DE112021007351T5

DE112021007351T5 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes

Info

Publication number: DE112021007351T5
Application number: DE112021007351.6T
Authority: DE
Inventors: Qiang Zhou; Yaping Zhang; Yong Fu
Original assignee: Xian Linchr New Energy Tech Co Ltd; Xian Linchr New Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Linchr New Energy Tech Co Ltd; Xian Linchr New Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2021-03-22
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2024-01-04
Also published as: WO2022199173A1; CN113036804B; CN113036804A

Abstract

Die vorliegende Anmeldung eignet sich für das technische Gebiet der Mikronetze und stellt insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes bereit. Das Verfahren wird auf ein Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz angewendet, wobei das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz ein Wechselstrom-Mikronetz, ein Gleichstrom-Mikronetz und einen bidirektionalen Wandler umfasst, wobei das Wechselstrom-Mikronetz durch einen Netzkopplungspunkt an ein Verteilungsnetz angeschlossen ist, und der bidirektionale Wandler elektrisch zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem Gleichstrom-Mikronetz verbunden ist, wobei das Verfahren Erfassen der Leistung am Netzkopplungspunkt in Echtzeit, und Steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Auslösebedingung erfüllt, umfasst. Das Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes, das durch die vorliegende Anmeldung bereitgestellt wird, kann die Zuverlässigkeit der Stromversorgung für die Last verbessern.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität einer chinesischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 202110303508.9 und dem Titel „Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes“, eingereicht beim Amt für geistiges Eigentum Chinas am 22. März 2021, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf das Gebiet der Mikronetze, insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes.
Stand der Technik
In den letzten Jahren hat die verteilte Stromerzeugung (Distributed Generation, DG) als neuer Modus der Stromerzeugung zunehmend große Aufmerksamkeit erregt. Infolgedessen wurde ein Mikronetz vorgeschlagen, das darauf abzielt, die flexible und effiziente Anwendung der verteilten Stromerzeugung zu realisieren und das Problem der Netzkopplung einer großen Anzahl und verschiedener Formen der verteilten Stromerzeugung zu lösen. Als sinnvolle Ergänzung zur zentralen Stromerzeugung liegt ein Anschlusspunkt des Mikronetzes hauptsächlich in der Nähe der Nutzer des Verteilungsnetzes. In der Praxis ändern sich jedoch aufgrund der Schwankungen und Instabilität der verteilten Stromerzeugung die Größe und Richtung des Stromflusses des nutzerseitigen Verteilungsnetzes, und das Mikronetz könnte Strom in ein übergeordnetes Verteilungsnetz einspeisen, was dazu führt, dass die Spannungsverteilung des Verteilungsnetzes selbst sich ändert. Daher wurden im ganzen Land Vorschriften zur Verwaltung der Netzkopplung der verteilten Stromerzeugungssysteme nacheinander eingeführt. Darunter haben einige Orte vorgeschlagen, dass die Energiespeicherkraftwerknutzer keinen Strom zurück in das Netz einspeisen dürfen (also Netzkopplung ohne Einspeisung).
In Anbetracht der oben genannten Vorschriften und des technischen Status, wurde im Rahmen von einschlägigen Forschungen ein Verfahren zur Steuerung eines Mikronetzes vorgeschlagen, bei dem hauptsächlich die Leistung an einem Netzkopplungspunkt in Echtzeit überwacht wird, und es gesteuert wird, dass das Mikronetz in einem Inselmodus arbeitet, wenn das Verhältnis zwischen der Leistung am Netzkopplungspunkt und einem Rückflussschutz-Schwellenwert ein vorgegebenes Verhältnis erfüllt, andernfalls es gesteuert wird, dass das Mikronetz in einem netzgekoppelten Modus arbeitet.
Bei solchem Verfahren zur Steuerung eines Mikronetzes wechselt das Mikronetzsystem jedoch häufig zwischen dem netzgekoppelten Modus und dem Inselmodus, was die Zuverlässigkeit der Stromversorgung für die Last verringert.
Inhalt der Erfindung
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung stellen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes bereit, die das Problem der geringen Zuverlässigkeit der Stromversorgung für die Last lösen können.
Im ersten Aspekt stellen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung ein Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes bereit, das auf ein Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz angewendet wird, wobei das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz ein Wechselstrom-Mikronetz, ein Gleichstrom-Mikronetz und einen bidirektionalen Wandler umfasst, wobei das Wechselstrom-Mikronetz durch einen Netzkopplungspunkt an ein Verteilungsnetz angeschlossen ist, und der bidirektionale Wandler elektrisch zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem Gleichstrom-Mikronetz verbunden ist, wobei das Verfahren Erfassen der Leistung am Netzkopplungspunkt in Echtzeit; und
Steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Auslösebedingung erfüllt, umfasst.
In einem der Ausführungsbeispiele umfasst in positiver Richtung, in der der Strom vom Verteilungsnetz zum Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz fließt, die Rückflussschutz-Auslösebedingung, dass die Leistung am Netzkopplungspunkt kleiner oder gleich einem ersten Rückflussschutz-Schwellenwert ist, wobei der erste Rückflussschutz-Schwellenwert größer oder gleich 0 ist.
In einem der Ausführungsbeispiele umfasst die Rückflussschutz-Auslösebedingung ferner, dass eine Dauer, in der die Leistung am Netzkopplungspunkt kleiner oder gleich dem ersten Rückflussschutz-Schwellenwert ist, länger ist als eine vorgegebene Rückflussschutzdauer.
In einem der Ausführungsbeispiele umfasst das Verfahren nach dem Steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird, ferner
Einstellen der Leistung des bidirektionalen Wandlers auf einen vorgegebenen Leistungswert, wobei unter dem vorgegebenen Leistungswert, nachdem das Wechselstrom-Mikronetz mit dem bidirektionalen Wandler verbindet wurde, die Leistung am Netzkopplungspunkt größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert.
In einem der Ausführungsbeispiele umfasst das Verfahren nach dem Steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird, ferner
Steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler wiederhergestellt wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Stoppbedingung erfüllt, wobei die Rückflussschutz-Stoppbedingung umfasst, dass die Leistung am Netzkopplungspunkt größer oder gleich dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert ist, wobei der zweite Rückflussschutz-Schwellenwert größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert.
In einem der Ausführungsbeispiele umfasst das Verfahren ferner
Regeln der Leistung des bidirektionalen Wandlers entsprechend dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert und der Leistung am Netzkopplungspunkt, wenn das Wechselstrom-Mikronetz elektrisch mit dem bidirektionalen Wandler verbunden ist und die Leistung am Netzkopplungspunkt größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert und kleiner ist als der zweite Rückflussschutz-Schwellenwert.
In einem der Ausführungsbeispiele umfasst das Verfahren ferner
Steuern, dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz gemäß einem vorgegebenen Energiespeicher-Stromerzeugungsplan betrieben wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt die Rückflussschutz-Auslösebedingung nicht erfüllt.
In einem der Ausführungsbeispiele umfasst das Wechselstrom-Mikronetz eine Wechselstromlast, die elektrisch mit dem Netzkopplungspunkt verbunden ist, das Gleichstrom-Mikronetz umfasst ein Stromerzeugungssystem, ein Energiespeichersystem und eine Gleichstromlast, die alle elektrisch mit dem bidirektionalen Wandler verbunden sind, und das Steuern, dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz gemäß einem vorgegebenen Energiespeicher-Stromerzeugungsplan betrieben wird, umfasst,
wenn gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan der aktuelle Zeitpunkt in einem Energiespeicher-Ladezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems kleiner ist als ein erster vorgegebener Ladungsschwellenwert, schrittweises Anpassen der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems in einer ersten vorgegebenen Schrittweite, bis sie eine maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers entsprechend der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems und der Leistung der Gleichstromlast, damit das Energiespeichersystem mit einer geplanten Ladeleistung gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan geladen wird; und
wenn der aktuelle Zeitpunkt im Energiespeicher-Ladezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems größer oder gleich dem ersten vorgegebenen Ladungsschwellenwert ist, Anpassen der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems so, dass sie der Summe der Leistung der Gleichstromlast und der Leistung der Wechselstromlast entspricht, und Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers so, dass sie einem Gegenwert der Leistung der Wechselstromlast entspricht.
In einem der Ausführungsbeispiele umfasst das Verfahren ferner,
wenn gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan der aktuelle Zeitpunkt in einem Energiespeicher-Entladezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems größer ist als ein zweiter vorgegebener Ladungsschwellenwert, schrittweises Anpassen der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems in einer zweiten vorgegebenen Schrittweite, bis sie die maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und schrittweises Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers in einer dritten vorgegebenen Schrittweite entsprechend der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems und der Leistung der Gleichstromlast, damit das Energiespeichersystem mit einer geplanten Entladeleistung gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan entladen wird; und
wenn der aktuelle Zeitpunkt im Energiespeicher-Entladezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems kleiner oder gleich dem zweiten vorgegebenen Ladungsschwellenwert ist, schrittweises Anpassen der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems in der zweiten vorgegebenen Schrittweite, bis sie die maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers entsprechend der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems und der Leistung der Gleichstromlast, damit die Entladeleistung des Energiespeichersystems 0 beträgt.
In einem der Ausführungsbeispiele umfasst das Verfahren ferner,
wenn gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan der aktuelle Zeitpunkt in einem Energiespeicher-Ruhezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems kleiner ist als der erste vorgegebene Ladungsschwellenwert, schrittweises Anpassen der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems in der ersten vorgegebenen Schrittweite, bis sie die maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers so, dass sie einem Gegenwert der Leistung der Wechselstromlast entspricht; und
wenn der aktuelle Zeitpunkt im Energiespeicher-Ruhezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems größer oder gleich dem ersten vorgegebenen Ladungsschwellenwert ist, Anpassen der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems so, dass sie der Summe der Leistung der Gleichstromlast und der Leistung der Wechselstromlast entspricht, und Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers so, dass sie einem Gegenwert der Leistung der Wechselstromlast entspricht.
Im zweiten Aspekt stellen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung eine Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes bereit, die auf ein Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz angewendet wird, wobei das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz ein Wechselstrom-Mikronetz, ein Gleichstrom-Mikronetz und einen bidirektionalen Wandler umfasst, wobei das Wechselstrom-Mikronetz durch einen Netzkopplungspunkt an das Verteilungsnetz angeschlossen ist, und der bidirektionale Wandler elektrisch zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem Gleichstrom-Mikronetz verbunden ist, wobei die Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes
ein Erfassungsmodul, das dazu dient, die Leistung am Netzkopplungspunkt in Echtzeit zu erfassen; und
ein Schutzmodul umfasst, das dazu dient, es zu steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Auslösebedingung erfüllt.
In einem dritten Aspekt stellen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung eine Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes bereit, die einen Speicher, einen Prozessor und ein Computerprogramm umfasst, das im Speicher gespeichert und auf dem Prozessor lauffähig ist, wobei, wenn der Prozessor das Computerprogramm ausführt, eines der oben erwähnten Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes im ersten Aspekt implementiert wird.
Durch das Verfahren und die Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes, die in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt werden, wird es gesteuert, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Auslösebedingung erfüllt, was Auftreten einer Rückleistung verhindert, keine Rückleistungsschutzvorrichtung erfordert und die Kosten der Investition und Bau des Systems reduziert. Darüber hinaus kann das Gleichstrom-Mikronetz die Gleichstromlast mittels des internen Energiespeichersystems und des Stromerzeugungssystems normal mit Strom versorgen, und das Wechselstrom-Mikronetz versorgt die Wechselstromlast mittels des Verteilungsnetzes weiterhin mit Strom, daher wird der Rückflussschutz durch das Verfahren und die Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes, die in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt werden, realisiert, ohne die Stromversorgung für die Wechselstrom- und Gleichstromlast zu beeinträchtigen, was die Zuverlässigkeit der Stromversorgung für die Last verbessert. Darüber hinaus nimmt beim Verteilungsnetz die Wechselstromlast weiterhin Strom beim Rückleistungsschutz auf, und keine plötzliche Entlastung des Verteilungsnetzes erfolgt, was keine übermäßige Auswirkung auf das Verteilungsnetz verursacht, wodurch die Stabilität des Verteilungsnetzes erhöht wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist ein schematisches Diagramm der Struktur eines in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes;
2 ist ein schematisches Flussdiagramm eines in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Verfahrens zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes;
3 ist ein schematisches Diagramm des Prinzips von Regeln der Leistung des bidirektionalen Wandlers entsprechend dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert und der Leistung am Netzkopplungspunkt, das in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
4 ist ein schematisches Flussdiagramm eines in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Verfahrens zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes während des Energiespeicher-Ladezeitraums;
5 ist ein schematisches Flussdiagramm eines in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Verfahrens zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes während des Energiespeicher-Entladezeitraums;
6 ist ein schematisches Flussdiagramm eines in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Verfahrens zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes während des Energiespeicher-Ruhezeitraums; und
7 ist ein schematisches Diagramm der Struktur einer Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes, die in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird.

