專利名稱：用于風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)的連續(xù)無功功率支持的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電功率的產(chǎn)生和分配。更具體地，本發(fā)明涉及用于無功負(fù)載的電功率供給補(bǔ)償。
背景技術(shù)：
輸配電網(wǎng)從發(fā)電裝置發(fā)送電能給終端用戶。輸配電系統(tǒng)上的電壓管理是該系統(tǒng)運(yùn)行和設(shè)計(jì)的重要因素。在典型的系統(tǒng)中，無功功率流對電壓具有很大的影響。無功功率流可受到發(fā)電源、輸配電系統(tǒng)中的改變、旁路無功元件的增加以及負(fù)載的影響。此外，過大的無功功率流可升高電壓并在輸電線、變壓器和其它電子元件上施加過度的應(yīng)力。
參考圖1、2和3，電功率具有至少兩個(gè)與功率分配有關(guān)的特性電壓和電流。在大型功率配電網(wǎng)中，電壓和電流都隨時(shí)間變化。當(dāng)瞬時(shí)電壓與瞬時(shí)電流相乘時(shí)，結(jié)果為瞬時(shí)功率。在大多數(shù)配電網(wǎng)中，電壓和電流具有正弦波形。
如果無功功率(即VAR)流為零，電壓和電流波同相，如圖1所示，其中v(ωt)為隨時(shí)間變化的電壓波形，i(ωt)為隨時(shí)間變化的電流波形。然而，如果無功功率(即感性或容性)不為零，電壓波形v(ωt)將不與電流波形i(ωt)同相。電流滯后或超前電壓的量可通過功率因數(shù)角φ進(jìn)行量化，該功率因數(shù)角表示一個(gè)周期中電流超前或滯后電壓的部分。一個(gè)周期為2π或360度，功率因數(shù)角φ為電流和電壓的周期差。
關(guān)于恒定電壓波形v(ωt)，滯后電流用圖2中的i(ωt-φ)表示，超前電流用圖3中的i(ωt+φ)表示。電流滯后或超前電壓的量可通過功率因數(shù)角φ進(jìn)行量化，該功率因數(shù)角表示一個(gè)周期中電流超前或滯后電壓的部分。一個(gè)周期為2π或360度，功率因數(shù)角φ為電流和電壓的周期差。
從電力傳輸?shù)挠^點(diǎn)考慮，無功功率因數(shù)是非常重要的。由于大多數(shù)輸電系統(tǒng)為感性的，因此增加的無功電流分量(即，容性VAR)將使得電壓升高。相反，減小的無功功率分量(即，感性VAR)將使得電壓降低。
風(fēng)力農(nóng)場無功功率流控制可由單個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)，旁路元件(如，開關(guān)電容器或開關(guān)電抗器)，變壓器抽頭變換器或這些元件的某些組合來實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
一種變速風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，包括產(chǎn)生有效功率和無功功率的發(fā)電機(jī)和與發(fā)電機(jī)連接的系統(tǒng)控制器，該系統(tǒng)控制器基于單個(gè)發(fā)電機(jī)的熱容量和/或電壓極限控制由單個(gè)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的有效和無功功率，從而使得該發(fā)電機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)提供所需要的有效和無功功率。


本發(fā)明通過實(shí)施例但并非為限定方式示于附圖中，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
圖1示出了電壓與電流同相的波形。
圖2示出了電壓超前電流的波形。
圖3示出了電壓滯后電流的波形。
圖4是風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)的閉環(huán)實(shí)施例的框圖，其中風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)可單獨(dú)進(jìn)行控制以提供無功功率支持。
圖5是風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)的開環(huán)實(shí)施例的框圖，其中風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)可單獨(dú)進(jìn)行控制以提供無功功率支持。
圖6是風(fēng)輪機(jī)的有效和無功功率容量的曲線概念圖。
圖7是風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)中單個(gè)風(fēng)輪機(jī)的動(dòng)態(tài)無功功率控制的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
圖8是優(yōu)化控制器的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
