將風(fēng)輪機操作為阻尼負載的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了一種用于風(fēng)電場的控制設(shè)備，所述風(fēng)電場包括用于生成電力的多個風(fēng)輪機，其中風(fēng)輪機通過風(fēng)電場電網(wǎng)而電互連。所描述的控制設(shè)備包括（a）確定單元，用于確定是否要啟用用于消耗來自風(fēng)電場電網(wǎng)的電力的風(fēng)電場負載，（b）計算單元，用于計算對于多個風(fēng)輪機中每一個的功率參考值，所述功率參考值指示對應(yīng)的風(fēng)輪機應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生的功率量，以及（c）傳輸單元，用于將計算的功率參考值傳輸?shù)綄?yīng)的風(fēng)輪機，其中，如果確定單元已經(jīng)確定了要啟用風(fēng)電場負載，則由處理單元計算的至少一個功率參考值為負。另外，描述了包括控制設(shè)備和多個風(fēng)輪機的風(fēng)電場。還此外的，描述了一種方法和一種計算機程序。
【專利說明】將風(fēng)輪機操作為阻尼負載

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力產(chǎn)生風(fēng)力田(wind farm)的領(lǐng)域，特別地涉及由風(fēng)力田產(chǎn)生的過量電力的消耗。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代風(fēng)力田中，存在若干場景，其中需要負載來消耗由風(fēng)力田的風(fēng)輪機產(chǎn)生的至少一部分電力并且確保瞬時穩(wěn)定性和/或短期穩(wěn)定性。
[0003]這樣的場景的第一示例是在黑啟動期間，其中所有風(fēng)輪機從主電網(wǎng)斷開。為了建立到主電網(wǎng)的重連接和與主電網(wǎng)的重同步,一些風(fēng)輪機在與主電網(wǎng)的重連接實際上發(fā)生之前以V/f (電壓/頻率)模式運行并且開始產(chǎn)生電。因此，由于主電網(wǎng)尚未可用，需要本地負載來吸收或阻尼由v/f控制的風(fēng)輪機所生成的功率。該場景還適用于所謂的“島式操作”(其中風(fēng)輪機連同諸如柴油發(fā)電機之類的另一種電力發(fā)電機一起連接到封閉電網(wǎng))和調(diào)試(其中風(fēng)輪機在它們連接到外部電網(wǎng)之前被測試)。
[0004]第二示例場景是在許多大型離岸風(fēng)力田中，風(fēng)輪機經(jīng)由HVDC連接而連接到主電網(wǎng)。萬一 HVDC連接失敗，由風(fēng)力田生成的電力必須在渦輪功率降低到O MW之前快速耗散。
[0005]第三示例場景可以發(fā)生在經(jīng)由HVDC連接到主電網(wǎng)的風(fēng)力田中的低電壓穿越(ride through)期間。而且在這種情況下，需要大負載來耗散過量功率。
[0006]其中需要負載來耗散來自風(fēng)電場(wind park)的過量功率的第四場景發(fā)生在風(fēng)電場連接到弱電網(wǎng)時，使得傳輸容量受限。
[0007]第五場景可以發(fā)生在如果由于系統(tǒng)穩(wěn)定性問題(例如，系統(tǒng)中頻率增加或者部分島式操作，即很少消耗方連同能量產(chǎn)生)而存在對吸收來自其它能量產(chǎn)生方的功率的需要時。
[0008]時常以大型電阻器組(resistor bank)的形式提供以上場景中需要的負載。然而，這樣的電阻器組龐大并且安裝和服務(wù)昂貴，特別是在與離岸風(fēng)力田連接時。
