用于风力涡轮发电机的基于事件的控制系统技术方案

本发明专利技术涉及包括位于一个或者多个风力涡轮发电机与电力电网之间的控制接口的控制系统，其中，所述风力涡轮发电机耦合到所述电力电网并且有助于所述电网的功率生产。设置所述控制接口以接收事件数据的集合。在实施例中，所述事件数据的集合可以是适用于ＳＣＡＤＡ系统的任意数据。根据包括至少一个预定义的事件条件以及自适应事件条件的集合的预定的事件规则分析所述事件数据的集合。基于所述分析，提供事件输出以控制所述一个或者多个风力涡轮发电机的参数。在实施例中，所述控制系统可以在ＳＣＡＤＡ系统中实现或者结合ＳＣＡＤＡ系统实现，并且，所述事件输出可以基于模糊逻辑、神经网络或者统计分析。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种控制系统，所述控制系统包括位于一个或者多个风力涡轮发电机 与电力电网之间的控制接口，其中所述风力涡轮发电机耦合到所述电力电网并且有助于所 述电网的功率生产。具体而言，本专利技术涉及一种控制所述一个或者多个风力涡轮发电机的 参数的控制系统、涉及一种控制来自所述一个或者多个风力涡轮发电机的功率输出的方 法、涉及一种SCADA系统以及涉及一种计算机程序产品。
技术介绍
可以从多个不同的电力源类型提供大规模电力电网。通常，主要电力源是热功率 发电机类型，例如基于煤炭、化石燃料或者核燃料的蒸汽轮机。然而，日益增加的是，风力发 电机有助于大规模电力电网的总体功率生产。对于电力电网的操作者来说，确保其电力电 网稳定以及可控的功率生产是首要的。由于风力涡轮发电机是随着风力条件波动的相对不 稳定的电力源，所以必须将风力涡轮发电机正确地接口到电力电网以避免将不稳定性携带 到电网中，因为这种不稳定性能够产生通过电力电网系统传播的干扰。为此，风力的改变对 将风力生成的电力高度集成到电力电网提出了挑战。与控制和监控风力发电机涡轮相结合，通常采用数据采集与监视控制(SCADA)系 统。还可以将SCADA系统称为数据采集与监视命令系统。一方面配置SCADA系统以从其所 连接的风力涡轮发电机收集大量数据，并且另一方面配置SCADA系统以利用向其所连接的 风力涡轮发电机反馈控制参数和设置的控制例程控制该风力涡轮发电机，从而能够确保稳 定和受控的电源。确保来自风力涡轮发电机的稳定并且可控制的功率生成的现有技术方案包括 使用气象建模预测来自风力涡轮发电机的功率生产的变化。在公开的美国专利申请 2004/0207207中公开一种功率控制接口。公开一种使用通过监控来自风电场的风力涡轮发 电机的功率输出以及功率传输线推导的数据的控制系统。基于系统建模算法，预测功率输 出，并且通过在不稳定的时段中存储或者释放生成的功率来稳定功率生成。所述系统建模 算法基于气象预测。然而，基于模型的方案面临如下事实如果可能，例如基于气象学的外 部影响以及例如基于电学的内部影响的组合系统极其复杂并且难以精确建模。本专利技术的专利技术人意识到，来自一个或者多个风力涡轮发电机的功率输出的改善控 制是有利的，并且因此设计了本专利技术。
技术实现思路
本专利技术寻求提供一种处理在一个或者多个风力涡轮发电机的控制中使用的参数 的改善方式。具体而言，本专利技术的目的在于提供用于改善控制系统的行为并且从而改善来 自一个或者多个风力涡轮发电机的输出的方法。优选地，本专利技术缓解、减轻或者消除了现有 技术的一个或者多个问题。根据本专利技术的第一方面，提供一种包括位于一个或者多个风力涡轮发电机的功率输出与电力电网之间的控制接口的控制系统，所述控制接口包括_输入单元，用于接收·事件数据的集合，所述事件数据的集合包括所述一个或者多个风力涡轮发电机 的一个或者多个参数；-事件分析器，用于提供 所述事件数据的集合的事件分析，所述事件分析基于至少一个预定的事件规则， 所述至少一个预定的事件规则包括至少一个预定义的事件条件以及自适应事件条件的集 合；以及·基于所述事件分析的事件输出；以及-控制单元，用于根据所述事件输出来控制所述事件数据的至少一个参数。本专利技术的专利技术人意识到，通过向控制系统输入事件数据的集合并且根据条件规则 来分析这些数据，可以优化或者至少改善参数的控制并且从而优化或者至少改善风力涡轮 机的控制。根据至少一个预定的规则分析所述事件数据。所述预定的规则通常由系统的用户 或者设计者设置。按照要实现的条件建立该规则。本专利技术的优点在于不需要将规则和事 件数据一起耦合到系统的建模中。