圖9是在電力系統(tǒng)中的固定位置上提供期望電壓曲線的實(shí)例傳遞函數(shù)。
圖10是單個(gè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例優(yōu)化比較。
圖11是與圖10的優(yōu)化比較相對應(yīng)的簡單網(wǎng)絡(luò)。
圖12是雙反饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
具體實(shí)施例方式
在下面的描述中，為了便于解釋，給出大量的特定細(xì)節(jié)以提供本發(fā)明的透徹理解。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)也是很明顯的。在其他實(shí)施例中，為了避免使發(fā)明不清楚，結(jié)構(gòu)和設(shè)備以框圖的形式示出。
此處所述的技術(shù)提供電壓以利用風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(即，風(fēng)力農(nóng)場)的總?cè)萘?，從而提供?dòng)態(tài)VAR(無功功率支持)。系統(tǒng)中由單個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)提供的VAR支持可動(dòng)態(tài)改變以適應(yīng)使用參數(shù)。
風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)可基于有效功率產(chǎn)生和功率因數(shù)提供VAR支持。這類VAR支持可用例如方程式進(jìn)行表示，該方程式為VAR＝Watt*tan(θ)其中θ為功率因數(shù)角。功率因數(shù)控制具有一些缺點(diǎn)。由于VAR支持與功率輸出的平方成比例，因此該技術(shù)不使用每個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)的總?cè)萘浚鐖D6所示。同樣，功率因數(shù)控制有時(shí)可導(dǎo)致執(zhí)行錯(cuò)誤的動(dòng)作從而自然的在公共耦合點(diǎn)(PCC)上維持期望電壓。
在一個(gè)實(shí)施例中，電壓控制器監(jiān)測風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(例如風(fēng)力農(nóng)場)和與公共電網(wǎng)的連接之間的公共耦合點(diǎn)(PCC)。該電壓控制器測量電網(wǎng)電壓并且將該電網(wǎng)電壓與期望的電壓比較。該電壓控制器計(jì)算從風(fēng)力農(nóng)場系統(tǒng)所需的無功功率量，從而使得電網(wǎng)電壓在期望范圍內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施例中，為了在PCC上提供期望功率(包括無功功率)，動(dòng)態(tài)電壓控制器通過配電控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)送無功功率指令給每個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)。該風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)翻譯所收到的指令并激勵(lì)其發(fā)電機(jī)產(chǎn)生所要求的無功功率。當(dāng)無功功率改變時(shí)，所測得的電網(wǎng)電壓向期望電壓電平移動(dòng)。因此，該系統(tǒng)提供閉環(huán)電壓控制系統(tǒng)。
風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)由與渦輪葉片機(jī)械連接的旋轉(zhuǎn)電機(jī)組成。風(fēng)輪機(jī)的機(jī)械能通過收集器系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭鬟f給電網(wǎng)的電能。電力變換器用來控制有效和無功功率流。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖12所示，發(fā)電機(jī)是具有繞線轉(zhuǎn)子和滑環(huán)的雙反饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)。與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接的變頻電力變換器激勵(lì)系統(tǒng)使得發(fā)電機(jī)以從(例如)800rpm到1600rpm范圍內(nèi)的速度運(yùn)行。該變頻電力變換器激勵(lì)系統(tǒng)也用于調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的無功功率輸出。
