(57)【要約】  本発明はエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器およびその応用システムと制御方法を提供する。前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、電力電子変換ユニットと、少なくとも１つの分離式エネルギー貯蔵ユニットと、第１スイッチ群とを含み、前記第１スイッチ群は、前記エネルギー貯蔵ユニットと前記電力電子変換ユニットの直流側との間に直列に接続され、前記第１スイッチ群における正極スイッチおよび負極スイッチを開くことにより、前記エネルギー貯蔵ユニットと前記電力電子変換ユニットを分離させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力電子変換ユニットを含むエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器であって、前記変流器は、
少なくとも１つの分離式のエネルギー貯蔵ユニットと、第１スイッチ群とを含み、前記第１スイッチ群は前記エネルギー貯蔵ユニットと前記電力電子変換ユニットの直流側との間に直列に接続され、前記第１スイッチ群における正極スイッチおよび負極スイッチを開くことにより、前記エネルギー貯蔵ユニットと前記電力電子変換ユニットを分離させることができることを特徴とするエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器。
【請求項２】
前記電力電子変換ユニットは、一端は前記第１スイッチ群に接続され、他端は直流負荷または直流電源に接続されている直−直変換器を含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器。
【請求項３】
前記電力電子変換ユニットは、直流端は前記第１スイッチ群に接続され、交流端は交流負荷または交流電源に接続されている交−直変換器、または直流端は前記第１スイッチ群に接続され、交流端は交流出力端子として機能する直−交変換器を含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器。
【請求項４】
前記変流器は、前記エネルギー貯蔵ユニットと直流グリッドとの間に直列に接続されている、並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器。
【請求項５】
前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は前記直流スイッチを含む場合、前記直流スイッチは、２つの逆直列に接続されている、逆並列ダイオード付きのパワー半導体スイッチデバイスを含むことを特徴とする請求項４に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器。
【請求項６】
前記変流器は前記エネルギー貯蔵ユニットと直流グリッドの間を流れる電流を検出する電流検出ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器。
【請求項７】
前記変流器は前記エネルギー貯蔵ユニットと直流グリッドとの間に直列に接続されている電流制限インダクタをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器。
【請求項８】
前記エネルギー貯蔵ユニットは前記電力電子変換ユニットと分離siし易いように構造されていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器。
【請求項９】
前記変流器は前記エネルギー貯蔵ユニットと直流グリッドまたはエネルギー貯蔵母線との間に直列に接続されている第２スイッチ群をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器。
【請求項１０】
前記変流器は、
前記電力電子変換ユニットと、前記第１スイッチ群を制御する分散型エネルギー貯蔵制御器とをさらに含み、
前記変流器は前記第２スイッチ群または／および前記直流スイッチを含む場合、前記分散型エネルギー貯蔵制御器は、前記第２スイッチ群または／および前記直流スイッチをさらに制御することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器。
【請求項１１】
前記分散型エネルギー貯蔵制御器は、
外部コマンドを受信する通信モジュールと、
前記外部コマンドに基づいて、前記電力電子変換ユニットおよび前記第１スイッチ群を制御する制御モジュールとを含み、
前記変流器は前記第２スイッチ群または／および前記委直流スイッチを含む場合、前記制御モジュールは前記第２スイッチ群または／および前記直流スイッチをさらに制御することを特徴とする請求項９に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器。
【請求項１２】
前記分散型エネルギー貯蔵制御器は前記エネルギー貯蔵ユニットの付近に配置され、前記電力電子変換ユニットが運行を終了する際に、前記エネルギー貯蔵ユニットを制御することを特徴とする請求項９に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器。
【請求項１３】
分散型エネルギー貯蔵システムであって、
１つのエネルギー貯蔵母線と、Ｎ個の請求項１〜８のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器（Ｎ≧２）と、第２スイッチ群とを含み、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は前記エネルギー貯蔵母線に並列に接続され、
前記第２スイッチ群は、前記エネルギー貯蔵ユニットと前記エネルギー貯蔵母線との間に直列に接続され、前記第２スイッチ群における正極スイッチおよび負極スイッチを開くことにより、前記エネルギー貯蔵ユニットと前記エネルギー貯蔵母線を分離させることができることを特徴とする分散型エネルギー貯蔵システム。
【請求項１４】
前記分散型エネルギー貯蔵システムは、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器を１対１に制御するＮ個の請求項９〜１１のいずれか１項に記載の分散型エネルギー貯蔵制御器と、Ｎ個の前記分散型エネルギー貯蔵制御器と通信する総制御器とをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の分散型エネルギー貯蔵システム。
【請求項１５】
Ｎ個の請求項１〜８のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器（Ｎ≧２）と、
Ｍ個の請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の分散型エネルギー貯蔵制御器（Ｍ≧２）と、
前記分散型エネルギー貯蔵制御器と通信する主制御器と、を含む、分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システムであって、
前記ユニット分離式変流器は第２スイッチ群をさらに含み、前記エネルギー貯蔵ユニットと前記直流グリッドとの間に直列に接続され、前記第２スイッチ群における正極スイッチおよび負極スイッチを開くことにより、前記エネルギー貯蔵ユニットと前記直流グリッドを分離させることができることを特徴とする分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システム。
【請求項１６】
前記協調制御システムは、前記電力電子変換ユニットを含むＫ個の無エネルギー貯蔵変流器（Ｋ≧１）をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システム。
【請求項１７】
前記分散型エネルギー貯蔵制御器の数はＭ≦（Ｎ＋Ｋ）であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システム。
【請求項１８】
前記分散型エネルギー貯蔵制御器と前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器または前記無エネルギー貯蔵変流器との間で、１対１の通信または１対多の通信が可能であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システム。