Bezugszeichenliste:

10.: Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz
110.: Wechselstrom-Mikronetz
111.: Wechselstromlast
112.: Zweite Abtastvorrichtung
120.: Gleichstrom-Mikronetz
121.: Gleichstrombus
122.: Stromerzeugungssystem
1221.: Photovoltaische Stromerzeugungsvorrichtung
1222.: Photovoltaik-DC/DC-Wandler
1223.: Dritte Abtastvorrichtung
123.: Energiespeichersystem
1231.: Energiespeichervorrichtung
1232.: Energiespeicher-DC/DC-Wandler
1233.: Vierte Abtastvorrichtung
124.: Gleichstromlast
1241.: Fünfte Abtastvorrichtung
130.: Bidirektionaler Wandler
140.: Mikronetz-Steuervorrichtung
20.: Verteilungsnetz
201.: Abwärtstransformator
202.: Erste Abtastvorrichtung
203.: Hochspannungs-Wechselstrombus
204.: Niederspannungs-Wechselstrombus

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
Um den Gegenstand, die technischen Lösungen und die Vorteile der vorliegenden Anmeldung besser verständlich zu machen, wird die vorliegende Anmeldung im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es ist zu verstehen, dass die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele nur zur Erläuterung der vorliegenden Anmeldung verwendet werden und nicht dazu dienen, die vorliegende Anmeldung einzuschränken.
Es versteht sich, dass die Begriffe „erste“, „zweite“, „dritte“, „vierte“ usw. (sofern vorhanden) in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung zur Unterscheidung zwischen ähnlichen Objekten verwendet werden und nicht unbedingt eine bestimmte Reihenfolge oder Sequenz beschreiben.
Es versteht sich, dass sich der in der vorliegenden Anmeldung verwendete Begriff „und/oder“ auf jede Kombination und alle möglichen Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgeführten Elemente bezieht und diese Kombinationen einschließt.
In der herkömmlichen Technologie wird hauptsächlich durch die folgenden zwei Verfahren das Auftreten von Rückflüssen in Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzen verhindert:

Im ersten Verfahren ist ein Rückleistungsschutz zwischen dem Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz und einem Netzkopplungspunkt angeordnet. Dieses Verfahren kann einen Rückfluss verhindern, aber die Systemkosten sind relativ hoch.

Im zweiten Verfahren wird der Rückflussschutz durch Steuerung des Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes realisiert. Insbesondere wird es durch die Überwachung der Leistung an einem Netzkopplungspunkt in Echtzeit gesteuert, dass das Mikronetz in einen Inselmodus wechselt, wenn das Verhältnis zwischen der Leistung am Netzkopplungspunkt und einem Rückflussschutz-Schwellenwert eine Auslösebedingung erfüllt, andernfalls wird es gesteuert, dass das Mikronetz in einem netzgekoppelten Modus arbeitet. Bei solchem Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes gibt es zwei Hauptprobleme:

1) Das Mikronetz wechselt häufig zwischen dem netzgekoppelten Modus und dem Inselmodus, was die Zuverlässigkeit der Stromversorgung für die Last verringert;
2) Das häufige Wechseln des Mikronetzes zwischen dem netzgekoppelten Modus und dem Inselmodus führt zu einer häufigen plötzlichen Be- und Entlastung des Verteilungsnetzes, was eine relativ große Auswirkung auf das Verteilungsnetz verursacht.

