[發明專利]具有多個風力渦輪發電機和發電廠控制器的風力發電廠

有效

• 申請號: 201780041811.8
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN109416020B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: S·耶森;S·卡佩爾戈德;J·B·謝爾高;K·納伊比;M·R·謝爾莫塞;M·魏
• 申請（專利權）人: 維斯塔斯風力系統集團公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D7/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

本發明涉及一種用于操作風力發電廠的方法，該風力發電廠根據有功功率基準給公用電網供電，該風力發電廠包括多個風力渦輪發電機和設置成給多個風力渦輪發電機中的每一個的風力渦輪機控制器發送有功功率設定點的發電廠控制器，該方法包括以下步驟：通過削減多個風力渦輪發電機中的至少一些所述風力渦輪發電機，以低于風力發電廠的標稱有功功率的有功功率基準操作風力發電廠；確定被削減的風力渦輪發電機中的每個的功率能力；定義第一組，該第一組包括功率能力高于功率能力限制的風力渦輪發電機；定義第二組，該第二組包括功率能力低于功率能力限制的風力渦輪發電機；通過降低第一組中的風力渦輪發電機的有功功率設定點并增加第二組中的風力渦輪發電機的有功功率設定點來使被削減的風力渦輪發電機的削減量均等。

技術領域

本發明涉及具有多個風力渦輪發電機和帶有調度器(dispatcher)的發電廠控制器的風力發電廠。

背景技術

在電力公用電網中，消費者通常可以不受控制地消耗電力。由于幾乎沒有任何能量存儲在電網中，所以不可能在產出的功率和消耗的功率之間存在不平衡。因此，瞬時功率產出量應與瞬時功耗相匹配。由于常規同步發電機加速，過量發電導致電網頻率增加超過標稱值(例如50或60Hz)，而由于常規同步發電機接下來將減速，過量消耗將導致電網頻率降低超出標稱值(例如50或60Hz)。

為了使電網頻率穩定，通常約10％的發電裝置作用于所謂的“主功率控制”。這些還被稱為“主控制器”的發電裝置在頻率降低至標稱值以下時增加功率輸出，并且在頻率升高至標稱值以上時降低功率輸出。

風力渦輪發電機(WTG)可用于給電力公用電網提供能量。風力渦輪發電機有時被稱為風力渦輪機(WT)。多個WTG可以形成風力發電廠(WPP)，其還被稱為風電園區或風電場。

作為風力發電廠(WPP)控制器運行的發電廠控制器(PPC)生成所有WTG的適當的有功功率設定點，以便允許發電廠有功功率遵循發電廠級別上的某個有功功率基準。PPC的生成所有WTG的有功功率設定點的部分稱為調度器。調度器協調所有種類的控制模式，例如，頻率控制模式、有功功率削減模式、有功功率快速降額控制模式等。

因此，非常有意義的是提供控制風力發電廠的方法，該方法通過將適當的有功功率基準選擇和調度給WPP中的多個風力渦輪發電機來確保改進的控制模式，所以發電廠的總計有功功率與有功功率基準匹配。此外，提供一種對所請求的有功功率的改變做出快速反應的風力發電廠是有意義的。

發明內容

提供本發明內容是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念將在下面的具體實施方式中進一步描述。

本發明中描述的調度策略具有的好處是發電廠級有功功率高精度地遵循發電廠有功功率基準。這樣做是為了滿足傳輸系統運營商的(TSO的)電網集成要求(GIR)。由于風對于每個單獨的WTG是變化的，且因此不同地分別影響每個WTG的功率輸出，所以滿足GIR可能是困難的。

第一方面涉及用于操作風力發電廠的方法，該風力發電廠根據有功功率基準給公用電網供電，該風力發電廠包括多個風力渦輪發電機和被設置成給多個風力渦輪發電機中的每一個的風力渦輪機控制器發送有功功率設定點的發電廠控制器，該方法包括以下步驟：

-通過削減多個風力渦輪發電機中的至少一些風力渦輪發電機，以低于風力發電廠的標稱有功功率的有功功率基準操作風力發電廠，

-確定被削減的風力渦輪發電機中的每個的功率能力，

-定義第一組，該第一組包括功率能力高于功率能力限制的風力渦輪發電機，

-定義第二組，該第二組包括功率能力低于功率能力限制的風力渦輪發電機，

-通過降低第一組中的風力渦輪發電機的有功功率設定點并增加第二組中的風力渦輪發電機的有功功率設定點來使被削減的風力渦輪發電機的削減量均等。