用于電力系統的控制系統技術方案

本發明專利技術名稱為“用于電力系統的控制系統”。提供一種用于電力系統的控制系統。該控制系統包括用于跟蹤一個或多個電動車輛和接收所述電動車輛的電池充電數據的無線通信系統。該控制系統還包括用于感測電力系統的負荷的負荷傳感器。該控制系統進一步包括基于電動車輛的電池充電數據和電力系統的負荷數據操作一個或多個保護元件的控制器。

【技術實現步驟摘要】

一般來說，本文呈現的實施例涉及電力系統，并且更具體來說，涉及用于電カ系統的裝置。
技術介紹
最近，電動車輛受到了許多關注。電動車輛一般由依靠電池組供電的電動機來推動。因為電動車輛的正常使用導致電池組中存儲的電荷反復減少，所以電動車輛的電池組需要頻繁再充電。電動車輛的這種充電和再充電對傳統電カ系統提出了技術難題。傳統電カ系統一般提供保護特征以針對“故障”保護顧客和設備。在因電カ線碰到 接地而導致過高電流流經電カ系統時，可能會出現故障狀況。這種高電流可能對設備造成損壞并且對暴露于故障的人員是潛在危險。電カ系統一般提供保護裝置，例如斷路器或重合閘(recloser)，以在電カ系統內隔離故障狀況。這些保護裝置部署在變電站和整個電カ系統。斷路器是ー種在裝置檢測到高故障電流通過電カ系統傳輸時跳閘或斷開的開關。重合閘本質上是ー種可編程斷路器裝置，用于在電カ系統內隔離故障。保護裝置的操作基于通過電カ系統傳輸的電流和電壓。如果通過電カ系統傳輸的電流高于預定義的閾值限制，保護裝置可推斷出現了故障并可操作以隔離故障。在保護裝置隔離故障時，意味著在服務恢復之前裝置下游顧客將失去功率。保護裝置可編程以在預定義的閾值限制內操作。一般來說，保護裝置通過時間-電流特性編程。時間-電流特性支配保護裝置的操作。例如，可設計保護裝置的時間-電流特性以使得高故障電流可導致保護裝置采取較快的糾正措施，同時低故障電流可導致保護裝置的較慢操作。在正常操作中，電動車輛的充電可從電カ系統吸取大電流。由于電動車輛是移動的，這些車輛的充電可在隨機地理位置和隨機時間在電力系統內發生。相應地，具有預編程時間-電流特性的保護裝置可能無法支持起于電動車輛充電的動態電カ需要。例如，位于特定區域或地區內的大量電動車輛的充電在預編程保護裝置看來可能是故障。傳統電力系統無法區分增大的負荷導致的高電流和故障導致的高電流。這可能造成整個電カ系統不必要的停電。需要可根據電網的功率需要動態適應的系統。
技術實現思路
提供一種用于電カ系統的控制系統。該控制系統包括用于跟蹤ー個或多個電動車輛和接收所述電動車輛的電池充電數據的無線通信系統。該控制系統還包括用于感測電カ系統負荷的負荷傳感器。該控制系統進ー步包括基于電動車輛的電池充電數據和電カ系統的負荷數據操作一個或多個保護元件的控制器。還提供利用所述控制系統的電力系統。在另ー個實施例中，提供一種電カ系統。該電カ系統包括ー個或多個發電站、ー個或多個負荷中心、用于將功率從發電站傳輸到所述負荷中心的輸電線。該電カ系統進一歩包括一個或多個控制系統。該控制系統包括用于跟蹤一個或多個電動車輛和接收所述電動車輛的電池充電數據的無線通信系統。該控制系統還包括用于感測電カ系統負荷數據的負荷傳感器。該控制系統進一歩包括基于電動車輛的電池充電數據和電カ系統的負荷數據操作一個或多個保護元件的控制器。在又一個實施例中，提供ー種操作電カ系統的控制系統的方法。該方法包括跟蹤ー個或多個電動車輛和獲得電動車輛的電池充電數據。電動車輛的跟蹤可經由所述控制系統中提供的無線通信系統來執行。該方法進ー步包括基于電動車輛的電池充電數據和電カ系統的負荷數據操作一個或多個保護元件。保護元件經由控制系統中提供的控制器操作。附圖說明參照附圖閱讀以下詳細描述時將更好地理解本專利技術的這些和其它特征、方面和優點，在全部附圖中相似附圖標記表示相似部件，其中 圖I示出根據ー個實施例的示范電カ系統的框 圖2是電動車輛、充電站與電力系統的控制系統之間的數據傳輸示意的框圖；以及 圖3示出表示電カ系統的斷路器的時間-電流特性的曲線圖。具體實施例方式本文所討論的實施例涉及電力系統的控制系統。圖I示出按照ー個實施例的電カ系統100。電カ系統100包括配置成產生功率的發電站102。