Das Verfahren und die Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes, die in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt werden, dienen dazu, die obigen Probleme zu lösen.
Im Folgenden werden die technischen Lösungen in der vorliegenden Anmeldung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert. Es ist zu beachten, dass die technischen Merkmale in der vorliegenden Anmeldung ohne Konflikt miteinander kombiniert werden können. Das in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung bereitgestellte Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes kann auf das in 1 gezeigte Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz angewendet werden, um das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz zu steuern, Rückfluss (d. h. Rückleistung) zu verhindern und Netzkopplung ohne Einspeisung zu realisieren. Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz 10 ein Wechselstrom-Mikronetz 110, ein Gleichstrom-Mikronetz 120, einen bidirektionalen Wandler 130 und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes (im Folgenden als Mikronetz-Steuervorrichtung bezeichnet) 140. Das Wechselstrom-Mikronetz 110 ist durch einen Netzkopplungspunkt PCC an ein Verteilungsnetz 20 angeschlossen, und der bidirektionale Wandler 130 ist elektrisch zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz 110 und dem Gleichstrom-Mikronetz 120 verbunden. Dabei wird der Netzkopplungspunkt PCC auch als öffentlicher Anschlusspunkt und dergleichen bezeichnet. Insbesondere können zwischen dem Verteilungsnetz 20 und dem Netzkopplungspunkt PCC auch ein Abwärtstransformator 201, eine erste Abtastvorrichtung 202 und ein Leistungsschalter QF1 sequentiell angeordnet sein. Das Verteilungsnetz 20 ist über einen Hochspannungs-Wechselstrombus 203 mit dem Abwärtstransformator 201 verbunden. Das Verteilungsnetz 20 gibt einen Hochspannungs-Wechselstrom von 10 kV oder 35 kV über den Hochspannungs-Wechselstrombus 203 aus, und der Abwärtstransformator 201 wandelt den aus dem Verteilungsnetz 20 ausgegebenen Hochspannungs-Wechselstrom auf einen Wechselstrom von 400 V herunter und gibt ihn über einen Niederspannungs-Wechselstrombus 204 aus. Die erste Abtastvorrichtung 202 und der Leistungsschalter QF1 sind auf dem Niederspannungs-Wechselstrombus 204 zwischen dem Abwärtstransformator 201 und dem Netzkopplungspunkt PCC in Reihe geschaltet. Die erste Abtastvorrichtung 202 dient dazu, Signale wie Spannung, Strom oder Leistung auf dem Niederspannungs-Wechselstrombus 204 zwischen dem Abwärtstransformator 201 und dem Netzkopplungspunkt PCC zu sammeln. Die erste Abtastvorrichtung 202 kann über eine Messsignalleitung mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 signalverbunden sein und das gesammelte Messsignal an die Mikronetz-Steuervorrichtung 140 übertragen. Der Leistungsschalter QF1 dient dazu, es zu steuern, dass die Leitung zwischen dem Abwärtstransformator 201 und dem Netzkopplungspunkt PCC ein- und ausgeschaltet wird. Der Leistungsschalter QF1 kann über eine Schaltsignalleitung mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 verbunden werden, wobei der Leistungsschalter QF1 von der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 gesteuert wird und das von der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 gesendete Schaltsignal empfangen kann, um das Ein- und Ausschalten zu realisieren.
Das Wechselstrom-Mikronetz 110 kann eine Wechselstromlast 111 umfassen, die elektrisch mit dem Niederspannungs-Wechselstrombus 204 verbunden ist. Optional kann das Wechselstrom-Mikronetz 110 ferner eine zweite Abtastvorrichtung 112 und einen Leistungsschalter QF2 umfassen. Die zweite Abtastvorrichtung 112 und der Leistungsschalter QF2 sind zwischen der Wechselstromlast 111 und dem Niederspannungs-Wechselstrombus 204 verbunden. Die zweite Abtastvorrichtung 112 dient dazu, Signale wie Spannung, Strom oder Leistung auf einer Leitung zwischen dem Niederspannungs-Wechselstrombus 204 und der Wechselstromlast 111 zu sammeln. Die zweite Abtastvorrichtung 112 kann über ein Messsignalleitungssignal mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 verbunden sein und das gesammelte Messsignal an die Mikronetz-Steuervorrichtung 140 übertragen. Der Leistungsschalter QF2 dient dazu, es zu steuern, dass die Leitung zwischen dem Niederspannungs-Wechselstrombus 204 und der Wechselstromlast 111 ein- und ausgeschaltet wird. Der Leistungsschalter QF2 kann über eine Schaltsignalleitung mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 verbunden werden, wobei der Leistungsschalter QF2 von der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 gesteuert wird und das von der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 gesendete Schaltsignal empfangen kann, um das Ein- und Ausschalten zu realisieren.
Der bidirektionale Wandler 130 kann ein AC/DC-Wandler sein, der eine Wandelvorrichtung der Spannung zwischen dem Wechselstrombus und dem Gleichstrombus darstellt und einen bidirektionalen Fluss der Wechselstrom- und Gleichstromenergie realisieren kann. Das heißt, der bidirektionale Wandler 130 kann nicht nur den Wechselstrom auf dem Niederspannungs-Wechselstrombus 204 in Gleichstrom umwandeln und ihn an den Gleichstrombus (DC-BUS) 121 ausgeben, sondern auch den Gleichstrom auf dem Gleichstrombus 121 in Wechselstrom umwandeln und ihn an den Niederspannungs-Gleichstrombus 204 ausgeben. Der bidirektionale Wandler 130 arbeitet in einem Konstantleistungsmodus. Der bidirektionale Wandler 130 kann über eine Kommunikationssignalleitung mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 verbunden werden, um die Kommunikationssignalinteraktion mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 zu realisieren.
Beispielhaft kann ein Leistungsschalter QF3 zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz 110 und dem bidirektionalen Wandler 130 angeordnet sein. Insbesondere ist der Leistungsschalter QF3 zwischen dem Niederspannungs-Wechselstrombus 204 und dem bidirektionalen Wandler 130 im Wechselstrom-Mikronetz 110 angeordnet. Der Leistungsschalter QF3 dient dazu, es zu steuern, dass eine Leitung zwischen dem Niederspannungs-Wechselstrombus 204 und dem bidirektionalen Wandler 130 ein- und ausgeschaltet wird. Der Leistungsschalter QF3 kann über eine Schaltsignalleitung mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 verbunden werden, wobei der Leistungsschalter QF3 von der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 gesteuert wird und das von der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 gesendete Schaltsignal empfangen kann, um das Ein- und Ausschalten zu realisieren.
Optional kann das Gleichstrom-Mikronetz 120 ein Stromerzeugungssystem 122, ein Energiespeichersystem 123 und eine Gleichstromlast 124 umfassen, die alle elektrisch mit der Gleichstromlast 121 verbunden ist. Insbesondere kann das Stromerzeugungssystem 122 ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem oder ein Windstromerzeugungssystem sein oder sowohl ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem als auch ein Windstromerzeugungssystem umfassen. Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung werden anhand eines Photovoltaik-Stromerzeugungssystems als Beispiel beschrieben, das hierin als Stromerzeugungssystem 122 dargestellt ist. Das Stromerzeugungssystem 122 kann eine photovoltaische Stromerzeugungsvorrichtung (Photovoltaik, PV) 1221 und einen mit der photovoltaischen Stromerzeugungsvorrichtung 1221 verbundenen Photovoltaik-DC/DC-Wandler 1222 umfassen. Der Photovoltaik-DC/DC-Wandler 1222 stellt eine Wandelvorrichtung der Spannung zwischen dem Gleichstrombus 121 und der photovoltaischen Stromerzeugungsvorrichtung 1221 dar und kann einen bidirektionalen Fluss der Energie zwischen der photovoltaischen Stromerzeugungsanlage 1221 und dem Gleichstrombus 121 realisieren. Der Photovoltaik-DC/DC-Wandler 1222 arbeitet in einem Modus der Nachführung des maximalen Leistungspunktes (Maximum Power Point Tracking, MPPT). Der Photovoltaik-DC/DC-Wandler 1222 kann über eine Kommunikationssignalleitung mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 verbunden werden, wobei die maximale Ausgangsleistung des Photovoltaik-DC/DC-Wandlers 1222 durch das Mikronetz-Steuervorrichtung 140 geregelt und gesteuert wird. Das Energiespeichersystem 123 kann eine Energiespeichervorrichtung (Energy Storage System, ESS) 1231 und einen mit dem Energiespeichervorrichtung 1231 verbundenen Energiespeicher-DC/DC-Wandler 1232 umfassen. Der Energiespeicher-DC/DC-Wandler 1232 kann über eine Kommunikationssignalleitung mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 verbunden werden. Der Energiespeicher-DC/DC-Wandler 1232 stellt eine Wandelvorrichtung der Spannung zwischen dem Gleichstrombus 121 und der Energiespeichervorrichtung 1231 dar und kann einen bidirektionalen Fluss der Energie zwischen der Energiespeichervorrichtung 1231 und dem Gleichstrombus 121 realisieren. Der Energiespeicher-DC/DC-Wandler 1232 arbeitet in einem Gleichstrombus-Spannungsstabilisierungsmodus.
Optional können eine dritte Abtastvorrichtung 1223 und ein Leistungsschalter QF4 zwischen dem Photovoltaik-DC/DC-Wandler 1222 und dem Gleichstrombus 121 angeordnet sein. Die dritte Abtastvorrichtung 1223 dient dazu, Signale wie Spannung, Strom oder Leistung auf einer Leitung zwischen dem Photovoltaik-DC/DC-Wandler 1222 und dem Gleichstrombus 121 zu sammeln. Die dritte Abtastvorrichtung 1223 kann über ein Messsignalleitungssignal mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 verbunden sein und das gesammelte Messsignal an die Mikronetz-Steuervorrichtung 140 übertragen. Der Leistungsschalter QF4 dient dazu, es zu steuern, dass die Leitung zwischen dem Photovoltaik-DC/DC-Wandler 1222 und dem Gleichstrombus 121 ein- und ausgeschaltet wird. Der Leistungsschalter QF4 kann über eine Schaltsignalleitung mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 verbunden werden, wobei der Leistungsschalter QF4 von der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 gesteuert wird und das von der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 gesendete Schaltsignal empfangen kann, um das Ein- und Ausschalten zu realisieren. Optional können eine vierte Abtastvorrichtung 1233 und ein Leistungsschalter QF5 zwischen dem Energiespeicher-DC/DC-Wandler 1232 und dem Gleichstrombus 121 angeordnet sein. Die vierte Abtastvorrichtung 1233 dient dazu, Signale wie Spannung, Strom oder Leistung auf einer Leitung zwischen dem Energiespeicher-DC/DC-Wandler 1232 und dem Gleichstrombus 121 zu sammeln. Die vierte Abtastvorrichtung 1233 kann über ein Messsignalleitungssignal mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 verbunden sein und das gesammelte Messsignal an die Mikronetz-Steuervorrichtung 140 übertragen. Der Leistungsschalter QF5 dient dazu, es zu steuern, dass die Leitung zwischen dem Energiespeicher-DC/DC-Wandler 1232 und dem Gleichstrombus 121 ein- und ausgeschaltet wird. Der Leistungsschalter QF5 kann über eine Schaltsignalleitung mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 verbunden werden, wobei der Leistungsschalter QF5 von der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 gesteuert wird und das von der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 gesendete Schaltsignal empfangen kann, um das Ein- und Ausschalten zu realisieren. Optional können eine fünfte Abtastvorrichtung 1241 und ein Leistungsschalter QF6 zwischen der Gleichstromlast 124 und dem Gleichstrombus 121 angeordnet sein. Die fünfte Abtastvorrichtung 1241 dient dazu, Signale wie Spannung, Strom oder Leistung auf einer Leitung zwischen der Gleichstromlast 124 und dem Gleichstrombus 121 zu sammeln. Die fünfte Abtastvorrichtung 1241 kann über ein Messsignalleitungssignal mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 verbunden sein und das gesammelte Messsignal an die Mikronetz-Steuervorrichtung 140 übertragen. Der Leistungsschalter QF6 dient dazu, es zu steuern, dass die Leitung zwischen der Gleichstromlast 124 und dem Gleichstrombus 121 ein- und ausgeschaltet wird. Der Leistungsschalter QF6 kann über eine Schaltsignalleitung mit der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 verbunden werden, wobei der Leistungsschalter QF6 von der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 gesteuert wird und das von der Mikronetz-Steuervorrichtung 140 gesendete Schaltsignal empfangen kann, um das Ein- und Ausschalten zu realisieren.
Die Mikronetz-Steuervorrichtung 140 ist das „Gehirn“ des Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes 10. Die Mikronetz-Steuervorrichtung 140 sammelt Daten wie Spannung, Strom oder Leistung jedes Abtastpunkts über die obige erste Abtastvorrichtung 202, die zweite Abtastvorrichtung 112, die dritte Abtastvorrichtung 1223, die vierte Abtastvorrichtung 1233 und die fünfte Abtastvorrichtung 1241, und realisiert entsprechend diesen Daten eine Fernsteuerung, Fernregelung und Fernsignalisierung für den bidirektionalen Wandler 130, das Stromerzeugungssystem 122 und das Energiespeichersystem 123. Gleichzeitig steuert die Mikronetz-Steuervorrichtung 140 entsprechend diesen Daten, dass der Leistungsschalter QF1, der Leistungsschalter QF2, der Leistungsschalter QF3, der Leistungsschalter QF4, der Leistungsschalter QF5 oder der Leistungsschalter QF6 aus- und eingeschaltet wird.
Es ist zu beachten, dass die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung keinerlei Einschränkungen hinsichtlich der Struktur jedes Moduls, Geräts und Bauelements im Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz 10 vorsieht, die entsprechend den tatsächlichen Anforderungen ausgewählt werden können. Die Mikronetz-Steuervorrichtung 140 kann eine Computervorrichtung, ein Host-Computer, eine programmierbare Logiksteuerung (Programmable Logic Controller, PLC) oder ein Mikroprozessor und dergleichen sein. Die Mikronetz-Steuervorrichtung 140 kann einen Speicher, einen Prozessor und ein Computerprogramm umfassen, das im Speicher gespeichert und auf dem Prozessor lauffähig ist.
2 ist ein schematisches Flussdiagramm eines durch die vorliegende Anmeldung bereitgestellten Verfahrens zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes. Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung werden anhand der Anwendung des Verfahrens auf die Mikronetz-Steuervorrichtung 140 in 1 als Beispiel beschrieben. Wie in 2 gezeigt, kann das in diesem Ausführungsbeispiel bereitgestellte Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes folgende Schritte umfassen:

