[发明专利]对于电网稳定性的惯性响应

说明书

描述了在电网频率下降的情况下用于控制连接到公用电网（111、211）的风电厂（100、200）的风力涡轮机（103a、103b、103c）的方法，所述方法包括：由单独风力涡轮机控制信号（113a、113b、113c）单独地控制风力涡轮机（103a、103b、103c）中的每个，所述单独风力涡轮机控制信号（113a、113b、113c）指示待由相应风力涡轮机输出的单独附加风力涡轮机功率（107a、107b、107c），其中，单独风力涡轮机控制信号基于：待从风电厂供应到公用电网的期望附加风电厂功率（115）和相应风力涡轮机的操作特征（117、218、210）。

技术领域

本发明涉及在电网频率下降的情况下用于控制连接到公用电网的风电厂的一个或多个风力涡轮机的方法和风电厂控制器，并且进一步涉及包括风电厂控制器的风电厂。

背景技术

在其中连接到公用电网的消耗者消耗的能量比由能量生产设施产生并且传递到公用电网的能量更多的情况下，公用电网的频率下降到额定值以下，例如，50 Hz或60 Hz。为了恢复公用电网的额定频率，能量生产设施必须至少瞬时地传递增加量的功率。因此，在频率变化或测量电网频率的导数变化的情况下，风电厂也被请求传递主要频率响应。通常，这经由惯性响应特征执行，所述惯性响应特征涉及从风力涡轮机中的旋转质量中获取能量或功率。

通常，风电厂中的每个风力涡轮机被请求向公用电网传递相同量的功率，以便恢复公用电网的额定频率。因此，通常，方法集中在从涡轮机角度观察的功能上，然而，事实上对于风电厂操作员的需求是在电站水平上。

已观察到的是，传统惯性响应方法具有问题。特别地，额定电网频率的恢复不总是被可靠和安全地实现，并且此外，风力涡轮机到正常操作的恢复通常不总是能够在期望限制内。

因此，可需要在电网频率下降的情况下用于控制连接到公用电网的风电厂的多个风力涡轮机的方法和控制器，其中，上文提到的问题得到减少。

发明内容

此需求可由根据独立权利要求的主题满足。本发明的有利实施例由从属权利要求描述。

根据本发明的实施例，提供了特别是在电网频率下降的情况下用于控制连接到公用电网的风电厂的一个或多个风力涡轮机的方法，所述方法包括：由单独风力涡轮机控制信号单独地控制风力涡轮机中的每个，所述单独风力涡轮机控制信号指示待由相应风力涡轮机输出的单独附加风力涡轮机功率，其中，单独风力涡轮机控制信号基于：待从风电厂供应到公用电网的期望附加风电厂（有功）功率和相应风力涡轮机的操作特征。

所述方法可由风电厂控制器执行。所述方法可在软件和/或硬件中实施。风电厂可包括公共联接点，所有风力涡轮机的功率输出端子连接到所述公共联接点。特别地，每个风力涡轮机可包括风力涡轮机塔架、被安装在风力涡轮机顶部上的机舱，其中，机舱容纳旋转轴，所述旋转轴被可旋转地支撑在轴承中，并且连接到发电机的转子，在旋转轴旋转时，所述发电机产生AC电流。风力涡轮机还可包括转换器，特别是AC-DC-AC转换器，所述转换器连接到AC发电机的输出端子，以便将变频AC电流转换到定频AC电流，所述定频AC电流可具有对应于额定电网频率的频率，例如，50 Hz或60 Hz。

可提供测量设备，用于测量（例如，在公共联接点处）公用电网的电气特性，诸如，在公共连接点中的电压、所传递的有功功率、所传递的无功功率和/或频率。通过使用指示电网频率的测量信号，并且将测量电网频率与额定电网频率比较，可检测电网频率的下降。例如，如果测量电网频率从额定电网频率偏离多于阈值，和/或当测量电网频率的导数大于或小于另一阈值时，则可确定电网频率的下降。向公用电网传递附加功率的需求（也被称为惯性响应）可从数个标准中得出，所述标准涉及测量电网频率、额定电网频率、测量电网频率的导数和其它电气量。

控制风力涡轮机中的每个可涉及将单独风力涡轮机控制信号供应到例如相应风力涡轮机控制器，所述风力涡轮机控制器可控制风力涡轮机的数个部件，例如，风力涡轮机转换器、叶片桨距调节系统、偏航系统，还潜在地以及其它部件。