CN119487718A 协作自治分布式系统互连系统、系统互连方法、及程序 （株式会社Dg资本集团有限公司）

2024.12.25PCT/JP2023/0037222023.02.06WO2024/004250JA2024.01.04本发明提供一种协作自治分布式系统互连单元电网独立运转，并能始终同步连接到主系连系统，本发明的第1方面的协作自治分布式系机器(DGR40)接收基于标准时刻信号，从所述系式机器(DGR40)以使所述单元电网系统的电压相位与所述主系统的电压相位同步的方式进行控各所述协作自治分布式机器(DGR40)控制在所述主系统与所述单元电网系统之间流动的电力潮2所述系统互连控制器及各所述协作自治分布式机器具备取得标准时刻信号的标准时各所述协作自治分布式机器接收基于所述标在所述附有同步检定的断路器打开时，各所述协作在所述附有同步检定的断路器闭合时，各所述协作在所述附有同步检定功能的断路器闭合时，各所述在所述附有同步检定功能的断路器打开，且无法接收来自系统互3.根据权利要求1或2所述的协作分布式号取得装置包含取得第1标准时刻信号的第1标准时刻取得部，及取得第2标准时刻信号的所述系统互连控制器具备所述第1标准时刻取得部，通过使所述第1标准时刻所述协作自治分布式机器具备所述第2标准时刻取得部，通过使所述第2系统旋转相位角同步的单元电网系统旋转相位角信号解4.根据权利要求1或2所述的协作自治分布式系统互连系统，其连控制器输入所述主系统的电力信息及/或所述单元电网系统的电力信息，测定主系统频所述协作自治分布式机器从所述单元电网系统电压，产生单元电网所述协作自治分布式机器通过第2相位同步电路，产生所述单元电网系统相位角信号3所述标准时刻信号取得装置包含对所述第1相位同步电路输入第1标准时刻的第1标准的第1主系统发生异常的情况下，所述单元电网系统能与所述第1主系统以外的第2主系统7.根据权利要求1或2所述的协作分布式系统在所述附有同步检定功能的断路器打开，且所述单元电网系统内发生事故的情况下，8.根据权利要求1或2所述的协作分布式系统互连系统所述系统互连控制器及各所述协作自治分布式机器取得标准时各所述协作自治分布式机器接收基于所述标在所述附有同步检定的断路器打开时，各所述协作在所述附有同步检定的断路器闭合时，各所述协作4电网内的多个发电设备的输出的逆变器以从GPS(GlobalPositioningSystem：全球定位内的多个发电设备的输出的逆变器以从GPS等获得的时刻信号为基准，对内部时钟进行时所述测定出的相位信息作为连接在各发电设备的输出的逆变器的同步固定频率控制中的将连接在AC(AlternatingCurrent：交流电)电源的转换器视作具有虚拟阻抗的虚拟电压5系统互连的系统变为如能统一控制整个系统的大规模系统，且通信系统也变为大规模系[0016]所述专利文献3的同步固定频率控制方法中，微型电网内的系统独立以固定频率[0018]因此，本发明的目的在于提供一种在通过能分离主系统的断路器将至少1处分离能的断路器(21)，能将主系统(15)与单元电网系统(28)连接或分离；系统互连控制器标准时刻信号的标准时刻信号取得装置，各所述协作自治分布式机器(DGR40)接收基于所式机器(DGR40)以使所述单元电网系统的电压相位与所述主系统的电压相位同步的方式进制在所述主系统与所述单元电网系统之间流动的[0021]本发明的第2方面的协作自治分布式系统互连系统根据第1方面的协作自治分布式系统互连系统，其特征在于，所述系统互连控制器(MGC30)产生系统间相位差信号(φ6路器(21)闭合时，各所述协作自治分布式机器(DGR40)使用所述系统间相位差信号(φ[0022]本发明的第3方面的协作自治分布式系统互连系统根据第1或第2方面的协作自治用于主系统频率(f)及主系统旋转相位角(θref)，而产生相位同步信号(Ncyc_ref_Sync)，所述协作自治分布式机器(DGR40)具备所述第2标准时刻取得部(42)，通过使所述第2标准时刻信号(t9)作用于所述