[0009]因此，可能存在對吸收由風(fēng)力田產(chǎn)生的過量功率的簡單且成本有效的方式的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]這種需要可以通過根據(jù)獨立權(quán)利要求的主題來滿足。本發(fā)明的有利實施例通過從屬權(quán)利要求來描述。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于風(fēng)電場的控制設(shè)備，所述風(fēng)電場包括用于生成電力的多個風(fēng)輪機，其中風(fēng)輪機通過風(fēng)電場電網(wǎng)(grid)而電互連。所描述的控制設(shè)備包括(a)確定單元，用于確定是否要啟用用于消耗來自風(fēng)電場電網(wǎng)的電力的風(fēng)電場負載，(b)計算單元，用于計算對于多個風(fēng)輪機中每一個的功率參考值，功率參考值指示對應(yīng)的風(fēng)輪機應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生的功率量，以及(C)傳輸單元，用于將計算的功率參考值傳輸?shù)綄?yīng)的風(fēng)輪機，其中，如果確定單元已經(jīng)確定了要啟用風(fēng)電場負載，則由處理單元所計算的至少一個功率參考值為負。
[0012]本發(fā)明的該方面是基于以下想法:可以通過向至少一個風(fēng)輪機傳輸負功率參考值來啟用風(fēng)電場負載的功能，使得至少一個風(fēng)輪機將通過被驅(qū)動為逆風(fēng)的電機來吸收來自風(fēng)電場電網(wǎng)的電力。由此，如果風(fēng)電場電網(wǎng)不能將電力(其由接收正功率參考值的風(fēng)輪機產(chǎn)生)遞送到外部電網(wǎng)等，則所述至少一個風(fēng)輪機可以充當(dāng)負載。因此，根據(jù)該方面的控制設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)電場負載而無需附加硬件，諸如電阻器組。
[0013]確定單元可以基于手動操作者輸入來確定要啟用風(fēng)電場負載。所述確定還可以基于從風(fēng)電場的其它單元或設(shè)備(例如從通過使用適當(dāng)?shù)臏y量裝備來監(jiān)視風(fēng)力田的各種狀態(tài)變量的風(fēng)電場監(jiān)視系統(tǒng))接收一個或多個控制信號。在任一種情況下，對啟用風(fēng)電場負載的需要可以在其涉及操作風(fēng)電場的特定模式這一意義上被預(yù)定，或者對啟用風(fēng)電場負載的需要可以由于故障或某些外部條件而突然和臨時發(fā)生。
[0014]每個風(fēng)輪機參考值是對單個對應(yīng)風(fēng)輪機的控制系統(tǒng)的輸入信號。風(fēng)輪機參考值可以因此被風(fēng)輪機控制系統(tǒng)使用，風(fēng)輪機控制系統(tǒng)將測量的功率值(風(fēng)輪機當(dāng)前產(chǎn)生的功率)與接收的參考功率值進行比較并且調(diào)整影響所產(chǎn)生功率的風(fēng)輪機參數(shù)(諸如旋轉(zhuǎn)速度、轉(zhuǎn)矩和槳距角(pitch angle)),以便最小化在測量的功率與參考功率值之間的差。
[0015](絕對)功率參考值可以在0.5麗(兆瓦)到20 MW的范圍中，諸如在I麗到15MW的范圍中，諸如在2麗到10 MW的范圍中，諸如在3麗到8 MW的范圍中，諸如在4 ■到6麗的范圍中，諸如在5麗左右。
[0016]通過用負功率參考值來操作風(fēng)電場的至少一個風(fēng)輪機，該至少一個風(fēng)輪機可以充當(dāng)吸收由正常操作(即以正功率參考值)的其它風(fēng)輪機產(chǎn)生的功率的負載。由此，在其中風(fēng)電場出于某種原因不能將電力遞送到外部接收方(諸如主功率電網(wǎng))的情況下，許多風(fēng)輪機可以在不需要專用風(fēng)電場負載(諸如相當(dāng)大尺寸的昂貴電阻器組)的情況下保持產(chǎn)生功率，而不是被關(guān)斷。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實施例，傳輸單元被適配成將功率參考值經(jīng)由風(fēng)電場通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綄?yīng)的風(fēng)輪機。
[0018]風(fēng)電場通信網(wǎng)絡(luò)可以是任何適合的通信網(wǎng)絡(luò)，諸如LAN網(wǎng)絡(luò)，其中每個風(fēng)輪機經(jīng)由電學(xué)或光學(xué)通信線纜而連接到網(wǎng)絡(luò)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明另外的實施例，計算的功率參考值之和基本上為零。
