[发明专利]分布式发电系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分布式发电系统，其中两个或更多个电力单元包括各 自的电力供给属性组。每个电力供给属性组与特定电力单元的动态工作状 态相关联。

背景技术

在本领域中，已知如下分布式发电系统：不同类型的远端或本地电力 单元与中央计算机相互连接，并共同受控于中央计算机。在公开US  2003/0144864、US 2005/0285574、US 2008/0188955、US 5,323,328、以及 US 3,719,809中，公开了这样的分布式发电系统的各种示例。一些上述发 电系统可以包括经济调度程序，经济调度程序计划如何按照电力单元的相 对生产成本顺序对可用电力单元进行分配，从而以经济的方式满足未来的 电力需求，使得与满足所需电力生产相关联的成本最小化。

在“Modelbased Fleet Optimization and Master Control of a Power  Production System”，IFAC Symposium on Power Plants and Power  System Control，Canada，2006中公开了另一种分布式发电系统。该分布 式发电系统包括多个不同类型的发电厂，例如：化石燃料燃烧发电厂、火 力发电厂、生物质燃烧发电厂以及风力发电厂。在各级发电系统中的预先 建模和控制系统设法在遵循经济和技术特性的相关约束的同时，尽最大可 能地利用发电厂资源。

现有技术中的分布式发电系统通常以如下方式工作：根据电力生产单 元的固定电力生产计划表来分配大部分计划性电力生产。每个电力生产单 元的固定电力生产根据电力生产单元各自的成产计划而设置，并由经济调 度程序计算。根据生产计划的实际电力生产与消耗之间的(例如由短期暂 态现象所引起的)偏差通常通过特定分配给该任务的一个或多个专用电力 单元进行校正。所述一个或多个专用电力单元被设置生效，从而在保持生 产计划或计划表上的其他电力单元的电力生产的同时，生产所需的修正电 力量，用于补偿检测到的电力偏差或不平衡。

根据本发明，主控制系统连接到第一和第二电力单元各自的本地控制 系统，并接收表示它们各自的动态工作状态的属性数据。通过第一和第二 电力单元各自供给修正电力量(可以是负的或正的)从而来降低或消除实 际电力消耗和生产之间的偏差或不平衡。第一和第二电力单元中的每一个 都包括相关联的电力供给属性组，其中该电力供给属性用于表示所述电力 单元的动态工作状态。电力供给属性可以表示产生率约束、电力储备、时 间常数、或任何其他的与第一和第二电力单元中的一个的电力生产或消耗 特性相关联的变量。

主控制系统可以利用各电力供给属性的当前值来确定在第一和第二 电力单元之间分配修正电力生产以满足工作指标或约束的最适当方式。

属性数据的动态特性确保主控制系统可以了解到第一和第二电力单 元的当前工作点，并因此获知与第一和第二电力单元中的每一个的修正电 力生产有关的相关约束，其由电力供给属性的值反映出来。这些约束中的 一些可以与所述电力单元的具体特性有关，并由电力单元的热力学性质和 /或规模给予。例如，大型化石燃料燃烧发电厂可以具有相对大的时间常 数用于增加/减少其电力生产，而可再充电能量储蓄器可以具有非常小的 时间常数用于生产或输送电力。其他的约束与所述电力单元的动态工作状 态有关。例如，电力单元可以在某特定时刻以全电力生产能力运行，或可 耗尽能量。因此，电力单元可能取决于实际环境而不能增大其电力生产， 或者至少需要在能够重新获得供给电力能力之前进行再充电。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种分布式发电系统，包括：

-第一类型的第一电力单元，适于根据第一本地控制系统生产电力，

-第一电力单元，具有与第一电力单元的动态工作状态相关联的第一 电力供给属性组；

-第二类型的第二电力单元，适于根据第二本地控制系统生产电力，

-第二电力单元，具有与第二电力单元的动态工作状态相关联的第二 电力供给属性组；

-主控制系统，适于接收来自第一和第二本地控制系统的、表示它们 的相应电力供给属性组中的各个值的属性数据，

-主控制系统适于将预期或目标设定点电力与第一和第二电力单元供 给的总电力进行比较，在此基础上形成电力偏差，