风力发电站的基础电网监管制造技术

本发明专利技术涉及一种用于监管具有多个风力涡轮发电机的风力发电站中的电气测量的方法，该方法包括a)测量风力发电站中的电气参数(311)的测量结果，b)确定在测量结果与参考值之间的差，c)在所述差大于阈值的情况下，递增事件计数器，d)在事件计数器被递增的情况下，生成第一警告标记。本发明专利技术还涉及一种被布置为根据该方法监管风力发电站的发电站控制器(250)；该风力发电站包括多个风力涡轮发电机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于监管具有多个风力涡轮发电机的风力发电站中的电气测量的方法。此外，本专利技术涉及上述种类的发电站控制器。
技术介绍
风力发电站通常具有用于将风能转变成电力的多个风力涡轮机。为了向电力终端用户供应电力，风力发电站被连接到电网。然而，在风力发电站能够被连接到电网之前，风力发电站必须满足由电网准则规定的对风力发电站的电气性能的要求。一个要求是风力发电站对诸如电压、频率、有功功率和无功功率的各种参数的初始响应时间。风力发电站通常被称为风力涡轮发电机组，其一般通过公共连接点(也被称为公共耦合点(PCC))被连接到电网。一般来说，风力发电站具有风力发电站控制器，其监测电网电压并且将电网电压与外部设定值(setpoint)进行比较。在实际电网电压与外部设定值之间的差(例如，误差信号)被用于计算用于风力发电站的无功功率产生的命令。该命令被从风力发电站控制器发送到各个风力涡轮机，风力涡轮机继而将在接到所述命令时做出响应(例如，产生更多或更少的功率以便调节电网电压)。所述误差信号可以由实际电网电压的变化或者由外部设定值的变化造成。风力发电站的初始响应时间应当被理解为在检测到电网电压的变化或外部设定值的变化时开始并且一旦风力发电站的多个风力涡轮机的第一风力涡轮机做出响应(一旦检测到响应)即结束的时间段。发电站控制器常常在一些约束条件下进行操作。这些约束条件能够被称为电流或电压限制，但在实践中，所述限制常常被实施为对通过公共耦合点从风力发电站供应到电网的无功功率的约束。该约束能够是利用VAr或p.u.的数值或者功率因数值的硬性无功功率限制，这意味着无功功率被限制于根据当前有功功率产生而定义的上限最大值。在具有反馈环的经典控制理论中，已知的是具有参考并且将其与测量结果进行比较。在参考与测量结果之间的差(也被称为误差)被用作控制器的输入。所述控制器常常是PID控制器、PI控制器或者甚至P控制器。大的误差通常将控制器驱动到较不稳定的状态，因为在控制器的集成部分中可能发生饱和或者在能够达到输出值的最大或最小天花板值时发生饱和。
技术实现思路
提供该简要说明是要以简化的形式来介绍对各原理的选择，其在下文中的详细说明书中进一步详细描述。该简要说明并非意在识别所主张的主题的关键特征或实质特征，也不意在被用作确定所主张的主题的范围中的辅助。本专利技术的目的是获得一种用于总体在正常操作期间避免控制器饱和的方法，因为在正常操作中的大的控制误差应当被避免。改进对风力发电站所连接到的电网的监管确保了风力发电站的更好的性能，因为由发电站控制器的改进的控制是本专利技术的益处之一。因此，以上描述的目标或若干其他目标旨在通过提供用于监管具有多个风力涡轮发电机的风力发电站中的电气测量的方法在本专利技术的第一方面中获得，所述方法包括：a)测量风力发电站中的电气参数(311)的测量结果，b)确定在所述测量结果与参考值之间的差，c)在所述差大于阈值的情况下，递增事件计数器，d)在事件计数器被递增的情况下，生成第一警告标记。本专利技术是特别但非排他地有利的，因为其允许发电站控制器监测与参考信号相比较的测量结果。每当测量结果超过阈值时设置警报有助于发电站控制器监管电气系统的健康状况。根据本专利技术的一个实施例，该方法还包括：-在事件计数器被递增的情况下，启动具有预定持续时间的事件计时器，-每个预定义样本时间段重复步骤a)、b)、c)和d)一次，-在事件计数器大于预定限值的情况下，生成第二警告标记，-当事件计时器期满时对所述事件计数器进行复位。上述实施例的优点在于步骤的重复以离散的方式执行监管并且因此连续地执行后续的测量。根据本专利技术的一个实施例，该方法还包括：e)确所述差的符号，f)在所述差大于阈值并且针对先前样本的先前的差的符号已经从负切换到正或者从正切换到负的情况下，递增闪烁(flicker)计数器，g)在所述闪烁计数器被递增的情况下，启动具有第二预定持续时间的闪烁窗口，h)每个预定义样本时间段重复步骤a)至g)一次，i)在所述闪烁计数器大于预定限值的情况下，生成闪烁警告标记，j)当所述闪烁窗口期满时对所述闪烁计数器进行复位。该实施例的优点在于该监管起到有效闪烁器和/或振荡监测器的作用。根据本专利技术的一个实施例，所述电气测量是电压测量或无功功率测量。所述实施例的优点在于电压和无功功率测量结果两者都已知是随时间而变化的。