S201: Erfassen der Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt in Echtzeit. Optional können ein Strom und eine Spannung eines Abtastpunkts von der ersten Abtastvorrichtung gesammelt werden, und die Mikronetz-Steuervorrichtung berechnet die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt entsprechend dem Strom und der Spannung des Abtastpunkts.
S202: Steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird, wenn die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Auslösebedingung erfüllt.

Die Rückflussschutz-Auslösebedingung bezieht sich auf eine vorgegebene Bedingung zum Auslösen des Rückflussschutzes. Optional kann ein kritischer Zustand, bei dem die Rückleistung auftritt, als Rückflussschutz-Auslösebedingung bestimmt werden, und es ist auch möglich, dass ein bestimmter Sicherheitswert auf Basis des kritischen Zustands der Rückleistung reserviert wird, um eine Rückflussschutz-Auslösebedingung zu bestimmen.
Wenn die Leistung P_pccam am Netzkopplungspunkt die vorgegebene Rückflussschutz-Auslösebedingung nicht erfüllt, wird davon ausgegangen, dass im Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz zum aktuellen Zeitpunkt keine Rückleistung vorhanden ist, und es besteht keine Notwendigkeit, Rückflussschutzmaßnahmen zu ergreifen, so dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz in einem netzgekoppelten Zustand arbeitet.
Wenn die Leistung P_pccam am Netzkopplungspunkt die vorgegebene Rückflussschutz-Auslösebedingung erfüllt, wird davon ausgegangen, dass im Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz zum aktuellen Zeitpunkt ein Rückleistungsrisiko vorhanden ist. Die Mikronetz-Steuervorrichtung steuert, dass der Leistungsschalters QF3 ausgeschaltet wird, und dadurch wird die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt. Nachdem die Verbindung des Gleichstrom-Mikronetzes und des Wechselstrom-Mikronetzes getrennt wurde, gibt das Gleichstrom-Mikronetz keinen Strom mehr an den Netzkopplungspunkt aus, und am Netzkopplungspunkt tritt keine Rückleistung auf, so dass keine Einspeisung erfolgt und Auftreten eines Rückflusses verhindert wird.
Einerseits stellen das Stromerzeugungssystem und das Energiespeichersystem im Gleichstrom-Mikronetz nach dem Trennen der Verbindung des Gleichstrom-Mikronetzes und des Wechselstrom-Mikronetzes gemeinsam die von der Gleichstromlast benötigte Energie bereit und können die Gleichstromlast normal mit Strom versorgen. Andererseits kann das Gleichstrom-Mikronetz nach dem Trennen der Verbindung des Gleichstrom-Mikronetzes und des Wechselstrom-Mikronetzes sein eigenes Gleichgewicht aufrechterhalten. Insbesondere, wenn die Gleichstromlast zunimmt, kontrolliert die Mikronetz-Steuervorrichtung die Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems und erhöht die Leistung auf dem Gleichstrombus durch das Energiespeichersystem. Wenn die Leistung des Stromerzeugungssystems größer ist als der Bedarf der Gleichstromlast, nimmt das Energiespeichersystem die überschüssige Stromerzeugungsausgangsleistung auf. Wenn die Gleichstromlast abnimmt oder sich plötzlich entfernt, kann das kurzfristige Ungleichgewicht im Gleichstrom-Mikronetz durch das Energiespeichersystem ausgeglichen werden.
Nachdem die Verbindung des Gleichstrom-Mikronetz und des Wechselstrom-Mikronetzes getrennt wurde, ist das Wechselstrom-Mikronetz weiterhin mit dem Netzkopplungspunkt verbunden, und das Verteilungsnetz versorgt die Wechselstromlast weiterhin mit Strom, so dass die Wechselstromlast weiterhin normal arbeiten kann. Beim Verteilungsnetz nimmt die Wechselstromlast weiterhin Strom auf, und das Verteilungsnetz wird nicht entlastet, was keine übermäßige Auswirkung auf das Verteilungsnetz verursacht.
Es ist zu beachten, dass bei der herkömmlichen Technologie durch Ausschalten des Leistungsschalters am Netzkopplungspunkt, nämlich Leistungsschalters QF1, das Mikronetz in den Inselmodus umgeschaltet wird, wenn das Verhältnis zwischen der Leistung am Netzkopplungspunkt und einem Rückflussschutz-Schwellenwert eine Auslösebedingung erfüllt. Zu diesem Zeitpunkt kann die Stromversorgung vom Wechselstrom-Mikronetz nicht garantiert werden. Außerdem, wenn der Leistungsschalter QF1 ausgeschaltet wird, wird das Verteilungsnetz plötzlich entlastet, was eine relativ große Auswirkung auf das Verteilungsnetz verursacht. Durch das Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes, das in diesem Ausführungsbeispiel bereitgestellt wird, wird es gesteuert, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird, wenn die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Auslösebedingung erfüllt, was Auftreten einer Rückleistung verhindert, keine Rückleistungsschutzvorrichtung erfordert und die Kosten der Investition und Bau des Systems reduziert. Darüber hinaus kann das Gleichstrom-Mikronetz die Gleichstromlast mittels des internen Energiespeichersystems und des Stromerzeugungssystems normal mit Strom versorgen, und das Wechselstrom-Mikronetz versorgt die Wechselstromlast mittels des Verteilungsnetzes weiterhin mit Strom, daher wird der Rückflussschutz durch das Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes, das in diesem Ausführungsbeispiel bereitgestellt wird, realisiert, ohne die Stromversorgung für die Wechselstrom- und Gleichstromlast zu beeinträchtigen, was die Zuverlässigkeit der Stromversorgung für die Last verbessert. Darüber hinaus nimmt beim Verteilungsnetz die Wechselstromlast weiterhin Strom beim Rückflussschutz auf, und keine plötzliche Entlastung des Verteilungsnetzes erfolgt, was keine übermäßige Auswirkung auf das Verteilungsnetz verursacht, wodurch die Stabilität des Verteilungsnetzes erhöht wird.
Die Rückflussschutz-Auslösebedingung kann ein vorgegebener Leistungsschwellenwert sein. Es versteht sich, dass unterschiedliche Einstellungen der positiven Richtung zu unterschiedlichen Rückflussschutz-Auslösebedingungen führen. In den folgenden Ausführungsbeispielen werden die Rückflussschutz-Auslösebedingung und das spezifische Verfahren zur Steuerung eines Gleichstrom-Mikronetzes in positiver Richtung, in der der Strom in 1 vom Verteilungsnetz zum Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz fließt (d. h. die positive Richtung ist die durch den Pfeil in 1 angegebene Richtung), beschrieben.
In einem Ausführungsbeispiel kann in positiver Richtung, in der der Strom vom Verteilungsnetz zum Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz in positiver Richtung fließt, die Rückflussschutz-Auslösebedingung umfassen, dass die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt kleiner oder gleich einem ersten Rückflussschutz-Schwellenwert P₁ ist. Der erste Rückflussschutz-Schwellenwert P₁ ist ein vorgegebener fester Leistungswert und hat eine Richtung. In einem Ausführungsbeispiel kann der Rückflussschutz-Schwellenwert 0 sein. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Rückflussschutz-Schwellenwert auch ein Wert größer als 0 sein. Die Bestimmung durch den Rückflussschutz-Schwellenwert, ob der Rückflussschutz ausgelöst werden soll, ist einfach und zuverlässig und kann die Effizienz des Rückflussschutzes verbessern.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Rückflussschutz-Auslösebedingung ferner umfassen, dass eine Dauer, in der die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt kleiner oder gleich dem ersten Rückflussschutz-Schwellenwert P₁ ist, länger ist als eine vorgegebene Rückflussschutzdauer. Das heißt, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt kleiner oder gleich dem ersten Rückflussschutz-Schwellenwert P₁ ist und die Dauer länger ist als die Rückflussschutzdauer, wird der Rückflussschutz ausgelöst, und es wird gesteuert, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird. Die Rückflussschutzdauer kann entsprechend der tatsächlichen Situation eingestellt werden, beispielsweise 5 s, 10 s oder 20 s usw. In diesem Ausführungsbeispiel kann durch Einstellen des Dauerparameters in der Rückflussschutz-Auslösebedingung wirksam verhindert werden, dass eine gelegentliche Schwankung der Leistung P_pccam am Netzkopplungspunkt, die durch eine Anomalie des Mikronetzes verursacht wird, fälschlicherweise als Rückfluss eingeschätzt wird und damit ein Rückflussschutz fälschlicherweise ausgelöst wird, wodurch die Genauigkeit und Sicherheit des Rückflussschutzes des Mikronetzes verbessert werden.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst das obige Verfahren nach Schritt S202 ferner Einstellen der Leistung des bidirektionalen Wandlers auf einen vorgegebenen Leistungswert, wobei unter dem vorgegebenen Leistungswert, nachdem das Wechselstrom-Mikronetz mit dem bidirektionalen Wandler verbindet wurde, die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert P₁. Optional kann der vorgegebene Leistungswert 0 sein. Wenn der Leistungsschalter QF3 wieder eingeschaltet wird und das Wechselstrom-Mikronetz wieder elektrisch mit dem bidirektionalen Wandler verbunden wird, gibt das Gleichstrom-Mikronetz auf diese Weise keine negative Leistung an den Netzkopplungspunkt aus und verbraucht auch nicht die Ausgangsleistung am Netzkopplungspunkt. Die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt ist die Ausgangsleistung des Verteilungsnetzes abzüglich der Leistung der Wechselstromlast. Daher kann es sichergestellt werden, dass nach einer erneuten elektrischen Verbindung des Wechselstrom-Mikronetzes mit dem bidirektionalen Wandler kein Rückfluss auftritt, wodurch die Sicherheit des Verteilungsnetzes gewährleistet wird. Darüber hinaus ist der vorgegebene Leistungswert ein fester Wert, als geregelte Stromquelle arbeitet der bidirektionale Wandler im Konstantleistungsmodus und seine Leistung wird nicht durch Schwankungen anderer Lasten beeinträchtigt, so dass keine plötzliche Leistungsänderung am Netzkopplungspunkt erfolgt, wodurch die Stabilität des Mikronetzes und des Verteilungsnetzes gewährleistet wird.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst das obige Verfahren nach Schritt S202 ferner Steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler wiederhergestellt wird, wenn die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Stoppbedingung erfüllt.
