[發明專利]風力發電站與風力發電站調節方法

無效

• 申請號: 201010217848.1
• 申請日: 2010-06-22
• 公開（公告）號: CN101938137A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 安德烈·萊斯博格;亨尼希·拉特馬赫;亨尼希·哈登;貢特拉姆·昆夫特
• 申請（專利權）人: 瑞能系統股份公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;F03D7/04
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 雷紹寧;王瑋

技術領域

本發明涉及一種具有多個風力發電機組的風力發電站。所述風力發電站具有一個變電站，在所述變電站中可以將風力發電機組生產的電能輸送給一個公共供電網，并且為所述變電站規定一個理論值。另外，本發明還涉及一種風力發電站調節方法。

背景技術

以前，在風力發電站中一般配置有一個中央調節器，所述中央調節器可以根據變電站上的實際電參數值以及從公共供電網上獲得的理論值計算出用于各風力發電機組運行的規定值信息。各風力發電機組可以根據該規定值信息調節其運行狀態。這樣，在所有的風力發電機組中，就會導致在變電站上會出現新的實際電參數值，中央調節器會再次將其與從公共供電網上獲得的理論值進行比較。在這里，存在一種閉環調節電路，中央調節器在所述閉環調節電路中可以直接作用于風力發電機組。

隨著風力發電站的規模不斷變大，這樣一種中央調節裝置就會出現困難。很明顯，計算成本會隨著風力發電機組數量的增加而大大上升。但盡管計算成本上升了，還是不能完全解決如下問題，即，在各風力發電機組運行時的變化會對變電站中的實際電參數值造成非常不同的影響，視風力發電機組離變電站的距離遠近而定。風力發電機組離變電站越遠，調節的質量也就越低，在調節中出現不穩定性的危險也就越大。

發明內容

根據本文開頭所述的背景技術，本發明的任務在于介紹一種風力發電站與一種風力發電站調節方法，所述風力發電站與調節方法即使是在規模較大的風力發電站中也可以保證較高的調節質量。通過獨立權利要求所述的特征可以解決該任務。在從屬權利要求中描述了本發明的有利實施方式。

在本發明所述的風力發電站中，配置有一個主調節器與多個子調節器。主調節器屬于高調節級別，子調節器屬于低調節級別。主調節器可以根據理論值上限與實際值上限計算出用于多個子調節器的理論值下限。子調節器可以根據理論值下限與相關的實際值下限為多個風力發電機組設置規定值信息。

在本發明所述的風力發電站調節方法中，由風力發電機組生產的電能在一個變電站中傳送給公共供電網。在變電站上將會測量實際值，并將其與從公共供電網上收到的理論值進行比較。相關主調節器的上級調節級別之一會將實際值上限與理論值上限進行比較，并由此計算出用于運行多個子調節器的規定值信息。相關子調節器的下級調節級別之一會將主調節器的規定值信息用作理論值下限，并將其與所屬的實際值下限進行比較，并由此計算出用于運行多個風力發電機組的規定值信息。

首先來解釋幾個概念。理論值與實際值總是涉及到風力發電站內部電網一個位置上的一個或多個電參數，例如：電壓、頻率、無功功率、有功功率。實際值可以在所涉及到的位置上測得，也可以根據在其它位置測得的測量值為所涉及到的位置計算出實際值。

在一個調節級別上，會對風力發電站內部電網一個特定位置上的實際值與理論值進行比較，并為風力發電站內部電網的一個或多個其它位置計算一種規定值信息。在最低調節級別中，一個風力發電機組調節器可以直接作用于一個單獨的風力發電機組。在最高調節級別中，會將實際值與變電站中的理論值進行比較。低調節級別(根據權利要求定義高低)可以是最高調節級別與風力發電機組調節器之間的一個調節級別。最高調節級別與風力發電機組調節器之間可以配置一個或多個調節級別。高調節級別與低調節級別(根據權利要求劃分的)可以在這種等級結構的內部直接相互相連，其中，高調節級別的規定值信息可以構成用于低調節級別的理論值。低級別的調節器總是將上一級調節器的規定值用作理論值。可以配置多個主調節器。一個主調節器的規定值信息可以被多個子調節器處理。多個子調節器從主調節器上收到的規定值信息可能是相同的，但是，在大多數情況下，子調節器都會收到為其特別確定的規定值。這些規定值信息可以從低調節級別直接傳遞給多個風力發電機組或通過一個或多個調節級別傳遞給多個風力發電機組。如果還有進一步的調節級別，那么子調節器相應地會承擔用于下一級調節級別的受其控制的子調節器的主調節器功能。各風力發電機組可以根據風力發電機組調節器的規定值信息調整其發電狀態，而這又會對變電站上的實際值產生影響，這樣在變電站與風力發電機組之間，會存在一個封閉的調節電路。如果低調節級別總是具有一個比高調節級別更小的時間常數，那么對于這種瀑布狀調節機構的穩定性更有利。

調節模塊包括在不同調節級別上使用的所有調節器。調節模塊可以是一個主調節器、一個子調節器或一個發電機組調節器。一個調節模塊可以按照如下形式構成，即，其只可以在一個指定的調節級別上使用。也有可以根據需求在不同調節級別上或同時可以在多個調節級別上使用的調節模塊。