power plant due to cloud cover
WO2016123305A1 (en) 2015-01-28 2016-08-04 Abb Technology Ag Energy panel arrangement shutdown
CN107453655B (zh) * 2016-05-31 2019-11-15 北京睿能世纪科技有限公司 一种控制发电机组出力的方法及装置
KR101846682B1 (ko) * 2016-06-28 2018-04-09 현대자동차주식회사 전기차량의 충전제어방법 및 그 시스템
CN107976900B (zh) * 2017-11-21 2020-08-07 哈尔滨沃华智能发电设备有限公司 一种火电机组agc系统的前馈补偿设计方法
CN108803632B (zh) * 2018-09-19 2021-03-09 哈尔滨工程大学 基于饱和补偿技术的水面无人艇全状态约束轨迹跟踪控制方法
CN110535143B (zh) * 2019-08-23 2021-01-26 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 面向智能住宅动态需求响应的能源管理方法和装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512966B2 (en) 2000-12-29 2003-01-28 Abb Ab System, method and computer program product for enhancing commercial value of electrical power produced from a renewable energy power production facility
US7890217B2 (en) 2009-10-26 2011-02-15 General Electric Company Integrated real-time power and solar farm control system
US7923862B2 (en) 2009-10-06 2011-04-12 General Electric Company Reactive power regulation and voltage support for renewable energy plants
US8260469B2 (en) 2008-11-04 2012-09-04 Green Energy Corporation Distributed hybrid renewable energy power plant and methods, systems, and comptuer readable media for controlling a distributed hybrid renewable energy power plant