[0020]當(dāng)功率參考值中至少一個為負時，基本上為零的和將確保由風(fēng)電場的風(fēng)輪機產(chǎn)生的基本上所有功率將被接收負功率參考值的至少一個風(fēng)輪機消耗。因此，甚至在其中風(fēng)電場不能將任何功率遞送到外部接收方的情況下，許多風(fēng)輪機將能夠“照?！碑a(chǎn)生電力而無需風(fēng)電場中的諸如電阻器組之類的專用負載。
[0021]根據(jù)本發(fā)明另外的實施例，計算的功率參考值之和為負。
[0022]由此，同樣外部產(chǎn)生的功率可以被接收負功率參考值的至少一個風(fēng)輪機吸收。
[0023]根據(jù)本發(fā)明另外的實施例，計算的負功率參考值的數(shù)量等于或大于計算的正功率參考值的數(shù)量。
[0024]通過具有至少與正功率值的數(shù)量相同的數(shù)量的負功率參考值，可以確保充當(dāng)負載的風(fēng)輪機的數(shù)量至少等于產(chǎn)生(正)功率的風(fēng)輪機的數(shù)量。由此，充當(dāng)負載的每個風(fēng)輪機將必須最大地吸收由一個功率產(chǎn)生風(fēng)輪機所產(chǎn)生的功率量。另外，通過具有比功率產(chǎn)生風(fēng)輪機更多的功率吸收風(fēng)輪機，可以確?？傌撦d能力超過總功率產(chǎn)生，使得可以防止具有不充足負載能力的情形。
[0025]根據(jù)本發(fā)明另外的實施例，確定單元被適配成如果以下事件之一發(fā)生則確定要啟用風(fēng)電場負載:黑啟動、HVDC故障、低電壓穿越、傳輸限制、島式操作、電網(wǎng)約束。
[0026]在黑啟動或島式操作的情況下，開啟風(fēng)電場而不連接到主功率電網(wǎng)，使得需要負載來吸收由活動風(fēng)輪機產(chǎn)生的功率，直到建立與主功率電網(wǎng)的連接。
[0027]在HVDC故障或傳輸限制的情況下，到主電網(wǎng)的功率傳輸突然不可能或者受限，并且需要負載來吸收功率，直到故障或限制已經(jīng)被克服或者在風(fēng)電場的關(guān)斷期間。
[0028]在低電壓穿越的情況下，主功率電網(wǎng)暫時不能夠消耗由風(fēng)電場產(chǎn)生的所有功率并且結(jié)果需要負載以便吸收由風(fēng)電場產(chǎn)生的過量功率。
[0029]在以上實施例中，控制單元可以被配置為分離的單元或者作為場區(qū)操縱(parkpilot)(即風(fēng)電場的主控制系統(tǒng))的一部分。另外，確定、計算和傳輸單元可以被配置為分離的物理單元，例如，在印刷電路板上，或者它們可以被配置為基于軟件的控制系統(tǒng)的功能部分。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了用于產(chǎn)生電力的風(fēng)電場。所描述的風(fēng)電場包括(a)多個風(fēng)輪機，用于生成電力，風(fēng)輪機通過風(fēng)電場電網(wǎng)而電互連，以及(b)根據(jù)第一方面或以上實施例中任一個的控制設(shè)備。
[0031]本發(fā)明的該方面是基于以下想法:可以通過向至少一個風(fēng)輪機傳輸負功率參考值來啟用風(fēng)電場負載的功能，使得所述至少一個風(fēng)輪機將通過被驅(qū)動為逆風(fēng)的電機而吸收來自風(fēng)電場電網(wǎng)的電力。由此，如果風(fēng)電場不能將產(chǎn)生的電力遞送到外部主功率電網(wǎng)等，則所述至少一個風(fēng)輪機將充當(dāng)負載。因此，根據(jù)該方面的風(fēng)電場能夠使得能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)電場負載而無需附加的硬件，諸如電阻器組。
[0032]通過用負功率參考值來操作風(fēng)電場的所述至少一個風(fēng)輪機，該至少一個風(fēng)輪機可以充當(dāng)吸收由正常操作(即以正功率參考值)的其它風(fēng)輪機產(chǎn)生的功率的負載。由此，在其中風(fēng)電場不能將電力遞送到外部接收方的情況下，許多風(fēng)輪機可以保持產(chǎn)生功率而無需專用風(fēng)電場負載，諸如相當(dāng)大尺寸的昂貴電阻器組。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的實施例，風(fēng)輪機被適配成響應(yīng)于接收到負功率參考值而被驅(qū)動為電機，從而消耗來自風(fēng)電場電網(wǎng)的電力。
