用于操作发电资产的系统和方法技术方案

提供了用于操作发电资产的系统和方法。相应地，控制器检测影响发电资产的故障状态。控制器然后确定故障状态是发生在发电资产中还是发生在电网中。当故障状态发生在发电资产中时，实施第一响应控制方案。然而，当故障状态发生在电网中时，实施第二响应控制方案。响应控制方案分别包括第一电流阈值和第二电流阈值，其中第一电流阈值小于第二电流阈值。另外，响应于电流接近相应的电流阈值，实施控制动作。实施控制动作。实施控制动作。

【技术实现步骤摘要】
用于操作发电资产的系统和方法


[0001]本公开大体上涉及发电资产，并且更特别地涉及用于在故障状态期间操作发电资产的系统和方法。

技术介绍

[0002]如本文所公开的，发电资产可采取多种形式，并且可包括依赖可再生和/或不可再生能量源的发电资产。依赖可再生能量源的那些发电资产通常可被认为是目前可用的最清洁、最环保的能量源之一。例如，风力涡轮在这方面得到了越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。机舱包括联接到齿轮箱和发电机的转子组件。转子组件和齿轮箱安装在位于机舱内的底板支撑框架上。转子叶片利用已知的翼型件原理捕获风的动能。转子叶片以旋转能量的形式传递动能，从而转动轴，该轴将转子叶片联接到齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则直接联接到发电机。发电机然后将机械能转换成电能，并且电能可传输到容纳在塔架内的转换器和/或变压器，并随后部署到公用电网。现代风力发电系统典型地采取具有多个风力涡轮发电机的风电场的形式，这些风力涡轮发电机可操作以向为电网提供电力的传输系统供应电力。
[0003]为了向电网供应电力，发电资产通常需要符合某些电网要求。例如，发电资产可能需要提供故障穿越(例如，低电压穿越)能力。该要求可规定风力涡轮在一个或多个瞬时电网事件(诸如，电网故障)期间保持连接到电网。如本文所用，术语“电网故障”或类似术语旨在涵盖某一持续时间内电网电压的幅值的突然或未预料到的变化。例如，当电网故障发生时，系统的电压可在短持续时间(例如，典型地小于500毫秒)内降低达显著的部分。电网故障可能由于各种原因而发生，包括但不限于相导体连接到大地(即，接地故障)、相导体之间的短路、闪电和/或风暴和/或意外的输电线路接地。
[0004]为了提供所需的故障穿越能力，过电流保护特征可配置成在跳脱(trip)之前在长持续时间内需要显著量的过电流。这可允许发电资产在整个故障期间继续向电网提供电力。然而，当故障发生在发电资产而不是电网中时，这种过电流/持续时间配置也可能允许不期望量的电流从电网流到发电资产的部件。例如，如果发电系统的电气系统的部件无意地接地，一定量的电力可能从电网流出并流入发电资产，而不会使过电流保护特征跳脱。因此，发电资产的电气系统的部件可被设计成在比对于位于发电资产内的故障典型地所期望的时间更长的时间内处理更高的故障电流。这又可能增加成本和/或导致电气系统的部件的不期望的劣化。
[0005]因此，本领域不断寻求解决上面提及的问题的新的和改进的系统和方法。照此，本公开针对用于响应于故障状态控制发电资产的系统和方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的方面和优点将在下面的描述中被部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过本专利技术的实践获知。
[0007]在一个方面，本公开针对一种用于操作连接到电网的发电资产的方法。该方法可包括经由控制器检测影响发电资产的故障状态。另外，该方法可包括经由控制器确定故障状态是发生在发电资产中还是发生在电网中。该方法还可包括：当故障状态发生在发电资产中时，实施限定第一电流阈值的第一响应控制方案；和当故障状态发生在电网中时，实施限定第二电流阈值的第二响应控制方案。第一电流阈值可小于第二电流阈值。此外，该方法可包括响应于当故障状态发生在发电资产中时电流接近第一电流阈值以及当故障状态发生在电网中时电流接近第二电流阈值而实施控制动作。
[0008]在实施例中，第一响应控制方案可包括至少第一控制参数和第一保护参数。另外，第二响应控制方案可包括至少第二控制参数和第二保护参数。
[0009]在另外的实施例中，第一和第二保护参数可各自包括定时过电流操作特性、瞬时延迟过电流操作特性、瞬时阈值过电流操作特性、定时限过电流操作特性、反时限过电流操作特性和/或混合过电流操作特性。
[0010]在另一个实施例中，检测故障状态还可包括经由控制器检测超过发电资产的额定电流的电流的幅值。
[0011]在又一个实施例中，电流可包括电网电流、发电机电流、线路转换器电流、阵列电流、能量存储装置放电电流和/或系统级电流。