系统互连控制器(MGC30)输出的所述相位同步信号(Ncyc_ref_[0023]本发明的第4方面的协作自治分布式系统互连系统根据第1或第2方面的协作自治[0024]本发明的第5方面的协作自治分布式系统互连系统根据第4方面的协作自治分布所述标准时刻信号取得装置包含对所述第1相位同步电路(96a)输入第1标准时刻(t)的第1标准时刻取得部(32)，及对所述第2相位同步电路(83)输入第2标准时刻(t9)的第2标准时[0025]本发明的第6方面的协作自治分布式系统互连系统根据第1或第2方面的协作自治的断路器(21a、21b)，连接在多个所述主系统(15a、15b)，在所述主系统中的第1主系统[0026]本发明的第7方面的协作自治分布式系统互连系统根据第1或第2方面的协作自治所述协作自治分布式机器(DGR40)使所述单元电网系统(28)独立运转，在所述附有同步检7[0027]本发明的第8方面的协作自治分布式系统互连系统根据第1或第2方面的协作自治[0028]本发明的第9方面的协作自治分布式系统互连系统根据第8方面的协作自治分布[0029]本发明的第10方面的协作自治分布式系统互连系统的系统互系统互连控制器(MGC30)，检测所述主系统(15)的电力信息及所述单元电网系统(28)的电互连的方式进行电力转换；且所述系统互连方法具备如下步骤：所述系统互连控制器时，各所述协作自治分布式机器(DGR40)以使所述单元电网系统(28)的电压相位与所述主协作自治分布式机器(DGR40)控制在所述主系统(15)与所述单元电网系统(28)之间流动的[0032]根据本发明的第1方面的协作自治分布式系统互连系统，在单元电网内分散配置功能等，适当进行异常时的短路电流的保护动作。此外，在一部分协作自治分布式机器(DGR40)因故障的保护动作被切断的情况下，也能通过剩余的协作自治分布式机器8可能会累积。标准时刻信号取得装置要求协作自治分布式机器(DGR40)间的时刻误差满足[0036]根据本发明的第2方面的协作自治分布式系统互连系统，在附有同步检定功能的断路器(21)闭合时，各所述协作自治分布式机器(DGR40)能使用系统间相位差信号(φ[0037]根据本发明的第3方面的协作自治分布式系统互连系统，将系统互连控制器(MGC30)中产生的使第1标准时刻信号(t)作用于主系统频率(f)及主系统旋转相位角(θ连控制器(DGR40)通过使第2标准时刻信号(t9)作用于相位同步信号(Ncyc_ref_Sync)与主系统频率(f)，而将与主系统旋转相位角(θref)同步的单元电网系统旋转相位角信号(θ9频率测定值(f)及系统间相位差信号(φglobal)，运算单元电网系统旋转相位角信号(θ电路(83)，产生单元电网系统相位角信号(θpll)及单元电网系统角速度信号(ωpll)的情况下，从电压信号通过PLL等产生相位信息或频率信息，所以即使在协作自治分布式机器号通过PLL等，从检测电压产生相位信息或频率信息的情况下，由于始终基于电压信号动作，所以协作自治分布式机器(DGR40)容易依据作为单独运转检测保护装置要求的保护功[0040]根据本发明的第5方面的协作自治分布式系统互连系统，第1相位同步电路(96a)生故障的时，或与系统互连控制器(MGC30)通信异常时等，能保持各协作自治分布式机器过各协作自治分布式机器(DGR40)产生相当于主系统频率值的固定信号，例如主系统频率[0042]根据本发明的第6方面的协作自治分布式系统互连系统，单元电网为中空系统的(15b)的电力向第1主系统(15a)所含的变电站管辖区域内未发生异常的区域(1[0044]根据本发明的第7方面的协作自治分布式系统互连系统，在单元电网系统(28)与[0045]根据本发明的第8方面的协作自治分布式系统互连系统的系统互连方法，所有母板(123)能进行包含1个以上个别单元(130)的脉冲波产生的控制运算。