[0034]更特別地，在接收到負功率參考值的情況下，風(fēng)輪機能夠逆風(fēng)轉(zhuǎn)動，即充當(dāng)大型風(fēng)扇而不是發(fā)電機。
[0035]取決于風(fēng)輪機必須吸收的功率量，即負功率參考值的絕對值，風(fēng)輪機還可以被適配成調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片的旋轉(zhuǎn)速度和槳距角，以便優(yōu)化負載功能并且同時最小化損害的風(fēng)險。
[0036]根據(jù)本發(fā)明另外的實施例，風(fēng)電場還包括用于吸收電力的負載單元。
[0037]在一些情形中，為了在充當(dāng)負載的至少一個風(fēng)輪機的激活期間的短時間內(nèi)(即直到所述至少一個風(fēng)輪機已經(jīng)響應(yīng)于接收到負功率參考值而從充當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)換到充當(dāng)負載)吸收功率，相對小的專用風(fēng)電場負載單元(例如以電阻器組的形式)可以是有利的。然而，這樣的風(fēng)電場負載單元相比于被設(shè)計成充當(dāng)用于整個風(fēng)電場的單個負載的負載單元是小型且不昂貴的。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了控制風(fēng)電場的方法，風(fēng)電場包括用于生成電力的多個風(fēng)輪機，其中風(fēng)輪機通過風(fēng)電場電網(wǎng)而電互連。所描述的方法包括(a)確定是否要啟用用于消耗來自風(fēng)電場電網(wǎng)的電力的風(fēng)電場負載，(b)計算對于多個風(fēng)輪機中每一個的功率參考值，功率參考值指示對應(yīng)風(fēng)輪機應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生的功率量，以及(C)向?qū)?yīng)風(fēng)輪機傳輸所計算的功率參考值，其中(d)如果已經(jīng)確定要啟用風(fēng)電場負載，則所計算的功率參考值中至少一個為負。
[0039]本發(fā)明的該方面是基于與以上描述的第一和第二方面相同的想法。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了用于控制風(fēng)電場的計算機程序。所描述的計算機程序包括計算機可執(zhí)行指令，其當(dāng)被計算機運行時使計算機執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求的方法。
[0041 ] 本發(fā)明的該方面是基于與以上描述的第三方面相同的想法。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了被適配成響應(yīng)于接收到負功率參考值而被驅(qū)動為電機從而消耗電力的風(fēng)輪機。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了通過響應(yīng)于接收到負功率參考值而將風(fēng)輪機驅(qū)動為電機從而消耗電力來將風(fēng)輪機作為負載的使用。
[0044]要指出，已經(jīng)參照不同的主題描述了本發(fā)明的實施例。特別地，已經(jīng)參照方法類型權(quán)利要求描述了一些實施例，而已經(jīng)參照裝置類型權(quán)利要求描述了其它實施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將從以上和以下描述中明了，除非另行指示，否則除了屬于一種類型的主題的特征的任何組合之外，還有涉及不同主題的特征的任何組合，特別是方法類型權(quán)利要求的特征與裝置類型權(quán)利要求的特征的組合，是本文獻的公開內(nèi)容的部分。
[0045]以上限定的方面和本發(fā)明另外的方面從要在下文描述的實施例的示例中顯而易見并且參照實施例的示例加以解釋。將在下文中參照實施例的示例更加詳細地描述本發(fā)明。然而，明確指出，本發(fā)明不限于所描述的示例性實施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1示出風(fēng)輪機的示意性概覽。