Insbesondere verbraucht der bidirektionale Wandler nach dem Ausschalten des Leistungsschalters QF3 nicht mehr die Leistung am Netzkopplungspunkt und überträgt auch keine Leistung in negativer Richtung an den Netzkopplungspunkt, so dass die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt wieder allmählich aufgebaut wird. Wenn die Leistung P_pccam am Netzkopplungspunkt wieder aufgebaut wird, bis sie die vorgegebene Rückflussschutz-Stoppbedingung erfüllt, steuert die Mikronetz-Steuervorrichtung, dass der Leistungsschalter QF3 eingeschaltet wird, um die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler wiederherzustellen, wodurch es sichergestellt wird, dass die Netzkopplung rechtzeitig erfolgt, sobald die Netzkopplungsbedingung erfüllt ist, was die Stabilität und Zuverlässigkeit des Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes weiter erhöht.
Optional kann die Rückflussschutz-Stoppbedingung der Rückflussschutz-Auslösebedingung entsprechen, beispielsweise kann die Rückflussschutz-Stoppbedingung es sein, dass die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert P₁. Optional kann die Rückflussschutz-Stoppbedingung auch es sein, dass die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt größer oder gleich dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert P₂ ist, wobei der zweite Rückflussschutz-Schwellenwert P₂ größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert P₁. Mit anderen Worten ist die Rückflussschutz-Stoppbedingung es, dass ein bestimmter Sicherheitsbereich über dem ersten Rückflussschutz-Schwellenwert P₁ vorgesehen ist, wobei der bestimmte Sicherheitsbereich die Differenz zwischen dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert P₂ und dem ersten Rückflussschutz-Schwellenwert P₁ darstellt, so dass das Risiko einer Rückleistung nach einer erneuten Wiederherstellung des Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes und damit einer erneuten Netzkopplung verringert und die Stabilität des Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes weiter verbessert wird.
In einem Ausführungsbeispiel, wenn das Wechselstrom-Mikronetz elektrisch mit dem bidirektionalen Wandler verbunden ist, das heißt, wenn sich das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz im netzgekoppelten Zustand befindet, wird die Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers entsprechend einer vorgegebenen Rückflussschutz-Randbedingung und der Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt geregelt, wenn die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt die vorgegebene Rückflussschutz-Randbedingung erfüllt. Unter anderem dient die Rückflussschutz-Randbedingung dazu, die Situationen zu begrenzen und filtern, in denen die Rückflussschutz-Auslösebedingung nicht erfüllt wird und die Rückflussschutz-Stoppbedingung auch nicht erfüllt wird. Das heißt, die Rückflussschutz-Randbedingung ist eine Bedingung zwischen der Rückflussschutz-Auslösebedingung und der Rückflussschutz-Stoppbedingung. In einem spezifischen Ausführungsbeispiel ist die Rückflussschutz-Randbedingung es, dass die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert P₁ und kleiner ist als der zweite Rückflussschutz-Schwellenwert P₂.
Da P_PCC = P_{AC_Load} + P_ACDC ist und der bidirektionale Wandler eine geregelte Stromquelle ist, wird die Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers entsprechend dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert P₂ und die Leistung P_PCC am Netzkopplungspunkt geregelt, wenn die Leistung P_PCC am Netzkopplungspunkt die Rückflussschutz-Randbedingung erfüllt. Durch die Regelung der Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers kann die Leistung P_PCC am Netzkopplungspunkt schnell angepasst werden, wodurch die Stabilität der Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt gewährleistet und das Risiko einer Rückleistung im Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz erheblich reduziert wird.
Insbesondere zeigt 3 ein schematisches Diagramm des Prinzips von Regeln der Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers entsprechend dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert P₂ und der Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt, das in einem Ausführungsbeispiel bereitgestellt wird. Wie in 3 gezeigt, wird der zweite Rückflussschutz-Schwellenwert P₂ als gegebener Wert verwendet und die Leistung P_PCC am Netzkopplungspunkt zum aktuellen Zeitpunkt als Rückmeldung verwendet. Nach Abzug des zweiten Rückflussschutz-Schwellenwerts von der Leistung am Netzkopplungspunkt wird eine PI-Regelung (proportional + integral) durchgeführt, und dann wird der Ausgang der PI-Regelung begrenzt, so dass eine P_{ACDC_Set} erhalten wird, die als Einstellwert der Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers verwendet wird. Durch die PI-Regelung kann einerseits eine schnelle Regelung der Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt realisiert werden. Andererseits, da die Leistung des bidirektionalen Wandlers der Summe der Leistung P_PV der Gleichstromlast, der Leistung P_ESS des Energiespeichersystems und der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems entspricht, also P_ACDC = P_{DC_Load} + P_ESS + P_PV, kann durch die Regelung der Ausgangsleistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers ein Leistungsselbstausgleich des Gleichstrom-Mikronetzes realisiert werden, ohne die Stromerzeugungsausgangsleistung des Stromerzeugungssystems zu beeinträchtigen. Verglichen mit der herkömmlichen Technologie, bei der die Leistung des Energiespeichersystems und die Leistung des Stromerzeugungssystems jeweils über einen separaten Wandler angepasst werden, müssen durch das in diesem Ausführungsbeispiel bereitgestellte Verfahren die Leistungsanpassung des Energiespeichersystems und des Stromerzeugungssystems nicht gleichzeitig berücksichtigt werden. Die Leistung am Netzkopplungspunkt kann nicht nur einfach und schnell angepasst werden, sondern auch nicht durch die Stromerzeugungsausgangsleistung beeinträchtigt werden, wodurch die Vorteile des Energiespeichersystems als Spannungsquelle voll ausgeschöpft werden.
Es versteht sich, dass der Regelmodus verlassen wird, wenn die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt größer oder gleich dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert P₂ ist; der Regelmodus verlassen wird und der Schritt S202 wiederholt wird, wenn die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt kleiner oder gleich dem ersten Rückflussschutz-Schwellenwert P₁ ist.
Das in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung bereitgestellte Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes umfasst ferner Steuern, dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz gemäß einem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan betrieben wird, das im Folgenden in Verbindung mit Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben wird.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst das obige Verfahren ferner
Steuern, dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz gemäß einem vorgegebenen Energiespeicher-Stromerzeugungsplan betrieben wird, wenn die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt die Rückflussschutz-Auslösebedingung nicht erfüllt.
Insbesondere, wenn die Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt größer ist als der zweite Rückflussschutz-Schwellenwert P₂, d. h. wenn sich das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz im netzgekoppelten Zustand befindet, und es kein Rückleistungsrisiko gibt, wird es gesteuert, dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz gemäß einem vorgegebenen Energiespeicher-Stromerzeugungsplan betrieben wird. Der Energiespeicher-Stromerzeugungsplan kann im Voraus auf der Grundlage der festgestellten Spitzen- und Talzeiten, Strompreise und anderer Quellen-Last-Speicherdaten erstellt werden. Der Energiespeicher-Stromerzeugungsplan, der nach Zeiträumen unterteilt ist, kann einen Energiespeicher-Ladezeitraum, einen Energiespeicher-Entladezeitraum und einen Energiespeicher-Ruhezeitraum umfassen. Die Steuerung des Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes während einzelnen Zeiträume wird weiter unten in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen dargestellt:
1. Energiespeicher-Ladezeitraum
4 ist ein schematisches Flussdiagramm eines in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Verfahrens zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes während des Energiespeicher-Ladezeitraums. Wie in 4 gezeigt, kann das im obigen Schritt ausgeführte Steuern, dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz gemäß einem vorgegebenen Energiespeicher-Stromerzeugungsplan betrieben wird, folgende Schritte umfassen.
Ein Schritt S401 wird ausgeführt, wenn gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan der aktuelle Zeitpunkt im Energiespeicher-Ladezeitraum liegt.
S401: Bestimmen, ob die Ladung des Energiespeichersystems kleiner ist als ein erster vorgegebener Ladungsschwellenwert.
Der erste vorgegebene Ladungsschwellenwert wird verwendet, um zu charakterisieren, ob die aktuelle Batterieladung nahe der vollen Ladung liegt. Die Ladung des Energiespeichersystems ist größer oder gleich dem ersten vorgegebenen Ladungsschwellenwert, was bedeutet, dass die aktuelle Batterieladung relativ hoch ist und nahe der vollen Ladung liegt. Die Ladung des Energiespeichersystems ist kleiner als der erste vorgegebene Ladungsschwellenwert, was bedeutet, dass die aktuelle Ladung relativ niedrig ist und nicht nahe der vollen Ladung liegt.
Ein Schritt S402 wird ausgeführt, wenn die Ladung des Energiespeichersystems kleiner ist als der erste vorgegebene Ladungsschwellenwert, andernfalls wird ein Schritt S403 ausgeführt.
S402: Schrittweises Anpassen der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems in einer ersten vorgegebenen Schrittweite ΔP_PV1, bis sie eine maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und Anpassen der Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers entsprechend der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems und der Leistung P_{DC_Load} der Gleichstromlast, damit das Energiespeichersystem mit einer geplanten Ladeleistung P_{ESS_Plan1} gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan geladen wird.