為了產(chǎn)生無功功率，頻率變換器發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間等效于靜態(tài)VAR調(diào)節(jié)器。該電力變換器也可獨(dú)立于發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制，從而為收集器系統(tǒng)提供無功功率，如圖12所示。
圖4是風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)的閉環(huán)實(shí)施例的框圖，其中風(fēng)輪發(fā)電機(jī)可單獨(dú)進(jìn)行控制以提供無功功率支持。示出了風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)400，其具有兩個(gè)風(fēng)輪機(jī)(410和412)，每一個(gè)包括一個(gè)發(fā)電機(jī)。然而，在使用在此所述的技術(shù)的系統(tǒng)中，可包括任何數(shù)量的風(fēng)輪機(jī)。
每個(gè)風(fēng)輪機(jī)電連接到公共耦合點(diǎn)(PCC)420上。由于許多風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)包括大量的大面積分布的風(fēng)輪機(jī)，因此每個(gè)風(fēng)輪機(jī)和PCC420之間的距離可以改變。
系統(tǒng)測量430與PCC420連接。系統(tǒng)測量430的一個(gè)功能是監(jiān)測PCC420上的電壓，電流和功率。系統(tǒng)測量430基于PCC420上的電壓將信號提供給濾波器440和441，線路電壓降補(bǔ)償器445和電壓控制器450。在提供給濾波器440，線路電壓降補(bǔ)償器445和電壓控制器450的信號中也可包括其他因數(shù)。
線路電壓降補(bǔ)償器445是用于補(bǔ)償電壓降的任意元件，該電壓降由從PCC420到公共電網(wǎng)430的傳送所引起。在一個(gè)實(shí)施例中，該補(bǔ)償包括線路負(fù)載的影響。在一個(gè)實(shí)施例中，PCC上的電壓(Es)和電流(Is)測量和公共電網(wǎng)中所計(jì)算的電壓(Er)之間的關(guān)系為Er＝A·Es+B·Is，其中A和B為派生出傳輸線參數(shù)(如線路阻抗和旁路電抗)的復(fù)合系數(shù)。圖9是提供在電力系統(tǒng)的固定位置上的期望電壓曲線的實(shí)施例傳遞函數(shù)。通常，傳遞函數(shù)的形狀對于各個(gè)應(yīng)用可以不相同，這取決于詳細(xì)的電力系統(tǒng)研究。
系統(tǒng)測量430將與在PCC420上測得的電壓對應(yīng)的信號提供給濾波器440，將與在PCC420上測得的電流對應(yīng)的信號提供給濾波器441。濾波器440濾出諧波和噪聲，并將與PCC420上的電壓對應(yīng)的濾波信號提供給電壓控制器450和線路電壓降補(bǔ)償器445。濾波器441濾出諧波和噪聲，并將與PCC420上的電流對應(yīng)的濾波信號提供給線路電壓降補(bǔ)償器445。線路電壓降補(bǔ)償器445是用作補(bǔ)償電壓降的任意元件，該電壓降由從PCC420到公共電網(wǎng)430或在系統(tǒng)400內(nèi)的傳送所引起。在一個(gè)實(shí)施例中，來自濾波器440和線路電壓降補(bǔ)償器445的輸出信號結(jié)合以提供輸入信號給電壓控制器450。
在一個(gè)實(shí)施例中，PI控制器450確定將要提供給PCC420的期望無功功率?？筛鶕?jù)作為整體的系統(tǒng)400、單個(gè)風(fēng)輪機(jī)和渦輪機(jī)組提供該無功功率。
優(yōu)化控制器460是接收來自電力調(diào)制器470的電力調(diào)節(jié)信號、來自電壓控制器450的風(fēng)力農(nóng)場VAR信號、來自旁路電容器/電抗器管理480的VAR調(diào)節(jié)信號的任意元件。該優(yōu)化控制器460為每個(gè)風(fēng)輪機(jī)計(jì)算單個(gè)無功功率指令，該無功功率指令使風(fēng)力農(nóng)場系統(tǒng)損耗最小或者優(yōu)化了收集器系統(tǒng)電壓分配。優(yōu)化控制器的一個(gè)實(shí)施例在下面參考圖8進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
數(shù)學(xué)上的優(yōu)化問題通常描述為使?jié)M足某些約束條件的目標(biāo)函數(shù)J(u，x)最小。以矩陣符號表示為最小J(u，x)滿足d(u，x)＝0e(u，x)≤0x系統(tǒng)變量(如，母線電壓，功率因數(shù))u控制變量(如，發(fā)電機(jī)無功功率)J(u，x)目標(biāo)函數(shù)d(u，x)等式約束e(u，x)不等式約束采樣目標(biāo)函數(shù)示于方程式(1)。該函數(shù)旨在使?jié)M足維持在風(fēng)力農(nóng)場PCC上的功率因數(shù)的配電線路損耗(PL)最小。其可要求為建立特性體系，以執(zhí)行節(jié)點(diǎn)支路上更緊密的電壓公差帶。
最小J=Σk=1nPLk]]>方程式(1)滿足系統(tǒng)PF＝0.95(過激)為了進(jìn)行演示，對于圖11的簡單網(wǎng)絡(luò)，圖10中示出了簡單的優(yōu)化對比。