【請求項１９】
前記分散型エネルギー貯蔵制御器は、それと通信を確立した前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器における前記第１スイッチ群および第２スイッチ群の開閉を制御することができることを特徴とする請求項１５に記載の分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システム。
【請求項２０】
前記協調制御システムは、交流側に交流電源を接続し、直流側に直流グリッドを接続する交ー直変換器である主変流器をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システム。
【請求項２１】
前記分散型エネルギー貯蔵制御器は、前記主制御器から送信された有効および無効定値を受信し、前記電力電子変換ユニットを制御することができることを特徴とする請求項１５に記載の分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システム。
【請求項２２】
前記電力電子変換ユニットが前記エネルギー貯蔵ユニットと分離する必要がある場合に、前記電力電子変換ユニットを停止し、前記第１スイッチ群を開くステップを含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の制御方法。
【請求項２３】
前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、制御ユニットと、第２スイッチ群または／および並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗とを含み、前記制御ユニットは、エネルギー貯蔵ユニットの投入コマンドを受信した場合、前記制御方法は、
前記第２スイッチ群または／および前記直流スイッチを閉じて、エネルギー貯蔵投入状態に入るステップをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の制御方法。
【請求項２４】
前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、制御ユニットと、第２スイッチ群または／および並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗とを含み、前記制御ユニットはグリッド接続コマンドを受信した場合、前記制御方法は、  
前記第１スイッチ群を閉じるステップと、
前記第２スイッチ群または／および前記直流スイッチを閉じるステップと、
前記電力電子変換ユニットを起動し、グリッド接続状態に入るステップと、を含むことを特徴とする請求項２２に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の制御方法。
【請求項２５】
前記制御ユニットは前記電力電子変換ユニットの故障を検出した場合、前記制御方法は、
前記電力電子変換ユニットを停止するステップと、
前記第１スイッチ群を開くステップと、
故障がクリアされたかどうかを判断するステップと、
故障がクリアされていない場合は、前記第２スイッチ群を開くステップと、
故障がクリアされた場合は、前記第１スイッチ群の閉じた状態を維持し、前記エネルギー貯蔵ユニットはまだ運行を投入することができるようにするステップとを含むことを特徴とする請求項２４に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の制御方法。
【請求項２６】
前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、前記電流検出ユニットを含み、かつ前記電流検出ユニットは電流が電流制限定値を超えたことを検出した場合、前記制御方法は、
前記直流スイッチを開き、前記制限電流抵抗を投入させるステップと、
前記第２スイッチ群を開くステップと、
前記第１スイッチ群を開き、オフライン状態に入るステップとを含むことを特徴とする請求項２３または２４に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の制御方法。
【請求項２７】
前記電流制限定値は、直流スイッチの最大の遮断可能電流値を超えないことを特徴とする請求項２６に記載のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の制御方法。
【請求項２８】
前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器が独立して運行する場合、前記制御方法は、
前記第２スイッチ群をすべて開くステップと、
前記第１スイッチ群をすべて閉じるステップと、
前記電力電子変換ユニットをすべて起動するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１３〜１４のいずれか１項に記載の分散型エネルギー貯蔵システムの制御方法。
【請求項２９】
前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗を含む場合、前記第２スイッチ群をすべて開いた後、前記直流スイッチをすべて開くステップをさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載の分散型エネルギー貯蔵システムの制御方法。
【請求項３０】
前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗を含む場合、分散型変流器がエネルギー貯蔵ユニットを共有する時、前記制御方法は、
前記第１スイッチ群をすべて閉じるステップと、
前記直流スイッチをすべて開くステップと、
前記第２スイッチ群をすべて閉じるステップと、
前記各エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の直流電圧がバランスになってから、前記直流スイッチをすべて閉じるステップと、前記電力電子変換ユニットをすべて起動するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１３〜１４のいずれか１項に記載の分散型エネルギー貯蔵システムの制御方法。
【請求項３１】
１つの前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の電力電子ユニットが故障した場合、前記制御方法は、
前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は電流が制限電流動作閾値を超えたことを検出した後、前記直流スイッチを開くステップと、
故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器を判断するステップと、
前記故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の第２スイッチ群および第１スイッチ群を開くステップと、
他のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の直流電圧がバランスになってから、前記他のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器における直流スイッチを閉じるステップと、
前記故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の第２スイッチ群を閉じるステップと、
前記故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の直流容量電圧が正常になってから、前記故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の直流スイッチを閉じるステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項３０に記載の分散型エネルギー貯蔵システムの制御方法。
【請求項３２】
