风力发电厂的无功功率限制的动态控制制造技术

该公开涉及一种运行风力发电厂的方法，以及相关的发电厂控制器和风力发电厂。该方法包括确定第一运行点下的第一有功功率并应用无功功率限制的第一限制值。该方法还包括确定第二运行点下的第二有功功率。该方法还包括，响应于确定第二有功功率满足参照第一有功功率的一个或多个有功功率条件，应用无功功率限制的第二限制值。应用第二限制值包括限制无功功率限制的斜率。该方法还包括根据无功功率限制为一个或多个风力涡轮机生成控制信号，以控制风力发电厂的总无功功率输出。风力发电厂的总无功功率输出。风力发电厂的总无功功率输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风力发电厂的无功功率限制的动态控制


[0001]本公开涉及控制连接到电网的风力发电厂的功率生产，更具体地说，涉及动态控制风力发电厂的无功功率限制。

技术介绍

[0002]随着风力发电的日益盛行，风力发电厂(WPP)与电网连接的要求由新的和发展中的电网连接规范来定义。尽管世界不同地区的电网连接要求可能有所不同，但它们通常有公共的目标，诸如允许开发、维护和运行协调、可靠和经济的传输或分配系统。风力发电厂可能与其他类型的发电源不同，具有控制和/或布局的独特方面。
[0003]风力发电的日益盛行促进了风力涡轮发电机(WTG)中存在的功能的更有效利用。动态控制无功功率限制对于满足电网连接规范的各个方面(例如，提供电网电压支持)，同时确保WTG的运行限制(例如，基于WTG的功率转换器的能力的电流限制)也得到满足可能是重要的。

