[发明专利]用于控制电网电压的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于风力发电厂设备的电网电压控制方法。具体而言，本发明涉及注入到电源电网的电功率量的变化改变所述电网电压电平时的控制方法。取决于所述电网特性，所注入的电功率可以是有功功率或者无功功率。

背景技术

对于电源电网的电网导则需求变得越来越严格。这些更高的电网导则需求要求电连接到这样的电源电网的风力发电厂的更高性能。

可以看出，本发明实施例的目标在于提供一种用于自适应电网电压控制以实现严格的电网导则需求的方法。

发明内容

第一方面，上述目的通过提供一种用于控制可操作地连接到电功率源的电源电网的电压电平的方法实现，所述方法包括以下步骤：

-在公共耦合点处确定所述电源电网的第一短路阻抗，

-使用所确定的第一短路阻抗计算所述电源电网的第一增益值，以及

-通过应用所述第一增益值作为电压控制器中的增益参数来根据所计算的第一增益值控制所述电网电压电平。

因此，根据本发明的第一方面，可以通过改变注入到电源电网中的有功功率或者无功功率的电功率量来控制电源电网的电网电压。使用有功功率的电网电压控制可以与弱的或者隔离的功率电网尤其相关。

本发明存在几个优点。首先，能够满足非常严格的电网导则需求。此外，如果应用本发明的原理，风力发电厂能够在更弱的电源电网处操作。将风力发电厂定义为具有至少两个风力涡轮机的组，所述至少两个风力涡轮机具有公共电输出，有功功率或者无功功率可以通过所述公共电输出注入到相关联的电源电网中。

而且，本发明还例如具有如下优点：

-独立于实际电网配置的快速动态响应，

-最小的电压过冲，

-整个风力发电厂的直进式控制性能，以及

-用于确保独立于电网条件的相等性能的自适应控制器。

根据本发明第一方面的方法，控制所述电网电压电平的步骤可以包括根据所计算的所述电源电网的第一增益值来计算将从所述电功率源注入到所述电源电网中的电功率量的步骤。在这之后，可以提供将所计算的电功率量从所述电功率源注入到所述电源电网中以相应地控制所述电网电压电平的步骤。

此外，所述方法还可以包括以下步骤：

-在所述公共耦合点处确定所述电源电网的第二短路阻抗，

-使用所确定的第二短路阻抗计算所述电源电网的第二增益值，以及

-通过使用所述第二增益值代替所述第一增益值作为所述电压控制器中的所述增益参数来根据所计算的第二增益值控制所述电网电压电平。

而且，控制所述电网电压电平的所述步骤可以包括根据所计算的所述电源电网的第二增益值计算将从所述电功率源注入到所述电源电网的电功率量，并且将所计算的电功率量从所述电功率源注入到所述电源电网中以相应地控制所述电网电源电平的步骤。

因此，通过以规则间隔确定所述电源电网的短路阻抗，可以以类似的规则间隔更新或者调节所述电压控制器的所述增益参数。按照这种方式，以自适应方式调节所述电压控制器的所述增益参数从而确保所述增益参数匹配所述电源电网的电特性。

通常将所述电源电网的增益定义为每电功率单位MW或者MVAr注入到所述电源电网中的电压变化ΔV。

所述公共耦合点可以沿着连接所述电功率源和所述电源电网的传输线设置。通常，将所述公共耦合点定义为所述电功率源电连接到所述电源电网的点。所述公共耦合点可以设置成相对接近所述风力发电厂或者其可以位于相对于该风力发电厂的远程位置。

确定所述短路阻抗的步骤可以涉及在所述公共耦合点处电压电平和电流水平的测量，其中所测量的电压电平和电流水平是相关联的电压电平和电流水平。

所述电功率源可以包括能够生成所需要的电功率的一个或者多个风力涡轮机。可选地或者此外，所述电功率源可以包括STATCOM、切换电容器、SVC设备或者及其组合。

如上所述，所述电功率源可以包括有功功率源使得注入到所述电源电网中以控制所述电网电压电平的的所述电功率包括有功功率。使用有功功率的电网电压控制与弱的电源电网尤其相关。

作为替代或者可选地此外，所述电功率源可以包括无功功率源使得注入到所述电源电网中以控制所述电网电压电平的所述电功率包括无功功率。

第二方面，本发明涉及用于确定电压控制器的过程增益的方法，所述电压控制器用于控制可操作地连接到电功率源的电源电网的电压电平，所述方法包括步骤：在公共耦合点处确定所述电源电网的短路阻抗，使用所确定的短路阻抗计算所述电源电网的增益值，并且应用所述增益值作为所述电压控制器的所述过程增益。