某些風(fēng)力農(nóng)場應(yīng)用要求在風(fēng)力農(nóng)場中增加開關(guān)電容器404和開關(guān)電抗器406。旁路電容器/電抗器管理480是將這些開關(guān)元件的運(yùn)行和風(fēng)輪機(jī)410與412的無功功率輸出進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化的任意元件。任一變壓器抽頭變換器402也可與開關(guān)電抗器406、電容器404以及風(fēng)輪機(jī)VAR信號進(jìn)行協(xié)調(diào)。
系統(tǒng)400的風(fēng)輪機(jī)從電壓控制器450和任意優(yōu)化控制器460接收功率指令，并且單獨(dú)對這些指令作出反應(yīng)。功率調(diào)節(jié)和VAR指令可通過共享的數(shù)據(jù)總線分配給風(fēng)輪機(jī)，同時(shí)每個(gè)風(fēng)輪機(jī)具有地址和其他識別器?？商鎿Q地，功率調(diào)節(jié)和VAR指令可通過每個(gè)連接如通過集線器設(shè)備分配到風(fēng)輪機(jī)上。
當(dāng)風(fēng)輪機(jī)對指令作出反應(yīng)時(shí)，每個(gè)風(fēng)輪機(jī)的控制系統(tǒng)導(dǎo)致必要的改變(如葉片螺距改變，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩改變)，從而提供由功率指令所指示的有效和無功功率。單個(gè)風(fēng)輪機(jī)控制的結(jié)果是，PCC420上的有效和無功功率可被動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)從而提供期望特性，這些特性提高了風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)400的性能及附加好處。這些好處包括，但并不局限于，閃爍減小，電壓管理，電力縮小，以及電力系統(tǒng)穩(wěn)定。
圖5是風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)的開環(huán)實(shí)施例的框圖，其中風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)可單獨(dú)進(jìn)行控制從而提供無功功率支持。風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)500包括如上所述的風(fēng)輪機(jī)(410和412)和與公共電網(wǎng)430連接的PCC420。與圖4的系統(tǒng)400一樣，可包括任何數(shù)量的風(fēng)輪機(jī)。
系統(tǒng)測量550監(jiān)測由風(fēng)輪機(jī)提供給PCC420的功率。系統(tǒng)測量550將與PCC420上測得的功率對應(yīng)的信號提供給濾波器560。濾波器560濾出快速的功率波動(dòng)，并將與PCC420上的功率對應(yīng)的濾波信號提供給VAR/Watt傳遞函數(shù)590。在一個(gè)實(shí)施例中，VAR/Watt傳遞函數(shù)590為恒定功率因數(shù)特性曲線。VAR/Watt傳遞函數(shù)逼近電力系統(tǒng)中的一點(diǎn)上的期望電壓曲線。VAR/Watt傳遞函數(shù)的一個(gè)實(shí)施例示于圖9中。
VAR/Watt傳遞函數(shù)590比較來自濾波器560的功率信號(P)和VAR/Watt曲線，從而動(dòng)態(tài)地確定由系統(tǒng)500提供的無功功率。
為了進(jìn)行局部控制，在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)信號(Q0和dQ/dP)由VAR/Watt傳遞函數(shù)590傳送到風(fēng)輪機(jī)(410和412)。該風(fēng)輪機(jī)(410和412)局部控制形式為Q0+(dQ/dP)P其中Q0為在系統(tǒng)中提供給所有風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)的公共無功功率項(xiàng)，以及(dQ/dP)為用于通過風(fēng)輪機(jī)(410和412)局部控制而進(jìn)行快速動(dòng)態(tài)控制的斜率項(xiàng)。
圖6是風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)的有效和無功功率容量的示意圖。該有效功率可在圖6所示的界限內(nèi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。
