JP2024516873A - 電力系統におけるインバータ端子電圧調整 - Google Patents

電力系統におけるインバータ端子電圧調整 Download PDF

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Abstract

実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムが、2つ以上のインバータグループを、それらの無効電力の命令がそれらの利用可能な無効電力範囲に比例するように動作させることができる。そのため、制御システムは、利用可能なQ値範囲に比例している無効電力命令を分配し、それによって、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100におけるすべてのインバータが同じQ値の「ヘッドルーム」で動作することを確保する。また、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムは、インバータの第1のグループおよびインバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧を調整するために、負荷時タップ切換装置(LTC)を使用することができる。インバータの第1のグループは第1の定格と関連付けることができ、インバータの第2のグループは、第1の定格より大きい第2の定格と関連付けることができる。

Description

優先権出願
本出願は、2021年5月7日に出願された米国特許出願第17/302,615号への優先権の便益を主張し、この特許出願の内容は、その全体において、本明細書で参照により組み込まれている。
本文書は、一般に発電システムに関し、より詳細には、限定されることはないが、発電システムにおける電力の調節に関する。
従来、実用規模のエネルギー貯蔵プロジェクトは、整数倍の同一のビルディングブロックを使用して構築される。製造上のスケールメリットは、それらの大きさに反比例するビルディングブロックの単位当たりのコストをもたらし、大きなブロックを伴うプロジェクトを、多くの小さいブロックを伴うプロジェクトよりコスト効率の良いものにさせる。しかしながら、これらの利点は、第1の整数のビルディングブロックの定格の倍数が所望のプロジェクトの定格より相当に大きいことにより、設計が過大とされる場合、すぐに再設定される可能性がある。例えば、標的が、4の大きさとされたブロックの倍数を使用して9の定格を発生させることである場合、3個のブロックを選択しなければならず、9の代わりに12である全体の定格をもたらし、33.3%の有効コストペナルティをもたらす。
ビルディングブロックの定格を決定する重要な構成要素は、電池などのエネルギー貯蔵容器(DCを使用する)を、電力系統(ACを使用する)に結び付けるために使用されるパワーエレクトロニクスインバータである。それらの機能的な複雑性および関連する長期の認証過程のため、インバータの定格は融通が利かない。結果として、インバータが選択されると、プロジェクトについてコスト効率を得ることは、選択されたインバータの利用を最大化することと等価である。
本開示は、2つ以上のインバータグループを、それらの無効電力の命令がそれらの利用可能な無効電力範囲に比例するように動作させることができる実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムを記載している。そのため、制御システムは、利用可能なQ値範囲に比例している無効電力命令を分配し、それによって、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100におけるすべてのインバータが同じQ値の「ヘッドルーム」で動作することを確かにする。また、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムは、インバータの第1のグループおよびインバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧を調整するために、負荷時タップ切換装置(LTC)を使用することができる。インバータの第1のグループは第1の定格と関連付けることができ、インバータの第2のグループは、第1の定格より大きい第2の定格と関連付けることができる。
いくつかの態様において、本開示は、相互接続の点において電気回路網に連結される実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムであって、第1の貯蔵能力を有する電池の第1のグループと、第1の貯蔵能力と異なる第2の電力貯蔵能力を有する電池の第2のグループと、電池の第1のグループと電気通信しており、第1の定格を有するインバータの第1のグループと、電池の第2のグループと電気通信しており、第2の定格を有するインバータの第2のグループであって、第2の定格は第1の定格と同じである、インバータの第2のグループとを備え、インバータの第1のグループの出力とインバータの第2のグループの出力とが、組み合わされ、相互接続の点において電気回路網に供給される、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムを対象とする。
いくつかの態様において、本開示は、インバータの第1のグループおよびインバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧を調整する実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムであって、インバータの第1のグループは第1の定格と関連付けられ、インバータの第2のグループは、第1の定格より大きい第2の定格と関連付けられ、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムは、インバータの第1のグループと関連付けられる第1の利用可能な無効電力値の表現と、インバータの第2のグループと関連付けられる第2の利用可能な無効電力値の表現とを使用して、全体の利用可能な無効電力の表現を決定するように、第1の利用可能な無効電力値の表現と、全体の要求無効電力値の表現とを使用して、第1の利用可能な無効電力値と比例する第1の所望無効電力値を表現する第1の制御信号を生成するように、および、第2の利用可能な無効電力値の表現と、全体の要求無効電力値とを使用して、第2の利用可能な無効電力値と比例する第2の所望無効電力値を表現する第2の制御信号を生成するように構成される制御回路を備える、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムを対象とする。
いくつかの態様では、本開示は、インバータの第1のグループおよびインバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧を調整するために負荷時タップ切換装置(LTC)を使用するための実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムであって、インバータの第1のグループは第1の定格と関連付けられ、インバータの第2のグループは、第1の定格より大きい第2の定格と関連付けられ、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムは、システムにおける変圧器の変圧器巻線における測定電流の表現および測定電圧の表現を使用して、インバータの第1のグループおよびインバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧を決定するように、全体の要求無効電力値の表現を使用して、インバータの第1のグループおよびインバータの第2のグループと関連付けられる目標端子電圧を決定するように、および、端子電圧と目標端子電圧との間の差を使用して、インバータの第1のグループおよびインバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧がそれに応じて調整するように、LTCにおけるタップ設定を生成するように構成される制御回路を備える、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムを対象とする。
