[发明专利]风力涡轮机可用电力的自适应估计

说明书

实施例大体涉及用于操作风力发电厂的风力涡轮机的技术。一种相关联的方法包括：使用所述风力涡轮机的一个或多个传感器来确定所述风力涡轮机的第一电力产生水平；在所述风力涡轮机的无约束运行期间，使用所述第一电力产生水平来确定一个或多个可用电力校正因子；使用应用于预定义模型以估计所述风力涡轮机的可用电力的一个或多个风力参数来确定估计的可用电力值；使用所述一个或多个可用电力校正因子来调整所述估计的可用电力值以产生可用电力值；以及使用所述可用电力值来控制所述风力涡轮机产生第二电力产生水平。

技术领域

本公开中提出的实施例大体涉及使用自适应估计的可用电力值来控制风力涡轮机电力产生(power production)的技术。

背景技术

现代电力生成和配送网络越来越依赖于可再生能源(例如风力涡轮机)。在一些情况下，风力涡轮机可以代替传统的基于化石燃料的发电机。然而，风力涡轮发电机的运行条件以及风力条件的自然变化会影响风力涡轮机可预测地输送电力的能力。另外，风力条件有时可能不适合用于生成电力。

独立于风力涡轮机在特定时间正在生成的电力，风力涡轮机可能需要提供指示其能够产生多少电力的信号。该信号可以被称为风力涡轮机在当前风力条件下的“可用电力”(或P_av)，并且可以被系统操作员用来控制所连接的电网的电力平衡。在一些位置的电网规范可能相对严格，要求可用电力信号非常准确。风力涡轮机不能提供具有期望准确性的可用电力信号通常会导致风力涡轮机被认为是“不兼容”的，因此不适合在所述位置使用，这意味着会丢失风力涡轮机的潜在市场。

在无约束运行的情况下，风力涡轮机通常可以产生尽可能多的电力，使得可用电力基本上等于实际电力产生。这样，可以使用实际电力测量结果来确定可用电力的值。然而，可能难以在风力涡轮机的受约束运行期间确定可用电力信号。例如，当被命令减少其电力产生时，无法获得可用电力的直接测量结果，因此必须估计可用电力。

用于产生可用电力信号的一种可能技术是测量风力涡轮机处的风速，并从具有电力曲线的预定义查找表中访问值。然而，风力涡轮机的电力产生通常取决于风速之外的其他因素，例如风份额(wind share)、风湍流、空气密度、风力涡轮机叶片的条件(例如，叶片上是否有灰尘或冰、叶片是否未对准等)、风力涡轮机的内部电力消耗等。此外，在一些情况下，可能难以获取精确的风速测量结果来使用例如查找表估计风力涡轮机的电力产生。

发明内容

本公开的一个实施例是一种操作风力涡轮机的方法。所述方法包括：使用所述风力涡轮机的一个或多个传感器来确定所述风力涡轮机的第一电力产生水平；在所述风力涡轮机的无约束运行期间，使用所述第一电力产生水平来确定一个或多个可用电力校正因子；使用应用于预定义模型以估计所述风力涡轮机的可用电力的一个或多个风力参数来确定估计的可用电力值；使用所述一个或多个可用电力校正因子来调整所述估计的可用电力值以产生可用电力值；以及使用所述可用电力值来控制所述风力涡轮机产生第二电力产生水平。

本文描述的技术有利地允许提高风力涡轮机的可用电力计算的准确性。在一些情况下，所述可用电力校正因子可以被自适应地更新，使得可以减轻在基于模型的估计的可用电力值中出现的误差(由于变化的条件、受约束运行等)。更加准确的可用电力计算可以使风力涡轮机在受约束运行时段期间(例如，在不需要不必要地抑制电力的输送的情况下)产生额外的电力。更加准确的可用电力计算还可以使风力涡轮机满足严格的电网规范要求。这些中的每一个通常都支持增加风力涡轮机的运行的收入生成。