用于互联电网内部的子网的子网调节器和互联电网制造技术

用于互联电网（NV）内部的子网（TN）的子网调节器（TNR），所述子网调节器根据所述子网（TN）的传感器式检测到的内部测量参量（yi）和传感器式检测到的外部测量参量以及外部调节参量（vi）来操控所述子网的发电机（G）、分支网或消耗器（L），使得所述子网（TN）相对于其相邻子网的动态行为相应于一预先给定的额定行为。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种用于控制互联电网内部的子网的发电机的方法和装置，所述装置尤其是子网调节器。
技术介绍
供电网、例如欧洲供电网可以由很多子网组成。例如，德国供电网构成了欧洲供电网内部的一个子网。该子网可以本身由不同的子网构成，例如德国供电网包括用于供给汉堡城城市区域的子网和用于供给慕尼黑城市区域的子网。每个子网由多个节点或供电总线构成，它们通过线路彼此连接。在这些节点上可以联接发电机和消耗器或者说负载。此外又可以在这些节点上联接所述子网的在等级方面为下级的子网，即所谓的分支网。每个子网可以本身被占用地已经具有相对高的复杂性。负载可以是被结合的负载、例如成排房屋社区的供电负载或者是工厂的供电负载。所述发电机例如是燃气轮机或煤电厂。所述分支网又可以由多个通过线路彼此连接的节点构成，在这些节点上挂有发电机、消耗器或分支-分支网。不同的配电网一般通过高压传送网彼此连接。在供电网中使用越来越多地分散的、能再生能源的并且部分地也能控制的发电机或能量产生装置。这例如可能导致，在像德国这样的国家里，通过能再生能源的能量源产生的能量的最大可能的量达到该国家的总负载的数量级或甚至超过该数量级。例如根据天气条件，通过能再生能源的能量源产生的能量可以至少短时地，例如多个小时或多周地超过相应城市中能量的总消耗，尤其是在供电网络由于使用其他能再生能源的能量源而未来升级时。在如现在被使用的常规供电网络中，但是在供电网通过能再生能源的能量源被进一步升级时存在这样的问题，为了达到网络稳定性需要一定份额的常规发电机、尤其是煤电厂或核电厂。例如，网络稳定性基于传送网的动态非线性模拟被分析。这些非线性模拟立足于常规发电机的相对小的数目的具体模型。在供电网中包含的负载典型地通过具有连接的或结合的多个负载以及具有一些不受控的分散发生器的配电网区域（Verteilnetzbereiche）来代表。通过如下方式来实现网络稳定性，即，根据相应的有功功率调节和无功功率调节来运行所述常规的发电机。所述网络内部的不同的分散的、尤其是能再生能源的发电机的数目越多，利用常规方法、尤其是模拟方法越不能实现或确保整个互联电网的稳定性。
技术实现思路
因此，本技术的任务是提供用于控制互联电网内部的子网的组件例如发电机、消耗器和分支网的方法和装置，通过其能够即使在分散的发电机的数目较多的情况下也获得网络稳定性。该任务根据本技术通过一种用于互联电网内部的子网的子网调节器解决：其中所述互联电网包括多个子网，这些子网通过连接线路彼此连接，并且每个子网能够本身以等级方式由其他分支网或子网构成，其特征在于，所述子网调节器根据所述子网的传感器式检测到的内部测量参量和/或传感器式检测到的外部测量参量以及外部调节参量来操控所述子网的发电机、分支网或消耗器，其中所述子网的外部测量参量通过传感器来检测，这些传感器布置在所述子网及其相邻子网之间的连接线路上，并且其中所述内部测量参量通过传感器检测，这些传感器布置在所述子网内部的线路或设备上。本技术因此提供了一种用于互联电网内部的子网的子网调节器，所述子网调节器根据所述子网的传感器式检测到的内部测量参量和/或传感器式检测到的外部测量参量以及外部调节参量来操控所述子网的发电机、消耗器或分支网，使得所述子网相对于其相邻子网的动态行为相应于一预先给定的额定行为。所述外部调节参量可以由在等级方面为上级的调节器、尤其是所述互联电网的调节器来预先给定。本技术的基本思想在于将高度复杂的大供电网拆开或划小成不同的区域或子网，其中，这些区域或子网可以分别减小为对于对应区域而言的较小的或范围较少的动态模型。分开的区域例如可以是一配电网（Verteilnetz）的区域、尤其是本地配电网的区域。此外，不是很大的常规发生器在一传送网络区域中的组可以构成这类分开的区域。在根据本技术的子网调节器的一可行的实施方式中，所述子网调节器从内部测量参量的矢量 以及外部测量参量和调节参量的矢量中如下地计算针对发电机、消耗器和分支网的控制矢量：，其中，K是输出反馈矩阵，和L是先导矩阵（Vorsteuermatrix）。该实施方式具有这样的优点，即，用于计算所述控制矢量的运算耗费相对很少并且该计算可以相对快速地进行。在根据本技术的子网调节器的另一可行的实施方式中，子网的外部测量参量通过传感器来检测，这些传感器布置在子网及其相邻子网之间的连接线路上。该实施方式提供了这样的优点，即，可以传感器式地准确地检测所述外部测量参量并且由此计算出的控制矢量允许发电机的精确的可靠的控制。在根据本技术的子网调节器的另一可行的实施方式中，内部测量参量通过传感器来检测，这些传感器布置在子网内部的线路和设备上。