必ずしも一定の縮尺ではない図面において、同様の符号は、異なる図において同様の構成要素を描写する可能性がある。異なる添え字を有する同様の符号は、同様の構成要素の異なる例を表現し得る。図面は、概して、例を用いるが限定を用いることなく、本文書において検討されている様々な実施形態を示している。
本開示の様々な技術を実施することができる実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムの例の単線結線図である。 本開示の様々な技術を実施することができる制御回路の例の概念図である。 本開示の様々な技術を実施することができる制御回路の例の概念図である。 全体の要求無効電力値および目標端子電圧に関する伝達関数の例のグラフである。
実用規模のエネルギー貯蔵設備の主要機能は、系統周波数またはアービトラージエネルギーを維持する目的のために、有効電力を電力系統と交換することである。この主要機能に加えて、実用規模のエネルギー貯蔵設備は、相互接続の点(POI: Point Of Interconnect)における電気状態を動作範囲内で維持するためにも必要とされる。最も一般的には、これはPOI電圧を維持することを必要とし、これはさらに無効電力を系統に供給することを必要とする。無効電力は、スイッチトキャパシタなどの専用供給源から、または、エネルギー貯蔵要素(DC電圧を出力する)をAC系統に結び付ける主要機能を提供するためにすでに利用されているインバータから、供給され得る。
本発明者は、設備の複雑性を最小限にし、結果として、実用規模のエネルギー貯蔵設備の主要機能と、エネルギー貯蔵要素に結び付くために使用されるインバータからのPOIにおける電気状態を維持する必要性との両方を満たすことによるコストを最小限にするための機会を認識した。コストは、電力送達の主要機能を前提として、インバータの利用可能な無効範囲を考慮する方法で系統を制御することと、負荷時タップ切換装置(LTC)を使用して端子電圧を制御することで最大の有効な定格においてインバータを維持することとによって、さらに低減される。
以下でより詳細に記載されているように、本開示の様々な技術が、電池インバータからの動的無効電力を制御してPOIにおける電圧要件を満たすために、負荷時タップ切換装置(LTC)を利用することもできる。各々のLTC動作について、インバータの実際の電力(P)出力および無効電力(Q)出力は、目的の値におけるPOI電圧を維持しようとするために再び調整される。能力のコーナーポイントの計算について、LTCの最終的なタップ位置は保持でき、両方のインバータが電流制限に到達するまで、インバータのQ出力は変更することができる。インバータの端子電圧を制御するためにLTCを使用することは、グリッド電圧がプラントの動的無効範囲に影響を与えないことを確保するのを助けることができる。また、「方向に敏感な設定点」を使用することは、無効出力における急激な変化の間に電池インバータが許容された端子電圧範囲内に留まることができることを確保するのを助けることができる。
図1は、本開示の様々な技術を実施することができる実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムの例の単線結線図である。実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100は電池の第1のグループ102Aと電池の第2のグループ102Bとを含み得る。電池の第1のグループ102Aは第1の貯蔵能力を有することができ、電池の第2のグループは、第1の電力貯蔵能力より大きいなど、第1の電力貯蔵能力と異なる第2の電力貯蔵能力を有する。
システム100は、電池の第1のグループ102Aと電気通信しているインバータの第1のグループ104Aと、電池の第2のグループ102Bと電気通信しているインバータの第2のグループ104Bと含み得る。ある例では、インバータの第1のグループ104Aは第1の数のインバータを含むことができ、インバータの第2のグループは、第1の数と異なる第2の数のインバータを含むことができる。電池とインバータとの組み合わせは、相互接続の点における周波数を調節するのを助けることができる。
インバータの第1のグループ104Aが電池の第1のグループ102Aと関連付けられるため、インバータの第1のグループ104Aは第1の定格と関連付けられ得る。同様に、インバータの第2のグループ104Bが電池の第2のグループ102Bと関連付けられるため、インバータの第2のグループ104Bは、第1の定格より大きいなど、第1の定格と異なる第2の定格と関連付けることができる。
ある例では、2つのグループ104A、104Bの各々におけるインバータが同じ定格を有することができる。非限定的な例において、2つのグループ104A、104Bにおけるインバータの個々の1つが同一の定格を有し得る。別の非限定的な例において、2つのグループ104A、104Bにおけるインバータの個々の1つが異なる定格を有し得るが、グループ104A、104Bは同じ定格を有し得る。同様に、ある例では、各々のグループ104A、104Bは、各々のグループ104A、104Bの中で同じ数のインバータを有し得る。しかしながら、インバータの第1のグループ104Aは、インバータの第2のグループ104Bと関連付けられる電池の第2のグループ102Bと異なるエネルギー貯蔵能力を有する電池の第1のグループ102Aと関連付けられるため、インバータ/電池の組み合わせは非均一と見なすことができる。
インバータの第2のグループ104Bは、電池の第1のグループ102Aより大きなエネルギー貯蔵能力を有し得る電池の第2のグループ102Bと関連付けられるため、より大きな電力を出力することができる。しかしながら、インバータの第2のグループ104Bは、インバータの第1のグループ104Aより小さい無効電力範囲を有し得る。
インバータの第1のグループ104Aは、400～500ボルト(V)における低電圧バスといった第1の電圧バスLV1と連結させることができ、インバータの第2のグループ104Bは、400～500Vにおける低電圧バスといった第2の電圧バスLV2と連結させることができる。第1の電圧バスLV1の電圧は、34.5キロボルト(kV)といった中電圧バスMVと連結されるパットマウント変圧器などの昇圧変圧器のグループ106Aを使用して、増加させることができる。同様に、第2の電圧バスLV2の電圧は、中電圧バスMVと連結されるパットマウント変圧器などの昇圧変圧器のグループ106Bを使用して、増加させることができる。昇圧変圧器のグループ106AをMVバスに連結するMVケーブルのインピーダンスは、インピーダンスZCSによって表現されている。昇圧変圧器のグループ106Bは、同様に、関連付けられたインピーダンスZCSを有するケーブル配線を介して、中電圧バスMVに同様に連結されることになる。