Das schrittweise Anpassen der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems in einer ersten vorgegebenen Schrittweite ΔP_PV1, bis sie eine maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, kann verhindern, dass eine plötzliche Änderung der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems zu einer plötzlichen Änderung der Leistung P_pcc am Netzkopplungspunkt führt, um den Rückflussschutz auszulösen, wodurch die Stabilität des Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes sichergestellt wird. Es ist zu beachten, dass beim Photovoltaik-Stromerzeugungssystem eine maximale Photovoltaik-Leistungsgrenze schrittweise erhöht werden kann, bis ein maximaler Leistungsverfolgungspunkt erreicht ist.
Da P_ACDC = P_{DC_Load} + P_ESS + P_PV ist, wird die Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers entsprechend der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems und der Leistung P_{DC_Load} der Gleichstromlast in Echtzeit angepasst, so dass P_ESS = P_{ESS_Plan1} ist.
S403: Anpassen der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems so, dass sie der Summe der Leistung P_{DC_Load} der Gleichstromlast und der Leistung P_{AC_Load} der Wechselstromlast entspricht, und Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers so, dass sie einem Gegenwert der Leistung P_{AC_Load} der Wechselstromlast entspricht.
Das heißt, wenn der aktuelle Zeitpunkt im Energiespeicher-Ladezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems größer oder gleich dem ersten vorgegebenen Ladungsschwellenwert ist, passt die Mikronetz-Steuervorrichtung die Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems so an, dass P_PV = P_{AC_Load}+ P_{DC_Load} ist. Beim Photovoltaik-Stromerzeugungssystem kann die maximale Photovoltaik-Leistungsgrenze begrenzt werden, so dass die Photovoltaik der Ausgangsleistung der Last verfolgt. Gleichzeitig passt die Mikronetz-Steuervorrichtung die Leistung des bidirektionalen Wandlers in Echtzeit so an, dass P_ACDC = -P_{AC_Load} ist, d. h. der bidirektionale Wandler der Ausgangsleistung der Wechselstromlast verfolgt.
2. Energiespeicher-Entladezeitraum
5 ist ein schematisches Flussdiagramm eines in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Verfahrens zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes während des Energiespeicher-Entladezeitraums. Wie in 5 gezeigt, kann das im obigen Schritt ausgeführte Steuern, dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz gemäß einem vorgegebenen Energiespeicher-Stromerzeugungsplan betrieben wird, folgende Schritte umfassen.
Ein Schritt S501 wird ausgeführt, wenn gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan der aktuelle Zeitpunkt im Energiespeicher-Entladezeitraum liegt.
S501: Bestimmen, ob die Ladung des Energiespeichersystems größer ist als ein zweiter vorgegebener Ladungsschwellenwert. Ein Schritt S502 wird ausgeführt, wenn die Ladung des Energiespeichersystems größer ist als der erste vorgegebene Ladungsschwellenwert, andernfalls wird ein Schritt S503 ausgeführt.
Der zweite vorgegebene Ladungsschwellenwert wird verwendet, um zu charakterisieren, ob die aktuelle Batterieladung nahe der leeren Ladung liegt. Die Ladung des Energiespeichersystems ist kleiner als der zweite vorgegebene Ladungsschwellenwert, was bedeutet, dass die aktuelle Ladung relativ niedrig ist und nahe der leeren Ladung liegt. Die Ladung des Energiespeichersystems ist größer oder gleich dem zweiten vorgegebenen Ladungsschwellenwert, was bedeutet, dass die aktuelle Ladung relativ hoch ist und nicht nahe der leeren Ladung liegt.
S502: Schrittweises Anpassen der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems in einer zweiten vorgegebenen Schrittweite ΔP_PV2, bis sie die maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und schrittweises Anpassen der Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers in einer dritten vorgegebenen Schrittweite ΔP_ACDC entsprechend der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems und der Leistung P_{DC_Load} der Gleichstromlast, damit das Energiespeichersystem mit einer geplanten Entladeleistung P_{ESS_Plan2} gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan entladen wird.
Der spezifische Prozess und die vorteilhafte Wirkung des schrittweisen Anpassens der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems in einer zweiten vorgegebenen Schrittweite ΔP_PV2, bis sie die maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, werden auf den obigen Schritt S402 verwiesen und hierin nicht wiederholt. Dabei kann die zweite vorgegebene Schrittweite ΔP_PV2 gleich der ersten vorgegebenen Schrittweite ΔP_PV1 sein oder sich davon unterscheiden.
Da P_ACDC = P_{DC_Load} + P_ESS + P_PV ist, kann durch das schrittweise Anpassen der Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers in einer dritten vorgegebenen Schrittweite ΔP_ACDC es erreicht werden, dass P_ESS = P_{ESS_Plan2} ist. Dabei kann durch das schrittweise Anpassen der Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers in einer dritten vorgegebenen Schrittweite ΔP_ACDC verhindert werden, dass sich die Leistung P_ESS des Energiespeichersystems plötzlich oder zu schnell ändert, was zu einer plötzlichen Änderung der Leistung P_PCC am Netzkopplungspunkt führt, um einen Rückstromschutz auszulösen, wodurch die Stabilität des Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes sichergestellt wird.
S503: Schrittweises Anpassen der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems in der zweiten vorgegebenen Schrittweite ΔP_PV2, bis sie die maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und Anpassen der Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers entsprechend der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems und der Leistung P_{DC_Load} der Gleichstromlast, damit die Entladeleistung des Energiespeichersystems 0 beträgt.
In diesem Schritt ähneln das Prinzip und die vorteilhafte Wirkung des Anpassens der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems denen des Schritts S502, mit einem Unterschied, dass das Ziel des Anpassens der Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers im Schritt S502 darin besteht, dass P_ESS = P_{ESS_Plan2} ist, und in diesem Schritt besteht das Ziel des Anpassens der Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers darin, dass P_ESS = 0 ist.
3. Energiespeicher-Ruhezeitraum
6 ist ein schematisches Flussdiagramm eines in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Verfahrens zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes während des Energiespeicher-Ruhezeitraums. Wie in 6 gezeigt, kann das im obigen Schritt ausgeführte Steuern, dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz gemäß einem vorgegebenen Energiespeicher-Stromerzeugungsplan betrieben wird, folgende Schritte umfassen.
Ein Schritt S601 wird ausgeführt, wenn gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan der aktuelle Zeitpunkt im Energiespeicher-Ruhezeitraum liegt.
S601: Bestimmen, ob die Ladung des Energiespeichersystems kleiner ist als der erste vorgegebene Ladungsschwellenwert. Ein Schritt S602 wird ausgeführt, wenn die Ladung des Energiespeichersystems kleiner ist als der erste vorgegebene Ladungsschwellenwert, andernfalls wird ein Schritt S603 ausgeführt.
Dieser Schritt ist derselbe wie Schritt S401 und wird hierin nicht wiederholt.
S602: Schrittweises Anpassen der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems in der ersten vorgegebenen Schrittweite ΔP_PV1, bis sie die maximale Stromerzeugungsleitung erreicht, und Anpassen der Leistung P_ACDC des bidirektionalen Wandlers so, dass sie einem Gegenwert der Leistung P_{AC_Load} der Wechselstromlast entspricht.
Der spezifische Prozess und die vorteilhafte Wirkung des schrittweisen Anpassens der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems in der ersten vorgegebenen Schrittweite ΔP_PV1, bis sie die maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, werden auf den obigen Schritt S402 verwiesen und hierin nicht wiederholt.
P_ACDC wird so angepasst, dass P_{ACDC_Set} = -P_{AC_Load} ist, d. h. der bidirektionale Wandler der Ausgangsleistung der Wechselstromlast verfolgt.
S603: Anpassen der Ausgangsleistung P_PV des Stromerzeugungssystems so, dass sie der Summe der Leistung P_{DC_Load} der Gleichstromlast und der Leistung P_{AC_Load} der Wechselstromlast entspricht, und Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers so, dass sie der Leistung der Wechselstromlast entspricht.
Der Prozess und die vorteilhafte Wirkung dieses Schritts sind die gleichen wie denen des Schritts S403 und werden hierein nicht wiederholt.
In diesem Ausführungsbeispiel können durch das Steuern, dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes gemäß einem vorgegebenen Energiespeicher- und Stromerzeugungsplan betrieben wird, die Energiezeitverschiebung und die Kapazitätserweiterung der Stromverteilung des Energiespeichersystems vollständig ausgenutzt werden und die Auslastung des Energiespeichersystems erhöht werden. Gleichzeitig kann der Nutzungswert des Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes dadurch verbessert werden, dass die Spitzen gekürzt und die Täler aufgefüllt werden.
Es versteht sich, dass die Schritte in den Flussdiagrammen von 2 und 4 bis 6 zwar in einer durch die Pfeile angezeigten Reihenfolge nacheinander gezeigt werden, diese Schritte jedoch nicht unbedingt in der durch die Pfeile angezeigten Reihenfolge nacheinander ausgeführt werden. Sofern hierein nicht anders angegeben, gibt es keine strenge Beschränkung für die Reihenfolge der Ausführung dieser Schritte, und diese Schritte können in anderen Reihenfolgen ausgeführt werden. Darüber hinaus können zumindest einige der Schritte in 2 und 4 bis 6 mehrere Unterschritte oder Stufen umfassen, die nicht unbedingt gleichzeitig ausgeführt werden, sondern zu unterschiedlichen Zeiten ausgeführt werden können, und auch nicht unbedingt sequentiell ausgeführt werden, sondern alternativ oder alternierend mit anderen Schritten oder Unterschritten oder Stufen anderer Schritte ausgeführt werden können.
7 ist ein schematisches Blockdiagramm der Struktur einer Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes, die in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird. Wie in 7 gezeigt, kann die in diesem Ausführungsbeispiel bereitgestellte Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes Folgendes umfassen:

