一种控制器中控制动态补偿器的方法、控制器、计算机程序和计算机程序产品技术

本发明专利技术涉及一种控制器（18）中的控制动态功率补偿器（10）的方法（50）。动态功率补偿器（10）被布置用于向电力系统（17）提供有功功率P和无功功率Q，所述动态功率补偿器（10）包括电池能量存储（14）。所述方法（50）包括步骤：监测（51）所述电池能量存储（14）的充电状态；检测（52）需要增加输送给电力系统（17）的无功功率Q的电力系统（17）的电压水平；以及根据所监测的充电状态和所检测的电压水平控制（53）电池能量存储（14）。本发明专利技术还涉及控制器、计算机程序和计算机程序产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种控制器（18）中的控制动态功率补偿器（10）的方法（50）。动态功率补偿器（10）被布置用于向电力系统（17）提供有功功率P和无功功率Q，所述动态功率补偿器（10）包括电池能量存储（14）。所述方法（50）包括步骤：监测（51）所述电池能量存储（14）的充电状态；检测（52）需要增加输送给电力系统（17）的无功功率Q的电力系统（17）的电压水平；以及根据所监测的充电状态和所检测的电压水平控制（53）电池能量存储（14）。本专利技术还涉及控制器、计算机程序和计算机程序产品。【专利说明】一种控制器中控制动态补偿器的方法、控制器、计算机程序和计算机程序产品
本专利技术总体上涉及电力系统领域，并且尤其涉及这样的电力系统内的无功功率补\-ZX O
技术介绍
静止无功补偿器(SVC)和静止同步补偿器(STATC0M)为高电压输电系统提供无功功率，并用于调节系统电压和稳定系统。在输电系统(下文中用电力网表示)中，电力负载既产生无功功率,又吸收无功功率。AC的有功功率的传输也与无功功率的消耗或产生相关联。负载在例如白天和夜晚期间的变化相当大，在电力网中的无功功率的平衡因此也在变化。结果可能是无法接受的电压幅度变化、电压降落、或者甚至电压崩溃。无功功率补偿器可以被布置用于在各种电力网条件下连续不断地提供控制动态电压摆动所需要的无功功率，并且借此改善电力系统传输和分配性能。在网络中一个或更多适合的点处安装无功功率补偿器，能够提高传送容量并降低损耗，同时维持在不同网络条件下的平滑电压的分布。另外，无功功率补偿器能够通过电压幅度调制减轻有功功率振荡。动态补偿器是提供能量存储的无功功率补偿器。借此能够提供有功功率和无功功率二者。通过这样，能够支持电压变化以及频率变化和突然负载改变。图1示出这样的动态功率补偿器1，并且尤其是静止同步补偿器(STATC0M)，其包括电压源转换器(VSC)2。VSC2在其AC侧典型的通过电抗器5和变压器6连接到电力网7。VSC2在其DC侧连接到电容器组3，构成DC电压源。动态功率补偿器I进一步能够被提供有电池能量存储4，包括一个或多个电池串。电池能量存储4可以例如用于电力网，其例如需要对于电网稳定所必需的频率调节、以及用以覆盖负载需求中的变化或者发电间歇的短期功率支持。电池能量存储4的电池与例如由IGBT实现的DC中断器以及隔离开关连接成串。电池能量存储4可以包括布置在电池单元中的多个串联和/或并联连接的电池元件，并且多个电池单元可以串联连接以形成电池串。电池能量存储4可以包括几个这样的并联连接的串。由于功率放电，电池充电状态(SOC)下降。对于例如锂离子电池来说，电压随着SOC的变化而变化。因此来自电池能量存储4的电压可以在充电-放电循环期间有相当大的变化。动态功率补偿器I的无功功率输出容量取决于DC电压水平，并且因此将随着SOC的下降而减小。由于电池能量存储4必须超尺寸以能够处理电压的改变，例如通过合适地对电池能量存储定尺寸，这继而影响动态功率补偿器I的设计。这是一个代价高昂的解决方案，其例如需要很多组件并且也需要很大的占地面积。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是克服或者至少缓和上面提到的问题。特别地，本专利技术的一个目的是为优化电池能量存储的使用提供装置和方法。