中電圧バスMVの電圧は、別の昇圧変圧器、つまり、主電力変圧器(MPT)108を使用して増加させることができる。MPT108は、高電圧バスHVにおいて、138kVなどの送電電圧へと電圧を増加させることができる。MPT108は、MPT108の高電圧巻線におけるタップと連結される負荷時タップ切換装置(LTC)109を含み得る。LTCは、高電圧巻線における巻きの数を調整することができ、これは、MPT108の巻数比を変更することができ、延いては、変圧器の出力電圧を調整することができる。ある例では、MPT108の巻数比は、各々の方向において、16段での±10%の範囲で調整可能であり得る。電流および/または電圧のメータなど、1つまたは複数のメータ110が、状態を監視するためにMPT108の低圧側に連結され得る。
実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100は、無限バスINFにおけるテブナン等価電圧VTHによって表現されている電気回路網112と連結させることができる。実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100は第1の電気回路網の一部を形成することができ、電気回路網112は第2の電気回路網と見なすことができる。
相互接続の点(POI)における電気回路網112の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100との連結は、テブナン等価インピーダンスZTHによって表現されている。実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100の高電圧バスHVとPOIとの間の電気接続は、インピーダンスZTIEによって表現されている。図1では、インバータの第1のグループ104Aの出力とインバータの第2のグループ104Bの出力とは、MVバスにおいて組み合わされ、POIにおいて電気回路網112へと供給される。
本開示は、数ある中でも、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100の2つの態様、すなわち、1)システム100の非均一な設計と、2)有効なインバータの定格を増加させるための適応電圧管理技術とを説明している。
システム100の非均一な設計は、インバータを、各々のグループの中に異なる定格とされたエネルギー貯蔵を伴う複数のグループへと分割する。先に言及されているように、2つのインバータグループ104A、104Bは電池のグループ102A、102Bとそれぞれ関連付けられている。電池の第1のグループ102Aが電池の第2のグループ102Bより大きいエネルギー貯蔵能力を有することを仮定する。同じ相対速さで2つのグループを充電(または放電)するためには、インバータの第1のグループ104Aはインバータの第2のグループ104Bより大きい有効電力で動作しなければならい。この同じでない有効電力の送り出しは、第2のインバータグループ104Bに、インバータの第1のグループ104Aより大きい利用可能な無効範囲を持たせる。そのため、インバータの定格を十分に利用するために、インバータの第2のグループ104Bにはインバータの第1のグループ104Aより大きい無効電力命令が与えられる。
本開示の様々な技術を使用することで、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100は、両方のインバータグループ104A、104Bを、それらの無効電力の命令がそれらの利用可能な無効電力範囲に比例するように、動作させることができる。非限定的な例を用いると、2,250kWの有効電力(P)の命令が与えられる2,500kVAの皮相電力(S)定格を伴うインバータは、約1,090kVAr(kVA定格は、有効電力と無効電力との直交和である)の利用可能な無効(Q)範囲を有する。2,125kWのP命令(Pにおける約5.5%の低減)で動作する同じインバータは、約1,317kVA(Qにおける約21%の増加)の利用可能な無効範囲を有する。そのため、制御システムは、利用可能なQ値範囲に比例している無効電力命令を分配し、それによって、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100におけるすべてのインバータが同じQ値の「ヘッドルーム」で動作することを確保する。
図2は、本開示の様々な技術を実施することができる制御回路の例の概念図である。ある例において、図2の制御回路200は、図1の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100のためのプラント制御装置の一部を形成することができる、または、そのようなプラント制御装置と通信することができる。制御回路200は、図1のインバータグループ104A、104Bなどの非均一なインバータグループを、それらの無効電力命令がそれらの利用可能な無効電力範囲に比例するように、動作させることができる。制御回路200は、本開示で説明されている様々な機能を実施するために命令を実行することができる処理装置を含み得るか、そのような処理装置の一部を形成し得るか、または、そのような処理装置と連結され得る。
制御回路200は、図1のインバータの第1のグループ104Aと関連付けられる利用可能な皮相電力値StotAを表現する信号StotAと、図1のインバータの第2のグループ104Bと関連付けられる利用可能な皮相電力を表現する信号StotBとを受け入れることができる。制御回路200は、図1のインバータの第1のグループ104Aと関連付けられる要求有効電力値を表現する信号PcmdAと、図1のインバータの第2のグループ104Bと関連付けられる要求有効電力命令を表現する信号PcmdBとを受け入れることができる。
関係[皮相電力(S)]2=[実際の電力(P)]2+[無効電力(Q)]2を使用することで、制御回路200は、全体の利用可能な無効電力Qtotの表現を決定することができる。より具体的には、ブロック202Aにおいて、制御回路200は、図1のインバータの第1のグループ104Aと関連付けられる全体で利用可能な皮相電力StotAを二乗する数学演算を実施することができる。ブロック204Aにおいて、制御回路200は、図1のインバータの第1のグループ104Aと関連付けられる有効電力命令PcmdAを二乗する数学演算を実施することができる。ブロック206Aにおいて、制御回路200は、ブロック204Aからの2乗を、ブロック202Aからの2乗から減算することができる。ブロック208Aにおいて、制御回路200は、合計の平方根を決定する数学演算を実施することができ、図1のインバータの第1のグループ104Aと関連付けられる利用可能な無効電力の表現であるQtotAを決定することができる。
同様に、ブロック202Bにおいて、制御回路は、図1のインバータの第2のグループ104Bと関連付けられる全体で利用可能な皮相電力StotBを二乗する数学演算を実施することができる。ブロック204Bにおいて、制御回路は、図1のインバータの第2のグループ104Bと関連付けられる有効電力命令PcmdBを二乗することができる。ブロック206Bにおいて、制御回路200は、ブロック204Bからの2乗を、ブロック202Bからの2乗から減算することができる。ブロック208Bにおいて、制御回路200は、合計の平方根を決定する数学演算を実施することができ、図1のインバータの第2のグループ104Bと関連付けられる利用可能な無効電力の表現であるQtotBを決定することができる。ブロック210において、制御回路200は、QtotAとQtotBとを合計することなどで、図1のグループ104A、104Bの2つのグループについての全体の利用可能な無効電力Qtotの表現を決定することができる。