ein Erfassungsmodul 701, das dazu dient, die Leistung am Netzkopplungspunkt in Echtzeit zu erfassen; und
ein Schutzmodul 702, das dazu dient, es zu steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Auslösebedingung erfüllt.

In einem Ausführungsbeispiel dient das Schutzmodul 702 auch dazu, die Leistung des bidirektionalen Wandlers auf einen vorgegebenen Leistungswert zu einstellen, wobei unter dem vorgegebenen Leistungswert, nachdem das Wechselstrom-Mikronetz mit dem bidirektionalen Wandler verbunden wurde, die Leistung des Netzkopplungspunkt größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes ferner ein Wiederherstellungsmodul 703, das dazu dient, es zu steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler wiederhergestellt wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Stoppbedingung erfüllt, wobei die Rückflussschutz-Stoppbedingung umfasst, dass die Leistung am Netzkopplungspunkt größer oder gleich dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert ist, wobei der zweite Rückflussschutz-Schwellenwert größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes ferner ein Regelmodul 704, das dazu dient, die Leistung des bidirektionalen Wandlers entsprechend dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert und der Leistung am Netzkopplungspunkt zu regeln, wenn das Wechselstrom-Mikronetz elektrisch mit dem bidirektionalen Wandler verbunden ist und die Leistung am Netzkopplungspunkt größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert und kleiner ist als der zweite Rückflussschutz-Schwellenwert.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes ferner ein Energiespeicherplanmodul 705, das dazu dient, es zu steuern, dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz gemäß einem vorgegebenen Energiespeicher-Stromerzeugungsplan betrieben wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt die Rückflussschutz-Auslösebedingung nicht erfüllt.
In einem Ausführungsbeispiel dient das Energiespeicherplanmodul 705 insbesondere dazu, wenn gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan der aktuelle Zeitpunkt in einem Energiespeicher-Ladezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems kleiner ist als ein erster vorgegebener Ladungsschwellenwert, die Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems in einer ersten vorgegebenen Schrittweite schrittweise anzupassen, bis sie eine maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und die Leistung des bidirektionalen Wandlers entsprechend der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems und der Leistung der Gleichstromlast anzupassen, damit das Energiespeichersystem mit einer geplanten Ladeleistung gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan geladen wird; und wenn der aktuelle Zeitpunkt im Energiespeicher-Ladezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems größer oder gleich dem ersten vorgegebenen Ladungsschwellenwert ist, die Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems so anzupassen, dass sie der Summe der Leistung der Gleichstromlast und der Leistung der Wechselstromlast entspricht, und die Leistung des bidirektionalen Wandlers so anzupassen, dass sie einem Gegenwert der Leistung der Wechselstromlast entspricht.
In einem Ausführungsbeispiel dient das Energiespeicherplanmodul 705 insbesondere dazu, wenn gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan der aktuelle Zeitpunkt in einem Energiespeicher-Entladezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems größer ist als ein zweiter vorgegebener Ladungsschwellenwert, die Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems in einer zweiten vorgegebenen Schrittweite schrittweise anzupassen, bis sie die maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und die Leistung des bidirektionalen Wandlers in einer dritten vorgegebenen Schrittweite entsprechend der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems und der Leistung der Gleichstromlast schrittweise anzupassen, damit das Energiespeichersystem mit einer geplanten Entladeleistung gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan entladen wird; wenn der aktuelle Zeitpunkt im Energiespeicher-Entladezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems kleiner oder gleich dem zweiten vorgegebenen Ladungsschwellenwert ist, die Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems in der zweiten vorgegebenen Schrittweite schrittweise anzupassen, bis sie die maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und die Leistung des bidirektionalen Wandlers entsprechend der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems und der Leistung der Gleichstromlast anzupassen, damit die Entladeleistung des Energiespeichersystems 0 beträgt.
In einem Ausführungsbeispiel dient das Energiespeicherplanmodul 705 insbesondere dazu, wenn gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan der aktuelle Zeitpunkt in einem Energiespeicher-Ruhezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems kleiner ist als der erste vorgegebene Ladungsschwellenwert, die Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems in der ersten vorgegebenen Schrittweite schrittweise anzupassen, bis sie die maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und die Leistung des bidirektionalen Wandlers so anzupassen, dass sie einem Gegenwert der Leistung der Wechselstromlast entspricht; wenn der aktuelle Zeitpunkt im Energiespeicher-Ruhezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems größer oder gleich dem ersten vorgegebenen Ladungsschwellenwert ist, die Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems so anzupassen, dass sie der Summe der Leistung der Gleichstromlast und der Leistung der Wechselstromlast entspricht, und die Leistung des bidirektionalen Wandlers so anzupassen, dass sie einem Gegenwert der Leistung der Wechselstromlast entspricht.
Die in diesem Ausführungsbeispiel bereitgestellte Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes wird verwendet, um das in dem Verfahrensausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung bereitgestellte Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes auszuführen. Ihre technischen Prinzipien und technischen Effekte sind ähnlich. Einzelheiten werden auf den Abschnitt über Verfahrensausführungsbeispiel verwiesen und hierin nicht wiederholt.
Für einen Fachmann ist klar ersichtlich, dass der Bequemlichkeit und Kürze der Beschreibung halber nur die Aufteilung der obigen Funktionseinheiten und Module beispielhaft beschrieben wird. In praktischen Anwendungen können die obigen Funktionen unterschiedlichen Funktionseinheiten und Module zugeordnet werden, das heißt, die interne Struktur der obigen Vorrichtung in verschiedene Funktionseinheiten oder Module unterteilt ist, um alle oder einen Teil der oben beschriebenen Funktionen zu übernehmen. Jede Funktionseinheit und jedes Modul in den Ausführungsbeispielen können in eine Verarbeitungseinheit integriert sein, oder jede Einheit kann physisch separat vorhanden sein, oder zwei oder mehr Einheiten können in eine Einheit integriert sein, und die obigen integrierten Einheiten können sowohl als Hardware implementiert wird, als auch als Software-Funktionseinheit implementiert wird. Darüber hinaus dienen die spezifischen Bezeichnungen der Funktionseinheiten und Module nur der besseren Unterscheidung voneinander und werden nicht dazu verwendet, den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung einzuschränken. Die spezifischen Arbeitsprozesse der Einheiten und Module im obigen System können auf die entsprechenden Prozesse in den vorstehenden Verfahrensausführungsbeispielen verwiesen und hierin nicht wiederholt werden.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung stellen auch eine Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes bereit, die einen Speicher, einen Prozessor und ein Computerprogramm umfasst, das im Speicher gespeichert und auf dem Prozessor lauffähig ist, wobei, wenn der Prozessor das Computerprogramm ausführt, die Schritte in irgendeiner der obigen Verfahrensausführungsbeispiele implementiert werden.
Es sollte klar sein, dass der Prozess, das Prinzip und die vorteilhafte Wirkung des Ausführens des Computerprogramms durch den Prozessor in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung die gleichen wie denen der einzelnen Schritte in den obigen Verfahren sind. Einzelheiten können auf die obige Beschreibung verwiesen werden.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung stellen auch ein computerlesbares Speichermedium bereit, in dem ein Computerprogramm gespeichert ist, wobei, wenn das Computerprogramm durch einem Prozessor ausgeführt wird, die Schritte in irgendeiner der obigen Verfahrensausführungsbeispiele implementiert werden.
Es sollte klar sein, dass der Prozess, das Prinzip und die vorteilhafte Wirkung des Ausführens des Computerprogramms durch den Prozessor in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung die gleichen wie denen der einzelnen Schritte in den obigen Verfahren sind. Einzelheiten können auf die obige Beschreibung verwiesen werden.
Für den Fachmann versteht sich, dass alle Verweise auf Speicher, Speicherung, Datenbank oder andere Medien, die in den einzelnen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung verwendet werden, einen nichtflüchtigen und/oder einen flüchtigen Speicher umfassen können. Der Nichtflüchtige Speicher kann einen Festwertspeicher (ROM), einen programmierbaren ROM (PROM), einen elektrisch programmierbaren ROM (EPROM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren ROM (EEPROM) oder einen Flash-Speicher umfassen. Der flüchtige Speicher kann einen Direktzugriffsspeicher (RAM) oder einen externen Cache-Speicher umfassen. Zur Veranschaulichung und ohne Einschränkung ist der RAM in verschiedene Formen vorhanden, z. B. statischer RAM (SRAM), dynamischer RAM (DRAM), synchroner DRAM (SDRAM), SDRAM mit doppelter Datenrate (DDRSDRAM), erweiterter SDRAM (ESDRAM), Synchronisationslink (Synchlink) DRAM (SLDRAM), direkter Speicher (Rambus) und Speicherbus (Rambus) direktes RAM (RDRAM), direktes Speicherbus-dynamisches RAM (DRDRAM), Speicherbus-dynamisches RAM (RDRAM) und dergleichen.
Die einzelnen technischen Merkmale der oben genannten Ausführungsbeispiele können beliebig kombiniert werden. Der Kürze der Beschreibung halber werden nicht alle möglichen Kombinationen der technischen Merkmale in den oben genannten Ausführungsbeispielen beschrieben. Solange jedoch kein Widerspruch in der Kombination dieser technischen Merkmale besteht, sollten sie in den Umfang dieser Beschreibung fallen.
Die obigen Ausführungsbeispiele dienen nur zur Veranschaulichung der Ausgestaltungen der vorliegenden Anmeldung, nicht zu deren Einschränkung; obwohl die vorliegende Anmeldung unter Bezugnahme auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben wird, sollte der Fachmann verstehen, dass es immer noch möglich ist, die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen aufgezeichneten technischen Lösungen zu modifizieren oder einen gleichwertigen Ersatz einiger technischer Merkmale davon vorzunehmen; und diese Modifikationen oder Ersetzungen, die nicht vom Geist und Umfang der entsprechenden technischen Lösungen der verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung abweichen, sollten in den Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung fallen.
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

