用于利用調(diào)度算法運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電力系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)以及被布置為與所述多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行通信的發(fā)電廠控制器的電力系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的每個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)與風(fēng)力渦輪機(jī)控制器有關(guān)，所述風(fēng)力渦輪機(jī)控制器被布置為根據(jù)從所述風(fēng)力發(fā)電廠控制器接收的有功功率設(shè)定點(diǎn)來控制其相關(guān)的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的有功功率輸出；風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的第一子集以不受所述有功功率設(shè)定點(diǎn)限制的有功功率輸出運(yùn)行；并且風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的第二子集根據(jù)有功功率設(shè)定點(diǎn)運(yùn)行；并且其中，所述風(fēng)力發(fā)電廠控制器根據(jù)所述多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的所述第一子集的有功功率輸出來傳輸所述有功功率設(shè)定點(diǎn)，以便減小所述多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的所述第一子集和所述第二子集的總的有功功率輸出的有功功率波動(dòng)。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的方法。
【專利說明】用于利用調(diào)度算法運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電力系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有減小的功率波動(dòng)的電力系統(tǒng)，并且涉及用于減小風(fēng)力發(fā)電廠的功 率波動(dòng)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在公用電網(wǎng)中，消費(fèi)者通?？梢砸圆皇芸刂频姆绞较碾娏?。由于電網(wǎng)內(nèi)幾乎不 能存儲(chǔ)任何能量，因而在產(chǎn)生的功率與消耗的功率之間不可能存在不平衡。因此，功率的瞬 時(shí)產(chǎn)量應(yīng)當(dāng)與瞬時(shí)功率消耗匹配。由于傳統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)加速，過度生產(chǎn)使電網(wǎng)頻率的增 加超過額定值（例如，50或者60Hz)，而過度消耗使電網(wǎng)頻率的減小超過額定值（例如，50 或60Hz)的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)那時(shí)將減速。
[0003] 為了使電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定，通常大約10%的發(fā)電機(jī)促進(jìn)所謂的"主要功率控制"。也 被稱為"主要控制器"的這些發(fā)電機(jī)在頻率下降至額定值以下時(shí)增大功率輸出，并且在頻率 上升至額定值以上時(shí)減小功率輸出。
[0004] 通常，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)對(duì)主要控制不起作用，首先是因?yàn)轱L(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)通常不 能通過命令來增大其輸出功率（因?yàn)樗鼈兺ǔＲ灶~定負(fù)載運(yùn)行，或者當(dāng)以部分負(fù)載運(yùn)行 時(shí)，它們以最佳工作點(diǎn)運(yùn)行），并且其次是因?yàn)橥ǔ?yīng)該充分利用可用的風(fēng)力發(fā)電。
[0005] -般而言，風(fēng)力發(fā)電增加了額外的電網(wǎng)不穩(wěn)定性時(shí)刻，因?yàn)樵陲L(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)中 占大部分的情況下，不僅消耗是不受控制的，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的產(chǎn)量也是不受控制的。盡管 風(fēng)力預(yù)報(bào)能夠在長(zhǎng)期上（在數(shù)小時(shí)的水平上）相當(dāng)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)量，但是風(fēng)速通 常在短期上（在數(shù)分鐘到幾秒的水平上）以不可預(yù)測(cè)的方式發(fā)生波動(dòng)。以部分負(fù)載運(yùn)行的 (即，在風(fēng)速低于所考慮的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的額定風(fēng)速時(shí)）風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)通常會(huì)將這些 風(fēng)速波動(dòng)轉(zhuǎn)換成所產(chǎn)生的并且被供應(yīng)到電網(wǎng)的實(shí)際功率量的相應(yīng)波動(dòng)。當(dāng)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī) 以額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，通常只有在超過額定值的風(fēng)速下，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)才會(huì)控制其輸出功 率，使其輸出功率在額定輸出功率下保持恒定。
[0006] 風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的波動(dòng)功率產(chǎn)量對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響取決于電網(wǎng)的特性。在大型 穩(wěn)定電網(wǎng)中，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)或者風(fēng)力發(fā)電廠的功率波動(dòng)將不會(huì)產(chǎn)生頻率波動(dòng)的形式的任 何明顯響應(yīng)。因此，這種電網(wǎng)能夠處理較高的功率變化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 提供該
【發(fā)明內(nèi)容】
來以簡(jiǎn)單的形式介紹以下【具體實(shí)施方式】中將進(jìn)一步描述的概念 的選擇。該
【發(fā)明內(nèi)容】
并不是要識(shí)別所要求保護(hù)的主題內(nèi)容的關(guān)鍵特征或基本特征，也不是 要用于幫助確定所要求保護(hù)的主題內(nèi)容的范圍。
[0008] 在一方面中，本發(fā)明涉及具有多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和被布置為與多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā) 電機(jī)進(jìn)行通信的發(fā)電廠控制器的電力系統(tǒng)，所述電力系統(tǒng)包括：
[0009] 多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的每個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)與風(fēng)力渦輪機(jī)控制器相關(guān)，風(fēng)力渦 輪機(jī)控制器被布置為根據(jù)從風(fēng)力發(fā)電廠控制器接收的有功功率設(shè)定點(diǎn)來控制與有功功率 輸出相關(guān)的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的有功功率輸出；
[0010] 風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的第一子集以不受有功功率設(shè)定點(diǎn)限制的有功功率輸出運(yùn)行；
[0011] 風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的第二子集根據(jù)有功功率設(shè)定點(diǎn)來運(yùn)行；
[0012] 并且其中，風(fēng)力發(fā)電廠控制器根據(jù)多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的第一子集的有功功率輸 出來傳送有功功率設(shè)定點(diǎn)，以便減小多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的第一子集和第二子集的總的有 功功率輸出的有功功率波動(dòng)。
[0013] 第一方面的優(yōu)點(diǎn)主要在于，風(fēng)力發(fā)電廠能夠產(chǎn)生具有減小的功率波動(dòng)的功率，因 為調(diào)度程序有助于識(shí)別哪個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)能夠調(diào)節(jié)波動(dòng)，而哪個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)將發(fā)生 波動(dòng)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，發(fā)電廠控制器被布置為根據(jù)選擇算法從多個(gè)風(fēng)力渦輪 發(fā)電機(jī)中限定風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的第一子集和第二子集。
[0015] 該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明將選擇哪些渦輪機(jī)屬于第一子集，而哪些渦輪機(jī)屬 于第二子集。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，選擇算法根據(jù)多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的每個(gè)風(fēng)力渦輪 發(fā)電機(jī)處的實(shí)際風(fēng)速來選擇風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的第一子集和第二子集。