次に、制御回路200は、信号QcmdMVArによって表現される全体の要求無効電力値を、制御信号QcmdAおよびQcmdBによって表現される所望の無効電力値へと比例配分するために、QtotAおよびQtotBを使用することができる。例えば、ブロック212において、制御回路200は、POIにおいて要求されているとしてシステム運用者によって求められる全体の要求無効電力値を表現する信号QcmdMVArによって表現される値の、全体の利用可能な無効電力Qtotによる除算の数学演算を実施することができる。つまり、全体の要求無効電力値QcmdMVArは、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100と別の電気回路網112との間の相互接続の点における所望の無効電力の大きさを表現することができる。
ブロック214Aにおいて、制御回路200は、利用可能な無効電力値QtotAに比例する所望の無効電力値を表現する制御信号QcmdAを生成するために、図1のインバータの第1のグループ104Aと関連付けられる利用可能な無効電力の表現であるQtotAによるブロック212の結果への乗算の数学演算を実施することができる。
同様に、ブロック214Bにおいて、制御回路200は、利用可能な無効電力値QtotBに比例する所望の無効電力値を表現する制御信号QcmdBを生成するために、図1のインバータの第2のグループ104Bと関連付けられる利用可能な無効電力の表現であるQtotBによるブロック212の結果への乗算の数学演算を実施することができる。
制御回路200は、2つの制御信号QcmdA、QcmdBをインバータグループ104A、104Bに出力することができる。2つの制御信号QcmdA、QcmdBを使用することで、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100は、インバータの第1のグループ104Aおよびインバータの第2のグループ104Bと関連付けられる端子電圧を調整することができる。したがって、本開示の様々な技術を使用することで、POIにおいて要求されているとしてシステム運用者によって求められる全体の要求無効電力値(信号QcmdMVArによって表現される)は、インバータの各々のグループに同じ無効電力Q「ヘッドルーム」を与えるために、利用可能な無効電力値QtotAに比例してインバータの2つのグループ104A、104Bに割り当てることができる。また、これらの技術は、インバータグループ104A、104Bの利用可能な明らかな値StotA、StotBを完全に利用することによって無効電力をPOIに提供することで、インバータの利用を最大化することができる。
図1がインバータの2つのグループを描写し、図2が図1のインバータの2つのグループに関して記載されているが、本開示がインバータの2つのグループに限定されないことは、留意されるべきである。むしろ、POIにおいて必要とされているとしてシステム運用者によって求められる全体の要求無効電力値は、利用可能な無効電力値に比例して、インバータの3つ以上のグループに割り当てられてもよい。
図2に関して先に記載されている非均一なプラント設計技術を使用することで、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100は、両方のインバータグループ104A、104Bを、それらの無効電力Qの命令がそれらの利用可能な無効電力範囲に比例するように、動作させることができる。それによって、制御回路200は、インバータグループ104A、104Bの異なる関連付けられたエネルギー貯蔵能力、つまり、電池102A、102Bのグループと関連付けられたエネルギー貯蔵能力を合致させるように、有効電力命令をインバータグループ104A、104Bに送ることができる。これらの技術は、電池のグループ102A、102Bを、それらのエネルギー貯蔵の定格に関連して充電/放電させることができるが、インバータグループ104A、104Bのどんな能力に関連しても充電/放電させず、これは、電池のグループ102A、102Bを同じ速さで放電させることができる。対応する比例の速さでの異なるエネルギー貯蔵能力の充電および/または放電する電池は、高められた電池の平衡化と、有効電力および無効電力の制御の最適化された全体の期間とを提供する。
先に言及されているように、POIにおいて要求されているとしてシステム運用者によって求められる全体の要求無効電力値が、利用可能な無効電力値に比例してインバータの2つ(またはより多くの)グループに割り当てることができる先に記載されている技術に加えて、本開示は、インバータの定格を増加させるための適応電圧管理技術を説明している。本開示で説明されている適応電圧管理技術は、図1のインバータグループ104A、104Bにおけるインバータの端子など、インバータの端子における電圧を増加させるなどのために、図1のMPT108といった主電力変圧器における巻数比を調整することで、「有効」インバータ定格を増加させることができる。
定格における増加は電圧を増加させることで達成でき、これはインバータの皮相電力能力における比例的な増加をもたらす。上記からの例で続けると、単位(pu)あたりで2,500kVAの定格とされたインバータの端子電圧を増加させることは、2,575kVAの有効皮相電力の能力をもたらすことができる。したがって、2,250kWの有効電力において動作するインバータは、ここで1,252kVArに到達することができ、これは、1.0puの電圧において有するQ値範囲に対して14.8%の増加である。別の言い方をすれば、インバータの端子電圧における増加は、無効電力Qにおいて自由な増加をもたらすことができる。
従来、図1のMPT108などの主電力変圧器(MPT)における巻数比は、中電圧バス(MV)バスにおいて一定の電圧レベルを維持するように制御される。HVバスなどにおける送電系統電圧は、支配的な系統状態で変化することができ、システム100内の電圧プロフィールを調節するための自由度を有することは、プラントの能力が電気回路網112の状態から独立していることを確保するのを助けることができる。これは、数ある中でも、POIにおいて電圧の関数として出力されるシステム100の無効電力について、および、電力のエキスポートおよびインポート(それぞれエネルギー貯蔵を放電および充電すること)の許容範囲について、動作範囲を規定するグリッドコード要件を満たすために重要であり得る。
従来の設計の欠点は、インバータの端子電圧を、動作状態に伴って変化し得るパットマウント変圧器の前後の電圧降下に依存させる可能性があることである。インバータの端子電圧を制御することは、インバータが、皮相電力(kVA)能力を、電力系統電圧またはシステム100などのエネルギー貯蔵プラントの動作状態のいずれかから独立させることと、最大kVA能力がすべての動作状態において利用可能であることとを明確に確保することができる。
本開示の様々な技術によれば、図1の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100などの実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムは、図1におけるインバータの第1のグループ104Aなどのインバータの第1のグループ、および、図1におけるインバータの第2のグループ104Bなどのインバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧を調整するために、図1のLTC109などの負荷時タップ切換装置(LTC)を使用することができる。インバータの第1のグループは第1の定格と関連付けることができ、インバータの第2のグループは、第1の定格より大きい第2の定格と関連付けることができる。