前記分散型エネルギー貯蔵制御器は前記主制御器からのコマンドを受信するステップと、前記コマンドは前記主制御器が前記主変流器の起動を制御して直流母線電圧が安定していることを検出した後に発生するものであり、
前記コマンドに基づいて、前記第１スイッチ群と前記第２スイッチ群の開閉、および前記電力電子変換ユニットの起動または停止を制御するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１５〜２１のいずれか１項に記載の分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システムの制御方法。
【請求項３３】
前記コマンドが起動コマンドである場合、前記コマンドに基づいて、前記第１スイッチ群と前記第２スイッチ群の開閉、および前記電力電子変換ユニットの起動または停止を制御することは、
前記第１スイッチ群をすべて閉じるように制御するステップと、
前記第２スイッチ群をすべて閉じるように制御するステップと、
すべてのスイッチ群の位置が正しいことを確認した後、前記電力電子変換ユニットを起動するステップと、
起動成功コマンドを前記主制御器にフィードバックするステップと、
を含むことを特徴とする請求項３２に記載の分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システムの制御方法。
【請求項３４】
前記コマンドがエネルギー貯蔵ユニット投入コマンドである場合、前記コマンドに基づいて、前記第１スイッチ群と前記第２スイッチ群の開閉、および前記電力電子変換ユニットの起動または停止を制御することは、
前記第１スイッチ群をすべて開くように制御するステップと、
前記第２スイッチ群をすべて閉じるように制御するステップと、
すべてのスイッチ群の位置が正しいことを確認した後、投入成功コマンドを前記主制御器にフィードバックするステップと、
を含むことを特徴とする請求項３２に記載の分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システムの制御方法。
【請求項３５】
前記電力電子変換ユニットに一時的な故障が発生した場合、前記制御方法は、
前記分散型エネルギー貯蔵制御器が前記電力電子変換ユニットを閉鎖するステップと、
故障がクリアされた後、前記電力電子変換ユニットを再起動するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項３３または３４に記載の分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システムの制御方法。
【請求項３６】
前記電力電子変換ユニットに永久故障が発生した場合、前記制御方法は、
前記分散型エネルギー貯蔵制御器が電力電子変換ユニットを閉鎖するステップと、
前記第１スイッチ群を開くステップと、
を含むことを特徴とする請求項３３または３４に記載の分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力電子変流器技術分野に属し、特に、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器およびその応用システムと制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、分散型発電技術の進歩と電力電子技術の成熟が進み、分散型発電はグリッドにおける応用範囲がますます広がり、大きいグリッドの効果的な補充となり、分散型電源、負荷及びエネルギー貯蔵装置は直流マイクログリッドを構成する。
【０００３】
一方、大量の分散型電源をグリッドに組み込んで運行するため、分散型電源自体の出力に変動性が大きいので、電気潮流の変動を抑え、需給のバランスを整える大容量のエネルギー貯蔵ユニットが必要になる。大容量のエネルギー貯蔵ユニットのコストが高すぎて、敷地面積が大きすぎて、エネルギー貯蔵技術のボトルネックが分散型発電技術の発展を厳しく制限した。
【０００４】
他方、分散型電源を直流グリッドに組み込むには、電力電子変換ユニットを経る必要があり、電力電子変換ユニットは、一定容量のエネルギー貯蔵ユニットを有し、交流直流変換を行う過程に高調波をフィルタリングして、電圧を安定させる役割を果たしている。従来の技術では、この部分のエネルギー貯蔵ユニットは、電力電子変換ユニットと一体化されているため、分散型電源が運行を終了する時、全部が運行を終了するので、十分に利用されていないから、大量の分散型エネルギー貯蔵ユニットは、分散型エネルギー貯蔵ユニットにおける分離式エネルギー貯蔵ユニットを経済的、かつ信頼的に直流グリッドに接続させるために、統一的な調整制御が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
もし集中型エネルギー貯蔵が大容量の変流器を通じてグリッドに接続すると、エネルギー貯蔵ユニット内部または変流器に故障が発生した後、システム全体が正常に動作できなくなり、信頼性と柔軟性が悪くなり、従来の分散型エネルギー貯蔵方式では、個々のエネルギー貯蔵ユニットが独立して動作し、エネルギー貯蔵ユニットの共有が実現できず、システム全体の利用率が低い。エネルギー貯蔵システム自体のコストが高く、敷地面積が大きいので、経済的な、柔軟性と信頼性の高いエネルギー貯蔵システムが早急に必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態において、電力電子変換ユニットを含むエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器を提供し、前記変流器は、少なくとも１つの分離式エネルギー貯蔵ユニットと、第１スイッチ群とをさらに含み、前記第１スイッチ群は前記エネルギー貯蔵ユニットと前記電力電子変換ユニットの直流側との間に直列に接続され、前記第１スイッチ群における正極スイッチおよび負極スイッチを開くことにより、前記エネルギー貯蔵ユニットと前記電力電子変換ユニットを分離させることができることを特徴とする。
【０００７】
選択可能な態様として、前記電力電子変換ユニットは、一端は前記第１スイッチ群に接続され、他端は直流負荷または直流電源に接続されている直−直変換器を含む。
【０００８】
選択可能な態様として、前記電力電子変換ユニットは、直流端は前記第１スイッチ群に接続され、交流端は交流負荷または交流電源に接続されている交−直変換器、または直流端は前記第１スイッチ群に接続され、交流端は交流出力端子として機能する直−交変換器を含む。
【０００９】
さらに、前記変流器は、前記エネルギー貯蔵ユニットと直流グリッドとの間に直列に接続されている、並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗をさらに含む。
【００１０】
さらに、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は前記直流スイッチを含む場合、前記直流スイッチは２つの逆直列に接続されている、逆並列ダイオード付きのパワー半導体スイッチデバイスを含む。
【００１１】
選択可能な態様として、前記変流器は前記エネルギー貯蔵ユニットと直流グリッドの間を流れる電流を検出する電流検出ユニットをさらに含む。
【００１２】
選択可能な態様として、前記変流器は前記エネルギー貯蔵ユニットと直流グリッドとの間に直列に接続されている電流制限インダクタをさらに含む。
【００１３】
さらに、前記エネルギー貯蔵ユニットは、前記電力電子変換ユニットと分離しやすいように構造されている。
【００１４】
選択可能な態様として、前記変流器は、前記エネルギー貯蔵ユニットと直流グリッドまたはエネルギー貯蔵母線との間に直列に接続されている第２スイッチ群をさらに含む。
【００１５】
さらに、前記変流器は、前記電力電子変換ユニットと、前記第１スイッチ群を制御する分散型エネルギー貯蔵制御器とをさらに含み、前記変流器は前記第２スイッチ群または／および前記直流スイッチを含む場合、前記分散型エネルギー貯蔵制御器は、前記第２スイッチ群または／および前記直流スイッチをさらに制御する。
【００１６】
さらに、前記分散型エネルギー貯蔵制御器は、外部コマンドを受信する通信モジュールと、前記外部コマンドに基づいて、前記電力電子変換ユニットおよび前記第１スイッチ群を制御する制御モジュールとを含み、前記変流器は前記第２スイッチ群または／および前記直流スイッチを含む場合、前記制御モジュールは前記第２スイッチ群または／および前記直流スイッチをさらに制御する。