根据本专利技术的第一方面，由一种控制器控制动态功率补偿器的方法来实现本专利技术的目的。该动态功率补偿器被布置用于向电力系统提供有功和无功功率，该动态功率补偿器包括电池能量存储。该方法包括以下步骤:监测电池能量存储的充电状态；检测需要向电力系统增加的无功功率输送的电力系统的电压水平；根据所监测的充电状态和所检测所得的电压水平来控制电池能量存储。借助于本专利技术，根据依据电池能量存储的充电状态(SOC)来提供有功功率P和无功功率Q的优化平衡，动态功率补偿器附近的负载的载荷能力达到最大值。例如，可以断开处于极低SOC水平的整个电池能量存储以提高向电力系统的无功功率输送。可以与来自电池能量存储的有功功率相协调地，使用态功率补偿器的所有潜在无功功率。进一步地，本专利技术使得一个或多个电池串断开连接以便于维护成为可能。本专利技术提供的电压变化降低，也造成动态功率补偿器的设计具有较少的电池室以及改善的无功功率容量。这继而将在补偿器附近允许更高的载荷能力或者功率供应能力，这意味着能够更有效率地使用该传输系统。在一个实施例中，监测步骤包括借助于输入/输出设备接收来自用于监管电池能量存储的电池管理单元的数据。在一个实施例中，检测电力系统的电压改变的步骤包括接收来自布置在电力系统中的测量设备和/或来自总控制系统的输入信号。在一个实施例中，控制电池能量存储的步骤包括根据所监测的充电状态和经检测的电压水平，发送用于重新配置电池能量存储的命令。在以上实施例中，发送用于重新配置电池能量存储的命令的步骤可以包括向布置在电池能量存储中的断路器和/或隔离开关发送断开和/或闭合信号。在一个实施例中，监测步骤包括检测电池能量存储的低充电状态，并且控制步骤包括发送用于断开电池能量存储的命令，由此提供由动态功率补偿器向电力系统输送的增加的无功功率。在一个实施例中，控制步骤包括向布置在电池能量存储内的断路器发送断开/闭合命令用于重新配置电池能量存储，从而增加来自电池能量存储的DC电压。在一个实施例中，电池能量存储包括两个或者多个电池串，每个电池串包括至少一个电池单元，并且其中这两个或者多个电池串通过将至少一个电池单元中的一个从一个电池串连接到另一个电池串来重新配置。在一个实施例中，在检测电压水平步骤中，电压水平被检测到落在预设的稳态电压区间之外，并且控制步骤包括通过发送用于断开电池能量存储的命令或者发送用于重新配置电池能量存储的命令来增加或减小无功功率和/或优化有功功率。在一个实施例中，动态功率包括在其DC侧连接到电池能量存储的电压源换流器。根据本专利技术的第二方面，通过用于控制动态功率补偿器的控制器来实现本专利技术的目的。动态功率补偿器被布置用于向电力系统提供有功和无功功率，并且包括电池能量存储。该控制器包括处理器，该处理器被布置用于:监测电池能量存储的充电状态；检测需要向电力系统的增加的无功功率输送的电力系统的电压水平；以及根据所监测的充电状态和所检测的电压水平来控制电池能量存储。根据本专利技术的第三方面的目的通过用于控制动态功率补偿器的控制器的计算机程序来实现。该功态功率补偿器被布置用于向电力系统提供有功和无功功率。该计算机程序包括计算机程序代码，该代码在控制器中运行时，导致控制器执行以下步骤:监测电池能量存储的充电状态；检测需要向电力系统的增加的无功功率输送的电力系统的电压水平；以及根据所监测的充电状态和所检测的电压水平控制电池能量存储。根据本专利技术的第四方面，通过包括上述计算机程序和其上存储了计算机程序的计算机可读装置的计算机程序产品来实现本专利技术的目的。本专利技术更多的特征和优势通过阅读以下的描述和附图将变得清楚。【专利附图】【附图说明】图1图示动态功率补偿器。图2示意性地图示本专利技术实施例可以在其中实施的环境。图3图示当电池具有高充电状态时的电池能量存储。图4图示当电池具有低充电状态时的电池能量存储。图5图示用于重新配置图3和图4的电池能量存储的装置。图6图示关于根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·拉森，K·索伯恩，S·索伯恩，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：
国别省市：