図3は、本開示の様々な技術を実施することができる制御回路の例の概念図である。ある例において、図3の制御回路300は、図1の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム100のためのプラント制御装置の一部を形成することができる、または、そのようなプラント制御装置と通信することができる。制御回路300は、図1におけるインバータの第1のグループ104Aなどのインバータの第1のグループ、および、図1におけるインバータの第2のグループ104Bなどのインバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧を調整するために、図1のLTC109などのLTCを動作させることができる。ある例では、図3の制御回路300と図2の制御回路200とは、同じ制御回路であり得る、または、互いと通信し得る。制御回路300は、本開示で説明されている様々な機能を実施するために命令を実行することができる処理装置を含み得るか、そのような処理装置の一部を形成し得るか、または、そのような処理装置と連結され得る。
制御回路300は、PMV、VMV、およびQMVを含むいくつかの信号を受信することができる。信号PMVは、単位当たりに基づいてなど、図1のMPT108の中電圧巻線への測定有効電力を表現することができる。信号QMVは、単位当たりに基づいてなど、図1のMPT108の中電圧巻線への測定無効電力を表現することができる。信号VMVは、単位当たりに基づいてなど、MVバスと連結される図1におけるMPT108の巻線など、変圧器の変圧器巻線における測定電圧の度合いを表現することができる。
ブロック302において、制御回路300は、測定された実際の電流Idの表現を決定するために、VMVによるPMVの除算の数学演算を実施することができる。同様に、ブロック304において、制御回路300は、測定された無効電流Iqの表現を決定するために、VMVによるQMVの除算の数学演算を実施することができる。
次に、制御回路300は、変圧器の変圧器巻線における測定電流の表現と測定電圧の表現とを使用して、図1におけるインバータグループ104A、104Bなど、インバータの第1のグループおよびインバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧VINVを決定することができる。ある例では、測定電流の表現と測定電圧の表現とは、図1の主電力変圧器MPT108の低圧側において測定される。
ブロック306において、制御回路300は、決定された実際の電流Idと、図1の昇圧変圧器106Aの抵抗との乗算の数学演算を実施することができる。ブロック308において、制御回路300は、決定された無効電流Iqと、図1の昇圧変圧器106Aのリアクタンスとの乗算の数学演算を実施することができる。ブロック310において、制御回路300は、信号VMVとの2つの乗算の結果を合計し、結果をブロック312に出力することができる。
ブロック314において、制御回路300は、決定された実際の電流Idと、図1の昇圧変圧器106Aのリアクタンスとの乗算の数学演算を実施することができる。ブロック316において、制御回路300は、決定された無効電流Iqと、図1の昇圧変圧器106Aの抵抗との乗算の数学演算を実施することができる。ブロック314において、制御回路300は、乗算の結果を合計し、結果をブロック312に出力することができる。ブロック312において、制御回路300は端子電圧VINVを決定することができ、ここで、端子電圧VINVは式1によって与えられる。
VINV=VMV+(R+jX)*IMV 式1
ここで、IMV=conj(Pcmd+jQcmd)/VMVであり、VMVは仮定のゼロのフェーザ角を有し、Pcmdの値は要求有効電力値を表現し、Qcmdの値は全体の要求無効電力値(QcmdMVArと同様)を表す。
次に、ブロック318において、制御回路300は、全体の要求無効電力値Qcmdの表現を使用して、図1におけるインバータの第1のグループ104Aおよびインバータの第2のグループ104Bなど、インバータの第1のグループおよびインバータの第2のグループと関連付けられる目標端子電圧Vcenterを決定することができる。目標端子電圧Vcenterは、図1におけるインバータの第1のグループ104Aおよびインバータの第2のグループ104Bの端子における所望の電圧である。
ある例では、ブロック318において、制御回路300は、目標端子電圧Vcenterを決定するために、メモリデバイス320に保存されているなど、全体の要求無効電力値Qcmdおよび目標端子電圧Vcenterに関連する伝達関数を実施することができる。メモリデバイス320は、制御回路300の一部を形成し得る、または、制御回路300と通信し得る。伝達関数の少なくとも一部分が、図4に示されているなど、全体の要求無効電力値Qcmdと目標端子電圧Vcenterとの間に線形の関係を含み得る。ある例では、制御回路300は、メモリデバイス320に保存されているデータセット322を使用して、伝達関数を決定することができる。ある例では、データセット322はルックアップテーブルとして保存され得る。
次に、ある非限定的な例において、制御回路300は、端子電圧VINVと目標端子電圧Vcenterとの間の差を使用して、インバータの第1のグループおよびインバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧をそれに応じて調整するように、LTCにおけるタップ設定Tapを生成することができる。VcenterおよびVINVの値は、MPTにおけるタップ位置を調整するために、LTC制御装置340に送達され得る。ある例では、LTC制御装置は、ブロック320～330を参照して記載されている手法で動作する商用オフザシェルフユニットであり得る。ブロック324において、制御回路300は、端子電圧VINVと目標端子電圧Vcenterとの間の差Verrを決定するために、減算などの数学演算を実施することができる。ブロック326において、制御回路300は、タップ設定を調整するかどうかを決定するために、閾値化動作を実施することができる。例えば、Verrが第1の閾値より大きい場合、制御回路300はタップ設定を上へと調整することができ、Verrが第2の閾値より小さい場合、制御回路300はタップ設定を下へと調整することができ、Verrが第1の閾値と第2の閾値との間である場合、制御回路300はタップ設定を調整しない。
ある例では、ブロック328において、制御回路300は積分の数学演算を実施することができる。積分は、LTCアップ/ダウン計数を実施するために使用できる。ブロック328の積分器出力は、LTCにおける個別のタップ位置をモデル化するために、ブロック330において最も近い整数値へと変換され得、結果として、図1のLTC109などのLTCにおけるタップ設定Tapをもたらす。
この手法では、制御回路300は、POIにおいて電圧を制御することができるインバータの出力端子における電圧を制御するためにLTCを使用することができる。これらの技術を使用することで、制御回路300は、所望の実際の無効電力がPOIにおいて利用可能となることを確保するのを助けるために、図1におけるMVバスにおいて電圧を調整することができる。これらの技術は、POIにおけるグリッドの変化に対して不変である。
これらの技術を使用することによって、図1のLTC109などのLTCが、電圧の大きさがLVバスにおいてどのようにあるべきかを決定することができ、LTCが連結されるMVバスにおける電圧の大きさを検討するだけでなく、それらの電圧を間接的に制御することができることは、留意されるべきである。次いで、LTCは、LVバスにおいて、実際の電力Pおよび無効電力Qなどの調節された電圧プロフィールを制御することができる。それによって、本開示の適応電圧管理技術は、LTCに、図1におけるLV1およびLV2などの遠隔バスを制御させることができる。