【００１７】
さらに、前記分散型エネルギー貯蔵制御器は前記エネルギー貯蔵ユニットの付近に配置され、前記電力電子変換ユニットが運行を終了する際に、前記エネルギー貯蔵ユニットを制御する。
【００１８】
発明の実施形態はまた分散型エネルギー貯蔵システムを提供し、１つのエネルギー貯蔵母線と、前記エネルギー貯蔵母線に並列に接続されているＮ個の前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器（Ｎ≧２）と、記エネルギー貯蔵ユニットと前記エネルギー貯蔵母線との間に直列に接続されている第２スイッチ群とを含み、、前記第２スイッチ群における正極スイッチおよび負極スイッチを開くことにより、前記エネルギー貯蔵ユニットと前記エネルギー貯蔵母線を分離させることができる。
【００１９】
選択可能な態様として、前記分散型エネルギー貯蔵システムは、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器を１対１に制御するＮ個の分散型エネルギー貯蔵制御器と、Ｎ個の前記分散型エネルギー貯蔵制御器と通信する総制御器とをさらに含む。
【００２０】
本発明の実施形態はまた分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システムを提供し、Ｎ個の前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器（Ｎ≧２）と、Ｍ個の前記分散型エネルギー貯蔵制御器（Ｍ≧２）と、前記分散型エネルギー貯蔵制御器と通信する主制御器と、を含み、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、前記エネルギー貯蔵ユニットと前記直流グリッドとの間に直列に接続されている第２スイッチ群をさらに含み、前記第２スイッチ群における正極スイッチおよび負極スイッチを開くことにより、前記エネルギー貯蔵ユニットと前記直流グリッドを分離させることができる。
【００２１】
さらに、前記協調制御システムは、前記電力電子変換ユニットを含むＫ個の無エネルギー貯蔵変流器（Ｋ≧１）をさらに含む。
さらに、前記分散型エネルギー貯蔵制御器の数はＭ≦（Ｎ＋Ｋ）である。
【００２２】
さらに、前記分散型エネルギー貯蔵制御器と前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器または前記無エネルギー貯蔵変流器との間では、１対１の通信または１対多の通信が可能である。
【００２３】
さらに、前記分散型エネルギー貯蔵制御器は、それと通信を確立した前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器における第１スイッチ群および第２スイッチ群の開閉を制御することができる。
【００２４】
さらに、前記協調制御システムは主変流器をさらに含み、前記変流器は、交流側に交流電源を接続し、直流側に直流グリッドを接続している交ー直変換器である。
【００２５】
さらに、前記分散型エネルギー貯蔵制御器は、前記主制御器から送信された有効および無効定値を受信し、前記電力電子変換ユニットを制御することができる。
【００２６】
本発明の実施形態はまた前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の制御方法を提供し、前記電力電子変換ユニットが前記エネルギー貯蔵ユニットと分離する必要がある場合に、前記電力電子変換ユニットを停止し、前記第１スイッチ群を開くステップを含むことを特徴とする。
【００２７】
さらに、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、制御ユニットと、第２スイッチ群または／および並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗とを含み、前記制御ユニットがエネルギー貯蔵ユニットの投入コマンドを受信した場合、前記制御方法は、前記第２スイッチ群または／および前記直流スイッチを閉じて、エネルギー貯蔵投入状態に入るステップをさらに含む。
【００２８】
さらに、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、制御ユニットと、第２スイッチ群または／および並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗とを含み、前記制御ユニットがグリッド接続コマンドを受信した場合、前記制御方法は、前記第１スイッチ群を閉じるステップと、前記第２スイッチ群または／および前記直流スイッチを閉じるステップと、前記電力電子変換ユニットを起動し、グリッド接続状態に入るステップとを含む。
【００２９】
さらに、前記制御ユニットは前記電力電子変換ユニットの故障を検出した場合、前記制御方法は、前記電力電子変換ユニットを停止するステップと、前記第１スイッチ群を開くステップと、故障がクリアされたかどうかを判断するステップと、故障がクリアされていない場合は、前記第２スイッチ群を開くステップと、故障がクリアされた場合は、前記第１スイッチ群の閉じた状態を維持し、前記エネルギー貯蔵ユニットはまだ運行を投入できるようにするステップとを含む。
【００３０】
さらに、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、前記電流検出ユニットを含み、かつ前記電流検出ユニットは電流が電流制限定値を超えたことを検出した場合、前記制御方法は、前記直流スイッチを開き、前記制限電流抵抗を投入するステップと、前記第２スイッチ群を開くステップと、前記第１スイッチ群を開き、オフライン状態に入るステップとを含む。
【００３１】
さらに、前記電流制限定値は、直流スイッチの最大の遮断可能電流値を超えない。
【００３２】
本発明の実施形態はまた前記分散型エネルギー貯蔵システムの制御方法を提供し、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器が独立して運行する場合、前記制御方法は、前記第２スイッチ群をすべて開くステップと、前記第１スイッチ群をすべて閉じるステップと、前記電力電子変換ユニットをすべて起動するステップとを含む。
【００３３】
さらに、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗を含む場合、前記第２スイッチ群をすべて開く前記ステップの後に、前記直流スイッチをすべて開くステップをさらに含む。
【００３４】
また、本発明の実施形態は前記分散型エネルギー貯蔵システムの制御方法であって、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗を含み、分散型変流器がエネルギー貯蔵ユニットを共有する場合、前記制御方法は、前記第１スイッチ群をすべて閉じるステップと、前記直流スイッチをすべて開くステップと、前記第２スイッチ群をすべて閉じるステップと、各エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の直流電圧がバランスになってから、前記直流スイッチをすべて閉じるステップと、前記電力電子変換ユニットをすべて起動するステップと、を含む。
【００３５】
さらに、前記分散型変流器がエネルギー貯蔵ユニットを共有し、１つの前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の電力電子ユニットが故障した場合、前記制御方法は、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は電流が制限電流動作閾値を超えたことを検出した後、前記直流スイッチを開くステップと、故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器を判断するステップと、前記故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の第２スイッチ群および第１スイッチ群を開くステップとになってから、前記他のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器における直流スイッチを閉じるステップと、前記故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の第２スイッチ群を閉じるステップと、前記故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の直流容量電圧が正常になってから、前記故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の直流スイッチを閉じるステップと、をさらに含む。