圖4和5的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供幾種重要的特點(diǎn)。系統(tǒng)中作為靜態(tài)VAR補(bǔ)償器運(yùn)行的每個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)的容量在圖6所示的容量曲線內(nèi)進(jìn)行使用。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)風(fēng)輪機(jī)不運(yùn)行時(shí)，風(fēng)輪機(jī)電力變換器的無功功率補(bǔ)償容量可進(jìn)行使用。在一個(gè)實(shí)施例中，電力系統(tǒng)衰減(如功率擺動(dòng)角，功率擺動(dòng)角改變的頻率和速率)可通過調(diào)制在單個(gè)發(fā)電機(jī)電平和系統(tǒng)電平上的有效和無功功率產(chǎn)生而進(jìn)行控制。
圖7是風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)中的單個(gè)風(fēng)輪機(jī)的動(dòng)態(tài)功率控制的一實(shí)施例的流程圖。確定提供給預(yù)定位置的期望的公共控制信號(如，電壓、功率因數(shù)或VAR)，710。該預(yù)定位置典型的為公共耦合點(diǎn)(PCC)；然而，例如，如果風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)位于很遠(yuǎn)的位置，預(yù)定位置可為基于線路電壓降補(bǔ)償算法的計(jì)劃點(diǎn)。
測量傳送給預(yù)定位置的風(fēng)力農(nóng)場功率或電壓輸出，720。所測得的輸出與期望控制信號進(jìn)行比較，730。響應(yīng)該比較，風(fēng)力農(nóng)場的控制系統(tǒng)確定需要將期望功率提供給預(yù)定位置的任何校正的大小。
該控制系統(tǒng)確定由每個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)提供的有效和無功功率，從而將期望控制提供給預(yù)定位置。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)可接收指令從而提供有效和無功功率的不同組合。風(fēng)力農(nóng)場的物理結(jié)構(gòu)包括，例如，發(fā)電機(jī)的類型、風(fēng)輪機(jī)的位置、收集器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和風(fēng)輪機(jī)和PCC之間的距離，該風(fēng)力農(nóng)場物理結(jié)構(gòu)可用于確定提供給每個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)的功率指令，從而改進(jìn)減少損耗的系統(tǒng)性能和電壓曲線。
將功率指令傳送給每個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)，740。該功率指令可采用本領(lǐng)域中已經(jīng)公知的任何媒介進(jìn)行傳送，不論是有線的還是無線的。同樣，本領(lǐng)域中能在一組電壓接收站內(nèi)將指令傳送給每個(gè)接收站的任何協(xié)議均可使用。如果必要，每個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)響應(yīng)功率指令來調(diào)節(jié)它們的每個(gè)輸出，750。
圖8是優(yōu)化控制器的一個(gè)實(shí)施例的框圖。方框810執(zhí)行風(fēng)力農(nóng)場VAR信號和由開關(guān)電容器和電抗器產(chǎn)生的VAR之間的誤差上的死區(qū)(deadband)特性。方框820的時(shí)間積分用于建立激勵(lì)電容器和電抗器組的開關(guān)的逆時(shí)特性。方框830用于確定哪個(gè)電容器和電抗器組進(jìn)行開關(guān)。
說明書中“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的標(biāo)志意味著，結(jié)合該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。說明書中不同位置中的短語“一個(gè)實(shí)施例中”的出現(xiàn)不一定都表示相同的在前述的說明書中，本發(fā)明已經(jīng)參考其特定實(shí)施例進(jìn)行描述。然而，明顯的是不脫離本發(fā)明的更寬的精神和范圍可進(jìn)行各種變形和改變。因此，說明書和附圖僅為示意性示出而不是限定性的。
權(quán)利要求