図4は、全体の要求無効電力値Qcmdおよび目標端子電圧Vcenterに関する伝達関数の例のグラフである。グラフ400のx軸は、単位当たりに基づく全体の要求無効電力値Qcmdを表現しており、y軸は、単位当たりに基づく目標端子電圧Vcenterを描写している。ある例では、伝達関数402は、点406、408の間など、少なくとも1つの線形領域404を含み得る。伝達関数402は、線形の関係に限定されず、全体の要求無効電力値Qcmdと目標端子電圧Vcenterとの間に二次またはより高い次数の関係を含み得る。他の例では、伝達関数402は、目標端子電圧Vcenterを生成するために、全体の要求無効電力値Qcmdに加えて、要求有効電力値Pcmd入力を利用することができる。
様々な注記
本明細書に記載されている非限定的な態様または例の各々は、それ自体において独立していることができる、または、他の例のうちの1つまたは複数との様々な置き換えまたは組み合わせで組み合わせることができる。
上記の詳細な記載は、詳細な記載の一部を形成する添付の図面への参照を含む。図面は、図示を用いて、本発明が実施され得る特定の実施形態を示している。これらの実施形態は、本明細書において「例」として言及もされる。このような例は、図示または記載されている要素に加えて、要素を含んでもよい。しかしながら、本発明者は、図示または記載されたそれらの要素だけが提供される例も検討している。さらに、本発明者は、具体的な例(または、その1つもしくは複数の態様)に関して、または、本明細書で図示または記載された他の例(または、その1つもしくは複数の態様)に関してのいずれかで、図示または記載されたそれらの要素の任意の組み合わせまたは置き換えを使用する例(または、その1つもしくは複数の態様)も検討している。
本文書と、参照に組み込まれている任意の文献との間の不一致の使用がある場合、本文書における使用が優先する。
本文書において、「1つ(a、an)」という用語が、「少なくとも1つ」または「1つまたは複数」の任意の他の例または使用から独立して、特許文献において一般的であるように、1つまたは2つ以上を含むように使用されている。本文書において、特に明記しない限り、「または」という用語は、非排他的に言及するように使用されるか、または、「AまたはB」が「AであるがBではない」、「BであるがAではない」、および「AおよびB」を含むように使用される。本文書において、「～を含む」および「～において」という用語は、それぞれの用語が「～備える」および「ここで」の平易な英語の同義語として使用されている。また、以下の請求項において、「～を含む」および「～備える」という用語はオープンエンドであり、つまり、請求項におけるこのような用語の後に列記された要素に加えて要素を含むシステム、デバイス、物品、組成、処方、または過程は、その請求項の範囲内にあるとなおも見なされる。さらに、以下の請求項において、「第1の」、「第2の」、および「第3の」という用語は、単にラベルとして使用されており、数字上の要件をそれらの対象に課すようには意図されていない。
本明細書に記載されている方法の例は、少なくとも一部で、機械またはコンピュータで実施されてもよい。ある例は、上記の例に記載されているような方法を実施するために、電子デバイスを構成するように動作可能な命令で符号化されたコンピュータ読み取り可能媒体または機械読み取り可能媒体を含み得る。このような方法の実施は、マイクロコード、アセンブリ言語コード、または高級言語コードなどのコードを含み得る。このようなコードは、様々な方法を実施するためのコンピュータ読み取り可能命令を含み得る。コードは、コンピュータプログラム製品の一部分を形成することができる。さらに、例において、コードは、実行の間または他の時間などにおいて、1つまたは複数の揮発性、非一時的、または不揮発性の有形のコンピュータ可読媒体に保存され得る。これらの有形のコンピュータ可読媒体の例には、限定されることはないが、ハードディスク、リムーバブル磁気ディスク、リムーバブル光ディスク(例えば、コンパクトディスクおよびデジタルビデオディスク)、磁気カセット、メモリカードまたはメモリスティック、ランダムアクセスメモリ(RAM)、および読み取り専用メモリ(ROM)などがあり得る。
先の記載は、例示となるように意図されており、限定となるように意図されていない。例えば、上記の例(またはその1つまたは複数の態様)が互いとの組み合わせで使用されてもよい。上記の記載を検討することで、当業者などによって、他の実施形態が使用されてもよい。要約は、読者に技術的な開示の性質を素早く確認させるために、37 C.F.R. §1.72(b)に従うように提供されている。要約は、請求項の範囲または意味を解釈または限定するために使用されないという了解の下で提出されている。また、先の発明を実施するための形態では、様々な特徴が、本開示を簡素化するために一緒に集められている可能性がある。これは、請求されずに開示されている特徴が任意の請求項にとって必須であることを意図するとして解釈されるべきではない。むしろ、発明の主題は、具体的な開示されている実施形態のすべての特徴より少ない特徴にあり得る。したがって、以下の請求項は、各々の請求項が別々の実施形態としてそれ自体において独立して、本明細書において、例または実施形態として発明を実施するための形態に組み込まれており、このような実施形態が、様々な組み合わせまたは置き換えで互いと組み合わせられ得ることは、検討されている。本発明の範囲は、このような請求項が付与される均等の完全な範囲と共に、添付の請求項を参照して決定されるべきである。
100 実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム
102A 電池の第1のグループ
102B 電池の第2のグループ
104A インバータの第1のグループ
104B インバータの第2のグループ
106A 昇圧変圧器
108 主電力変圧器、MPT
109 負荷時タップ切換装置、LTC
112 電気回路網
200 制御回路
202A、202B、204A、204B、206A、206B、208A、208B、210、212、214A、214B ブロック
300 制御回路
302、304、306、308、310、312、314、316、318、326、328 ブロック
320 メモリデバイス
322 データセット
340 LTC制御装置
400 グラフ
402 伝達関数
404 線形領域
406、408 点
INF 無限バス
LV1 第1の電圧バス
LV2 第2の電圧バス
MV 中電圧バス
PcmdA 第1のグループ104Aと関連付けられる有効電力命令
PcmdB 第2のグループ104Bと関連付けられる有効電力命令
PMV 中電圧巻線への測定有効電力
QcmdMVAr、Qcmd 全体の要求無効電力値
QcmdA、QcmdB 所望の無効電力値
QMV 中電圧巻線への測定無効電力
Qtot 全体の利用可能な無効電力
QtotA 第1のグループ104Aと関連付けられる無効電力
QtotB 第2のグループ104Bと関連付けられる無効電力
StotA 第1のグループ104Aと関連付けられる全体で利用可能な皮相電力
StotB 第2のグループ104Bと関連付けられる全体で利用可能な皮相電力
Tap タップ設定
Vcenter 目標端子電圧
Verr 端子電圧VINVと目標端子電圧Vcenterとの間の差
VINV 端子電圧
VMV 変圧器巻線における測定電圧
VTH テブナン等価電圧
ZCS インピーダンス
ZTH テブナン等価インピーダンス
ZTIE インピーダンス

Claims (25)

  1. 相互接続の点において電気回路網に連結される実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムであって、
    第1の貯蔵能力を有する電池の第1のグループと、
