用于確定發(fā)電設(shè)備控制器中的個體設(shè)定點(diǎn)的方法和發(fā)電設(shè)備控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例總體上涉及用于確定發(fā)電設(shè)備控制器中的個體設(shè)定點(diǎn)的方法，所述發(fā)電設(shè)備控制器被布置為控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備包括能夠生成電輸出的多個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的補(bǔ)償裝備，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備控制器以及計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括程序代碼指令，所述程序代碼指令當(dāng)由風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的發(fā)電設(shè)備控制器運(yùn)行時，令所述發(fā)電設(shè)備控制器執(zhí)行本發(fā)明的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，已經(jīng)越來越聚焦于減少由燃燒化石燃料生成的溫室氣體的排放。減少溫室氣體排放的一個解決方案是發(fā)展可再生能源。具體地，來源于風(fēng)的能源已經(jīng)證明是環(huán)境安全且可靠的能源，其能夠減少對化石燃料的依賴。
[0003]通過風(fēng)力渦輪能夠捕獲風(fēng)中的能量，所述風(fēng)力渦輪是將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，并且隨后將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電功率的旋轉(zhuǎn)機(jī)器。多個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)可以一起被布置在風(fēng)力發(fā)電站、風(fēng)電場或風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，以生成足夠的能量來支持電網(wǎng)。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備可以位于陸上或海上，并且其常常覆蓋大的地理區(qū)域。每個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)通常包括或被連接到風(fēng)力渦輪控制器，并且風(fēng)力發(fā)電設(shè)備通常包括中央控制器，所述中央控制器常被稱為發(fā)電設(shè)備控制器，中央控制器或主控制器，其以操作方式被耦合到個體風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的風(fēng)力渦輪控制器。發(fā)電設(shè)備控制器被布置為接收來自風(fēng)力渦輪控制器的信息，例如，涉及來自風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的功率輸出和/或測量值的信息，并且發(fā)電設(shè)備控制器被布置為將信息傳輸?shù)斤L(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)，例如，以便從風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)獲得請求的輸出。
[0004]這些因素通常致使有必要提供用于監(jiān)測和控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的各種網(wǎng)絡(luò)互連和通信技術(shù)。
[0005]在具有多個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，焦點(diǎn)已經(jīng)從單獨(dú)的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)連接點(diǎn)移動到中央風(fēng)力發(fā)電設(shè)備連接點(diǎn)(常被稱為“公共耦合點(diǎn)”)，并且通過由風(fēng)力發(fā)電設(shè)備控制器或主控制器執(zhí)行的總體控制對個體風(fēng)力渦輪的控制進(jìn)行補(bǔ)充，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備控制器或主控制器被布置為通過傳輸在公共耦合點(diǎn)處提供的關(guān)于例如有功功率和無功功率的設(shè)定點(diǎn)來控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的部件。在非常大的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，多于一個的公共耦合點(diǎn)可以存在，并且多于一個的發(fā)電設(shè)備控制器可以存在。當(dāng)執(zhí)行對具有若干風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的中央控制時，一個限制因素是其搜集所花費(fèi)的時間和來自個體風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的狀況信息，將所述信息傳輸?shù)街醒肟刂破骰虬l(fā)電設(shè)備控制器，并且將來自發(fā)電設(shè)備控制器的控制數(shù)據(jù)(例如，新的有功功率或無功功率設(shè)定點(diǎn))分布到風(fēng)力渦輪控制器。
[0006]術(shù)語“風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的部件”意指指代風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的能量生產(chǎn)或能量生成部件，也就是風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選地能夠生成電輸出的補(bǔ)償裝備。
[0007]提供要由風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的每個和補(bǔ)償裝備(如果在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中包括該補(bǔ)償裝備)生成的關(guān)于有功功率和無功功率的最優(yōu)設(shè)定點(diǎn)，是發(fā)電設(shè)備控制器的重要任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的實(shí)施例總體上涉及由發(fā)電設(shè)備控制器提供要被發(fā)送到風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的補(bǔ)償裝備的設(shè)定點(diǎn)。