【００３６】
また、本発明の実施形態は前記分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システムの制御方法であって、前記分散型エネルギー貯蔵制御器は前記主制御器からのコマンドを受信するステップと、前記コマンドは前記主制御器が前記主変流器の起動を制御してから直流母線電圧が安定していることを検出した後に発生するものであり、前記コマンドに基づいて、前記第１スイッチ群と前記第２スイッチ群の開閉、および前記電力電子変換ユニットの起動または停止を制御するステップとを含むことを特徴とする。
【００３７】
さらに、前記コマンドが起動コマンドである場合、前記コマンドに基づいて、前記第１スイッチ群と前記第２スイッチ群の開閉、および前記電力電子変換ユニットの起動または停止を制御する前記ステップは、前記第１スイッチ群をすべて閉じるように制御するステップと、前記第２スイッチ群をすべて閉じるように制御するステップと、すべてのスイッチ群の位置が正しいことを確認した後、前記電力電子変換ユニットを起動するステップと、起動成功コマンドを前記主制御器にフィードバックするステップとを含む。
【００３８】
さらに、前記コマンドがエネルギー貯蔵ユニット投入コマンドである場合、前記コマンドに基づいて、前記第１スイッチ群と前記第２スイッチ群の開閉、および前記電力電子変換ユニットの起動または停止を制御することは、前記第１スイッチ群をすべて開くように制御するステップと、前記第２スイッチ群をすべて閉じるように制御するステップと、すべてのスイッチ群の位置が正しいことを確認した後、投入成功コマンドを前記主制御器にフィードバックするステップとを含む。
【００３９】
さらに、前記電力電子変換ユニットに一時的な故障が発生した場合、前記制御方法は、前記分散型エネルギー貯蔵制御器が前記電力電子変換ユニットを閉鎖するステップと、故障がクリアされた後、前記電力電子変換ユニットを再起動するステップとをさらに含む。
【００４０】
さらに、前記電力電子変換ユニットに永久故障が発生した場合、前記制御方法は、前記分散型エネルギー貯蔵制御器が電力電子変換ユニットを閉鎖するステップと、前記第１スイッチ群を開くステップとを含む。
【発明の効果】
【００４１】
本出願の実施形態に係る発明は、変流器が動作を停止するときに、使われていない変流器のエネルギー貯蔵ユニットを利用して、スイッチによって、エネルギー貯蔵ユニットと変流器を分離し、変流器と直流母線を接続し、直流母線にエネルギー貯蔵容量を提供し、設備の利用率を向上させることができ、エネルギー貯蔵ユニットの容量は拡張可しやすくなり、エネルギー貯蔵ユニットと変流器は分離可能であり、自身の容量の増加は変流器の部分に影響することなく、拡張に便利である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
本出願の実施形態に係る発明をより明確に説明するために、以下では、実施形態を説明するために必要な図面を簡単に紹介するが、以下の説明における図面は本発明の一部の実施形態にすぎず、当業者にとっては、創造性のある労働をしない前提で、これらの図面に基づいて他の図面を得ることもできることは明らかである。
【図１】本発明の一実施形態に係るエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器のトポロジ概略図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係るエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器のトポロジ概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る直ー直変換器のトポロジ概略図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る交ー直変換器のトポロジ概略図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る交ー直変換器付きのエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の構成図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る交ー直変換器付きのエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の構成図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る直ー直変換器付きのエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の構成図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る直ー直変換器付きのエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の構成図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る分散型エネルギー貯蔵システムのトポロジ概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の応用トポロジ概略図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る直流スイッチの概略図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は独立モードシステムに運行するトポロジ概略図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器はエネルギー貯蔵ユニットを共有する時のシステムトポロジ概略図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器１における電力電子変換ユニットに故障が発生する時の概略図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システムのトポロジ概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本出願の実施形態の目的、発明及び利点をより明確にするために、以下、図面及び実施形態に関連して、本発明の具体的な実施形態についてより詳細かつ明確に説明する。しかしながら、以下に説明する具体的な実施形態および実施例は、説明する目的だけであって、本明細書に対する限定ではない。これは、本発明の一部の実施形態を含むだけであって、全ての実施形態ではなく、当業者が本発明の様々な変化に基づいて得た他の実施形態は、全て本発明の保護範囲に属する。
【００４４】
図１は本発明の一実施形態に係るエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器のトポロジ概略図である。図１に示すように、本実施形態のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、１つの電力電子変換ユニットと、１つの分離式のエネルギー貯蔵ユニットと、第１スイッチ群とを含み、第１スイッチ群はエネルギー貯蔵ユニットと電力電子変換ユニットの直流側との間に直列に接続され、第１スイッチ群における正極スイッチおよび負極スイッチを開くことにより、エネルギー貯蔵ユニットと電力電子変換ユニットを分離させることができる。
【００４５】
電力電子変換ユニットは、直ー直変換器または交ー直変換器を含むが、これらに限定されない。図３に示すように、図３は本発明の一実施形態に係る直ー直変換器のトポロジ概略図である。図４に示すように、図４は本発明の一実施形態に係る交ー直変換器のトポロジ概略図である。
