[发明专利]风力发电厂的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电厂的控制方法和当在计算机上运行时用于执行所述方法的计算机程序。

背景技术

电网中的功率需求随时间变化。对于一天中的不同时间，需要改变输出到电网中的功率，以满足功率消耗需求。

对于同步发电厂(如热电厂或核能发电厂)，容易控制在具体时间注入到电网中的功率。

但是，对于风力发电厂，风的不可预见性使得难以控制在给定时间从这些发电厂输出的功率。

已经知道了使用电网中的柴油发电机用于在需要稳定例如电网频率时向电网中短时间注入功率。但是，柴油发电机的使用是一种辅助成本，并且其无法被看作是环保替换选择。

WO03/030329公开了一种用于操作风电场(wind park)的方法。该风电场连接到供电网络，该发风电场发的电馈送到该供电网络中。风电场的至少一个风力发电厂设置有控制输入，该控制输入用于将风电场或风电场中各个风力发电厂中的一个或几个风力发电厂的电功率在相应提供功率的0-100％的范围内进行调节。

但是，该方案的问题在于使用了风力发电厂的额定功率，而风力发电厂的额定功率实际上是不可能达到的。

发明内容

总体目标是提供加强控制风力发电厂的功率输出。

另一个目标是提供这样一种方法，该方法提供数据以将风速和风向链接到风力发电厂的预测的潜在功率输出。

另一个目标是提供这样一种方法，该方法提供更新数据以将风速和风向链接到风力发电厂的预测的潜在功率输出。

另一个目标是提供这样一种方法，该方法使得风力发电厂以缩减(curtailed)方式工作，然后使得建立连接到该发电厂的电网可以使用的功率缓冲器。

下面将进一步描述该目标和其他目标。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制来自风力发电厂的瞬时功率输出的方法，该方法包括以下步骤：

确定风速和风向；

提供这样的数据结构，该数据结构包括沿所述风向、在所述风速下所述风力发电厂的至少一个以前确定的功率输出值；

通过所述至少一个以前确定的功率输出值，确定上限功率输出；以及

基于所述确定的上限功率输出，来控制所述瞬时功率输出。

由此可以获得的效果是向电网中注入额外功率，即，风力发电厂可以提供功率缓冲器，从而稳定电网频率、稳定即将到来的(pending)功率并且减少闪烁。因为瞬时功率输出可以低于风力发电厂的容量(缩减)，所以可以实现上述一点。通过风力发电厂向电网中注入额外功率可以模仿通常用于传统发电的、同步发电机的惯性响应。

在实施方式中，当风力发电厂在上限容量工作时，进行确定沿一个风向的风速的步骤，以及提供包括沿所述风向、在所述风速下所述风力发电厂的至少一个以前确定的功率输出值的数据结构的步骤。

在实施方式中，通过缩减风力发电厂的输出功率来执行控制的步骤。

在实施方式中，通过测量第二风速和第二风向，并且检索数据结构中之前存储的且与所述第二风速和所述第二风向相对应的相应功率输出值，来进行通过至少一个以前确定的功率输出值来确定上限功率输出的步骤。

在实施方式之后，在本发明的该方面中，存在：

-填充数据结构的过程，有益地是在风力发电厂在上限容量(即，以非缩减方式)工作时，测量来自风力发电厂(在另一个实施方式中，来自风力发电厂中所包括的各风力涡轮机)的功率输出值，以及第一风速和第一风向，并且该功率输出值与包括所测得的第一风速的第一风速范围以及包括第一风向的第一风向范围相关联地存储，以及

-风力发电厂以受控方式，显著缩减方式，运行的过程，其中，测量第二风速和第二风向，然后可以检索与包括该第二风速的第二风速范围以及包括该第二风向的第二风向相对应的更早存储的功率输出值：然后，该存储的功率输出值与针对该第二风速范围和该第二风向范围的期望上限功率输出相对应；然后，基于针对该第二风速范围和该第二风向范围的该期望上限功率输出，例如通过风力发电厂以与针对该第二风速范围和该第二风向范围的该期望上限功率输出相关的缩减方式运行，可以控制该发电厂的瞬时功率输出。

在实施方式中，如果希望维持更新后的数据结构，可以时常执行该第一过程。

数据结构可以是这样的矩阵，在该矩阵中至少一个测得的功率输出被存储为与风速和风向相关联的矩阵元素。

由此可以获得的效果是收集功率输出数据的结构化方式，这可以使存储器高效。

确定风向的步骤可以还包括将风向与包括所述风向的风向区间(可以被称为区)相关联。