技术实现思路

[0004]根据本文描述的一个方面，公开了一种用于运行连接到电网的风力发电厂的方法。该方法包括确定风力发电厂在第一运行点下的第一有功功率，以及根据第一有功功率应用风力发电厂的无功功率限制的第一限制值。该方法还包括确定风力发电厂在第二运行点下的第二有功功率。该方法还包括，响应于确定第二有功功率满足参照第一有功功率的一个或多个有功功率条件，应用无功功率限制的第二限制值。应用第二限制值包括将无功功率限制的斜率限制在第一限制值和第二限制值之间。该方法还包括根据无功功率限制为风力发电厂的一个或多个风力涡轮机生成控制信号，以控制风力发电厂的总无功功率输出。
[0005]有益的是，使用该方法能够使风力发电厂满足电网连接规范，同时动态地响应电网和/或风力发电厂的当前条件。通过这样做，风力发电厂可能能够提供更大和/或更稳定的无功功率量作为电网电压支持，同时确保风力发电厂的风力涡轮发电机的运行限制也被满足。
[0006]根据本文描述的另一个方面，公开了一种用于连接到电网的风力发电厂的发电厂控制器。发电厂控制器包括一个或多个计算机处理器，所述一个或多个计算机处理器被配置为确定风力发电厂在第一运行点下的第一有功功率，并且根据第一有功功率应用风力发电厂的无功功率限制的第一限制值。所述一个或多个计算机处理器还被配置为确定风力发电厂在第二运行点下的第二有功功率。响应于确定第二有功功率满足参照第一有功功率的一个或多个有功功率条件，所述一个或多个计算机处理器应用无功功率限制的第二限制值。应用第二限制值包括将无功功率限制的斜率限制在第一限制值和第二限制值之间。所述一个或多个计算机处理器还被配置为，根据无功功率限制为风力发电厂的一个或多个风力涡轮机生成控制信号，以控制风力发电厂的总无功功率输出。
[0007]有益的是，发电厂控制器使风力发电厂能够满足电网连接规范，同时动态地响应电网和/或风力发电厂的当前条件。通过这样做，风力发电厂可能能够提供更大和/或更稳定的无功功率量作为电网电压支持，同时确保风力发电厂的风力涡轮发电机的运行限制也被满足。
[0008]根据本文描述的另一个方面，公开了一种风力发电厂，所述风力发电厂包括多个风力涡轮机，以及上述的发电厂控制器。
[0009]为了便于理解，在可能的情况下，使用了相同的附图标记来指代图中共有的相同元件。预期在一个实施例中公开的元件可以在其他实施例中有益地使用，而无需具体叙述。
附图说明
[0010]为了使上述提及的方面的方式被获得并能够被详细地理解，可以通过参考所附的附图对上面简要概述的本公开的实施例进行更具体的描述。然而，需要注意的是，所附附图仅图示了本公开的典型实施例，因此不应视为对其范围的限制，因为本公开可以接受其他同等有效的实施例。
[0011]图1图示了根据一个或多个实施例的风力涡轮发电机。
[0012]图2是根据一个或多个实施例的风力发电厂的示意图。
[0013]图3图示了根据一个或多个实施例的发电厂控制器的运行。
[0014]图4图示了根据一个或多个实施例的发电厂控制器的限制模块的运行。
[0015]图5图示了根据一个或多个实施例的风力发电厂的无功功率限制。
[0016]图6是根据一个或多个实施例的运行连接到电网的风力发电厂的方法。
[0017]图7图示了根据一个或多个实施例的在无功功率限制的相邻限制值之间内插。
[0018]图8图示了根据一个或多个实施例的在无功功率限制的限制值之间应用迟滞。
[0019]图9图示了根据一个或多个实施例的限制无功功率限制的斜率。
具体实施方式
[0020]本文描述的各方面包括一种用于运行连接到电网的风力发电厂的方法。该方法包括确定风力发电厂在第一运行点下的第一有功功率，以及根据第一有功功率应用风力发电厂的无功功率限制的第一限制值。该方法还包括确定风力发电厂在第二运行点下的第二有功功率。该方法还包括，响应于确定第二有功功率满足参照第一有功功率的一个或多个有功功率条件，应用无功功率限制的第二限制值。应用第二限制值包括将无功功率限制的斜率限制在第一限制值和第二限制值之间。该方法还包括根据无功功率限制为风力发电厂的一个或多个风力涡轮机生成控制信号，以控制风力发电厂的总无功功率输出。
[0021]有益的是，使用该方法能够使风力发电厂满足电网连接规范，同时动态地响应电网和/或风力发电厂的当前条件。通过这样做，风力发电厂可能能够提供更大和/或更稳定的无功功率量作为电网电压支持，同时确保风力发电厂的风力涡轮发电机的运行限制(例如，基于风力涡轮发电机的功率转换器的能力的电流限制)也被满足。
[0022]图1图示了根据一个或多个实施例的风力涡轮发电机100。更具体地说，图1图示了水平轴风力涡轮发电机(WTG)100的示意图。风力涡轮发电机100通常包括塔架102和位于塔架102顶部的机舱104。转子106可以通过延伸出机舱104的低速轴与机舱104连接。如图所
示，转子106包括安装在公共轮毂110上的三个转子叶片108，但也可以包括任何合适数量的叶片，诸如一个、两个、四个、五个或更多的叶片。叶片108(或机翼)通常具有空气动力学形状，该空气动力学形状带有用于面向风的前缘112，位于叶片108的弦长的相对端的后缘114，梢部116，以及用于以任何合适的方式附接到轮毂110的根部118。对于一些实施例，叶片108可以使用变桨轴承120连接到轮毂110，使得每个叶片108可以围绕其纵向轴线旋转以调整叶片108的桨距。
[0023]图2是根据一个或多个实施例的风力发电厂200的示意图。图2中图示的特征可以与其他实施例一起使用。例如，风力发电厂200可以包括多个如图1所示的风力涡轮发电机100。
[0024]风力发电厂200包括多个WTG 100
‑
1，...，100
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N，它们通过公共耦合点(PCC)270连接到电网210。WTG 100
‑
1，...，100
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N中的每一个都代表图1的WTG 100的一个示例。WTG 1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种运行连接到电网的风力发电厂的方法，所述方法包括：确定所述风力发电厂在第一运行点下的第一有功功率；根据所述第一有功功率，应用所述风力发电厂的无功功率限制的第一限制值；确定所述风力发电厂在第二运行点下的第二有功功率；响应于确定所述第二有功功率满足参照所述第一有功功率的一个或多个有功功率条件，应用所述无功功率限制的第二限制值，其中，应用所述第二限制值包括将所述无功功率限制的斜率限制在所述第一限制值和所述第二限制值之间；以及根据所述无功功率限制为所述风力发电厂的一个或多个风力涡轮机生成控制信号，以控制所述风力发电厂的总无功功率输出。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个有功功率条件包括：所述第二有功功率与所述第一有功功率相差至少一个阈值量。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述一个或多个有功功率条件包括：所述第二有功功率与所述第一有功功率至少在一个预定义的时段内，在从所述第一有功功率增大或减小到所述第二有功功率的方向上不同。4.根据任一项前述权利要求所述的方法，还包括：访问定义所述无功功率限制的多个限制值的无功功率限制函数，所述多个限制值对应于多个运行点下的有功功率水平。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述无功功率限制是最大无功功率限制和最小无功功率限制中的一个，并且其中，所述无功功率限制函数还针对所述多个运行点中的每一个定义所述最大无功功率限制和所述最小无功功率限制中的另一个的相应限制值。6.根据权利要求4所述的方法，还包括：通过在所述多个限制值的相邻限制值之间进行内插来确定所述第二限制值。7.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述第一有功功率和所述第二有功功率中的一个或两个是负有功功率。8.一种用于连接到电网的风力发电厂的发电厂控制器，所述发电厂控制器包括：一个或多个计算机处理器，所述一个或多个计算机处理器被配置为：确定所述风力发电厂在第一运行点下的第一有功功率；根...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
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：