[發明專利]風力渦輪機設備的黑啟動

有效

• 申請號: 201180070129.4
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN103460545B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: P.埃格達爾;S.庫馬爾;K.S.尼爾森
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;F03D9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 馬紅梅,盧江

技術領域

本發明涉及風電場和風力渦輪機設備的領域。?

背景技術

US?2008/02841172?A1涉及一種風力發電廠，并且，提供了一種方法，其起動被連接至外部電網的風力發電廠的至少一部分，而基本上無需針對該起動從外部電網遞送任何能量。該風力發電廠具有多個風力渦輪機以及被連接至至少一個風力渦輪機的至少一個電源，以啟動該風力渦輪機，而與其余風力渦輪機隔離。然后，所啟動的風力渦輪機可以供給功率，以啟動另外的風力渦輪機。可以將功率從所啟動的風力渦輪機遞送至電網。?

鑒于上述情形，存在對下述改進技術的需要：該技術使得能夠在基本上避免或至少減少上述問題中的一個或多個的同時提供風力渦輪機設備或風電場的良好黑啟動（black?start）特性。?

發明內容

該需要可以通過根據獨立權利要求的主題來滿足。本文公開的主題的有利實施例由從屬權利要求描述。?

根據本發明的第一方面，提供了一種風力渦輪機設備，包括：功率輸出，能夠耦合至電力網絡；耦合器；以及功率單元，用于在所述電力網絡斷電（black-out）的情況下，將預定電壓經由所述耦合器提供給所述功率輸出，所述預定電壓模擬處于其運行狀態中的電力網絡。?

該方面基于下述思想：如果風力渦輪機設備與所仿真的電力網絡一起運行，則提供風力渦輪機設備的良好可控性。根據本文公開的主題的實施例，改進了風力渦輪機設備的黑啟動特性，并且在其他實施例中，改進了包括風力渦輪機設備的風電場的黑啟動特性。?

在實施例中，所述耦合器具有解耦狀態，在該狀態下所述功率單元被斷開，或者在另一實施例中，從所述功率單元解耦。?

根據實施例，所述電力網絡是外部電網。根據另一實施例，所述風力渦輪機設備是具有多個風力渦輪機設備的風電場的成員，所述風電場具有能夠耦合至所述電力網絡的風電場輸出。在這樣的實施例中，所述電力網絡處于所述風電場外部，并在這種情況下也被稱作外部電網。?

根據實施例，模擬所述電力網絡允許操作和控制所述風力渦輪機設備，直到電力網絡再次處于其運行狀態中為止。因此，在這樣的實施例中，允許控制風力渦輪機設備并將從風力生成的電力供給至風力渦輪機設備的輔助設備。?

根據實施例，所述風力渦輪機設備的控制單元（例如，風電場控制器）被配置為：關斷所述風力渦輪機設備，以及在所述電力網絡再次處于其運行狀態中的情況下，執行所述風力渦輪機設備的正常起動。根據另一實施例，所述風力渦輪機設備的控制單元被配置為：將已經運行（黑啟動）的風力渦輪機設備與所述電力網絡進行同步，以及此后在所述電力網絡再次處于其運行狀態中的情況下將所述風力渦輪機設備連接至所述電力網絡。?

根據另一實施例，所述功率單元包括柴油發電機。柴油發電機很好地適于集成至根據本文公開的主題的實施例的風力渦輪機設備中。特別地，柴油發電機很好地適于仿真處于其運行狀態中的電力網絡。根據實施例，柴油發電機是包括柴油驅動機器（例如，柴油電動機）和電機器的任何設備，該電機器由柴油驅動機器驅動，并響應于此生成電力。例如，在實施例中，柴油發電機由驅動交流發電機（同步機器）的柴油驅動機器體現。在另一實施例中，柴油發電機由驅動異步機器的柴油驅動機器體現。?

根據實施例，所述功率輸出是AC功率輸出，并且所述功率單元被配置為將AC功率提供給所述功率輸出。?

根據又一實施例，所述風力渦輪機設備進一步包括渦輪機變壓器。在另一實施例中，所述耦合器被配置為將所述功率單元電耦合至所述渦輪機變壓器的風力渦輪機側，即，渦輪機變壓器的耦合至或能夠耦合至風力渦輪機發電機的那側。?

在上述實施例中并且在本文中一般地，“電耦合”不必然意味著所耦合的實體的直接連接，也不必然意味著電（通電）連接。而是，在一個實施例中，電耦合的實體可以通電分離。然而，在這樣的實施例中，電耦合提供了電耦合的實體之間的電能傳送。此外，在其他實施例中，電耦合的實體被電連接，或者在另外的實施例中，電耦合的實體被通電連接。根據另一實施例，電解耦禁止被電解耦的實體之間的電能傳送。此外，任何中間元件可以位于電耦合的實體之間。?