由此，将共通单元[0046]根据本发明的第9方面的协作自治分布式系统互连系统的系统互连方法，能通过供发挥与第1方面的协作自治分布式系统互连系统相同效果的[0048]根据本发明的第11方面的程序，能够提供发挥与第1方面的协作自治分布式系统[0058]图3C是本发明的实施方式1的GPS同步的单元电网系统独立状态(同步控制)的控[0059]图3D是本发明的实施方式1的GPS同步的单元电网系统独立状态(主系统停电时)[0061]图4B是本发明的实施方式1的电压同步的单元电网系统独立状态(同步控制)的控[0062]图4C是本发明的实施方式1的电压同步的单元电网系统独立状态(主系统停电时)以下所示的实施方式是例示用来将本发明的技术思想具体化的协作自治分布式系统互连[0080]参考图1到图4C，对本发明的实施方式1的协作自治分布式系统互连系统进行说功能的断路器21、经由附有同步检定功能的断路器21连接在主系统15的单元电网系统28、站等的电力，能将区域内的自然能源发电设备等分散型电源的电力自产自销的电力能源。[0084]考虑将住宅区作为1个单元电网20的情况下，其大小例如日本的住宅区面积为[0086]单元电网系统28对作为电力需求设备22的各家庭设备22a配电，作为电力需求设余电力送电到主系统15的情况，也就是逆向潮流的情况下，通过增加系统间相位差φ[0088]附有同步检定功能的断路器(DG断路器，(breaker))21在主系统15与单元电网系[0089]附有同步检定功能的断路器21能检测主系统频率f及主系统旋转相位角θref。此外，附有同步检定功能的断路器21具备PLL，也能检测主系统15与单元电网系统28的相位[0091]通过DGR40在单元电网系统28内分散配置着多个，能将以1个DGR40覆盖的范围细单元电网系统28内的发电设备23发电的电力自产自销，在主系统15停电时能进行自主运同步控制。此外，从MGC30对各DGR40，发送例如主系统频率f、相位同步信号Ncyc_ref_[0096]图2A～图2F是本发明的实施方式1的协作自治分布式系统互连系统的原理图。图2A是1台协作自治分布式机器40的电路图，是取出单元电网系统28中的1台DGR40时的等效通过使内部电压Vdgr_i变化而控制I了解决所述问题研究出变动带宽方式。图2C的目标电流值Iref的上侧与下侧的线是频带，步信号的方式。本实施例中，使用在以下进一步叙述的虚拟阻抗技术，使ZG_i虚拟相等，粗细等而异。由于这些值并非已知，所以即使操作DGR40的内部电压Vdrg，也难以在多个[0106]图2E图示出GPS时刻同步控制下的一台DGR40的电流Idgr及DGR40的内部电压相位[0109]GPS时刻同步方法中，单元电网与主系统连接时，基于主系统的频率，制作目标实际电压Vgrid也偏离目标Vgrid*。将所述实际单元电网电压Vgrid与目标单元电网电压将允许的电压误差设为1电流的控制误差也变为±10%~±5％左右，所以想使电压误以下所示的“提取小数部的函数”作用于所述结果时，能算出相位同步信号Ncyc_ref_Sync39(相当于Δδ)。将主系统频率信号f与相位同步信号Ncyc_ref_Sync这2个信号从动线路的云端或以电力线搬送等发送到各DGR设为DGR40内部的Ncyc_ref_Sy连续增加的特性的标志。如果对所述f·t′，进行将Ncyc_shift_loca144与Ncyc_ref_[0121]限幅器60的输入信号变为f+Δf，也就是频率与频率变化率(ROCOF：Rateof[0123]从减法器53到积分器61的块有低通滤波器的作用，有将Ncyc_ref_bas所含的噪主系统有效电力Pgrid_main及主系统无效电力Qgrid_main，算出系统间相位差信号φ出各DGR40的输出电流Idgr。将各DGR40的输出电流合计使之流动到单元电网中(图中表述同步方式中，通过主系统频率f31与相位同步信号Ncyc_ref_Sync39的传输及图3A的运算，[0136]图3D对实施方式1的GPS同步的主系统停电且单元电网系统独立状态(主系统停电对DGR40a继续输入作为第2时刻信息(电网继续独立运转，系统互连控制器(MGC30)中具有包含单独运转检测的系统互连保护功所述变化传递到DGR40的MGC30向DGR40的传输延迟时间，或MGC30及DGR40中的运算时间等检定功能的断路器21将两系统连接，也有可能同步检定功能进行动作而无法接入断路器。