根据本专利技术的一个实施例，所述测量结果是电气参数的瞬时值。该实施例的优点在于该监管能够检测比能够传播通过控制器更快的快速瞬态，并且由此发电站控制器将更早地意识到它们。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：对电气参数的测量结果进行低通滤波，使得该测量结果是电气参数的滤波值。该实施例的优点在于该监管将不会看到快速瞬态并因此它将不会干扰所述系统。根据本专利技术的一个实施例，所述阈值被选择为死区和裕量的组合。该实施例的优点在于裕量允许测量结果具有一些波动并且死区确保了能够作为正常电网功能的结果出现的波动，并且因此其并不涉及突显警报。用户具有根据风力发电站位置来设置死区中的这些正常期望振荡的幅值的能力。根据本专利技术的一个实施例，根据诸如参考值中的参考变化或瞬态的预定义事件来暂时禁用该监管。该实施例的优点在于发电站控制器被已知导致测量结果中的瞬态特性的事件中断。根据本专利技术的一个实施例，该方法还包括：-确定该测量结果与先前样本的测量结果相比的差量(delta)变化，-根据所述差量变化来设置对所述监管的暂时禁用的持续时间。该实施例的优点在于监管系统知道何时完成暂时禁用并且所述系统能够再次恢复正常操作。根据本专利技术的一个实施例，根据预定义事件来禁用该监管。该实施例的优点在于发电站控制器被已知导致测量结果中的瞬态特性的事件中断。根据本专利技术的一个实施例，预定义事件是处于操作模式中的多个风力涡轮发电机的百分比低于预定百分比的情形。在第二方面中，本专利技术涉及能够直接被加载到至少一个数字计算机的内部存储器中的至少一个计算机程序产品，其包括软件代码部分，所述软件代码部分用于在所述至少一个产品在所述至少一个计算机上运行时执行根据本文公开的任意实施例的方法的步骤。在第三方面中，本专利技术涉及一种被布置为监管风力发电站的发电站控制器，所述风力发电站包括多个风力涡轮发电机，其中，所述发电站控制器被布置为：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监管风力发电站中的电气参数(311)的方法，所述风力发电站包括多个风力涡轮发电机，所述方法包括：a)测量所述风力发电站中的所述电气参数(311)，b)确定在测量结果参数与参考值之间的差，c)在所述差大于阈值的情况下，递增事件计数器，并且d)在所述事件计数器被递增的情况下，生成第一警告标记。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.28 DK PA2013707271.一种用于监管风力发电站中的电气参数(311)的方法，所述风力
发电站包括多个风力涡轮发电机，所述方法包括：
a)测量所述风力发电站中的所述电气参数(311)，
b)确定在测量结果参数与参考值之间的差，
c)在所述差大于阈值的情况下，递增事件计数器，并且
d)在所述事件计数器被递增的情况下，生成第一警告标记。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：
-在所述事件计数器被递增的情况下，启动具有预定持续时间的事件计
时器，
-每个预定义样本时间段重复步骤a)、b)、c)和d)一次，
-在所述事件计数器大于预定限值的情况下，生成第二警告标记，并且
-当所述事件计时器期满时对所述事件计数器进行复位。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：
e)确定所述差的符号，
f)在所述差大于阈值并且先前的差的符号已经从负切换到正或从正切
换到负的情况下，递增闪烁计数器，
g)在所述闪烁计数器被递增的情况下，启动具有第二预定持续时间的
闪烁窗口，
h)每个预定义样本时间段重复步骤a)至g)一次，
i)在所述闪烁计数器大于预定限值的情况下，生成闪烁警告标记，并
且
j)当所述闪烁窗口期满时对所述闪烁计数器进行复位。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述电气参数
是电压或无功功率。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述测量结果
是所述电气参数的瞬时值。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述方法还包
括：
-对所述电气参数的所述测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·加西亚，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统集团公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK