[發明專利]通過風力渦輪機增加有功功率

在審

• 申請號: 201680037680.1
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN107810322A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: M·A·謝爾;E·赫布斯勒布;J·V·克努森;J·S·湯姆森
• 申請（專利權）人: 維斯塔斯風力系統集團公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 鄔少俊,王英

本發明涉及一種用于控制風力渦輪機的方法，所述風力渦輪機包括連接到發電機的轉子，以及被配置為響應于發電機速度參考控制轉子的速度的轉速控制器，以及用于控制電功率生產的功率控制器，所述方法包括以下步驟：接收提升命令以請求功率提升事件，以便增加電功率生產，并對轉速控制器強加具有死區值極限的空段，并且其中，當速度誤差在死區值極限內時，空段強加要發送到轉速控制器的零信號，并且其中，當速度誤差大于死區值極限時，空段強加要發送到轉速控制器的誤差信號，所述誤差信號是速度誤差和死區值極限的函數。本發明還涉及一種風電廠，所述風電廠包括電廠控制器和至少一個具有根據上述方法的控制系統的風力渦輪機。

技術領域

本發明涉及對風力渦輪機的控制，具體涉及功率提升或有功功率生產的快速增加。

背景技術

風力渦輪機在電網中的高滲透性已經對風力渦輪機在其應該如何對電網的穩定性做出貢獻方面提出了要求，這些要求包括在所謂的并網標準(grid code)中。

可能包括在某些并網標準中的要求中的一個是慣性響應。慣性響應是在其中在短時間段內通過正常生產提升功率的功能，即，增加了輸送到電網的功率。對功率功能的提升可以在所有風速中都是可用的，對于非常低的風速，功率提升可能有一定的降低。

取決于并網標準，提升階段的細節可以變化。在一些位置中，應該根據請求提供提升功率。在示例中，可以規定無論何時風電廠的生產高于額定功率的25％，則風電廠必須能夠在給定的時間段內(例如，最多10秒)傳遞額定功率的5-10％的功率提升。并網標準還可以指定對于恢復期的要求。作為示例，在提升之后，可以指定渦輪機必須在2分鐘后返回正常操作，并且在恢復階段期間，由風力渦輪機產生的功率應該保持在可用功率的80％以內。

當風力渦輪機從部分-負荷風力條件變為滿負荷條件時，現有技術中已知的許多提升功率方法都受到各種元素(例如復雜計算算法、瞬態行為)的影響，并且至少沒有在恢復階段期間受到困難的影響。

本發明提供了用于規避現有技術中的至少一些問題的解決方案。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于在一定時間段內增加風力渦輪機的功率生產的方法和系統。在本發明的另一目的中，關于功率增加的方法和系統進行操作而不計較風力渦輪機產生的功率的量。

在第一方面，本發明涉及一種用于控制風力渦輪機的方法，所述風力渦輪機包括連接到發電機的轉子，以及被配置為響應于發電機速度參考控制轉子的速度的轉速控制器，以及用于控制電功率生產的功率控制器，所述方法包括以下步驟：

-接收提升命令以請求提升事件，以便增加電功率生產，

-對所述轉速控制器強加具有死區值極限的空段，

-其中，當速度誤差在所述死區值極限內時，所述空段強加要發送到所述轉速控制器的零信號，并且

-其中，當速度誤差大于所述死區值極限時，所述空段強加要發送到所述轉速控制器的誤差信號，所述誤差信號是所述速度誤差和所述死區值極限的函數。

本方面的一個優點是在額定風速之下或在額定速度之上操作風力渦輪發電機對于本方法是無關緊要的，對于任何風力條件(湍流、剪切等)而言，對轉速所需的降低是由物理學“自動”進行處理的。其它方法當在滿負荷操作與部分負荷操作之間進行切換時需要切換或過渡，因為額外的提升功率將操作從滿負荷移動到部分負荷。

根據本發明的一個實施例，死區值極限的函數是關于提升命令而設定的。

該實施例的優點是所述函數可以取決于對有功功率提升的實際需求，因此對于大的需求而言需要深的死區，盡管可以考慮實際的轉子速度。

根據本發明的一個實施例，所述風力渦輪發電機包括被配置為調整轉子的葉片的槳距角的變槳系統，并且所述方法還包括以下步驟：