[發(fā)明專利]混合動力發(fā)電廠及控制混合動力發(fā)電廠的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980076143.1
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN113039695A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H·穆勒;M·R·謝爾莫塞
• 申請（專利權(quán)）人: 維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38;H02J3/48
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王永建

本發(fā)明涉及一種用于向電網(wǎng)生產(chǎn)電力的混合動力發(fā)電廠(100)，該混合動力發(fā)電廠包括多種能量資產(chǎn)：第一可再生電力生成單元，諸如風(fēng)力渦輪發(fā)電機(WTG1，WTG2)；第二可再生電力生成單元，諸如多個太陽能電力單元(PV1，PV2)；以及能量存儲單元，諸如電池能量存儲系統(tǒng)(BES)。發(fā)電廠控制器(PPC，200)被布置為執(zhí)行有功功率參考(P_REF,ext，Prefhpp)與來自第一和第二可再生電力生成單元的可用功率(PavailPGS)的第一比較(C1)，以及執(zhí)行能量存儲單元的可用充電或放電能力與所述第一比較的第二比較(C2)。響應(yīng)于該第一比較，將設(shè)定點(PrefPGS)分配給第一和第二可再生電力生成單元，以便根據(jù)接收到的有功功率參考(P_REF,ext，Prefhpp)從混合動力發(fā)電廠輸送電力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有多種能量資產(chǎn)的混合動力發(fā)電廠，該多種能量資產(chǎn)包括若干可再生電力生成單元(包括第一可再生電力生成單元和第二可再生電力生成單元，第一可再生電力生成單元包括多個第一風(fēng)力渦輪發(fā)電機，第二可再生電力生成單元優(yōu)選地包括太陽能電力單元)以及能量存儲單元(諸如大型電池)。本發(fā)明還涉及用于實現(xiàn)本發(fā)明的對應(yīng)的方法、對應(yīng)的控制器和對應(yīng)的計算機程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)

近來，由于發(fā)生到基于非化石的能源系統(tǒng)的逐漸過渡，在世界各國，各種可再生能源在為本地電網(wǎng)生產(chǎn)電力方面取得了越來越大的成功，但是電網(wǎng)也對有效地進行可再生能源的這種整合具有要求。

例如，風(fēng)力渦輪機(或風(fēng)力渦輪發(fā)電機(WTG))在電網(wǎng)中的高滲透性已經(jīng)激發(fā)了對風(fēng)力渦輪發(fā)電機的關(guān)于它們應(yīng)該如何促進電網(wǎng)的穩(wěn)定性的要求。這種要求包括在由傳輸系統(tǒng)操作員(TSO)定義的所謂電網(wǎng)規(guī)范中，風(fēng)力發(fā)電廠(有時也稱為風(fēng)電場)必須遵守這些電網(wǎng)規(guī)范，才能向電網(wǎng)生產(chǎn)電力。

近來，出現(xiàn)了一種新興趨勢，即，將各種可再生能源整合到具有多種能量資產(chǎn)(即具有若干電力生成單元(諸如風(fēng)力渦輪發(fā)電機和太陽能電力單元)以及能量存儲系統(tǒng)(諸如大型電池))的所謂的混合動力發(fā)電廠中。由于本地風(fēng)力和太陽能能源的可能互補性(例如，當(dāng)風(fēng)相當(dāng)大時，傍晚時太陽可能不會照耀)，期望的是從混合動力發(fā)電廠生產(chǎn)的電力被設(shè)定為處于高可靠性。

可能包括在電網(wǎng)規(guī)范中的一些要求包括維持一定的輸送功率、電壓和頻率，并且可能對這些參數(shù)的變化率(例如所謂的升降速率)具有一定的限制。這些要求也預(yù)期會施加在未來的混合動力發(fā)電廠上，因此，能夠根據(jù)這些混合動力發(fā)電廠的電網(wǎng)規(guī)范輸送能量也是很重要的。

另外，集成各種電力生成源(例如風(fēng)能和太陽能)也面臨著新的挑戰(zhàn)，因為它們的特性不同，尤其是它們對變化的條件和要求的響應(yīng)不同?？傮w而言，產(chǎn)生最大允許量的能量也是一個首要目標(biāo)，考慮到各種電力生成源及其不同的能量生產(chǎn)質(zhì)量(例如隨時間的穩(wěn)定性、對混合動力發(fā)電廠內(nèi)距離的控制、對變化的響應(yīng)等)，這可能會有些挑戰(zhàn)性。

因此，改進的混合動力發(fā)電廠將是有利的，并且特別地，更有效和/或更可靠的混合動力發(fā)電廠將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的另一個目的是提供現(xiàn)有技術(shù)的替代方案。

特別地，可以將本發(fā)明的目的看作是提供一種混合動力發(fā)電廠，其通過遵守電網(wǎng)規(guī)范生產(chǎn)電力(特別是在某些參數(shù)發(fā)生變化時)，同時對能量生產(chǎn)進行優(yōu)化，來解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。

因此，在本發(fā)明的第一方面中，旨在通過提供一種混合動力發(fā)電廠來實現(xiàn)上述目的和若干其他目的，所述混合動力發(fā)電廠連接到相關(guān)聯(lián)的電網(wǎng)以向所述電網(wǎng)生產(chǎn)電力，所述混合動力發(fā)電廠包括多種能量資產(chǎn)，所述多種能量資產(chǎn)包括：

-第一可再生電力生成單元，所述第一可再生電力生成單元包括多個風(fēng)力渦輪發(fā)電機，

-第二可再生電力生成單元，其中，第二可再生電力生成單元不同于第一可再生電力生成單元，優(yōu)選地，所述第二可再生電力生成單元包括多個太陽能電力單元，以及