    前記第1の貯蔵能力と異なる第2の電力貯蔵能力を有する電池の第2のグループと、
    前記電池の第1のグループと電気通信しており、第1の定格を有するインバータの第1のグループと、
    前記電池の第2のグループと電気通信しており、第2の定格を有するインバータの第2のグループであって、前記第2の定格は前記第1の定格と同じである、インバータの第2のグループと
    を備え、
    前記インバータの第1のグループの出力と前記インバータの第2のグループの出力とが、組み合わされ、前記相互接続の点において前記電気回路網に供給される、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  2. 前記インバータの第1のグループは第1の数のインバータを含み、前記インバータの第2のグループは、前記第1の数のインバータと異なる第2の数のインバータを含む、請求項1に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  3. 前記インバータの第1のグループと関連付けられる第1の利用可能な無効電力値の表現と、前記インバータの第2のグループと関連付けられる第2の利用可能な無効電力値の表現とを使用して、全体の利用可能な無効電力の表現を決定するように、
    前記第1の利用可能な無効電力値の前記表現と、全体の要求無効電力値の表現とを使用して、前記第1の利用可能な無効電力値と比例する第1の所望無効電力値を表現する第1の制御信号を生成するように、および、
    前記第2の利用可能な無効電力値の前記表現と、前記全体の要求無効電力値とを使用して、前記第2の利用可能な無効電力値と比例する第2の所望無効電力値を表現する第2の制御信号を生成するように
    構成される制御回路を備える、請求項1に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  4. 前記制御回路は、
    第1の利用可能な皮相電力値の表現と、第1の要求有効電力値の表現とを使用して、前記第1の利用可能な無効電力値を決定するように構成され、ここで、前記第1の利用可能な皮相電力値と前記第1の要求有効電力値とは前記インバータの第1のグループと関連付けられ、および、
    第2の利用可能な皮相電力値の表現と、第2の要求有効電力値の表現とを使用して、前記第2の利用可能な無効電力値を決定するように構成され、ここで、前記第2の利用可能な皮相電力値と前記第2の要求有効電力値とは前記インバータの第2のグループと関連付けられる、請求項3に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  5. 前記全体の要求無効電力値は、前記相互接続の点における所望の無効電力の大きさを表現する、請求項3に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  6. 前記インバータの第1のグループは第1の電圧バスと連結され、前記インバータの第2のグループは第2の電圧バスと連結され、前記第1の電圧バスと前記第2の電圧バスとは、対応する第1の昇圧変圧器を通じて第3の電圧バスと連結され、前記第3の電圧バスは、第2の昇圧変圧器を通じて第4の電圧バスと連結され、前記電気回路網の前記第4の電圧バスは前記相互接続の点と連結され、前記第1の電圧バスの電圧および前記第2の電圧バスの電圧は前記第3の電圧バスの電圧未満であり、前記第3の電圧バスの前記電圧は前記第4の電圧バスの電圧未満である、請求項1に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  7. 電気回路網における前記インバータの第1のグループおよび前記インバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧を調整するために負荷時タップ切換装置を備える、請求項1に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  8. 前記電気回路網における変圧器の変圧器巻線における測定電流の表現および測定電圧の表現を使用して、前記インバータの第1のグループおよび前記インバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧を決定するように、
    全体の要求無効電力値の表現を使用して、前記インバータの第1のグループおよび前記インバータの第2のグループと関連付けられる目標端子電圧を決定するように、および、
    前記端子電圧と前記目標端子電圧との間の差を使用して、前記インバータの第1のグループおよび前記インバータの第2のグループと関連付けられる前記端子電圧がそれに応じて調整するように、前記負荷時タップ切換装置におけるタップ設定を生成するように
    構成される制御回路を備える、請求項7に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  9. 前記インバータの第1のグループは第1の電圧バスと連結され、前記インバータの第2のグループは第2の電圧バスと連結され、前記第1の電圧バスと前記第2の電圧バスとは、対応する第1の昇圧変圧器を通じて第3の電圧バスと連結され、前記第3の電圧バスは、第2の昇圧変圧器を通じて第4の電圧バスと連結され、前記電気回路網の前記第4の電圧バスは、別の電気回路網と連結される相互接続の点と連結され、前記第1の電圧バスの電圧および前記第2の電圧バスの電圧は前記第3の電圧バスの電圧未満であり、前記第3の電圧バスの前記電圧は前記第4の電圧バスの電圧未満であり、前記変圧器は前記第2の昇圧変圧器であり、前記測定電流の前記表現および前記測定電圧の前記表現は前記第2の昇圧変圧器の低圧側で測定される、請求項8に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  10. 前記全体の要求無効電力値の前記表現を使用して、前記インバータの第1のグループおよび前記インバータの第2のグループと関連付けられる前記目標端子電圧を決定するように構成される前記制御回路は、
    前記全体の要求無効電力値および前記目標端子電圧に関する伝達関数を使用して前記目標端子電圧を決定するようにさらに構成される、請求項8に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  11. 前記伝達関数の少なくとも一部分が、前記全体の要求無効電力値と前記目標端子電圧との間に線形の関係を含む、請求項10に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  12. 前記全体の要求無効電力値および前記目標端子電圧に関する前記伝達関数を使用して前記目標端子電圧を決定するように構成される前記制御回路は、
    保存されたデータセットを使用して前記目標端子電圧を決定するように構成される、請求項10に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  13. 前記保存されたデータセットはルックアップテーブルである、請求項12に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  14. インバータの第1のグループおよびインバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧を調整する実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムであって、前記インバータの第1のグループは第1の定格と関連付けられ、前記インバータの第2のグループは、前記第1の定格より大きい第2の定格と関連付けられ、前記実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムは、