该实施方式同样提供了这样的优点，即，可以传感器式地准确检测所述测量参量、也就是内部测量参量并且所述控制矢量的由此计算出的控制参量允许发电机的精确控制或调节。在根据本技术的子网调节器的另一可行的实施方式中，所述子网调节器从互联电网的运行人员接收所述额定行为和外部额定值。在此，所获得的额定行为被设置用于使互联电网稳定。这提供了这样的优点，即，互联电网的运行人员可以预先给定针对不同子网的预期的额定行为，从而使得由这些子网构成的互联电网与互联电网运行人员的设定相应地表现得尽可能稳定。在根据本技术的子网调节器的另一可行的实施方式中，子网的瞬时状态能够通过下列微分方程来计算：，其中，是子网的状态矢量；是用于操控所述子网内部的能控制的发电机、消耗器和分支网的控制矢量；是传感器式检测到的外部测量参量和外部调节参量的矢量；和是干扰参量矢量；并且其中，A、B1、B2、B3是矩阵。该实施方式提供了这样的优点，即，所述子网的内部状态可以针对每个时间点准确地计算并且可以以该方式对子网内部的不稳定性快速地作出反应。在根据本技术的子网调节器的另一可行的实施方式中，子网的内部测量参量的矢量能够通过下列方程来计算：，其中，是子网的状态矢量；是用于操控所述子网内部的能控制的发电机、消耗器和分支网的控制矢量；是传感器式检测到的外部测量参量和外部调节参量的矢量；和是干扰参量矢量；并且其中，C、D1、D2、D3是矩阵。该实施方式提供了这样的优点，即，内部测量参量的矢量可以快速和可靠地被计算，从而使得子网的组件的控制和调节可以准确和时间接近地进行。在根据本技术的子网调节器的另一可行的实施方式中，子网的输出参量的输出矢量能够通过下列方程来计算：，其中，是子网的状态矢量；是用于操控所述子网的能控制组件的控制矢量；是传感器式检测到的外部测量参量和外部调节参量的矢量；和是干扰参量矢量；并且其中，E、F1、F2、F3是矩阵。该实施方式提供了这样的优点，即，子网的对于互联电网的运行而言重要的输出参量可以被可靠和快速地计算。在根据本技术的子网调节器的另一可行的实施方式中，子网调节器是设置在相应的子网中的中央调节器。在此可以在子网的组件中执行当地的调节器。该实施方式提供了这样的优点，即，对于每个子网仅必须设置一个中央调节器，从而使得技术上的附加耗费保持在窄的边界内。在根据本技术的子网调节器的另一可行的实施方式中，子网调节器是在子网中分散执行的调节器。该实施方式提供了这样的优点，即，这些不集中本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于互联电网（NV）内部的子网（TN）的子网调节器（TNR），其中所述互联电网包括多个子网（TN），这些子网通过连接线路（VL）彼此连接，并且每个子网（TN）能够本身以等级方式由其他分支网或子网构成，其特征在于，所述子网调节器根据所述子网（TN）的传感器式检测到的内部测量参量（yi）和/或传感器式检测到的外部测量参量以及外部调节参量（vi）来操控所述子网的发电机（G）、分支网或消耗器（L），其中所述子网（TN）的外部测量参量（vi）通过传感器来检测，这些传感器布置在所述子网（TN）及其相邻子网之间的连接线路（VL）上，并且其中所述内部测量参量（yi）通过传感器检测，这些传感器布置在所述子网（TN）内部的线路或设备上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.21 DE 102013211840.61.用于互联电网（NV）内部的子网（TN）的子网调节器（TNR），其中所述互联电网包括多个子网（TN），这些子网通过连接线路（VL）彼此连接，并且每个子网（TN）能够本身以等级方式由其他分支网或子网构成，其特征在于，所述子网调节器根据所述子网（TN）的传感器式检测到的内部测量参量（yi）和/或传感器式检测到的外部测量参量以及外部调节参量（vi）来操控所述子网的发电机（G）、分支网或消耗器（L），其中所述子网（TN）的外部测量参量（vi）通过传感器来检测，这些传感器布置在所述子网（TN）及其相邻子网之间的连接线路（VL）上，并且其中所述内部测量参量（yi）通过传感器检测，这些传感器布置在所述子网（TN）内部的线路或设备上。2.根据权利要求1所述的子网调节器，其中，所述子网调节器（TNR）从所述互联电网（NV）的运行人员那里接收一用于稳定所述互联电网的额定行为。3.根据权利要求1或2所述的子网调节器，其中，所述子网调节器（TNR）从内部测量参量的矢量（）以及外部测量参量的和外部调节参量的矢量（）中如下地计算针对所述发电机、消耗器和分支网的控制矢量（）：，其中，K是输出反馈矩阵，并且L 是先导矩阵。4.根据权利要求1或2所述的子网调节器，其中，所述子网（TN）的瞬时状态能够通过下列的微分方程来计算：，其中，是所述子网的状态矢量；是用于操控所述子网内部的能控制的发电机、消耗器...

【专利技术属性】
技术研发人员：J班贝格尔，U明茨，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE