对噪声不敏感的控制方法和控制器技术

本发明专利技术的各方面涉及一种用于控制一个或多个风力涡轮发电机(14)的方法(100)。该方法(100)包括：对风力涡轮发电机(14)所连接的电力网络(16)的电气参数关于该电气参数的死区进行监测(102)；以及确定(104)被监测的电气参数正偏离到死区之外。响应于确定电气参数正偏离到死区之外，该方法包括：对偏离的严重程度进行量化(106)；以及当量化的偏离的严重程度处于或高于阈水平时，选择性地(108)实施参数控制模式。在参数控制模式中，一个或多个功率设定点基于电气参数的值来确定，并被分配以控制风力涡轮发电机(14)。制风力涡轮发电机(14)。制风力涡轮发电机(14)。

【技术实现步骤摘要】
对噪声不敏感的控制方法和控制器


[0001]本公开涉及一种用于对噪声不敏感控制的方法和电厂控制器。该方法 和电厂控制器用于响应于电气参数的偏离来控制一个或多个风力涡轮发电 机，而不受接收到的信号上的噪声干扰。

技术介绍

[0002]电力网络的监管者和运营商希望联网的电厂遵守“电网规范”，并为电 力网络提供特殊服务。
[0003]例如，一些运营商要求电厂在电网频率偏离正常操作范围(也被称为 频率死区)时支持电网。已经为风电厂开发了一系列控制策略，以便在频 率偏离期间提供支持。在这些事件中，电厂控制器和风力涡轮机控制器通 过改变有功功率输出水平来实施频率控制，以抵消频率偏离的影响。在欠 频事件中，当频率水平偏离到频率死区以下时，有功功率输出水平被提高 以控制网络频率。在过频事件中，当频率水平上升到频率死区以上时，有 功功率输出水平被降低以提供频率控制。
[0004]常规地，在决定是否存在频率偏离之前，频率水平要经过过滤器来移 除任何不需要的噪声。这就避免了频率控制由噪声引起的信号振荡来实现。 然而，在需要快速频率控制的地方，移除噪声的过滤器会带来明显的反应 延迟。一些电网规范特别要求电厂控制器在偏离发生后的短时间内做出反 应，而在应用滤波的情况下，这个短时间往往被超过。不符合电网规范的 电厂可能会受到惩罚。
[0005]本专利技术的目的是解决与现有技术相关的一个或多个缺点。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于控制一个或多个风力涡轮发 电机的方法。该方法包括：对该一个或多个风力涡轮发电机所连接的电力 网络的电气参数关于该电气参数的死区进行监测，并确定被监测的电气参 数正偏离到死区之外。响应于确定被监测的电气参数正偏离到死区之外， 该方法包括：对偏离的严重程度进行量化；以及当量化的偏离的严重程度 处于或高于阈水平时，选择性地实施参数控制模式。在参数控制模式中， 一个或多个功率设定点基于电气参数的值来确定，并被分配给该一个或多 个风力涡轮发电机的控制器，以控制风力涡轮发电机。
[0007]这里使用的术语“电气参数”包括电气参数的信号、电气参数的时间序 列或电气参数的单个值，具体取决于上下文。例如，监测电气参数可以包 括监测接收到的电气参数信号和/或测量电气参数的时间序列。偏离可以 基于参数的单个值来确定，以使得确定被监测的电气参数正偏离到死区之 外可以包括确定电气参数的值高于死区范围的上边界或低于死区范围的下 边界。
[0008]通过实施上述方法，可以实现对噪声不敏感的控制。该方法确保控制 模式，无论是电压控制模式、频率控制模式还是其他模式，都是响应于真 正的偏离而触发，并防止因
噪声引起的小振荡而触发。换言之，通过设置 合适的阈并根据阈来对偏离的严重程度进行量化，电气参数的噪声信号可 以用来作为控制模式的触发依据，而不会造成模式的不必要的触发和解除 触发。因此，可以减少或完全消除信号的过滤，因此可以改进系统对偏离 的反应速度。通常，风电厂中的风力涡轮机被控制以符合由电厂控制器调 度的有功和无功功率设定点，这些设定点的变化导致风电厂的输出的变化， 从而按照适用的电网规范向电网提供支持。反应速度的这种改进导致电厂 或涡轮机符合电网规范的特定要求，并在偏离期间更好地支持电力网络。
[0009]偏离的严重程度可以被量化为电气参数偏离到死区之外的持续时间的 函数。备选地，偏离的严重程度可以被量化为电气参数偏离到死区之外的 幅度的函数。备选地，偏离的严重程度可以被量化为电气参数偏离到死区 之外的持续时间和电气参数偏离到死区之外的幅度的函数。
[0010]换言之，偏离的严重程度可以被量化为偏离的持续时间和/或偏离的 幅度的函数。使用持续时间和/或幅度来对严重程度进行量化，一般可表 示为主要使用电力网络的电气参数的可直接测量变量而不是使用任何导数 值来对严重程度进行量化。然而，可以理解的是，除了持续时间和/或幅 度或其他可直接测量变量外，计算严重程度的函数也可以使用电气参数的 变化率或另一个导数值进行量化。在使用直接测量值时，严重程度是作为 偏离的瞬时测量提供的，因此提供的控制和反应比使用被过滤的信号时快 很多。