[0009]本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了一種用于確定發(fā)電設(shè)備控制器中的個體設(shè)定點(diǎn)的方法，所述發(fā)電設(shè)備控制器被布置為控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備包括能夠生成電輸出的多個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的補(bǔ)償裝備，從多個風(fēng)力渦輪中的每個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的補(bǔ)償裝備請求涉及用于遞送到外部輸電網(wǎng)的有功功率和/或無功功率的個體設(shè)定點(diǎn)，所述方法包括以下步驟:(a)接收要被遞送到外部輸電網(wǎng)的有功功率和/或無功功率的請求；(b)確定針對多個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的每個和針對任選的補(bǔ)償裝備的校正因子，所述校正因子涉及關(guān)于多個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的補(bǔ)償裝備的狀況信息；(c)接收指示來自所述風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的每個以及來自任選的補(bǔ)償裝備的可用的有功功率和可用的無功功率的信號；(d)將請求的有功功率與來自風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的多個風(fēng)力渦輪和任選的補(bǔ)償裝備的所述指示的可用的有功功率進(jìn)行比較，并且將請求的無功功率與風(fēng)力渦輪和任選的補(bǔ)償裝備的所述指示的可用的無功功率進(jìn)行比較；(e)在步驟(d)中的比較示出請求的有功功率小于風(fēng)力渦輪和任選的補(bǔ)償裝備的可用的有功功率，和/或請求的無功功率小于風(fēng)力渦輪和任選的補(bǔ)償裝備的可用的無功功率的情況下，執(zhí)行步驟(f)，所述步驟(f)基于校正因子和指示來自風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的補(bǔ)償裝備的可用的有功功率和無功功率的接收到的信號來計(jì)算涉及有功功率和/或無功功率的所述個體設(shè)定點(diǎn)。
[0010]應(yīng)當(dāng)注意，涉及風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的術(shù)語“可用的有功功率”和“可用的無功功率”分別意指指代鑒于風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)經(jīng)歷的風(fēng)速分別對于風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的生產(chǎn)可用的有功功率和無功功率。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的總可用功率通常是從個體風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)送的關(guān)于其可用的有功功率和無功功率的信號獲得的總和信號。歸因于風(fēng)速，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的該可用的有功功率和無功功率可以不同于風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的額定功率。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的可用的有功功率和無功功率甚至可以分別高于風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的額定有功功率和額定無功功率，例如，高5%。然而，歸因于風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的實(shí)際負(fù)載，可以限制在額定功率以上的功率處操作風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)，和/或其可以僅僅在指定或限制的時間量處執(zhí)行。
[0011]本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備控制器，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備控制器被布置為用于確定要被發(fā)送到多個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)并且任選地到補(bǔ)償裝備的個體設(shè)定點(diǎn)，所述多個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的補(bǔ)償裝備被布置為生成電輸出，所述個體設(shè)定點(diǎn)涉及要從所述風(fēng)力渦輪中的每個和所述任選的補(bǔ)償裝備請求的、用于遞送到所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備到輸電網(wǎng)的公共耦合點(diǎn)的有功功率和無功功率，其中，所述發(fā)電設(shè)備控制器包括接收器，所述接收器用于接收來自風(fēng)力發(fā)電設(shè)備之外的有功功率和/或無功功率的請求。此外，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備控制器包括校正因子確定單元，所述校正因子確定單元被布置為確定針對多個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的每個和針對任選的補(bǔ)償裝備的校正因子，所述校正因子涉及關(guān)于風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的每個和任選的補(bǔ)償裝備的狀況信息。此外，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備控制器包括接收器，所述接收器用于接收指示來自所述風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的每個以及來自任選的補(bǔ)償裝備的可用的有功功率和可用的無功功率的信號。在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備控制器中也包括比較器單元和計(jì)算單元，所述比較器單元被布置為用于將請求的有功功率與來自多個風(fēng)力渦輪和任選的補(bǔ)償裝備的所述指示的可用的有功功率進(jìn)行比較，并且用于將請求的無功功率與風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的多個風(fēng)力渦輪和補(bǔ)償裝備的所述指示的可用的無功功率進(jìn)行比較，所述計(jì)算單元被布置為，在比較器指示請求的有功功率小于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的風(fēng)力渦輪和任選的補(bǔ)償裝備的可用的有功功率，和/或請求的無功功率小于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的風(fēng)力渦輪和任選的補(bǔ)償裝備的可用的無功功率的情況下，基于校正因子和來自風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的補(bǔ)償裝備的指示的可用的有功功率和無功功率來計(jì)算涉及有功功率和/或無功功率的個體設(shè)定點(diǎn)。