1.一種變速風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)發(fā)電機(jī)，以產(chǎn)生有效和無功功率，其中一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)包括控制有效功率和無功功率流的變頻變換器激勵(lì)系統(tǒng)，并且其中變頻變換器激勵(lì)系統(tǒng)能夠與所述多個(gè)發(fā)電機(jī)無關(guān)地分配無功功率；以及與多個(gè)發(fā)電機(jī)連接的系統(tǒng)控制器，從而基于單個(gè)發(fā)電機(jī)的熱容量和/或電壓極限控制由多個(gè)發(fā)電機(jī)中的單個(gè)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的有效和無功功率，從而使得多個(gè)發(fā)電機(jī)提供要求的有效和無功功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，還包括與多個(gè)發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)控制器連接的開關(guān)功率管理元件，其中該開關(guān)功率管理元件由系統(tǒng)控制器進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，其中有效和無功功率指令可由系統(tǒng)控制器從公共電網(wǎng)操作者進(jìn)行接收。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，其中無功功率指令與開關(guān)功率管理元件的調(diào)節(jié)相協(xié)調(diào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，其中系統(tǒng)控制器使多個(gè)發(fā)電機(jī)中的所述單個(gè)發(fā)電機(jī)的每個(gè)基本上產(chǎn)生相同的無功功率。
6.一種方法，包括確定提供給預(yù)定位置的功率；將指令提供給多風(fēng)輪機(jī)系統(tǒng)中的每個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)，其中一個(gè)或多個(gè)發(fā)電機(jī)包括控制有效和無功功率流的變頻變換器激勵(lì)系統(tǒng)，并且其中變頻變換器激勵(lì)系統(tǒng)能夠與所述多個(gè)發(fā)電機(jī)無關(guān)地分配無功功率，該指令基于單個(gè)發(fā)電機(jī)的熱容量和/或電壓極限控制由多個(gè)發(fā)電機(jī)中的單個(gè)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的有效和無功功率，從而使得多個(gè)發(fā)電機(jī)提供要求的有效和無功功率；以及響應(yīng)該指令從風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)提供功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中每個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)的指令進(jìn)一步包括有效和/或無功功率調(diào)制信號，從而基于公共參考指令調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括控制與多個(gè)發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)控制器連接的開關(guān)功率管理元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中單個(gè)發(fā)電機(jī)作為靜態(tài)VAR調(diào)節(jié)器在任何風(fēng)力條件下運(yùn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中單個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)的指令包括形式為Q0+(dQ/dP)P的無功功率成分，其中Q0為額定VAR運(yùn)行點(diǎn)，其提供給系統(tǒng)中所有的風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)，且(dQ/dP)P為風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)功率(P)乘以無功功率/有效功率增長斜率。
全文摘要
風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的有效和無功功率控制。在此描述的技術(shù)提供電壓，以利用風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(400)的總?cè)萘?，從而提供?dòng)態(tài)VAR(無功功率支持)。由系統(tǒng)中的單個(gè)風(fēng)輪機(jī)發(fā)電機(jī)(410，412)提供的VAR支持可動(dòng)態(tài)改變以適應(yīng)使用參數(shù)。
文檔編號F03D9/00GK1630157SQ20041005676
公開日2005年6月22日 申請日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月18日
發(fā)明者T·A·維爾金斯, N·M·埃爾卡霍蒂, R·A·瓦林, J·P·萊昂斯, R·W·德爾梅里科, S·波斯, N·W·米勒 申請人:通用電氣公司