【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及向至少包括风力涡轮机的发电站中包括的辅助系统高效地提供电力的。
技术介绍
1、风力涡轮机通过如下方式来运行，即：将移动的风转换成旋转运动，然后使用功率转换系统将该旋转运动转换成电功率。该功率转换系统通常包括由空气动力转子叶片构成的风力涡轮机转子、旋转轴、传动系统或齿轮箱、发电机以及最后的功率调节系统，该功率调节系统可包括高功率频率转换器。然后，产生的电功率被馈送到电力网中或者馈送到用电设备。
2、由于功率转换系统的设计和/或功率转换系统中的低效率，风力涡轮机无法在所有风速下发电，并且通常具有切入风速和/或切入转子速度，该速度是在风力涡轮机可将电力输送到电力网之前的最小所需风速或转子速度。当风速或风力涡轮机的转子速度低于该切入速度时，于是风力涡轮机必须消耗功率来为运行和保护所需的内部系统供电。这些系统被称为辅助系统，并且可能包括诸如泵、风扇和马达的部件以及灯、加热器、传感器、控制系统、通信系统和其他类似的装置和系统。
3、这些辅助系统的功率消耗可范围从仅几瓦到超过100千瓦或更多，这取决于单个风力涡轮机的运行状态和尺寸。对于风力涡轮机运营商来说，这种功率消耗可能导致高成本，因为电力可能需要从电网络购买或者通过其他昂贵的来源供应。对于由多个风力涡轮机组成的风电场的运营商来说，来自非发电风力涡轮机的功率消耗会从正在发电的风力涡轮机的输出中减去，从而导致较低的收入。
4、在其他一些情况下，例如当风力涡轮机功率调节系统中存在故障时，无论风速如何，风力涡轮机都将无法向电网络输送电力。在这段时
5、因此，仍然需要提供更高效的电力传输线，以用于将电力提供给在至少包括风力涡轮机的发电站中包括的辅助系统。
技术实现思路
1、该需要可通过根据独立权利要求所述的主题来满足。本专利技术的有利实施例通过从属权利要求来描述。
2、根据本专利技术的一个方面，提供了一种风力涡轮机发电站，其包括：
3、至少一个风力涡轮机，
4、一个或多个涡轮机辅助设备，
5、传输设备，其用于将由所述至少一个风力涡轮机产生的电功率传输到电力系统，所述传输设备包括用于将功率传输到一个或多个涡轮机辅助设备的辅助电路，所述辅助电路被连接到所述至少一个风力涡轮机、所述电力系统以及所述一个或多个涡轮机辅助设备，所述涡轮机辅助设备由所述至少一个风力涡轮机或所述电力系统通过所述辅助电路供电，其中，所述辅助电路包括至少能量存储器，所述涡轮机辅助设备被电连接到所述能量存储器，以及
6、控制器，其配置成用于：
7、使所述风力涡轮机投入运行，
8、将功率发送到所述电力系统和所述能量存储器，
9、如果所述风力涡轮机停止为所述电力系统产生电功率，则使用所述辅助电路给所述涡轮机辅助设备供应能量，
10、其中，如果所述风力涡轮机正在产生最大可允许功率，或者如果所述风力涡轮机正在产生高于预定功率阈值的功率，所述预定功率阈值低于所述最大可允许功率，或者如果识别出通常与预定电力值相关联的条件，或者如果所述电力值低于预定阈值，则功率被发送到所述能量存储器。
11、所述控制器可包括一个或多个单元。如果发电站包括多个涡轮机，则可在集中发电站级设置一个单一的控制器，或者作为“控制器”，其可意指多个控制器，例如包括处于集中发电站级的集中式部分和处于涡轮机级的多个分布式部分。
12、根据本专利技术的实施例，所述辅助电路包括辅助线路，以用于绕过所述能量存储器将所述涡轮机辅助设备连接到所述至少一个风力涡轮机或所述电力系统。所述传输设备可包括至少一个辅助断路器，以用于将所述辅助电路与所述至少一个风力涡轮机和所述电力系统断开。
13、根据本专利技术的实施例，所述能量存储器可包括电池电存储系统、超级电容器、飞轮、氢电解或燃料电池系统或者可通过电功率补充的任何其他能量存储器中的任何一种。
14、上述传输设备提供了多个优点。使用能量存储系统防止或减少了进入到风力涡轮机或风力发电场中的功率流，从而防止了发电站成为能源消耗者。这通过降低与电能购买相关联的成本而提供了益处。通过避免消耗来自外部电网的能量，风力涡轮机或风力发电场可通过避免使用可能通过碳密集型技术产生的能量来减少其碳排放。
15、本专利技术可被集成在单个风力涡轮机中或者集成在包括多个风力涡轮机的风力发电场中。
16、根据本专利技术的另一方面，提供了一种操作如上所述的风力涡轮机发电站的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
17、使所述至少一个风力涡轮机投入运行，
18、将功率发送到所述电力系统和所述能量存储器，
19、如果所述风力涡轮机停止为所述电力系统产生电功率，则使用所述辅助电路给所述涡轮机辅助设备供应能量。
20、如果所述风力涡轮机正在产生最大可允许功率，或者如果所述风力涡轮机正在产生高于预定功率阈值的功率，所述预定功率阈值低于所述最大可允许功率，或者如果识别出通常与预定电力值相关联的条件，则功率被发送到能量存储器。
