[发明专利]动态估计基于逆变器的资源无功功率能力的系统和方法

说明书

一种控制电力系统的方法包括经由至少一个基于逆变器的资源、经由电力系统的至少一个基于逆变器的资源的调节器来生成一个或多个命令信号。此外，该方法包括经由至少一个基于逆变器的资源至少部分基于一个或多个命令信号来动态估计至少一个基于逆变器的资源的无功功率能力。此外，该方法包括经由至少一个基于逆变器的资源向系统级控制器发送无功功率能力。因此，该方法包括基于无功功率能力来控制电力系统。

技术领域

本公开一般涉及基于逆变器的资源，以及更特别涉及用于动态估计基于逆变器的资源无功功率能力以改进工厂级伏特/VAR控制的系统和方法。

背景技术

风力被认为是目前可用的最清洁、最为环境友好的能源之一，以及风力涡轮机在这个方面已经获得增加的关注。现代风力涡轮机通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。转子叶片是用于将风能转换为电能的主要元件。叶片通常具有机翼的截面剖面，使得在操作期间，空气通过叶片流动，从而产生其侧面之间的压力差。因此，从压力侧朝吸入侧定向的升力对叶片起作用。升力在主转子轴上生成转矩，所述主转子轴被连接到发电机，以用于产生电力，所述电力被传递给电力网。电力网将电能从发电设施传送给最终用户。

风力发电通常由风力田（wind farm）来提供，所述风力田包含多个风力涡轮发电机（例如通常100个或更多）。典型风力田具有田级控制器（farm-level controller），所述控制器调节风力田互连点（即，本地风力涡轮发电机被连接到电网的点；又可称作公共耦合点）的电压、无功功率和/或功率因数。在这类风力田中，田级控制器通过向风力田内的单独风力涡轮发电机发送无功功率或无功电流命令来实现其控制目标。但是，风力田内的本地风力涡轮发电机的某些限制能够限制供应无功功率的能力。这类限制可包括例如电压极限、无功功率极限和/或电流极限。

更具体来说，当风力涡轮发电机中的一个或多个达到上述限制之一时，本地涡轮机级控制器（trubine-level controller）可能无法遵循来自田级控制器的所请求无功功率命令。另外，达到上述限制之一可使涡轮机级控制器进入不同控制模式，从而引起降低遵循田级控制器命令的优先级的控制器动作。如果田级控制器不知道这些限制，则田级控制器可在没有其反馈的预计变化的情况下继续增加或减少其无功功率命令，从而导致田级控制器的终结。

相应地，本领域持续寻求用于动态估计风力涡轮发电机无功功率能力以改进田级伏特/VAR控制的新的和改进的系统和方法。

发明内容

本发明的方面和优点将部分在以下描述中提出，或者可通过本描述是显而易见的，或者可通过本发明的实践来了解。

在一个方面，本公开针对一种控制电力系统的方法。该方法包括经由电力系统的至少一个基于逆变器的资源、经由至少一个基于逆变器的资源的调节器来生成一个或多个命令信号。此外，该方法包括经由至少一个基于逆变器的资源至少部分基于无功功率反馈信号和一个或多个命令信号来动态估计至少一个基于逆变器的资源的无功功率能力。此外，该方法包括经由至少一个基于逆变器的资源向电力系统的系统级控制器发送无功功率能力。因此，该方法包括基于无功功率能力来控制电力系统。

在实施例中，（一个或多个）命令信号可包括电压命令信号、无功功率命令信号和/或无功电流命令信号。

在另一个实施例中，该方法可包括至少部分基于调节器的上限和下限以及（一个或多个）命令信号来动态估计至少一个基于逆变器的资源的无功功率能力。

在附加实施例中，无功功率能力可包括无功功率能力上方值和无功功率能力下方值。

因此，在实施例中，动态估计至少一个基于逆变器的资源的无功功率能力可包括：如果一个或多个命令信号等于上限，则将无功功率能力上方值设置成等于无功功率反馈信号，并且将无功功率能力下方值设置成等于至少一个基于逆变器的资源的下无功功率设备额定值。