[0047]圖2示出用于風(fēng)輪機的電網(wǎng)側(cè)轉(zhuǎn)換器控制系統(tǒng)的框圖。
[0048]圖3示出用于風(fēng)輪機的發(fā)電機側(cè)轉(zhuǎn)換器控制系統(tǒng)的框圖。
[0049]圖4示出風(fēng)輪機的原理性框圖。

【具體實施方式】
[0050]附圖中的圖示是示意性的。要指出，在不同的圖中，類似的或相同的元件被提供有相同的參考數(shù)字或僅在第一數(shù)位內(nèi)不同的參考數(shù)字。
[0051]圖1示出風(fēng)輪機的示意性概覽。風(fēng)輪機包括發(fā)電機110、發(fā)電機側(cè)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)120、電網(wǎng)側(cè)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)130、PWM濾波器140、開關(guān)142以及變壓器144。更特別地，當(dāng)風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子(未示出)由于影響于對應(yīng)轉(zhuǎn)子葉片(未示出)的風(fēng)而旋轉(zhuǎn)時，發(fā)電機110將旋轉(zhuǎn)能量變換成三相電流。來自發(fā)電機110的電流被饋送到發(fā)電機側(cè)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)120并且被轉(zhuǎn)換至DC。DC電流進而被饋送到電網(wǎng)側(cè)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)130，其將它轉(zhuǎn)換成三相的交流電流。這些AC電流通過PWM濾波器140經(jīng)由開關(guān)142被饋送到變壓器144，其連接到電網(wǎng)(未示出)。
[0052]圖2示出電網(wǎng)側(cè)轉(zhuǎn)換器控制系統(tǒng)231的框圖?？刂葡到y(tǒng)231包括減法單元232、電壓控制器233、減法器(subtract1n) 234、電流控制器235、電網(wǎng)側(cè)轉(zhuǎn)換器設(shè)施236以及用于dc鏈路電容器組237的設(shè)施。更特別地，減法單元接收目前輸出電壓Vdc和參考電壓V*DC作為輸入并且將對應(yīng)的差值饋送到電壓控制器233。來自電壓控制器233的輸出被饋送到減法單元234的正輸入端并且當(dāng)前輸出電流ia，e被饋送到減法單元234的負輸入端。來自減法單元234的輸出通過電流控制器235、PWM放大器236和輸出阻抗237被饋送。由此，電網(wǎng)側(cè)轉(zhuǎn)換器控制系統(tǒng)能夠通過遞送由發(fā)電機生成/消耗的有效功率而將dc鏈路電壓調(diào)節(jié)到其參考電壓。
[0053]圖3示出發(fā)電機側(cè)轉(zhuǎn)換器控制系統(tǒng)321的框圖?？刂葡到y(tǒng)321包括減法單元322、功率控制器323、減法器324、電流控制器325和發(fā)電機側(cè)轉(zhuǎn)換器設(shè)施326。更特別地，減法單元322在其相應(yīng)輸入端處接收功率參考值P*和實際的功率值P并且將差值(即P*_P)饋送到功率控制器323。來自功率控制器323的輸出被饋送到減法單元324的正輸入端并且相對于實際輸出功率P的差被饋送到電流控制器325。來自電流控制器325的輸出被饋送到發(fā)電機側(cè)轉(zhuǎn)換器設(shè)施326以便調(diào)整電力的頻率。
[0054]圖4示出依照本發(fā)明的風(fēng)輪機400的原理性框圖。如所示，風(fēng)輪機400包括渦輪控制器450、槳距致動器454和葉片456。要指出，可以使用多于一個的葉片456并且本公開同樣涉及包括多個葉片456 (例如3個葉片456)的風(fēng)輪機。
