[发明专利]用于控制可再生能源发电机的方法和可再生能源发电厂

说明书

一种用于控制可再生能源发电机的方法，所述可再生能源发电机通过连接网络连接到外部电力电网的互连点，其中，所述连接网络具有相关联的阻抗水平。所述方法包括：监测所述连接网络的至少一个参数和所述互连点处的电压水平；在正常运行条件期间，基于测量的所述至少一个参数和预定的注入曲线生成至少一个电流注入曲线；以及在电网故障期间，根据所述至少一个电流注入曲线运行所述可再生能源发电机以输出电流，从而在所述互连点处达到电流设定点。

技术领域

本发明涉及一种控制可再生能源发电厂的方法、一种可再生能源发电厂控制器，以及更一般地涉及一种风力涡轮机发电厂。

背景技术

新投产的可再生发电厂(尤其是风力发电厂)在连接到电力网络时被期望能够运行并适应多种不同的情况。风力发电厂(WPP)通常包括多个风力涡轮发电机，并且也被称为风电场或风电厂。发电厂的法规和一般运行由发电厂控制系统或控制器(PPC)控制，发电厂控制系统或控制器实施由传输系统操作员(TSO)设定的运行限制和要求或国家特定的电网互连要求或“电网规范”。TSO还向PPC传送功率输送需求(包括有功和/或无功电流输送需求)。

电网规范通常包括故障期间对无功和/或有功电流供应的特定要求。这些要求确保在整个故障期间网络被充分支撑，并且通过一个或多个风力发电厂供应的有功和/或无功电流来维持电压水平恢复。

尽管过去通常在每个发电单元处指定要求，但最近的做法是在电网和发电厂之间的互连点(PoI)处指定对电流供应水平的电网规范要求。这允许分布式电流生成，并且允许灵活地选择发电厂将电流供应给电网的方式。但是，这也常常导致在故障期间无法满足电网规范要求。这样做的原因是为了允许对电网故障的快速响应，因此，风力涡轮发电机在故障期间充当脱离PPC的控制的自主电流源。尽管针对PoI指定要求，但仍需这样做。

确保在故障期间满足要求的一种方法是在安装发电厂之前估算每个风力涡轮发电机所需的注入曲线。这样做的一个示例基于如德国电网规范和标准EN 50549中所述的线性权重或“K因子”。K因子仅用于指定无功电流控制，而对于有功电流没有要求。但是，电网状况或WPP的任何变化都可能导致不合规。此外，仅使用K因子的电流系统将无法实施对有功电流的新要求。

本发明的目的是对现有技术进行改进。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制可再生能源发电机的方法，所述可再生能源发电机通过连接网络连接到外部电力电网的互连点。所述连接网络具有相关联的阻抗水平。所述方法包括：监测所述连接网络的至少一个参数和所述互连点处的电压水平；在正常运行条件期间，基于测量的所述至少一个参数和预定的注入曲线生成至少一个电流注入曲线；以及在电网故障期间，根据所述至少一个电流注入曲线运行所述可再生能源发电机以输出电流，从而在所述互连点处达到电流设定点。

有利地，由于可用于监测的参数，在正常运行期间生成电流注入曲线有助于更准确的注入曲线的生成。在电网故障期间，根据这些曲线运行发电机导致即时(实时)地符合电网规范要求。这意味着发电机形成其一部分的发电厂能够即时地支撑电网恢复，从而降低断开连接或损坏系统的可能性。

应当理解，在与所述互连点明显不同的点处监测所述至少一个参数。因此，所述参数应当反映所述连接网络而不是所述互连点的性质，除非所述连接网络和所述互连点的性质相同。

在正常运行条件期间生成至少一个电流注入曲线可以包括计算电压函数。

电压函数有利地确保了直接计算，控制系统可以非常快速地进行该直接计算以实现迅速采用正确的输出电流水平。

所述电压函数可以包括至少一个权重。所述电压函数可以仅需要在所述可再生能源发电机和所述连接网络的低压变压器之间的某一点处测量的电压的输入。