[0011]偏离的严重程度可以用计数器来进行量化，该计数器的值响应于偏离 的一个或多个特征而递增。计数器可以以离散的步长递增。计数器值可以 基于由基于偏离的一个或多个特征的调节值调节的先前计数器值来确定。 该方法可以包括在电气参数返回到死区时重置计数器。
[0012]偏离的严重程度可以被量化为增益值的函数。增益值可与死区的范围 成反比。
[0013]偏离的严重程度可以被量化为偏离的幅度与增益值的乘积的平方的函 数。备选地，偏离的严重程度可以被量化为偏离的幅度与偏离的持续时间、 和/或增益值的乘积的平方的函数。
[0014]该方法可以包括对被监测的电气参数应用过滤器；以及当量化的严重 程度低于阈值时，实施过滤参数控制模式。在过滤参数控制模式中，功率 设定点基于被过滤的电气参数来确定，并被分配给该一个或多个风力涡轮 发电机的控制器，以控制各风力涡轮发电机。
[0015]该方法可以包括基于量化的严重程度来确定偏离状态，其中不同的偏 离状态是由严重程度低于阈和由严重程度处于或高于阈而引起的；以及当 确定偏离状态对应于量化的严重程度处于或高于阈时实施参数控制模式。
[0016]确定偏离状态可以包括：如果电气参数在死区内，则确定第一偏离状 态；如果电气参数在死区之外，且量化的严重程度小于阈值，则确定第二 偏离状态；以及如果电气参数在死区之外，且严重程度处于或大于阈值， 则确定第三偏离状态。
[0017]电气参数可以包括电力网络的频率水平。在电气参数包括频率水平的 情况下，功率设定点可以包括有功功率设定点。备选地，电气参数可以包 括电力网络的电压水平。当电气参数包括电压水平时，功率设定点可以包 括无功功率设定点。
[0018]根据本专利技术的实施方式，提供了配置为实施上述方法的电厂控制器。 电厂控制器
可以包括状态机器和/或计数器，以及配置为实施频率控制模 式的频率控制器。
[0019]在本申请的范围内，明确表示前面各段、权利要求书和/或以下描述 和附图中列出的各方面、实施方式、实施例和备选方案，特别是其各个特 征，可以独立或以任何方式组合。也就是说，所有的实施方式和/或任何 实施方式的特征可以以任何方式和/或组合，除非这些特征是不相容的。 申请人保留相应改变任何最初提交的权利要求或提交任何新的权利要求的 权利，包括修改任何最初提交的权利要求以依赖和/或纳入任何其他权利 要求的任何特征的权利，尽管最初没有以这种方式要求保护。
附图说明
[0020]现在将参照附图，仅以示例的方式描述本专利技术的一个或多个实施方式， 其中：
[0021]图1示出包括风电厂和电厂控制器的电力网络；
[0022]图2示出根据本专利技术的实施方式的方法；
[0023]图3示出根据本专利技术的实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制一个或多个风力涡轮发电机(14)的方法(100)，所述方法(100)包括：对所述一个或多个风力涡轮发电机(14)所连接的电力网络(16)的电气参数关于所述电气参数的死区进行监测(102)；确定(104)被监测的电气参数正偏离到死区之外，并且，作为响应，对偏离的严重程度进行量化(106)；以及当量化的所述偏离的严重程度处于或高于阈水平时，选择性地(108)实施参数控制模式，其中在参数控制模式中，一个或多个功率设定点基于电气参数的值来确定，并被分配给所述一个或多个风力涡轮发电机(14)的控制器(15)，用于控制风力涡轮发电机(14)。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，严重程度被量化为电气参数偏离到死区之外的持续时间的函数。3.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，严重程度被量化为电气参数偏离到死区之外的幅度的函数。4.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，严重程度被量化为电气参数偏离到死区之外的持续时间和电气参数偏离到死区之外的幅度的函数。5.根据权利要求4所述的方法(100)，其中，严重程度用计数器(204)来进行量化，所述计数器的值响应于偏离的一个或多个特征而递增。6.根据权利要求5所述的方法(100)，其中，计数器值基于由基于偏离的一个或多个特征的调节值调节的先前计数器值来确定。7.根据权利要求4或权利要求5所述的方法(100)，包括当电气参数返回到死区时重置计数器(204)。8.根据权利要求2至7中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统集团公司，
类型：发明
国别省市：