【００４６】
一実施形態では、電力電子変換ユニットは交ー直変換器であり、交ー直変換器の直流出力端子は第一スイッチ群に接続され、他端は三相交流負荷に接続され、図５に示すように、図５は本発明の一実施形態に係る交ー直変換器付きのエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の構成図である。
【００４７】
他の実施形態では、電力電子変換ユニットは交ー直変換器であり、交ー直変換器の直流出力端子は第一スイッチ群に接続され、他端は三相交流電源に接続され、図６に示すように、図６は本発明の他の実施形態に係る交ー直変換器付きのエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の構成図である。
【００４８】
さらに他の実施形態では、電力電子変換ユニットは直ー直変換器であり、直ー直変換器の直流出力端子は第一スイッチ群に接続され、他端は直流負荷に接続され、図７に示すように、図７は本発明の実施形態に係る直ー直変換器付きのエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の構成図である。
【００４９】
さらに他の実施形態では、電力電子変換ユニットは直ー直変換器であり、直ー直変換器の直流出力端子は第一スイッチ群に接続され、他端は直流電源に接続され、図８に示すように、図８は本発明の他の実施形態に係る直ー直変換器付きのエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の構成図である。
【００５０】
分離式変流器における分離式エネルギー貯蔵ユニットは、構造的に電力電子変換ユニットと分離しやすい形に設計されている。
【００５１】
図２は本発明の他の実施形態に係るエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器のトポロジ概略図である。図２に示すように、本実施形態のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、１つの電力電子変換ユニットと、１つの分離式のエネルギー貯蔵ユニットと、第１スイッチ群とを含み、第１スイッチ群はエネルギー貯蔵ユニットと電力電子変換ユニットの直流側との間に直列に接続され、第１スイッチ群における正極スイッチおよび負極スイッチを開くことにより、エネルギー貯蔵ユニットと電力電子変換ユニットを分離させることができる。
【００５２】
選択可能な態様として、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、エネルギー貯蔵ユニットと直流グリッドとの間に直列に接続されている第２スイッチ群をさらに含むようにしてもよい。
【００５３】
選択可能な態様として、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗を含み、直流グリッドとエネルギー貯蔵ユニットとの間に並列（直列）に接続されている。本実施形態において直流スイッチはＩＧＢＴを選用しているが、これに限られない。
【００５４】
エネルギー貯蔵ユニットと直流グリッドとの間に電流制限装置が追加され、直流短絡または容量充放電のとき、瞬時電流が大きすぎて、設備が損壊することを避けることができる。
【００５５】
選択可能な態様として、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、直流グリッドとエネルギー貯蔵ユニットの間を流れる電流を検出する電流検出ユニットをさらに含むようにしてもよい。
【００５６】
選択可能な態様として、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、直流グリッドとエネルギー貯蔵ユニットとの間に直列に接続されている電流制限インダクタをさらに含むようにしてもよい。
【００５７】
ここで、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、制御ユニットをさらに含み、制御ユニットは電力電子変換ユニット、第１スイッチ群、第２スイッチ群、および直流スイッチを制御することができる。制御ユニットはエネルギー貯蔵ユニットの付近に配置され、電力電子変換ユニットが運行を終了する際に、エネルギー貯蔵ユニットを制御することができる。
【００５８】
ここで、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器における制御ユニットは、外部コマンドを受信する通信モジュールと、外部コマンドに基づいて、電力電子変換ユニットおよび第１スイッチ群を制御する制御モジュールとをさらに含む。変流器は第２スイッチ群または／および直流スイッチを含む場合、制御モジュールは第２スイッチ群または／および直流スイッチをさらに制御する。
【００５９】
また、本発明の実施形態はエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の制御方法であって、電力電子変換ユニットがエネルギー貯蔵ユニットと分離する必要がある場合に、電力電子変換ユニットを停止し、第１スイッチ群を開くステップを含むことを特徴とする。
【００６０】
エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は制御ユニット、第２スイッチ群または／および並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗を含み、変流器がオフライン状態にある場合、第１スイッチ群、第２スイッチ群および直流スイッチは開いた状態にあり、制御ユニットはエネルギー貯蔵ユニット投入コマンドを受信するとき、制御方法は、第２スイッチ群または／および直流スイッチを閉じて、エネルギー貯蔵投入状態に入るステップをさらに含む。
【００６１】
エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は制御ユニット、第２スイッチ群または／および並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗を含み、変流器がオフライン状態にある場合、第１スイッチ群、第２スイッチ群および直流スイッチは開いた状態にあり、制御ユニットはグリッド接続コマンドを受信するとき、制御方法は、第１スイッチ群を閉じるステップと、第２スイッチ群または／および直流スイッチを閉じるステップと、電力電子変換ユニットを起動し、グリッド接続状態に入るステップとを含む。
【００６２】
装置がグリッド接続状態で運行する場合、制御ユニットは電力電子変換ユニットの故障を検出した時、前記制御方法は、電力電子変換ユニットを停止するステップと、第１スイッチ群を開くステップと、故障がクリアされたかどうかを判断するステップと、故障がクリアされていない場合は、第２スイッチ群を開くステップと、故障がクリアされた場合は、第１スイッチ群の閉じた状態を維持し、エネルギー貯蔵ユニットはまだ運行を投入できるようにするステップとを含む。
【００６３】
変流器はエネルギー貯蔵投入状態またはグリッド接続状態にある場合、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は電流検出ユニットを含み、かつ電流検出ユニットは電流が電流制限定値を超えたことを検出した時、制御方法は、直流スイッチを開き、制限電流抵抗を投入させるステップと、第２スイッチ群を開くステップと、第１スイッチ群を開き、オフライン状態に入るステップとを含む。ここで、電流制限定値は、直流スイッチの最大の遮断可能電流値を超えない。本実施形態では、直流スイッチＩＧＢＴの最大の遮断可能電流は３０００Ａであり、電流制限定値は２５００Ａと設定され、一定の余裕持っている。
【００６４】
図９は本発明の一実施形態に係る分散型エネルギー貯蔵システムのトポロジ概略図である。
【００６５】