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4994981A (en) * 1988-09-30 1991-02-19 Electric Power Research Institute, Inc. Method and apparatus for controlling a power converter
JP3352334B2 (ja) 1996-08-30 2002-12-03 キヤノン株式会社 太陽電池の電力制御装置
FR2869480B1 (fr) 2004-04-21 2006-07-07 Ge Med Sys Global Tech Co Llc Alimentation stabilisee pour tubes a rayons x
EP1877881A4 (de) 2005-04-29 2011-04-20 Fat Spaniel Technologies Inc Computerimplementierte systeme und verfahren für herauffahren, kalibration und problembehebung bei einem installierten system mit erneuerbarer energie
US7952897B2 (en) 2005-12-22 2011-05-31 Power-One Italy S.P.A. System for producing electric power from renewable sources and a control method thereof
DE102006004233A1 (de) 2006-01-30 2007-08-09 Siemens Ag Österreich Kommunikationsstruktur für Solarwechselrichter
US7505833B2 (en) 2006-03-29 2009-03-17 General Electric Company System, method, and article of manufacture for controlling operation of an electrical power generation system
DE102007012590B3 (de) 2007-03-13 2008-11-27 Diehl Ako Stiftung & Co. Kg Solarmodul
MX2010004129A (es) 2007-10-15 2010-08-02 Ampt Llc Sistemas energia solar altamente eficientes.
US8138631B2 (en) 2007-12-21 2012-03-20 Eiq Energy, Inc. Advanced renewable energy harvesting
US7925552B2 (en) 2008-03-13 2011-04-12 Solarcity Corporation Renewable energy system monitor
US8289183B1 (en) 2008-04-25 2012-10-16 Texas Instruments Incorporated System and method for solar panel array analysis
ES2337216T3 (es) 2008-06-19 2010-04-21 Sma Solar Technology Ag Central electrica solar.
US8901411B2 (en) 2008-08-27 2014-12-02 General Electric Company System and method for controlling ramp rate of solar photovoltaic system
US8872381B2 (en) 2008-09-18 2014-10-28 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. Utility interconnection and inverter device
EP2189859A1 (de) 2008-11-21 2010-05-26 SMA Solar Technology AG Energieerzeungsanlage mit mehreren Stromgeneratoren mit mehreren Umrichtern, z.B. PV- und/oder Windkraftanlagen
WO2010094012A1 (en) 2009-02-13 2010-08-19 First Solar, Inc. Photovoltaic power plant output
US8193661B2 (en) 2009-02-17 2012-06-05 Lineage Power Corporation DC plant controller and method for selecting among multiple power sources and DC plant employing the same
ITSA20090004A1 (it) 2009-02-20 2010-08-21 Univ Degli Studi Salerno Metodo di controllo di un sistema di generazione di potenza elettrica basato su sorgenti di energia, in particolare sorgenti di energia rinnovabile, e relativo dispositivo controllore.
US8076625B2 (en) 2009-02-25 2011-12-13 Solfocus, Inc. Field level tracker controller
US8779627B2 (en) 2009-04-01 2014-07-15 Nextronex, Inc. Grid tie solar system and a method
ES2385912T3 (es) 2009-04-17 2012-08-03 Sma Solar Technology Ag Procedimiento y dispositivo para conectar una planta fotovoltaica a una red de corriente alterna
US8467208B1 (en) * 2009-05-24 2013-06-18 Excelitas Technologies Corp. Input voltage-independent active power control of DC to AC power converters
US8184460B2 (en) 2009-05-28 2012-05-22 General Electric Company Solar inverter and control method
IN2012DN02156A (de) 2009-08-19 2015-08-07 Skytron Energy Gmbh
US20110044083A1 (en) 2009-08-20 2011-02-24 Christopher Thompson Adaptive Photovoltaic Inverter
DE102009040090A1 (de) 2009-09-04 2011-03-10 Voltwerk Electronics Gmbh Inseleinheit für ein Energienetz mit einer Steuereinheit zum Steuern eines Energieflusses zwischen der Energieerzeugungseinheit, der Energiespeichereinheit, der Lasteinheit und/oder dem Energienetz
CN102640378B (zh) 2009-09-15 2015-11-25 西安大略大学 分布式发电机逆变器作为静止同步补偿器的应用
US8299412B2 (en) 2009-09-19 2012-10-30 Yang Pan Intelligent solar panel array
AU2009353975B2 (en) 2009-10-14 2015-12-24 Acciona Energia, S. A. Solar generation method and system
US9466984B2 (en) 2009-10-26 2016-10-11 General Electric Company Power ramp rate control for renewable variable power generation systems
US7913181B2 (en) 2009-10-26 2011-03-22 General Electric Company Method and apparatus for monitoring a power system
DE202009016164U1 (de) 2009-11-26 2010-03-04 Carlo Gavazzi Services Ag Steuerungsvorrichtung für Fotovoltaikmodule
US20110163606A1 (en) 2010-01-05 2011-07-07 Vivek Kumar Method and Apparatus for Monitoring and Controlling a Power System
US8502129B2 (en) 2010-02-16 2013-08-06 Western Gas And Electric, Inc. Integrated remotely controlled photovoltaic system
WO2011101030A1 (en) 2010-02-17 2011-08-25 Abb Research Ltd An electric power plant and a method for control thereof
US8338989B2 (en) 2010-03-11 2012-12-25 First Solar, Inc. Inverter power system
JP5400678B2 (ja) 2010-03-19 2014-01-29 シャープ株式会社 太陽光発電プラント監視システム
KR101020813B1 (ko) 2010-04-08 2011-03-09 플러스이앤지 주식회사 태양광 발전 장치
WO2011129473A1 (ko) 2010-04-16 2011-10-20 (주)뉴멀티테크 하늘상태 자동관측 시스템 및 방법
ES2426400T3 (es) 2010-04-20 2013-10-23 Abb Research Ltd. Red energética y control de la misma
US8471520B2 (en) 2010-05-04 2013-06-25 Xtreme Power Inc. Managing renewable power generation
US8664800B2 (en) 2010-08-31 2014-03-04 General Electric Company System and method for distribution of inverter VAR support
US8725437B2 (en) 2010-10-05 2014-05-13 Also Energy, Llc System and method for monitoring performance of a photovoltaic array
GB2485335B (en) 2010-10-25 2012-10-03 Enecsys Ltd Renewable energy monitoring system
EP2466407A1 (de) 2010-12-17 2012-06-20 Solare Datensysteme GmbH Überwachung von Umrichtern in einem photovoltaischen System
US8970068B2 (en) 2011-02-10 2015-03-03 Draker, Inc. Pseudo-random bit sequence generation for maximum power point tracking in photovoltaic arrays
ITVI20110015U1 (it) 2011-02-28 2012-08-29 Autec S R L Un dispositivo per il controllo a distanza di un apparato per la generazione di energia elettrica e generatore comprendente il dispositivo
US8922062B2 (en) 2011-03-14 2014-12-30 Sunpower Corporation Automatic voltage regulation for photovoltaic systems
US8774007B2 (en) 2011-03-23 2014-07-08 Sunpower Corporation Apparatus and method for data communication in an energy distribution network
US8452461B2 (en) 2011-05-10 2013-05-28 First Solar, Inc Control system for photovoltaic power plant
US9059604B2 (en) 2011-06-27 2015-06-16 Sunpower Corporation Methods and apparatus for controlling operation of photovoltaic power plants
US8774974B2 (en) 2011-07-15 2014-07-08 First Solar, Inc. Real-time photovoltaic power plant control system
GB2497275A (en) 2011-11-25 2013-06-12 Enecsys Ltd Modular adjustable power factor renewable energy inverter system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512966B2 (en) 2000-12-29 2003-01-28 Abb Ab System, method and computer program product for enhancing commercial value of electrical power produced from a renewable energy power production facility
US8260469B2 (en) 2008-11-04 2012-09-04 Green Energy Corporation Distributed hybrid renewable energy power plant and methods, systems, and comptuer readable media for controlling a distributed hybrid renewable energy power plant
US7923862B2 (en) 2009-10-06 2011-04-12 General Electric Company Reactive power regulation and voltage support for renewable energy plants
US7890217B2 (en) 2009-10-26 2011-02-15 General Electric Company Integrated real-time power and solar farm control system

