[发明专利]用于运行能量供应设备的方法和能量供应设备

说明书

在一种用于运行具有多个逆变器(10.1、10.2、10.3)和与所述逆变器(10.1、10.2、10.3)通信连接的设备调节器(28)的能量供应设备(11)的方法中，所述能量供应设备(11)具有连接到交流电压网络(24)的网络连接端(26)。所述逆变器(10.1、10.2、10.3)通过所述网络连接端(26)与所述交流电压网络(24)交换电交换功率，使得所述能量供应设备(11)与所述交流电压网络(24)交换由相应的电交换功率组成的总交换功率。借助相应的调节装置(50.1、50.2、50.3)，根据网络电压的电压变化过程与关于相应的参考频率的相应的参考变化过程的相应的电压变化过程偏差，和/或，根据相应的网络电压与相应的参考电压之间的电压振幅差，所述逆变器(10.1、10.2、10.3)调设相应的交换功率。所述设备调节器(28)根据在所述总交换功率和预给定交换功率之间的功率差来影响所述逆变器(10.1、10.2、10.3)的调节装置(50.1、50.2、50.3)。根据本申请的能量供应设备(11)设置用于实施所述方法。

技术领域

本发明涉及一种用于运行能量供应设备的方法以及一种能量供应设备。

背景技术

传统的能量供应设备、尤其是热运行的发电厂包括同步发电机或涡轮机的和相应的传动系统的网络同步地旋转的飞轮质量(Schwungmassen)。能量供应设备与电的交流电压网络交换电功率，其中，网络中的设备的总飞轮质量对交流电压网络的稳定具有重要贡献。尤其是，该飞轮质量的惯量由于其中所存储的旋转能量而引起能量供应设备的旋转电压空间矢量的惯量，使得在交流电压网络中的电压空间矢量的相位跳跃和/或频率变化的情况下发生能量供应设备的即刻的功率变化，该功率变化主要是由电感效应和在飞轮质量的电压空间矢量与网络电压的电压空间矢量之间的相位角差引起的。由此提供了一个所谓的瞬时储备，并限制了交流电压网络的网络频率的变化率，尤其是对于如下情况：在电功率的输送和排放之间(也就是说，在交流电压网络中的发电和耗电之间)发生功率不平衡。

在能量供应设备和交流电压网络之间作为瞬时储备功率所交换的能量是从旋转质量中获取或输送给该旋转质量的，其方式为，使飞轮质量减速或加速，其中，交换的功率和交换的能量由于能量供应设备的物理特性在总体上受到限制。一旦飞轮质量的电压空间矢量与网络的电压空间矢量已同步并且其旋转频率与网络频率已适配，也就是说，尤其是一旦网络频率的漂移(Wegdriften)停止，例如在通过进一步的频率维护机制或网络自我调节效应消除了功率平衡后，瞬时储备的提供就会结束。

反之，通过功率电子换流器与交流电压网络交换电功率的能量供应设备(例如光伏设备、风力设备或网络耦合的能量存储器)通常没有旋转的质量并且因此没有机械惯量，实际上没有机械存储能力，以及没有显著的过电流能力。这种能量供应设备的功率电子换流器、尤其是逆变器可以设置成用于与现有的交流电压网络交换电功率或者本身可以构建独立供电网络(Inselnetz)。

构建了独立供电网络的逆变器在振幅和频率方面预给定独立供电网络中的交流电压，并将如下电流馈送到独立供电网络中：该电流适合于将独立供电网络中的交流电压的振幅和频率保持在各自允许的值范围内。为此，可以使用所谓的下垂调节装置，如其例如在WO 2018/122726 A1中描述的那样。在这种影响电压的和在这方面形成网络的下垂调节装置中，在逆变器和独立供电网络之间所交换的电流或所交换的功率基于f(P)特性曲线如此进行调设，使得独立供电网络中的功率不平衡以及因此网络电压的频率偏差或相位跳跃导致逆变器的反作用力。具体来说，例如，如果独立供电网络中存在功率不足并且因此存在频率过低(Unterfrequenz)，则馈送的功率会增加。在此，其目的是，在独立供电网络中建立功率平衡，以便能够在规范允许的极限内运行独立供电网络。