[0055]在操作中，風(fēng)輪機400經(jīng)由輸入端452接收功率參考值以及各種測量值，諸如葉片位置、轉(zhuǎn)子速度、消耗的功率等等。要指出，輸入端452可以由若干單獨的輸入端構(gòu)成，盡管它在圖4中被描繪為單個輸入端。鑒于接收到的功率參考值而調(diào)整由轉(zhuǎn)動風(fēng)輪機發(fā)電機(未示出)的葉片而引起的功率負載。為了將功率負載適配成盡可能接近地匹配所接收到的功率參考，可以通過調(diào)整葉片456的槳距角和/或通過調(diào)整葉片轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)速度來調(diào)整功率負載。因此，控制系統(tǒng)(圖4中的渦輪控制器450)可以自由地和依賴于環(huán)境決定通過調(diào)整葉片456的旋轉(zhuǎn)速度和/或槳距角來調(diào)整功率負載。
[0056]更特別地，如果槳距角保持恒定，則通過用于轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子的功率量來調(diào)整旋轉(zhuǎn)速度。類似地，如果旋轉(zhuǎn)速度保持恒定，則可以通過修改葉片456的槳距角來調(diào)整功率。要指出，貫穿整個旋轉(zhuǎn)，葉片槳距角不必保持恒定。從機械負載的角度來看，根據(jù)每個葉片在哪里而使用變化的(例如正弦的)槳距角(即計算對每個葉片的槳距參考)可以是優(yōu)勢。
[0057]如圖4中所示，渦輪控制器450基于經(jīng)由輸入端452接收的功率參考值和測量數(shù)據(jù)來計算對于每個葉片456的期望的葉片位置和槳距致動器動作。結(jié)果得到的控制信號被饋送到槳距致動器454，其相應(yīng)地調(diào)整葉片456的槳距角。
[0058]在本發(fā)明的實施例中，風(fēng)力田包括對應(yīng)于圖1的多個風(fēng)輪機。每個風(fēng)輪機包括對應(yīng)于圖2和3的相應(yīng)圖示的電網(wǎng)側(cè)轉(zhuǎn)換器控制系統(tǒng)231和發(fā)電機側(cè)轉(zhuǎn)換器控制系統(tǒng)321。風(fēng)輪機通過相應(yīng)的變壓器144連接到風(fēng)電場電網(wǎng)并且連接到風(fēng)力部分通信網(wǎng)絡(luò)(未示出)。風(fēng)輪機被控制設(shè)備(場區(qū)操縱)控制，所述控制設(shè)備基于諸如涉及例如風(fēng)電場電網(wǎng)中的功率、電壓、電流、相位等的測量數(shù)據(jù)之類的各種內(nèi)部參數(shù)和諸如來自外部公用電網(wǎng)的測量和狀態(tài)數(shù)據(jù)之類的外部參數(shù)來控制單獨的風(fēng)輪機。該控制的一部分在于將功率參考值通過風(fēng)電場通信網(wǎng)絡(luò)饋送到每個風(fēng)輪機以便控制由每個風(fēng)輪機產(chǎn)生的功率量。如果發(fā)生使通過風(fēng)電場內(nèi)負載的功率消耗成為必需的情形，例如，其中外部公用電網(wǎng)斷開或者不能消耗由風(fēng)電場產(chǎn)生的一些或所有功率的情形，則控制設(shè)備將生成一個或多個負功率參考值，使得接收(這些)負功率參考值的(多個)風(fēng)輪機將在它/它們將被逆風(fēng)驅(qū)動的意義上產(chǎn)生負功率并且由此，通過在相反方向上旋轉(zhuǎn)，充當(dāng)消耗過量功率(即風(fēng)電場不能遞送到外部公用電網(wǎng)的功率)的負載。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備提供了在短期功率系統(tǒng)穩(wěn)定性中的顯著改善而不招致顯著的附加成本。更特別地，控制設(shè)備允許風(fēng)電場以有效方式應(yīng)對短期HVDC故障和低電壓穿越而無需附加的硬件，諸如電阻器組。此外，控制設(shè)備能夠在沒有諸如電阻器組之類的專用負載的情況下應(yīng)對黑啟動。