Also Published As

Publication number Publication date
FI127256B (en) 2018-02-15
FI20145570A (fi) 2014-12-20
US9270164B2 (en) 2016-02-23
JP6636685B2 (ja) 2020-01-29
US20140376289A1 (en) 2014-12-25
JP2015005285A (ja) 2015-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014008707A1 (de) Verfahren, Systeme, Computer-Programm-Produkte und Vorrichtungen zur Grenz-Leistungs-Steuerung von erneuerbaren Energie-Anlagen
DE102014114620A1 (de) Blindleistungsregelung für erneuerbare Energieanlagen
EP2872777B1 (de) Verfahren zum steuern eines elektrischen erzeugers
DE102009017939A1 (de) Windpark mit mehreren Windenergieanlagen sowie Verfahren zur Regelung der Einspeisung von einem Windpark
DE102014112700A1 (de) System und Verfahren zur Spannungssteuerung von Windkraftanlagen
DE112016003814B4 (de) Leistungsverteilung für Gleichstrom-Mikronetze
DE102014109478A1 (de) Steuervorrichtung und verfahren für einen modularen, mehrstufigenwandler
DE102014219335B4 (de) Verfahren und vorrichtung zur unterdrückung von überschwingen für leistungswandler
DE102013105444A1 (de) Verfahren zur spannungsstabilisierung in einem elektrischen verteilnetz und vorrichtung hierzu
DE112017001108T5 (de) Stromversorgungssystem
DE102011000148A1 (de) System und Verfahren zum Steuern eines Hochfahrvorgangs einer Gasturbine
DE102014214151A1 (de) Mehrgenerator-Kraftwerksanordnung, Energieversorgungsnetz mit einer Mehrgenerator-Kraftwerksanordnung und Verfahren zur Verteilung der Blindleistungserzeugung in einer Mehrgenerator-Kraftwerksanordnung
EP3097622B1 (de) Windparkregelung mit verbessertem sollwertsprungverhalten
EP3075053B1 (de) Verfahren zur rechnergestützten konfiguration eines elektrischen stromnetzes
EP3308442B1 (de) Verfahren zur rechnergestützten parametrierung eines umrichters in einem stromnetz
EP2751897B1 (de) Schnelle spannungsregelung
DE102020200673B3 (de) Regelvorrichtung, Regelverfahren und Computerprogramm für einen mehrphasigen Stromrichter unter Verwendung einer virtuellen Impedanz mit transienten Anteilen
DE102014212502A1 (de) Überspannungskompensation für einen Spannungsreglerausgang
DE102015105707A1 (de) Hybrid-Leistungskonverter für Erneuerbare-Energie-Kraftwerk
DE102014217657A1 (de) Wechselrichter für die Solarstromerzeugung
EP3092697B1 (de) Verfahren und regeleinrichtung zum regeln einer betriebsfrequenz einer energiequelle in einem wechselspannungsnetz
DE102013222394A1 (de) Verfahren und Systeme für das Steuern eines Boost-Wandlers
EP2947325B1 (de) Pumpensteuerverfahren
WO2015039802A1 (de) Verfahren zur rechnergestützten steuerung einer oder mehrerer regenerativer energieerzeugungsanlagen in einem elektrischen stromnetz
DE102016203123A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Regelung eines Wechselrichters

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: WITTHOFF JAEKEL STEINECKE PATENTANWAELTE PARTG, DE

R012 Request for examination validly filed