図９に示すように、分散型エネルギー貯蔵システムは１つのエネルギー貯蔵母線と、Ｎ個のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器（Ｎ≧２）と、第２スイッチ群とを含む。エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、電力電子変換ユニットと、少なくとも１つのエネルギー貯蔵ユニットと、第１スイッチ群とを含み、第１スイッチ群はエネルギー貯蔵ユニットと電力電子変換ユニットの直流側との間に直列に接続され、第１スイッチ群における正極スイッチおよび負極スイッチを開くことにより、エネルギー貯蔵ユニットと電力電子変換ユニットを分離させることができ、第２スイッチ群はエネルギー貯蔵ユニットとエネルギー貯蔵母線との間に直列に接続され、第２スイッチ群における正極スイッチおよび負極スイッチを開くことにより、エネルギー貯蔵ユニットとエネルギー貯蔵母線を分離させることができ、図１０に示すように、図１０は本発明の一実施形態に係るエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の応用トポロジ概略図である。
【００６６】
ここで、電力電子変換ユニットは直ー直変換器である場合、直ー直変換器の一端は分離式エネルギー貯蔵ユニットに接続され、他端は直流出力端子になる。電力電子変換ユニットは直ー交変換器である場合、直ー交変換器の直流端は分離式エネルギー貯蔵ユニットに接続され、他端は交流出力端子になる。
【００６７】
本実施形態に係る発明は、エネルギー貯蔵母線とエネルギー貯蔵ユニットの分離可能な設計を構築することにより、個々の分散型変換器におけるエネルギー貯蔵ユニットの共有を実現し、単一のエネルギー貯蔵ユニットの容量が足りない場合、エネルギー容量過剰のエネルギー貯蔵ユニットを制御することによってこれを支援することができ、システムエネルギー貯蔵容量の利用率を大幅に向上させた。
【００６８】
ここで、変流器は並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗を含み、並列に接続された後、第２スイッチ群とエネルギー貯蔵母線との間に直列に接続される。
【００６９】
電流制限抵抗とバイパススイッチが並列に接続して電流制限ユニットを構成しており、分散型エネルギー貯蔵ユニット間の相互支援過程における充放電電流を有効に制限することができ、システム内部で短絡故障が発生するとき、短絡電流を制限し、システム信頼性を向上させることができる。
【００７０】
ここで、分散型エネルギー貯蔵システムは、Ｎ個の分散型エネルギー貯蔵制御器（Ｎ≧２）と、１つの主制御器とを含み、分散型エネルギー貯蔵制御器は、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器を１対１に制御する。主制御器はＮ個の分散型エネルギー貯蔵制御器と通信している。
【００７１】
図１１は本発明の一実施形態に係る直流スイッチの概略図であり、ここで、直流スイッチは、２つの逆直列に接続されている、逆並列ダイオード付きのパワー半導体スイッチデバイスを含むが、これに限られない。
【００７２】
本発明の実施形態は分散型エネルギー貯蔵システムの制御方法であり、図１２は本発明の一実施形態に係るエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は独立モードシステムに運行するトポロジ概略図である。
【００７３】
図１２に示すように、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器が独立して運行する場合、前記制御方法は、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の第２スイッチ群をすべて開くステップと、第１スイッチ群をすべて閉じるステップと、電力電子変換ユニットをすべて起動するステップとを含む。
【００７４】
エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗を含む場合、第２スイッチ群をすべて開くステップの後に、前記直流スイッチをすべて開くステップをさらに含む。最終状態は図１２に示す。
【００７５】
図１３は本発明の一実施形態に係るエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器はエネルギー貯蔵ユニットを共有する時のシステムトポロジ概略図である。
【００７６】
図１３に示すように、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は並列に接続された直流スイッチおよび電流制限抵抗を含み、分散型変流器がエネルギー貯蔵ユニットを共有する場合、制御方法は、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の第１スイッチ群をすべて閉じるステップと、直流スイッチをすべて開くステップと、第２スイッチ群をすべて閉じるステップと、各エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の直流電圧がバランスになってから、直流スイッチをすべて閉じるステップと、電力電子変換ユニットをすべて起動するステップとを含む。最終状態は図１３に示す。
【００７７】
協調制御により、システムは集中共有エネルギー貯蔵モードにも運行でき、独立したエネルギー貯蔵モードにも運行でき、柔軟性がよく、価格性能比が高い。
【００７８】
図１４は本発明の一実施形態に係るエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器１における電力電子変換ユニットに障害が発生する時の概略図である。
【００７９】
図１４に示すように、分散型変流器がエネルギー貯蔵ユニットを共有する場合、１つのエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の電力電子ユニットが故障するとき、前記制御方法は、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は電流が制限電流動作閾値を超えたことを検出した後、直流スイッチを開くステップと、故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器を判断するステップと、故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の第２スイッチ群および第１スイッチ群を開くステップと、他のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の直流電圧がバランスになってから、他のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器における直流スイッチを閉じるステップと、故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の第２スイッチ群を閉じるステップと、故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の直流容量電圧が正常になってから、故障したエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器の直流スイッチを閉じるステップとをさらに含む。最終状態は図１４に示す。
【００８０】
図１５は本発明の一実施形態に係る分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システムのトポロジ概略図である。
【００８１】
図１５に示すように、協調制御システムは、Ｎ個のエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器（Ｎ≧２）と、Ｍ個の分散型エネルギー貯蔵制御器（Ｍ≧２）と、１つの主制御器とを含み、前記エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は第２のスイッチ群をさらに含む。
【００８２】
本実施形態では、Ｎ＝３、Ｍ＝４であり、１つの主制御器は、４つの分散型エネルギー貯蔵制御器と通信することができる。ここで、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器は、電力電子変換器と、エネルギー貯蔵ユニットと、第１スイッチ群１と、第２スイッチ群２とを含む。第１スイッチ群はエネルギー貯蔵ユニットと電力電子変換ユニットの直流側との間に直列に接続され、第１スイッチ群における正極スイッチおよび負極スイッチを開くことにより、エネルギー貯蔵ユニットと電力電子変換ユニットを分離させることができる。第２スイッチ群はエネルギー貯蔵ユニットと直流グリッドとの間に直列に接続されている。
