[发明专利]控制电力负载的系统和方法

说明书

控制多个负载控制器（10）的系统和方法，每个负载控制器（10）可操作地连接到与电网连接的一个或多个电力负载（6），引起聚集的本地装置无法提供预期响应负载服务量时出现的跟踪误差减少。每个负载控制器（10）监控电网（8）的工作频率，适于调整其电力负载（6）中一个或多个的功耗，响应工作网络频率从其额定值的偏移。负载控制器（10）与远程控制器（14）通信并集合在一起提供响应负载服务。远程控制器（14）适于监控电网频率与其额定值的偏差，确定每个负载控制器的电力负载所提供响应负载服务的调整。远程控制器（14）随后向每个负载控制器（10）发送修正信号，使相应负载控制器（10）以对其功耗调整补偿的方式对其响应负载服务提供修正。

技术领域

本发明涉及一种用于控制在响应负载服务的供应中被耦合到配电网的电力负载的运行的响应负载系统。本发明进一步涉及适用于响应负载系统的负载控制器和系统控制器。本发明还涉及一种在响应负载服务的供应中控制被连接到配电网的电力负载的方法。

背景技术

供电系统包括至少一个发电机和将该一个或多个发电机与一个或多个电力负载耦合以为电力负载提供电力的配电网。来自该一个或多个发电机的电力输出会从额定电力水平短暂地波动，以及连接到配电网的一个或多个电力负载的瞬时的或短暂的电力需求也可能随时间变化。而且，向配电网供应的电力量中的这种波动可能会因通过可再生能源（例如，但不限于，太阳能和风力涡轮机）发电并向配电网供应的电力而加剧。因为，例如可再生能源可能依赖于气象条件，来自于可再生能源的电力的供应经常是间歇性的。不管是什么引起了电力供应的波动，这种波动都会导致和/或改变整个配电网中发电和用电之间的不平衡。这些动态不平衡可能导致一些问题，从电力供应中的低效的电力传送和不可预测的局部波动到更严重的影响，如整个配电网停电。

如上所述的整个供电网络中的发电和负载用电之间的任何不平衡基本上与供电网络的运行特性相对于额定值（例如，但不限于瞬时（当前）网络频率）的偏差成比例。例如，在英国的供电网络的交流频率的额定值是50 Hz。整个英国供电网络的供应和需求中的不平衡导致当前的网络频率高于或低于50Hz的额定频率。

为了解决整个供电网络的暂时的不平衡，响应负载系统已经被开发出控制被连接到供电网络的至少一些电力负载的当前的电力需求。已知的响应负载服务可由一个集中控制系统进行管理，该集中控制系统监测供电网络的状况，并通过使耦合到网络的单个电力负载或电力负载组调整其电力消耗来对整个网络中检测到的不平衡作出响应，。

这样一个响应负载系统在US5576700中被描述，其描述了一种负载管理系统，包括控制器，用于覆盖被连接到配电网的电力负载的正常电力消耗，以在负载时调整电力消耗。根据位于远离电力负载的一个集中控制系统所传送的命令信号，调整电力负载的电力消耗。另一个这样的集中控制响应负载系统在WO 2013/088229中被描述。根据WO2013/088229中所述的系统，远程的集中控制系统选择被连接到供电网络的负载，以基于电力需求和所有能够有助于响应负载服务的负载的操作限制的综合模型来调整电力消耗。

对于已知的采用集中控制的负载管理系统，比如US 5576700和WO 2013/088229中所描述的系统，在集中控制系统发出的命令信号的初始传送和根据该命令信号做出改变其电力消耗的电力负载之间，存在不可避免的时间延迟。由于任何一个被采用的通信系统的固有延迟，该时间延迟是不可避免的。这个不可避免的时间延迟意味着，采用集中传播的命令信号的响应负载系统不总是能够足够快地改变电力负载的电力消耗，以快速地补偿整个配电网中波动的不平衡。

一个可替代的已知的响应负载系统，通过采用与连接到配电网络的电力负载本地集成的自主控制装置，以提供响应负载服务。这样的自主控制装置能够独立于外部控制进行操作，以提供响应负载服务。该自主控制装置监测随配电网的不平衡而变化的配电网的物理参数，例如，但不限于网络频率。当自主控制装置检测到不平衡时，它会改变与之集成的电力负载所消耗的电力，以减少整个网络中检测到的不平衡。