[0060]要指出，術(shù)語“包括”不排除其它元件或步驟并且冠詞“一”或“一個”的使用不排除多個。而且，與不同實施例相關(guān)聯(lián)地描述的元件可以組合。還要指出，權(quán)利要求中的參考標記不會被解釋為限制權(quán)利要求的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于風(fēng)電場的控制設(shè)備，所述風(fēng)電場包括用于生成電力的多個風(fēng)輪機，其中所述風(fēng)輪機通過風(fēng)電場電網(wǎng)而電互連，所述控制設(shè)備包括 確定單元，用于確定是否要啟用用于消耗來自風(fēng)電場電網(wǎng)的電力的風(fēng)電場負載， 計算單元，用于計算對于多個風(fēng)輪機中每一個的功率參考值，所述功率參考值指示對應(yīng)的風(fēng)輪機應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生的功率量，以及 傳輸單元，用于將計算的功率參考值傳輸?shù)綄?yīng)的風(fēng)輪機， 其中，如果確定單元已經(jīng)確定了要啟用風(fēng)電場負載，則由處理單元計算的至少一個功率參考值為負。
2.根據(jù)前項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述傳輸單元被適配成將功率參考值經(jīng)由風(fēng)電場通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綄?yīng)的風(fēng)輪機。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其中計算的功率參考值之和為零。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其中計算的負功率參考值的數(shù)量等于或大于計算的正功率參考值的數(shù)量。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的設(shè)備，其中所述確定單元被適配成如果以下事件之一發(fā)生則確定要啟用風(fēng)電場負載:黑啟動、HVDC故障、弱電網(wǎng)傳輸限制以及低電壓穿越。
6.一種用于產(chǎn)生電力的風(fēng)電場，所述風(fēng)電場包括 多個風(fēng)輪機，用于生成電力，所述風(fēng)輪機通過風(fēng)電場電網(wǎng)而電互連，以及 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制設(shè)備。
7.根據(jù)前項權(quán)利要求所述的風(fēng)電場，其中風(fēng)輪機被適配成響應(yīng)于接收到負功率參考值而被驅(qū)動為電機，從而消耗來自風(fēng)電場電網(wǎng)的電力。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求6或7所述的風(fēng)電場，還包括用于吸收電力的負載單元。
9.一種控制風(fēng)電場的方法，所述風(fēng)電場包括用于生成電力的多個風(fēng)輪機，其中所述風(fēng)輪機通過風(fēng)電場電網(wǎng)而電互連，所述方法包括 確定是否要啟用用于消耗來自風(fēng)電場電網(wǎng)的電力的風(fēng)電場負載， 計算對于多個風(fēng)輪機中每一個的功率參考值，所述功率參考值指示對應(yīng)風(fēng)輪機應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生的功率量，以及 向?qū)?yīng)的風(fēng)輪機傳輸所計算的功率參考值， 其中，如果已經(jīng)確定了要啟用風(fēng)電場負載，則所計算的功率參考值中至少一個為負。
10.一種用于控制風(fēng)電場的計算機程序，所述計算機程序包括計算機可執(zhí)行指令，其當(dāng)被計算機運行時使計算機執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求的方法。
11.一種被適配成響應(yīng)于接收到負功率參考值而被驅(qū)動為電機從而消耗電力的風(fēng)輪機。
12.通過響應(yīng)于接收到負功率參考值而將風(fēng)輪機驅(qū)動為電機從而消耗電力來將風(fēng)輪機作為負載的使用。
【文檔編號】F03D9/00GK104279122SQ201410330570
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】B.安德烈森, N.戈爾登鮑姆, M.斯托埃特魯普, J.蒂斯泰德, 殷波 申請人:西門子公司