    前記インバータの第1のグループと関連付けられる第1の利用可能な無効電力値の表現と、前記インバータの第2のグループと関連付けられる第2の利用可能な無効電力値の表現とを使用して、全体の利用可能な無効電力の表現を決定するように、
    前記第1の利用可能な無効電力値の前記表現と、全体の要求無効電力値の表現とを使用して、前記第1の利用可能な無効電力値と比例する第1の所望無効電力値を表現する第1の制御信号を生成するように、および、
    前記第2の利用可能な無効電力値の前記表現と、前記全体の要求無効電力値とを使用して、前記第2の利用可能な無効電力値と比例する第2の所望無効電力値を表現する第2の制御信号を生成するように
    構成される制御回路を備える、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  15. 前記第1の定格と関連付けられる前記インバータの第1のグループは、前記第1の定格を有する第1の複数の電池と関連付けられ、前記第2の定格と関連付けられる前記インバータの第2のグループは、前記第2の定格を有する第2の複数の電池と関連付けられる、請求項14に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  16. 前記インバータの第1のグループは第1の数のインバータを含み、前記インバータの第2のグループは、前記第1の数のインバータと異なる第2の数のインバータを含む、請求項14に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  17. 前記制御回路は、
    第1の利用可能な皮相電力値の表現と、第1の要求有効電力値の表現とを使用して、前記第1の利用可能な無効電力値を決定するように構成され、ここで、前記第1の利用可能な皮相電力値と前記第1の要求有効電力値とは前記インバータの第1のグループと関連付けられ、および、
    第2の利用可能な皮相電力値の表現と、第2の要求有効電力値の表現とを使用して、前記第2の利用可能な無効電力値を決定するように構成され、ここで、前記第2の利用可能な皮相電力値と前記第2の要求有効電力値とは前記インバータの第2のグループと関連付けられる、請求項14に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  18. 前記実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムは電気回路網の一部を形成し、前記全体の要求無効電力値は、前記電気回路網と別の電気回路網との間の相互接続の点における所望の無効電力の大きさを表現する、請求項14に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  19. 前記インバータの第1のグループは第1の電圧バスと連結され、前記インバータの第2のグループは第2の電圧バスと連結され、前記第1の電圧バスと前記第2の電圧バスとは、対応する第1の昇圧変圧器を通じて第3の電圧バスと連結され、前記第3の電圧バスは、第2の昇圧変圧器を通じて第4の電圧バスと連結され、前記電気回路網の前記第4の電圧バスは、別の電気回路網の相互接続の点と連結され、前記第1の電圧バスの電圧および前記第2の電圧バスの電圧は前記第3の電圧バスの電圧未満であり、前記第3の電圧バスの前記電圧は前記第4の電圧バスの電圧未満である、請求項14に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  20. インバータの第1のグループおよびインバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧を調整するために負荷時タップ切換装置(LTC)を使用するための実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムであって、前記インバータの第1のグループは第1の定格と関連付けられ、前記インバータの第2のグループは、前記第1の定格より大きい第2の定格と関連付けられ、前記実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムは、
    前記システムにおける変圧器の変圧器巻線における測定電流の表現および測定電圧の表現を使用して、前記インバータの第1のグループおよび前記インバータの第2のグループと関連付けられる端子電圧を決定するように、
    全体の要求無効電力値の表現を使用して、前記インバータの第1のグループおよび前記インバータの第2のグループと関連付けられる目標端子電圧を決定するように、および、
    前記端子電圧と前記目標端子電圧との間の差を使用して、前記インバータの第1のグループおよび前記インバータの第2のグループと関連付けられる前記端子電圧がそれに応じて調整するように、前記LTCにおけるタップ設定を生成するように
    構成される制御回路を備える、実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  21. 前記実用規模のエネルギー貯蔵および変換システムは電気回路網の一部を形成し、前記インバータの第1のグループは第1の電圧バスと連結され、前記インバータの第2のグループは第2の電圧バスと連結され、前記第1の電圧バスと前記第2の電圧バスとは、対応する第1の昇圧変圧器を通じて第3の電圧バスと連結され、前記第3の電圧バスは、第2の昇圧変圧器を通じて第4の電圧バスと連結され、前記電気回路網の前記第4の電圧バスは、別の電気回路網と連結される相互接続の点と連結され、前記第1の電圧バスの電圧および前記第2の電圧バスの電圧は前記第3の電圧バスの電圧未満であり、前記第3の電圧バスの前記電圧は前記第4の電圧バスの電圧未満であり、前記変圧器は前記第2の昇圧変圧器であり、前記測定電流の前記表現および前記測定電圧の前記表現は前記第2の昇圧変圧器の低圧側で測定される、請求項20に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  22. 前記全体の要求無効電力値の前記表現を使用して、前記インバータの第1のグループおよび前記インバータの第2のグループと関連付けられる前記目標端子電圧を決定するように構成される前記制御回路は、
    前記全体の要求無効電力値および前記目標端子電圧に関する伝達関数を使用して前記目標端子電圧を決定するようにさらに構成される、請求項20に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  23. 前記伝達関数の少なくとも一部分が、前記全体の要求無効電力値と前記目標端子電圧との間に線形の関係を含む、請求項22に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  24. 前記全体の要求無効電力値および前記目標端子電圧に関する前記伝達関数を使用して前記目標端子電圧を決定するように構成される前記制御回路は、
    保存されたデータセットを使用して前記目標端子電圧を決定するように構成される、請求項22に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
  25. 前記保存されたデータセットはルックアップテーブルである、請求項24に記載の実用規模のエネルギー貯蔵および変換システム。
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