CN 202110303508 [0001]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes, dadurch gekennzeichnet, dass das auf ein Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz angewendet wird, wobei das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz ein Wechselstrom-Mikronetz, ein Gleichstrom-Mikronetz und einen bidirektionalen Wandler umfasst, wobei das Wechselstrom-Mikronetz durch einen Netzkopplungspunkt an ein Verteilungsnetz angeschlossen ist, und der bidirektionale Wandler elektrisch zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem Gleichstrom-Mikronetz verbunden ist, wobei das Verfahren Erfassen der Leistung am Netzkopplungspunkt in Echtzeit; und Steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Auslösebedingung erfüllt, umfasst.
Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in positiver Richtung, in der der Strom vom Verteilungsnetz zum Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz fließt, die Rückflussschutz-Auslösebedingung umfasst, dass die Leistung am Netzkopplungspunkt kleiner oder gleich einem ersten Rückflussschutz-Schwellenwert ist, wobei der erste Rückflussschutz-Schwellenwert größer oder gleich 0 ist.
Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückflussschutz-Auslösebedingung ferner umfasst, dass eine Dauer, in der die Leistung am Netzkopplungspunkt kleiner oder gleich dem ersten Rückflussschutz-Schwellenwert ist, länger ist als eine vorgegebene Rückflussschutzdauer.
Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach dem Steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird, ferner Einstellen der Leistung des bidirektionalen Wandlers auf einen vorgegebenen Leistungswert, wobei unter dem vorgegebenen Leistungswert, nachdem das Wechselstrom-Mikronetz mit dem bidirektionalen Wandler verbindet wurde, die Leistung am Netzkopplungspunkt größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert, umfasst.
Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach dem Steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird, ferner Steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler wiederhergestellt wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Stoppbedingung erfüllt, umfasst, wobei die Rückflussschutz-Stoppbedingung umfasst, dass die Leistung am Netzkopplungspunkt größer oder gleich dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert ist, wobei der zweite Rückflussschutz-Schwellenwert größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert.
Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner Regeln der Leistung des bidirektionalen Wandlers entsprechend dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert und der Leistung am Netzkopplungspunkt, wenn das Wechselstrom-Mikronetz elektrisch mit dem bidirektionalen Wandler verbunden ist und die Leistung am Netzkopplungspunkt größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert und kleiner ist als der zweite Rückflussschutz-Schwellenwert, umfasst.
Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner Steuern, dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz gemäß einem vorgegebenen Energiespeicher-Stromerzeugungsplan betrieben wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt die Rückflussschutz-Auslösebedingung nicht erfüllt, umfasst.
Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselstrom-Mikronetz eine Wechselstromlast umfasst, die elektrisch mit dem Netzkopplungspunkt verbunden ist, das Gleichstrom-Mikronetz ein Stromerzeugungssystem, ein Energiespeichersystem und eine Gleichstromlast umfasst, die alle elektrisch mit dem bidirektionalen Wandler verbunden sind, und das Steuern, dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz gemäß einem vorgegebenen Energiespeicher-Stromerzeugungsplan betrieben wird, wenn gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan der aktuelle Zeitpunkt in einem Energiespeicher-Ladezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems kleiner ist als ein erster vorgegebener Ladungsschwellenwert, schrittweises Anpassen der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems in einer ersten vorgegebenen Schrittweite, bis sie eine maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers entsprechend der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems und der Leistung der Gleichstromlast, damit das Energiespeichersystem mit einer geplanten Ladeleistung gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan geladen wird; und wenn der aktuelle Zeitpunkt im Energiespeicher-Ladezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems größer oder gleich dem ersten vorgegebenen Ladungsschwellenwert ist, Anpassen der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems so, dass sie der Summe der Leistung der Gleichstromlast und der Leistung der Wechselstromlast entspricht, und Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers so, dass sie einem Gegenwert der Leistung der Wechselstromlast entspricht, umfasst.
Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner, wenn gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan der aktuelle Zeitpunkt in einem Energiespeicher-Entladezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems größer ist als ein zweiter vorgegebener Ladungsschwellenwert, schrittweises Anpassen der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems in einer zweiten vorgegebenen Schrittweite, bis sie die maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und schrittweises Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers in einer dritten vorgegebenen Schrittweite entsprechend der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems und der Leistung der Gleichstromlast, damit das Energiespeichersystem mit einer geplanten Entladeleistung gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan entladen wird; und wenn der aktuelle Zeitpunkt im Energiespeicher-Entladezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems kleiner oder gleich dem zweiten vorgegebenen Ladungsschwellenwert ist, schrittweises Anpassen der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems in der zweiten vorgegebenen Schrittweite, bis sie die maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers entsprechend der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems und der Leistung der Gleichstromlast, damit die Entladeleistung des Energiespeichersystems 0 beträgt, umfasst.
Verfahren zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner, wenn gemäß dem Energiespeicher-Stromerzeugungsplan der aktuelle Zeitpunkt in einem Energiespeicher-Ruhezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems kleiner ist als der erste vorgegebene Ladungsschwellenwert, schrittweises Anpassen der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems in der ersten vorgegebenen Schrittweite, bis sie die maximale Stromerzeugungsleistung erreicht, und Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers so, dass sie einem Gegenwert der Leistung der Wechselstromlast entspricht; und wenn der aktuelle Zeitpunkt im Energiespeicher-Ruhezeitraum liegt und die Ladung des Energiespeichersystems größer oder gleich dem ersten vorgegebenen Ladungsschwellenwert ist, Anpassen der Ausgangsleistung des Stromerzeugungssystems so, dass sie der Summe der Leistung der Gleichstromlast und der Leistung der Wechselstromlast entspricht, und Anpassen der Leistung des bidirektionalen Wandlers so, dass sie einem Gegenwert der Leistung der Wechselstromlast entspricht, umfasst.
Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf ein Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz angewendet wird, wobei das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz ein Wechselstrom-Mikronetz, ein Gleichstrom-Mikronetz und einen bidirektionalen Wandler umfasst, wobei das Wechselstrom-Mikronetz durch einen Netzkopplungspunkt an ein Verteilungsnetz angeschlossen ist, und der bidirektionale Wandler elektrisch zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem Gleichstrom-Mikronetz verbunden ist, wobei die Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes ein Erfassungsmodul, das dazu dient, die Leistung am Netzkopplungspunkt in Echtzeit zu erfassen; und ein Schutzmodul umfasst, das dazu dient, es zu steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler getrennt wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Auslösebedingung erfüllt.
Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in positiver Richtung, in der der Strom vom Verteilungsnetz zum Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz fließt, die Rückflussschutz-Auslösebedingung umfasst, dass die Leistung am Netzkopplungspunkt kleiner oder gleich einem ersten Rückflussschutz-Schwellenwert ist, wobei der erste Rückflussschutz-Schwellenwert größer oder gleich 0 ist.
Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückflussschutz-Auslösebedingung ferner umfasst, dass eine Dauer, in der die Leistung am Netzkopplungspunkt kleiner oder gleich dem ersten Rückflussschutz-Schwellenwert ist, länger ist als eine vorgegebene Rückflussschutzdauer.
Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmodul auch dazu dient, die Leistung des bidirektionalen Wandlers auf einen vorgegebenen Leistungswert zu einstellen, wobei unter dem vorgegebenen Leistungswert, nachdem das Wechselstrom-Mikronetz mit dem bidirektionalen Wandler verbindet wurde, die Leistung am Netzkopplungspunkt größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert.
Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Steuerung eines Gleichstrom-Mikronetzes ferner ein Wiederherstellungsmodul umfasst, das dazu dient, es zu steuern, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselstrom-Mikronetz und dem bidirektionalen Wandler wiederhergestellt wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt eine vorgegebene Rückflussschutz-Stoppbedingung erfüllt, wobei die Rückflussschutz-Stoppbedingung umfasst, dass die Leistung am Netzkopplungspunkt größer oder gleich dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert ist, wobei der zweite Rückflussschutz-Schwellenwert größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert.
Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Steuerung eines Gleichstrom-Mikronetzes ferner ein Regelmodul umfasst, das dazu dient, die Leistung des bidirektionalen Wandlers entsprechend dem zweiten Rückflussschutz-Schwellenwert und der Leistung am Netzkopplungspunkt zu regeln, wenn das Wechselstrom-Mikronetz elektrisch mit dem bidirektionalen Wandler verbunden ist und die Leistung am Netzkopplungspunkt größer ist als der erste Rückflussschutz-Schwellenwert und kleiner ist als der zweite Rückflussschutz-Schwellenwert.
Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes nach einem der Ansprüche 11 bis 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Steuerung eines Gleichstrom-Mikronetzes ferner ein Energiespeicherplanmodul umfasst, das dazu dient, es zu steuern, dass das Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetz gemäß einem vorgegebenen Energiespeicher-Stromerzeugungsplan betrieben wird, wenn die Leistung am Netzkopplungspunkt die Rückflussschutz-Auslösebedingung nicht erfüllt.
Vorrichtung zur Steuerung eines Wechselstrom- und Gleichstrom-Mikronetzes, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Speicher, einen Prozessor und ein Computerprogramm umfasst, das im Speicher gespeichert und auf dem Prozessor lauffähig ist, wobei, wenn der Prozessor das Computerprogramm ausführt, eines der oben erwähnten Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 implementiert wird.