用于控制風電場的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于控制風電場的方法以及一種相應的風電場。特別地，本發(fā)明 涉及風電場的控制以用于將電功率在電網連接點處饋入到交流電網中以及涉及一種相應 的風電場。
【背景技術】
[0002] 風電場是普遍已知的，其涉及在組織上共同歸屬的多個風能設施。特別地，屬于一 個風電場的全部風能設施在共同的電網連接點處饋入到交流電網中。通常，每個風能設施 本身產生要饋入的電流，即通常為要饋入的三相電流。為此，風能設施參考要饋入的交流 電網中的電壓，所述交流電網在下面也簡化地稱作電網，尤其是根據電壓的幅度、頻率和相 位。
[0003] 此外現在已知且期望的是，也使用風能設施、尤其風電場以用于電網支持。即 在此所追求的目的不僅是將盡可能多的能量饋入到電網中，而且也這樣饋入或必要時甚 至降低所饋入的功率使得能夠在電學方面支持電網。與這樣的主題相關的第一專利申 請為W002/086315、W002/086314、W001/86143、W099/33165、W002/044560 中已知。從 W003/030329A1中已知一種方法，其中風電場的總輸出功率在外部能夠由所連接的供電網 的運營商來降低。
[0004]此外，參考V.Diedrichs等在 " 10thInternationalWorkshoponLarge-Scale IntegrationofWindPowerintoPowerSystemsaswellasonTransmissionNetworks forOffshoreWindFarms,奧爾胡斯（Aarhus，丹麥），10 月 25 至 26 日，2011"所做的報告 "Lossof(Angle)StabilityofWindPowerPlants"。在那里原則上指出如下問題：電網 中的穩(wěn)定性損失-LossofStability-原則上也能夠針對用于饋入到所連接的風能 設施的供電網絡而出現。
[0005] 在此，運營商能夠預設百分比值，然后相應的風能設施能夠以該百分比值降低其 功率。
[0006] 這種方案已經部分地設置用于穩(wěn)定電網。特別地，該解決方案考慮將所饋入的功 率匹配于當前的需求，尤其是其應當考慮電網中功率的供應過?；蛘吖蛔?。
[0007] 在饋入電功率、即不僅有功功率還有無功功率時的更高的必要性是確保能量系統(tǒng) 和發(fā)電站包括風能設施和風電場的穩(wěn)定性。在此，穩(wěn)定性涉及同時在能量系統(tǒng)的全部區(qū)域 中的頻率和電壓。
[0008] 這種穩(wěn)定性的損失也通常稱作為"LossofStability穩(wěn)定性損失"并且簡稱為 LOS。"LossofStability"描述物理的過程和狀態(tài)，所述過程和狀態(tài)不再確保所述穩(wěn)定性， 并且如果其已經存在，那么基本上能夠避免或者能夠盡可能快速地結束。這種問題原則上 是少見的，但是因此是更嚴重的。例如，在此包括以已知的方式切斷電網的一部分，如這例 如在美國于2004年發(fā)生的，或者以已知的方式切斷整個能量系統(tǒng)，如這在意大利于2004年 發(fā)生的。
[0009] 原則上，關于穩(wěn)定性主題領域的技術知識已經深度研發(fā)并且記載在大量的公開文 獻中。在此，作為國際公認的標準論文適用的是Kundur.P.:PowerSystemsStabililty andContro1，McGraw-Hi11〇
[0010] 對于全局評估通常具有同步發(fā)電機的發(fā)電站在具有能量系統(tǒng)的網絡連接點處的 可運行性，通常使用所謂的短路電流比，其也稱作為"ShortCircuitRatio"、簡稱SCR。
[0011] 除了借助于SCR進行全局的或絕對的評估之外，借助于專用的標準進一步評估。 這種標準針對不同類型的穩(wěn)定性相關的過程，例如電壓崩潰過程（voltagecollaps)或者 針對角度穩(wěn)定性，即電網中的相位角，這通常也稱作為"anglestability"，該評估尤其提 供穩(wěn)定間距的尺度或者度量。
[0012] 短路電流比SCR是短路功率與連接功率的比。在此，將短路功率理解為下述功率： 當在所觀察的電網連接點處出現短路時，相關的供電網絡能夠將該功率提供給所觀察的電 網連接點，在所述電網連接點處應當連接所涉及的發(fā)電站。連接功率是要連接的發(fā)電站的 連接功率，尤其是要連接的發(fā)電機的額定功率。
[0013] 在對短路電流比SCR的要求方面，至今為止為了具有同步發(fā)電機的發(fā)電站的安全 運行，短路電流比SCRM，但是實際上通常將SCR>10視作為是必要的。對此，例如針對德國 參考VDN傳輸代碼2007。對于連接風能設施或風電場，SCR>4……6的短路電流比的要求是 市場常見的。
[0014] 相應的所需要的SCR的大小在給定的電網連接點處限制發(fā)電站功率，或者確定所 需要的電網增強，所述電網連接點也通常稱作為"PointofCommonCouping公共耦聯點"、 簡稱PCC。
[0015] 短路功率是相關的電網連接點處的電網特性進而首先是預設的變量，只要在那里 已經存在相應的電網的話。因為短路電流比不應當低于特定的數值，即尤其4至6范圍中的 數值，所以要連接在電網連接點處的發(fā)電站的功率或要連接在該處的風電場的功率受限。 因此，僅能夠連接小于特定規(guī)模的發(fā)電站，或者需要：相應地升級電網，以便能夠連接具有 更高功率的發(fā)電站。
[0016] 德國專利商標局在在先申請中檢索到下述現有技術：DE10 2009 030 725A2、 TO2011/050807A2 和由VolkerDiedrichs、AlfredBeekmann、StephanAdloff所做Loss of(Angle)StabilityofWindPowerPlants-TheUnderestimatedPhenomenoninCase ofVeryLowShortCircuitRatioin10thInternationalWorkshoponLarge-Scale IntegrationofWindPowerintoPowerSystemsaswellasonTransmissionNetworks forOffshoreWindFarms、奧爾胡斯、2011 年 10 月 26。

【發(fā)明內容】

[0017] 因此本發(fā)明基于下述目的：解決上述問題中的至少一個。特別地，應當提出一種解 決方案，其中風能設施或風電場連接到具有盡可能小的短路電流比、尤其具有SCR>1. 5…… 2的短路電流比的電網連接點上并且能夠穩(wěn)定地運行。這尤其應當借助于全功率變換器、即 所謂的電壓控制的逆變器來為具有功率饋入裝置的風能設施或風電場來實現，所述全功率 變換器也稱作為"VoltageSourceConverter電壓源轉換器"，簡稱VSC。至少應當提出一 種替選的解決方案。
[0018] 根據本發(fā)明，提出一種根據權利要求1的用于控制包括多個風能設施的風電場的 方法。因此，以具有多個風能設施的風電場為基礎，所述風電場將電功率在共同的電網連接 點PCC處饋入到交流電網中。因此，用于控制風電場的方法也稱作或視作為用于借助于風 電場饋入電功率的方法。在此，首先一次性地將三相電流在網絡連接點處饋入。
[0019] 此外，檢測電網連接點處的電網電壓。尤其通過測量裝置進行該檢測，其中檢測到 的電網電壓的實際上進一步應用的數值能夠經受進一步處理、尤其算數上的處理。
[0020] 然后將所檢測到的電網電壓與至少一個預設的理論值比較。該方法涉及將電功率 穩(wěn)定地饋入到交流