[發(fā)明專利]用于控制風(fēng)場的方法、風(fēng)場控制器和風(fēng)場

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310101202.0
• 申請(qǐng)日: 2013-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN103362740B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.貝希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;F03D7/00;F03D9/25
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 徐紅燕,盧江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于控制風(fēng)場的方法的領(lǐng)域。此外，本發(fā)明涉及風(fēng)場控制器和風(fēng)場。此外，本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和程序元件。

背景技術(shù)

風(fēng)場通常包括被連接到電網(wǎng)的多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)，該電網(wǎng)在一方面將所產(chǎn)生的能量傳送至消費(fèi)者，并且另一方面提供頻率、電壓和無功功率支持。一般地，每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)包括風(fēng)力渦輪機(jī)變壓器、風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)換器、風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)和輔助設(shè)備，例如測量設(shè)備、閃光燈、偏航電動(dòng)機(jī)等。

在失去電網(wǎng)連接的情況下，必須為輔助設(shè)備提供功率。例如偏航電動(dòng)機(jī)在電網(wǎng)連接失去時(shí)能夠操作可能是重要的。偏航電動(dòng)機(jī)可以例如使風(fēng)力渦輪機(jī)的吊艙旋轉(zhuǎn)至其中機(jī)械應(yīng)力被最小化的位置。因此，提供了一種中央風(fēng)場應(yīng)急發(fā)電機(jī)，其提供所需有功功率。然而，必須首先激勵(lì)風(fēng)力渦輪機(jī)變壓器。因此，風(fēng)場應(yīng)急發(fā)電機(jī)也必須能夠?qū)?duì)應(yīng)于高合閘電流的高量的無功功率輸送給所有變壓器。

迄今為止，通過使用相對(duì)大的柴油發(fā)電機(jī)來解決此問題，其適合于向所有變壓器輸送合閘電流。然而，特別地，在離岸風(fēng)場的情況下，提供用于此類巨大柴油發(fā)電機(jī)的平臺(tái)可能是困難且昂貴的。

因此，可能需要一種用于控制風(fēng)場的方法、風(fēng)場控制器、風(fēng)場、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和程序元件，其允許有較小的風(fēng)場應(yīng)急發(fā)電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

可以由根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的主題來滿足此需要。用從屬權(quán)利要求來描述本發(fā)明的有利實(shí)施例。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于控制被連接到電網(wǎng)的風(fēng)場的方法，其中，該風(fēng)場包括風(fēng)場應(yīng)急發(fā)電機(jī)和至少第一風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，第一風(fēng)力渦輪機(jī)包括風(fēng)力渦輪機(jī)變壓器、風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)換器和輔助設(shè)備，其中，所述方法包括檢測失去的電網(wǎng)連接、經(jīng)由風(fēng)場應(yīng)急發(fā)電機(jī)向輔助設(shè)備提供有功功率、經(jīng)由風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)換器來提供無功功率。例如，風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)換器可以是頻率轉(zhuǎn)換器。特別地，風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)換器可以是雙饋和/或滿標(biāo)度系統(tǒng)。

執(zhí)行所述方法所需的所有元件在當(dāng)前風(fēng)場中通常可用。因此，可以容易地用現(xiàn)有風(fēng)場來執(zhí)行該方法。

根據(jù)該方法的第一示例性實(shí)施例，該風(fēng)場還包括用于連接第二風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)開關(guān)，并且該方法還包括閉合風(fēng)力渦輪機(jī)開關(guān)以便連接第二風(fēng)力渦輪機(jī)。風(fēng)力渦輪機(jī)開關(guān)可以例如位于第一風(fēng)力渦輪機(jī)中或第二風(fēng)力渦輪機(jī)中。

將風(fēng)力渦輪機(jī)一個(gè)接一個(gè)地連接可以減小無功功率需求峰值。替換地或另外，可以將風(fēng)力渦輪機(jī)的輻板（radials）一個(gè)接一個(gè)地連接。

根據(jù)該方法的另一示例性實(shí)施例，經(jīng)由風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)換器來提供無功功率包括提供用于激勵(lì)第二風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)變壓器的無功功率。

本實(shí)施例還可以減少應(yīng)急發(fā)電機(jī)在失去到電網(wǎng)的連接的情況下必須提供的無功功率。

根據(jù)該方法的另一示例性實(shí)施例，經(jīng)由風(fēng)場應(yīng)急發(fā)電機(jī)來向輔助設(shè)備提供有功功率包括使風(fēng)場應(yīng)急發(fā)電機(jī)電壓緩慢地從零斜坡向上至標(biāo)稱值。

本實(shí)施例可以增強(qiáng)電壓穩(wěn)定性。

根據(jù)該方法的又另一示例性實(shí)施例，風(fēng)場包括分路電抗器，特別地可變分路電抗器，并且該方法包括經(jīng)由分路電抗器來補(bǔ)償無功功率。

因此，還可以減少風(fēng)場應(yīng)急發(fā)電機(jī)上的無功功率負(fù)載。可變分路電抗器可以隨著負(fù)載變化而連續(xù)地補(bǔ)償無功功率并從而可以保證電壓穩(wěn)定性。可變分路電抗器可以減少由于切入和切出傳統(tǒng)固定分路電抗器而引起的電壓跳躍。

根據(jù)該方法的又另一示例性實(shí)施例，風(fēng)場包括靜態(tài)同步補(bǔ)償器且該方法還包括經(jīng)由靜態(tài)同步補(bǔ)償器來補(bǔ)償無功功率。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種適合于執(zhí)行根據(jù)上文已描述的實(shí)施例中的任一項(xiàng)所述的方法的風(fēng)場控制器。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種風(fēng)場，包括如上文已介紹的風(fēng)場控制器、風(fēng)場應(yīng)急發(fā)電機(jī)和第一風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，第一風(fēng)力渦輪機(jī)包括風(fēng)力渦輪機(jī)變壓器和風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)換器。

根據(jù)第一實(shí)施例，風(fēng)場還包括第二風(fēng)力渦輪機(jī)且第一風(fēng)力渦輪機(jī)包括用于連接第二風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)開關(guān)。

根據(jù)另一實(shí)施例，風(fēng)場還包括分路電抗器，特別是可變分路電抗器。

根據(jù)另一實(shí)施例，風(fēng)場還包括靜態(tài)同步補(bǔ)償器。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種在上面存儲(chǔ)有用于處理物理對(duì)象的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)程序在被數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時(shí)適合于控制和/或執(zhí)行如上文所闡述的方法。