[0012]本發(fā)明的又另一實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括程序代碼指令，所述程序代碼指令當(dāng)由風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的發(fā)電設(shè)備控制器運(yùn)行時，令所述發(fā)電設(shè)備控制器執(zhí)行本發(fā)明的方法。
【附圖說明】
[0013]通過范例的方式并參考附圖來解釋本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅僅圖示了本發(fā)明的實(shí)施例的范例，并且因此不被認(rèn)為限制其范圍，這是因?yàn)楸景l(fā)明可以允許其他等效實(shí)施例。
[0014]圖1圖示了風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的簡化視圖；
[0015]圖2和圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備控制器的示意圖；并且
[0016]圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]在下文中，參考本發(fā)明的實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于具體描述的實(shí)施例。相反，預(yù)期以下特征和元素的任何組合而不論是否涉及不同的實(shí)施例，以實(shí)施并實(shí)踐本發(fā)明。
[0018]此外，在各種實(shí)施例中，本發(fā)明提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的眾多優(yōu)點(diǎn)。然而，盡管本發(fā)明的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)于其他可能的解決方案和/或優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)而不論給定的實(shí)施例是否實(shí)現(xiàn)了具體優(yōu)點(diǎn)，但是這并不限制本發(fā)明。由此，以下方面，特征、實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)僅僅是圖示性的，并且不被認(rèn)為是權(quán)利要求的元素或限制，除非在(一項(xiàng)或多項(xiàng))權(quán)利要求中明確地記載。同樣地，參考“本發(fā)明”不應(yīng)被解釋為對本文公開的任何發(fā)明主題的一般化，并且不應(yīng)被認(rèn)為是權(quán)利要求的元素或限制，除非在(一項(xiàng)或多項(xiàng))權(quán)利要求中明確地記載。在整個附圖中，利用相似的參考標(biāo)記指代相似的實(shí)體。
[0019]本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了用于確定發(fā)電設(shè)備控制器中的個體設(shè)定點(diǎn)的方法，所述發(fā)電設(shè)備控制器被布置為控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，所述風(fēng)力發(fā)電設(shè)備包括能夠生成電輸出的多個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的補(bǔ)償裝備，所述個體設(shè)定點(diǎn)涉及要從所述多個風(fēng)力渦輪中的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的每個和所述任選的補(bǔ)償裝備請求的、用于遞送到外部輸電網(wǎng)的有功功率和無功功率，所述方法包括以下步驟:(a)接收要被遞送到外部輸電網(wǎng)的有功功率和/或無功功率的請求；(b)確定針對風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的每個和針對任選的補(bǔ)償裝備的校正因子，所述校正因子涉及關(guān)于風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的補(bǔ)償裝備的狀況信息；(C)接收指示來自所述風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)中的每個以及來自任選的補(bǔ)償裝備的可用的有功功率和可用的無功功率的信號；(d)將請求的有功功率與來自風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的多個風(fēng)力渦輪和任選的補(bǔ)償裝備的所述指示的可用的有功功率進(jìn)行比較，并且將請求的無功功率與風(fēng)力渦輪和任選的補(bǔ)償裝備的所述指示的可用的無功功率進(jìn)行比較；(e)在步驟(d)中的比較示出請求的有功功率小于風(fēng)力渦輪和任選的補(bǔ)償裝備的可用的有功功率，和/或請求的無功功率小于風(fēng)力渦輪和任選的補(bǔ)償裝備的可用的無功功率的情況下，執(zhí)行步驟(f)，所述步驟(f)基于校正因子來計(jì)算涉及有功功率和/或無功功率的所述個體設(shè)定點(diǎn)，并且所接收的信號指示來自風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的補(bǔ)償裝備的可用的有功功率和無功功率。
[0020]通過確定在風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的補(bǔ)償裝備的水平處的校正因子并且在確定要被發(fā)送到風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的補(bǔ)償裝備的個體設(shè)定點(diǎn)中使用在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備控制器中的這樣的校正因子，可以考慮從短期以及長遠(yuǎn)來看影響風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和補(bǔ)償裝備的性能的因子范圍。當(dāng)由多個風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任選的補(bǔ)償裝備生成的總的電輸出小于總能力時，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備控制器被布置為通過使用校正因子以靈活的方式確定設(shè)定點(diǎn)。該靈活性可以增加個體風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的壽命，和/或其可以協(xié)助檢修日程