[0017] 本發(fā)明的該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，通過利用風(fēng)速，存在與所產(chǎn)生的功率的直接相關(guān)， 并且因此存在與哪個(gè)渦輪機(jī)將產(chǎn)生低于額定功率的功率（即，具有波動(dòng)功率）的直接相關(guān)。 可以基于所產(chǎn)生的功率獲得類似的選擇算法。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)接收公共有功功率設(shè)定點(diǎn)參考 量。
[0019] 本發(fā)明的該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，在風(fēng)力發(fā)電廠內(nèi)，由每個(gè)波動(dòng)的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī) 所產(chǎn)生的功率通常低于由每個(gè)穩(wěn)定的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的功率。因此，風(fēng)力發(fā)電廠中 的所有風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)能夠從中央控制器接收相同的公共設(shè)定點(diǎn)值，因而具有低風(fēng)速的風(fēng) 力渦輪發(fā)電機(jī)將僅產(chǎn)生本地可能產(chǎn)生的功率，而風(fēng)力有余量的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)將遵循公共 設(shè)定點(diǎn)值。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，公共有功功率設(shè)定點(diǎn)參考量被限定為：

【權(quán)利要求】
1. 一種電力系統(tǒng)，其具有多個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)和被布置為與所述多個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī) 進(jìn)行通信的發(fā)電廠控制器，所述電力系統(tǒng)包括： 所述多個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)中的每個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)與風(fēng)力潤(rùn)輪機(jī)控制器相關(guān)，所述風(fēng) 力潤(rùn)輪機(jī)控制器被布置為根據(jù)從所述風(fēng)力發(fā)電廠控制器接收的有功功率設(shè)定點(diǎn)來控制與 有功功率輸出相關(guān)的風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)中的有功功率輸出； 風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第一子集W不受所述有功功率設(shè)定點(diǎn)限制的有功功率輸出來運(yùn) 行； 風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第二子集根據(jù)有功功率設(shè)定點(diǎn)來運(yùn)行； 并且其中，所述風(fēng)力發(fā)電廠控制器根據(jù)所述多個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的所述第一子集的所 述有功功率輸出來傳送所述有功功率設(shè)定點(diǎn)，W便減小所述多個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的所述第 一子集和所述第二子集的總的有功功率輸出的有功功率波動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電廠控制器被布置為根據(jù)選擇算法 從所述多個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)中限定所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第一子集和所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電 機(jī)的第二子集。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)，其中，所述選擇算法根據(jù)所述多個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電 機(jī)中的每個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)處的實(shí)際風(fēng)速來選擇所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第一子集和所述 風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第二子集。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)，其中，所述選擇算法根據(jù)所述多個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電 機(jī)的實(shí)際功率輸出來選擇所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第一子集和所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第二 子集。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)接收公共有功功 率設(shè)定點(diǎn)參考量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力系統(tǒng)，其中，所述公共有功功率設(shè)定點(diǎn)參考量被限定為：
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力系統(tǒng)，其中，所述公共有功功率設(shè)定點(diǎn)參考量受到另一 個(gè)有功功率設(shè)定點(diǎn)的影響。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)，其中，所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第一子集和所述風(fēng) 力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第二子集位于同一風(fēng)力發(fā)電廠內(nèi)或者位于相鄰的多個(gè)風(fēng)力發(fā)電廠內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)，其中，所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第一子集和所述風(fēng) 力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第二子集位于兩個(gè)或更多地理位置處。
10. -種用于運(yùn)行風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的方法，所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第 一子集和風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第二子集，所述方法包括W下步驟： -分析所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第一子集中的每個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的有功功率輸出； -根據(jù)所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第一子集的有功功率輸出來計(jì)算至少所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電 機(jī)的第二子集的有功功率設(shè)定點(diǎn)； -將所述有功功率設(shè)定點(diǎn)分配給所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第二子集中的至少每個(gè)風(fēng)力潤(rùn) 輪發(fā)電機(jī)，W使功率波動(dòng)最小化。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述方法包括根據(jù)選擇算法從所述多個(gè)風(fēng)力
潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)中限定所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第一子集和所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第二子集的 進(jìn)一步步驟。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述選擇算法根據(jù)所述多個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī) 中的每個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)處的實(shí)際風(fēng)速、或者根據(jù)所述多個(gè)風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的實(shí)際功率輸 出來選擇所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第一子集和所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第二子集。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述風(fēng)力潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第一子集和所述風(fēng)力 潤(rùn)輪發(fā)電機(jī)的第二子集接收公共有功功率設(shè)定點(diǎn)參考量。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述公共有功功率設(shè)定點(diǎn)參考量被限定為：

【文檔編號(hào)】F03D7/04GK104271942SQ201380024640
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月11日
【發(fā)明者】G·C·塔爾諾夫斯基 申請(qǐng)人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)集團(tuán)公司