基准电压相位，来取代主系统的电压相位，将与单元电网电压相位的相位差信号作为φ[0179]如此，提出在单元电网停电后的黑启动时，或MGC30停止时的单元电网独立运转的电压同步的主系统连接状态的控制框图，图4B是本发明的实施方式1的电压同步的单元电网系统独立状态(同步控制)的控制框图，图4C[0185]参考图4A，说明单元电网系统与主系统为连接状态时的协作自治分布式机器统有效电力Pgrid_main测定部98与主系统无效电力Qgrid_main测定部99测定出的主系统[0186]首先，对主系统频率测定器31进行说明。主系统电压取得部97取得主系统电压V[0187]PLL96从主系统电压Vgrid_main算出主系统频率测定值f31，经由MGC30对DGR40[0193]参考图4B，说明单元电网独立状态时的协作自治分布式机器(DGR)40B中算出φglobal运算部80以PLL96b运算测定出的主系统电压Vgrid_main与单元电网电压Vgrid_将目标频率切换为固定值，也丢失相位相关的共通指标φglobal。此时，需要具有所有[0200]即使主系统的未丢失电压，有时MGC30C也停止。所述情况下，如上所述，使各DGR40C内部具有依据GPS时刻的电压矢量与额定频率信息，将所述电压矢量设为图2E中的MGC30C的信息的DGR40C通过切换成通常的基于电压的同步方式能继续同步运[0205]参考图5A～图5N，对本发明的实施方式2的协作自治分布式系统互连系统进行说明。图5A～图5N是本发明的实施方式2的单元电网连接形态的第1状态～第14状态的说明DGR40通过来自系统互连控制器(MGC)30的控制信号控制，能与主系统15a或15b系统互连。附有同步检定功能的断路器21a及21b都通过来自MGC30的控制信号控制，单元电网系统28功能的断路器21a及21b，一个附有同步检定功能的断路器21a连接在变电站A13a的系统也系统15b。电力。此处，MGC30与电力公司的供电部门协作，计划以对经由单元电网系统28从变电站[0223]在图5K的状态下，通过区分开闭器16a闭合，将来自变电站A13a的电力经由系统[0226]在图5L的状态下，单元电网为独立运转状态。单元电网20内的各DGR40以与系统对单元电网内的事故点供给短路电流。对事故点供给切断电平以上的短路电流的情况下，[0232]协作自治分布式机器(DGR)40由共通单元120及个别单元130构成，与系统互连控制器(MGC)30之间通过移动电路通信。MGC30作为共通单元用云端，设置在云端上。此外，DGR控制器122及母板123构成，在DGR控制器122与母板123之间，进行LAN(Local单元131分别与母板123之间通过LVDC(LoWVoltageDifferentialSigna1ing：低压差分[0235]个别子单元131由ADC(Analog_to_DigitalConverter：模拟数字转换器)板132、[0237]BMU板136通过CAN(ControllerAreaNetwork：控制器局域网)与母板123进行通[0240]母板123将开关脉冲经由LVDS电缆输出到ADC板132，ADC板132将包含LVDS电缆的给开关脉冲。此外，将电力接口140中检测出的电压值及电流值等信息经由AC或DC滤波器[0243]个别单元130完全无需微型计算机等主控制装置，所有控制运算通过母板123进[0245]DGR控制器122除来自母板123的电力或电压等信息外，也能提取连接在半桥的太过滞后控制而追随目标电流Iref，进一步以Vdgr成为目标电压Vref的方式控制，由此在[0255]开关频率始终变动，在其带宽较宽的情况下，难以设计EMC(Electromagnetic