【００８３】
エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器における電力電子変換ユニットは、直ー直変換器であってもよく、直ー直変換器の一端は第１スイッチ群に接続され、他端は直流負荷または直流電源に接続されている。エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器における電力電子変換ユニットは、交ー直変換器であってもよく、交ー直変換器の直流端は第１スイッチ群に接続され、交流端は交流負荷または交流電源に接続されている。
【００８４】
ここで、前記協調制御システムは、Ｋ個の無エネルギー貯蔵変流器（Ｋ≧１）を含み、無エネルギー貯蔵変流器は、電力電子変換ユニットを含み、本実施形態ではＫ＝２である。
【００８５】
無エネルギー貯蔵変流器における電力電子変換ユニットは、直ー直変換器であってもよく、直ー直変換器の一端は直流グリッドに接続され、他端は直流負荷または直流電源に接続されている。無エネルギー貯蔵変流器における電力電子変換ユニットは、交ー直変換器であってもよく、交ー直変換器の直流端は直流グリッドに接続され、交流端は交流負荷または交流電源に接続されている。
【００８６】
ここで、前記分散型エネルギー貯蔵制御器の数はＭ≦（Ｎ＋Ｋ）であり、本実施形態では４＜（２＋３）である。
【００８７】
分散型エネルギー貯蔵制御器と分離式変流器または無エネルギー貯蔵変流器との間では、１対１に通信することができ、図９に示すように、エネルギー貯蔵制御器１、エネルギー貯蔵制御器２およびエネルギー貯蔵制御器Ｍ−１は３つのエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器と１対１に通信する。
【００８８】
分散型エネルギー貯蔵制御器と分離式変流器または無エネルギー貯蔵変流器との間では、１対多に通信することもできる。図９に示すように、エネルギー貯蔵制御器Ｍは２つの無エネルギー貯蔵変流器との間で１対２の通信が実現される。
【００８９】
ここで、本実施形態では、分散型エネルギー貯蔵制御器は、それと通信を確立した分離式エネルギー貯蔵ユニットにおける第１スイッチ群および第２スイッチ群の開閉を制御することができる。
【００９０】
ここで、本実施形態の制御システムは、主変流器をさらに含み、主変流器は交流側に交流電源を接続し、直流側に直流グリッドを接続する交ー直変換器である。
【００９１】
ここで、本実施形態では、分散型エネルギー貯蔵制御器は、主制御器から送信された有効および無効定値を受信し、電力電子変換ユニットをコマンドに応答するように制御することができる。
【００９２】
本発明の実施形態に係る分散型エネルギー貯蔵ユニット協調制御システムの制御方法であって、以下のステップを含む。
【００９３】
エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器および主変流器がオフライン状態にあり、第１スイッチ群、第２スイッチ群が開いた状態にある場合、分散型エネルギー貯蔵制御器は主制御器からのコマンドを受信し、コマンドは主制御器が主変流器の起動を制御してから直流母線電圧が安定していることを検出した後に発生するものである。コマンドに基づいて、分散型エネルギー貯蔵制御器は第１スイッチ群、第２スイッチ群の開閉、および電力電子変換ユニットの起動または停止を制御する。
【００９４】
ここで、エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器および主変流器がオフライン状態にあり、第１スイッチ群と第２スイッチ群が開いた状態にある場合、主制御器はグリッド接続コマンドまたはエネルギー貯蔵ユニット投入コマンドを受信した後主変流器を起動するように制御する。その後、分散型エネルギー貯蔵制御器にコマンドを送信する。
【００９５】
コマンドが起動コマンドである場合、コマンドに基づいて、分散型エネルギー貯蔵制御器は第１スイッチ群と第２スイッチ群の開閉、および前記電力電子変換ユニットの起動または停止を制御することは、分散型エネルギー貯蔵制御器は、第１スイッチ群をすべて閉じるように制御するステップと、第２スイッチ群をすべて閉じるように制御するステップと、すべてのスイッチ群の位置が正しいことを確認した後、電力電子変換ユニットを起動するステップと、起動成功コマンドを主制御器にフィードバックするステップとを含む。
【００９６】
コマンドがエネルギー貯蔵ユニット投入コマンドである場合、コマンドに基づいて、分散型エネルギー貯蔵制御器は、第１スイッチ群と第２スイッチ群の開閉、および電力電子変換ユニットの起動または停止を制御することは、分散型エネルギー貯蔵制御器は、第１スイッチ群をすべて開くように制御するステップと、第２スイッチ群をすべて閉じるように制御するステップと、すべてのスイッチ群の位置が正しいことを確認した後、投入成功コマンドを主制御器にフィードバックするステップとを含む。
【００９７】
ここで、エネルギー貯蔵ユニットを投入する時は、全部投入するか、一部投入するかを選択することができ、実際の状況に基づいて、主制御器による統一調整が可能である。
【００９８】
エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器がオンライン状態にあり、第１スイッチ群と第２スイッチ群が閉じた状態にあり、前記電力電子変換ユニットに一時的な故障が発生した場合、制御方法は、分散型エネルギー貯蔵制御器が電力電子変換ユニットを閉鎖するステップと、故障がクリアされた後、電力電子変換ユニットを再起動するステップとをさらに含む。
【００９９】
エネルギー貯蔵ユニット分離式変流器がオンライン状態にあり、第１スイッチ群と第２スイッチ群が閉じた状態にあり、電力電子変換ユニットに永久故障が発生した場合、制御方法は、分散型エネルギー貯蔵制御器が電力電子変換ユニットを閉鎖するステップと、第１スイッチ群を開くステップとを含む。
【０１００】
本実施形態では、変流器が停止した場合には、使われていない変流器のエネルギー貯蔵ユニットを利用して、スイッチによって、ネルギー貯蔵ユニットと変流器を分離し、変流器と直流母線を接続し、直流母線にエネルギー貯蔵容量を提供し、設備の利用率を向上させることができ、本発明のシステムは無エネルギー貯蔵変流器を含むようにしてもよく、無エネルギー貯蔵変流器は隣接するエネルギー貯蔵ユニット分離式変流器におけるエネルギー貯蔵ユニットを利用して、デバイス間の共有を実現し、システムの総コストを低減することができ、協調制御により、エネルギー貯蔵ユニットを有効に利用すると同時に、直流母線に分布する電圧が安定していることを確保し、分散型エネルギー貯蔵は集中型エネルギー貯蔵と比較すると、直流母線電圧を各所に均一に分布させ、循環流の発生を回避することができ、すべてのデバイスを制御システムに接続すると、グリッド全体のデバイス状態を収集することができ、これらを基準としてリアルタイムに制御を行い、一旦ユニットの故障が検出されると、協調制御ポリシーを適時に調整し、システム運行の信頼性を向上させることができる。
【０１０１】
なお、以上の図面を参照して説明した各実施形態は、本発明を説明するだけのものであり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、本発明について修正または均等置換を行うことは、全て本発明の範囲内に含まれるべきであることを、当業者は理解すべきである。また、文脈上に特に指定されるもの以外にも単数で表現する用語は複数の形を含み、逆も同様である。さらに、特に説明しない限り、任意の実施形態の全部または一部は、他の実施形態の全部または一部と結合して使用されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2021526786.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
2021526786.tif 000018
2021526786.tif 000019
2021526786.tif 000020
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