[0012]在实施例中，确定故障状态是发生在发电资产中还是电网中还可包括经由控制器接收由操作传感器监测的至少第一电气参数的指示。该方法还可包括经由控制器计算至少第二电气参数。至少基于第一和第二电气参数，该方法可包括经由控制器的分析模块确定故障的故障位置。
[0013]在另外的实施例中，第一电气参数可包括定子电压、定子电流、线电压和/或线电流。另外，第二电气参数可包括定子功率、定子伏安无功(VAR)、线路功率、线路VAR和电网事件穿越状态的计算指示。
[0014]在另一个实施例中，确定故障的故障位置还可包括经由控制器将故障位置与发电资产的电气系统的部件相关联。
[0015]在又一个实施例中，该方法可包括经由控制器实施第一响应控制方案的多个部件响应控制方案中的对应于与故障位置相关联的电气系统的部件的部件响应控制方案。
[0016]在实施例中，多个部件响应控制方案中的每个部件响应控制方案可包括对应的一组控制参数。另外，实施部件响应控制方案可包括基于对应的控制参数修改发电资产的至少一个控制响应。
[0017]在另外的实施例中，该方法可包括在控制动作的实施之后经由控制器检测故障状态的持续指示。该方法还可包括响应于故障状态的持续指示而使发电资产的保护特征跳脱。
[0018]在另一个实施例中，该方法可包括经由控制器实施在控制动作的实施和在控制动作的实施之后的故障状态的检测之间的延迟序列。
[0019]在又一个实施例中，发电资产可包括风力涡轮、太阳能发电资产、水力发电站和/或混合发电设施。
[0020]在另一个方面，本公开针对一种用于操作连接到电网的发电资产的系统。该系统可包括可操作地联接到电网的发电机、可操作地联接在电网和发电机之间的至少一个传感
器、以及通信地联接到(一个或多个)传感器的控制器。控制器可包括配置成执行多个操作的至少一个处理器。多个操作可包括本文描述的任何操作和/或特征。
[0021]技术方案1. 一种用于操作连接到电网的发电资产的方法，所述方法包括：经由控制器检测影响所述发电资产的故障状态；经由所述控制器确定所述故障状态是发生在所述发电资产中还是所述电网中；当所述故障状态发生在所述发电资产中时，实施限定第一电流阈值的第一响应控制方案，并且当所述故障状态发生在所述电网中时，实施限定第二电流阈值的第二响应控制方案，其中，所述第一电流阈值小于所述第二电流阈值；和响应于当所述故障状态发生在所述发电资产中时电流接近所述第一电流阈值以及当所述故障状态发生在所述电网中时电流接近所述第二电流阈值而实施控制动作。
[0022]技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述第一响应控制方案进一步包括至少第一控制参数和第一保护参数，并且其中，所述第二响应控制方案进一步包括至少第二控制参数和第二保护参数。
[0023]技术方案3. 根据技术方案2所述的方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于操作连接到电网的发电资产的方法，所述方法包括：经由控制器检测影响所述发电资产的故障状态；经由所述控制器确定所述故障状态是发生在所述发电资产中还是所述电网中；当所述故障状态发生在所述发电资产中时，实施限定第一电流阈值的第一响应控制方案，并且当所述故障状态发生在所述电网中时，实施限定第二电流阈值的第二响应控制方案，其中，所述第一电流阈值小于所述第二电流阈值；和响应于当所述故障状态发生在所述发电资产中时电流接近所述第一电流阈值以及当所述故障状态发生在所述电网中时电流接近所述第二电流阈值而实施控制动作。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一响应控制方案进一步包括至少第一控制参数和第一保护参数，并且其中，所述第二响应控制方案进一步包括至少第二控制参数和第二保护参数。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一保护参数和所述第二保护参数各自包括定时过电流操作特性、瞬时延迟过电流操作特性、瞬时阈值过电流操作特性、定时限过电流操作特性、反时限过电流操作特性和混合过电流操作特性中的至少一个。4.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述故障状态还包括：经由所述控制器检测超过所述发电资产的额定电流的电流的幅值。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述电流包括电网电流、发电机电流、线路转换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：