發電站102可包括發電裝置，包括但不限于燃氣輪機發電站、汽輪機發電站、核電站、水電站等。發電站102還可包括分散的發電源、可再生發電源和微電網發電源。在發電站102產生的功率經由傳輸線104傳輸到配電網103。配電網可包括變壓器和配電線。配電網103可向負荷中心106供電。負荷中心106通常包括民用負荷108和商用負荷110。民用負荷110包括家庭負荷，如家用電器等。商用負荷110可包括商業設施，例如但不限于エ廠、辦公樓、醫院、娛樂場等。負荷中心106可進ー步包括ー個或多個電動車輛(EV) 112。電動車輛112是從電池組113獲取功率的汽車。本文中應當注意，電池組113還可包括超級電容器、燃料電池等。應當注意，本文公開的電動車輛可包括具有ー個以上功率源的車輛，其中至少ー個電源是由電池組供電的電動機。例如，同時具有電池供電的發動機和內燃機的混合動カ車輛可視作電動車輛。電動車輛112提供有一個或多個電動機以向電動車輛112的傳動軸提供功率。電池組113需要充電以確保電動車輛112的持續運行。電動車輛112可在具有電池充電設備的位置為電池組113充電。這樣的位置可處于電カ系統100內的任何地理點。在所示實施例中，電動車輛112可在充電站114為電池組113充電。在一些實施例中，充電站114可包括在負荷中心106內。可以意識到，可為電動車輛112的電池組113充電的任何位置均可稱作充電站114。在某些實施例中，充電站114可以是民用裝置或商用裝置。電カ系統100進ー步包括用于控制電カ系統100的操作的控制系統116。控制系統116以管理電カ系統100中的負荷均衡的方式操作電カ系統100。控制系統116可結合子系統，例如用于測量系統使用情況、預測負荷的未來使用、計算過量電カ系統容量及隔離故障的能源管理系統、配電管理系統、需求響應系統、故障檢測、隔離和恢復系統。控制系統116及其子系統可集中位于網絡操作中心101、分散位于例如變電站105等裝置處或在具有例如負荷中心106等裝置的整個功率系統100內分布。控制系統116還控制ー個或多個保護元件118的操作以隔離電カ系統100內的故障。例如，故障包括可由電カ線碰到接地而引起的短路導致過高電流流經電カ系統100的情況。高電流可損壞連接到電カ系統100的電設備并還可危及暴露于故障的人員。控制系統116可通過操作保護元件118來隔離故障。保護元件118可包括重合閘、斷路器以及重合閘與斷路器的組合。電動車輛112的充電可對常規控制系統的操作造成困難。電動車輛112的充電會從電カ系統100吸取數量可觀的電流。電動車輛112的充電可在電カ系統100內的多個點處發生。此外，可能有大量電動車輛112聚集在特定地理位置進行充電，由此進一歩增大從電カ系統100同時吸取的電流。常規控制系統可能將此增大的電流吸取視作故障并可能促使保護元件118隔離電カ系統的相關部分。這可能導致不需要的停電。根據本文所述的實施例，配備控制系統116以使電カ系統100在操作保護元件118時作出更明智的決定。 根據ー個實施例，控制系統116包括無線通信系統120、控制器122及負荷傳感器124。無線通信系統120可以是電カ系統100使用的現有通信系統，例如用于配電自動化的通信系統、先進計量基礎設施、商用蜂窩電話網絡、專用無線電網絡或根據本文所述實施例建立的新網絡。無線通信系統120可經由電動車輛112中提供的車輛收發器12本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種控制系統，包括：無線通信系統，其配置成跟蹤控制系統附近的一個或多個電動車輛并傳遞所述一個或多個電動車輛的電池充電數據和電力系統的負荷數據；控制器，其通信耦合到所述無線通信系統并配置成接收所述一個或多個電動車輛的所述電池充電數據和所述電力系統的所述負荷數據，并基于所述一個或多個電動車輛的所述充電數據和所述電力系統的所述負荷數據操作所述電力系統的一個或多個保護元件。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：SF布什，MJ馬霍尼，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：