21、根据本专利技术的实施例，提供了一种操作如上所述的包括多个风力涡轮机的风电场的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
22、使所述风力涡轮机投入运行，
23、将功率发送到所述电力系统和所述风力涡轮机的所述能量存储器，
24、如果风力涡轮机停止为所述电力系统产生电功率，并且如果由风力发电场产生的功率低于预定阈值，则使用所述辅助电路给相应的涡轮机辅助设备供应能量。
25、仅使用风力发电场级的功率流，而不是单个风力涡轮机级的功率流，避免了能量存储系统的过度使用。一些能量存储系统(例如，电池电存储器)可能具有有限的生命周期数量，并且因此过度使用可能会导致寿命提前终止和更换。
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1.一种风力涡轮机发电站，包括：
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机发电站，其中，所述辅助电路(180、181)包括辅助线路(188、191)，以用于绕过所述能量存储器(186)将所述涡轮机辅助设备(300)连接到所述至少一个风力涡轮机(10)或所述电力系统(200)。
3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机发电站，其中，所述传输设备(100)包括至少一个辅助断路器(190)，以用于将所述辅助电路(180、181)与所述至少一个风力涡轮机(10)和所述电力系统(200)断开。
4.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机发电站，其中，所述能量存储器(186)包括电池电存储系统、超级电容器、飞轮、氢电解或燃料电池系统。
5.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机发电站，其中，所述传输设备(100)包括一个变压器(110)，所述变压器具有连接到所述至少一个风力涡轮机(10)的第一侧(111)以及连接到所述电力系统(200)的第二侧(112)，所述辅助电路(180、181)被连接到所述变压器的所述第一侧(111)。
6.根据前述权
7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机发电站，其中，所述电力系统(200)为公用电网。
8.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机发电站，其中，所述风力涡轮机发电站包括多个风力涡轮机(10)，所述控制器(250)被配置成用于：
9.一种操作根据权利要求1至7中任一项所述的风力发电站的方法(500)，其中，所述方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的操作风力涡轮机的方法(600、700)，其中，所述方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种风力涡轮机发电站，包括：
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机发电站，其中，所述辅助电路(180、181)包括辅助线路(188、191)，以用于绕过所述能量存储器(186)将所述涡轮机辅助设备(300)连接到所述至少一个风力涡轮机(10)或所述电力系统(200)。
3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机发电站，其中，所述传输设备(100)包括至少一个辅助断路器(190)，以用于将所述辅助电路(180、181)与所述至少一个风力涡轮机(10)和所述电力系统(200)断开。
4.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机发电站，其中，所述能量存储器(186)包括电池电存储系统、超级电容器、飞轮、氢电解或燃料电池系统。
5.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机发电站，其中，所述传输设备(100)包括一个变压器(110)，所述变压器具有连接到所述至少一个风力涡轮机(10)的第...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·霍金斯，D·S·延森，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：
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