[发明专利]集成的实时功率和太阳能电场控制系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及可再生能源，更具体地，涉及用于控制可再生太阳能源中的功率的系统和方法。

背景技术

因为能量是从太阳光：自然产生且丰富的能源获得，所以一般将太阳能电场(solar farm)归类为可再生可变发电系统。然而，由太阳能电场产生的能量的量可能会随着天空中云层覆盖范围和太阳的位置而改变。每个太阳能电场可能包括多个具有相关联的光伏电池和逆变器的能量收集板，它们可能需要功率监视和控制以进行协调和向电网提供电力。例如，公用设施可以监视电网电力需求，并且可能需要与太阳能电场通信以确定太阳能电场是否具有满足一部分或全部电力需求的容量。

通常的做法是将多个小型太阳能逆变器连接到电网，以使得逆变器的合集看起来就像是一个电厂。随着电厂中逆变器数量的增加，重要的是使逆变器的合集对于电网而言看起来就像和其它电厂一样。由于太阳能电场可以包括多个太阳能板和逆变器，所以需要像一个内聚系统一样共同管理逆变器以及所有支持电厂数据的集中控制。随着更多的太阳能电场投入运行，这么多电场之间的通信、协调和控制变得越来越关键。然而，当这些太阳能电场(和它们的多个相关联的控制器)在特定系统中联系在一起时，协调也变得更难。因此，需要用于控制可再生太阳能源中的功率的系统和方法。

发明内容

上述需求中的一些或所有需求可以通过本发明的某些实施例来解决。本发明的某些实施例可包括用于控制可再生太阳能源中的功率的系统和方法，例如集成的实时功率和太阳能电场控制。根据本发明的一个实例实施例，提供一种用于控制可再生能量太阳能电场的方法，其中该电场可以包括一个或多个可再生能源。该方法可包括：测量可再生能量太阳能电场的总能量输出；以及测量这一个或多个可再生能源的单个源能量输出。该方法还可包括经由控制器至少部分地基于测量的总能量输出和测量的单个源能量输出控制来自这一个或多个可再生能源的能量产出，其中控制器便于与这一个或多个可再生能源通信。

根据另一个实例实施例，提供一种用于提供可再生太阳能的系统。该系统可以包括：具有一个或多个可再生能源的太阳能电场、一个或多个远程监视和控制站、一个或多个用于测量来自太阳能电场的总能量输出的设备、一个或多个用于测量这一个或多个可再生能源的单个源能量输出的设备、以及用于至少部分地基于测量的总能量输出和测量的单个源能量输出控制这一个或多个可再生能源的能量产出的实时控制器，其中控制器可进行操作以与这一个或多个可再生能源通信。

根据另一个实例实施例，提供一种用于控制可再生能量的装置。该装置可以包括实时集成控制器，该实时集成控制器可进行操作以便：测量来自太阳能电场的总能量输出，其中该太阳能电场包括一个或多个可再生能源；测量来自这一个或多个可再生能源的单个源能量输出；至少部分地基于测量的总能量输出和测量的单个源能量输出控制这一个或多个可再生能源的能量产出；以及与这一个或多个可再生能源通信。

本文将详细描述本发明的其它实施例和方面，并且它们被认为是要求权利的发明的一部分。参考以下具体实施方式、附图和权利要求可以理解其它实施例和方面。

附图说明

现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中：

图1是根据本发明一个示例性实施例的说明性能量电场(energy farm)控制系统的框图。

图2是根据本发明一个示例性实施例的说明性实例集成能量电场电压调节器的框图。

图3是根据本发明一个示例性实施例的说明性实例有功或视在功率调节器的框图。

图4是根据本发明一个示例性实施例用于控制功率的实例方法的流程图。

图5是根据本发明一个示例性实施例指示频率控制曲线的实例曲线图。

具体实施方式

下文将参考示出本发明实施例的附图更全面地描述本发明的实施例。然而，本发明能以许多不同的形式实施，并且不应理解为局限于本文阐述的实施例；而是，提供这些实施例是为了使本公开详尽完整，并且将向本领域技术人员全面传达本发明的范围。通篇中类似的数字表示类似的元件。本文中所使用的术语“示例性”定义成表示“实例”。

本发明的某些实施例可以使得能够控制可再生太阳能电场中的功率。根据本发明的某些示例性实施例，可以利用实时集成控制器来便于可再生太阳能电场中的增加的互操作性和控制。可以利用其它实施例来便于在多个电场之间的增加的互操作性和控制。

现在将参考附图描述根据本发明的实施例用于控制可再生太阳能电场中的功率的各种控制器、处理器、模块、接口、通信链路和传感器。