由于考虑到能够影响风力发电的例如气象方面以及例如 瞬变现象的电网行为等的所有因素，对功率发电机-电网系统的建模是极其复杂并且不可 能解决的事情，因此这是有利的。在实施例中，可以使用多个预定义的规则，例如多于3个规则、多于5个规则、多于 10个规则、多于25个规则、多于50个规则、多于100个规则或者甚至几百个规则。在实施例中，所述事件数据的集合包括多个不同的参数，例如多于3个参数、多于 5个参数、多于10个参数、多于25个参数、多于50个参数、多于100个参数或者甚至几百个参数。事件分析器按照至少一个预定义的事件条件以及自适应事件条件的集合提供对 所述事件数据的集合的事件分析。所述预定的事件条件反映公知的条件，而所述自适应事 件条件反映根据所述事件数据的值的条件，不必知道这些数据值，并且在控制接口的操作 期间可以细化(改变)所述自适应条件。通过这种方式，可以通过公知的预定义条件以及在 操作期间改变的条件来定义事件。由于在操作之前不需要知道所述自适应条件的具体值， 因此这是有利的。所述控制接口控制事件数据的至少一个参数。所述参数可以是表示所述一个或者 多个风力涡轮发电机或者与由所述风力涡轮发电机产生的功率相关的风电场中的其它部 件的物理参数的参数。可以将所述参数称为系统参数。典型的参数包括但并不局限于选择 于下面的参数组中的参数每相的输出电压、每相的输出电流、电网电压与电流之间的相位 角、各相与电网频率之间的相位角位移(displacement)，等等。在有利的实施例中，控制接口可通信地连接到SCADA系统或者至少部分地实现在 SCADA系统中。所有相关的事件数据通常可用于所述SCADA系统，而且通常结合控制一个或 者多个风力涡轮发电机的参数来使用SCADA系统。从而，本专利技术的实施例可以集成并且从 而更新现有系统，并且可以提供不需要对SCADA系统的主要再设计的新系统。在有利的实施例中，预定义的事件条件基于所述事件数据的选择的参数的参数值的预定义变化。所述选择的参数可以是由控制系统控制的参数。可以通过系统的用户或者 设计者选择或者设置所述选择的参数以及预定义的变化的幅度。在有利的实施例中，所述自适应事件条件基于所述事件数据的参数的选择集合的 参数值的集合。可以通过系统的用户或者设计者选择或者设置所述事件数据的参数的集I=I O所述事件分析器分析所述事件数据的集合。在实施例中，所述分析可以是两阶段 过程。在第一阶段中，根据由至少一个预定的事件规则设置的条件监控所述事件数据，并且 在第二阶段中，在所述事件数据的集合的值满足所述自适应事件条件的集合时初始化实质 事件分析。通过基于所述自适应事件条件初始化事件分析，可以确保所述事件分析并且从 而独立于所述预定的事件条件进行所述参数的控制。例如，在所述事件数据表示由预定义 的事件条件定义的给定事件在事件本身发生之前的情况中，控制接口可以确保系统为该事 件做好准备。即，所述控制接口可以预测事件的发生，或者至少提供事件发生的概率。为此， 可以将控制接口称为预测控制接口或者预测事件控制器。在示例性实施例中，自适应事件条件的集合中的每一个事件条件包括自适应评估 权重。所述评估权重可以反映相应的自适应事件条件的相关性，使得低权重反映低重要性 的条件，而高权重反映高重要性的条件。在实施例中，可以将多于一个的评估权重相关联到 所述自适应事件条件的每一个或者一些。在示例性实施例中，在满足至少一个预定义的事件条件时，根据修改算法来修改 所述自适应事件条件的集合。可以使用不同类型的修改算法。可以通过修改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制系统，所述控制系统包括位于一个或者多个风力涡轮发电机的功率输出与电力电网之间的控制接口，所述控制接口包括：－输入单元，用于接收：·事件数据的集合，所述事件数据的集合包括所述一个或者多个风力涡轮发电机的一个或者多个参数；－事件分析器，用于提供：·所述事件数据的集合的事件分析，所述事件分析基于至少一个预定的事件规则，所述至少一个预定的事件规则包括至少一个预定义的事件条件以及自适应事件条件的集合；以及·基于所述事件分析的事件输出；以及－控制单元，用于根据所述事件输出来控制所述事件数据的至少一个参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J马丁内斯加西亚，
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：DK