[发明专利]用于产生针对电网的电压变化的惯性响应的系统和方法

权利要求书

1.一种用于控制来自风力系统的功率输出的方法，所述方法包括：

监测在连接点处的电网电压；

产生具有角频率和相位角的内部参考电压；

将所述电网电压的相位角与所述内部参考电压的相位角进行比较，以产生所述电网电压的正交分量；

基于所述电网电压的正交分量来产生综合惯性响应；以及

针对来自所述风力系统的功率输出调整设定点，所述设定点包括所述综合惯性响应作为分量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，产生具有所述角频率和相位的所述内部参考电压包括：

根据所述内部参考电压的角频率和阻尼电路的传递函数的数学乘积来产生反馈信号；

将所述综合惯性响应减去所述反馈信号，以产生差分信号；

使所述差分信号乘以增益常数，以产生放大的差分信号；

对所述放大的差分信号进行积分，以产生所述内部参考电压的角频率；以及

对所述内部参考电压的角频率进行积分，以产生所述内部参考的相位角。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于在所述连接点处的电网的电压的正交分量来产生所述综合惯性响应包括：

对所述电网的电压的正交分量进行滤波，以产生经调节的正交电压；

使所述经调节的正交电压与同步电抗功率商相乘，以产生同步功率输出；以及

将所述同步功率输出减去惯性响应功率参考点，以产生所述综合惯性响应。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

通过惯性响应参考产生器对所述综合惯性响应进行处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，通过所述惯性响应参考产生器对所述综合惯性响应进行处理还包括：

通过增益调度器、死区限制器、坡速率限制器、或者绝对限制器中的至少一个来对所述综合惯性响应进行处理。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

监控风力涡轮机的转子的角速度；以及

响应于所述转子的角速度降至参考阈值以下而设定恢复标志。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

响应于所述综合惯性响应超过第一阈值而设定惯性标志；

如果无所述恢复标志，则启用所述惯性标志；以及

如果设定了所述恢复标志，则停用所述惯性标志。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述转子的角速度具有最低阈值，并且所述方法还包括：

响应于所述转子的角速度降至所述最低阈值以下而停用所述惯性标志。

9.一种计算机程序产品，包括：

计算机可读存储介质；以及

用于执行根据权利要求1所述的方法的程序指令，

其中，将所述程序指令存储在所述计算机可读存储介质中。

10.一种由风力涡轮机发电系统产生综合惯性响应的方法，所述方法包括：

对连接点处的电网电压进行采样；

产生具有角频率和相位角的内部参考电压；

采用控制环，使所述内部参考电压的相位角与所述电网电压的相位角同步；以及

采用由所述控制环产生的误差信号来调整所述风力涡轮机发电系统的功率输出。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述控制环具有阶跃响应，将所述阶跃响应配置为使得响应于所述电网电压的相位角的变化而产生的所述误差信号产生来自所述风力涡轮机发电系统的综合惯性响应。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述综合惯性响应配置为抵抗所述电网电压的变化。

13.一种用于向电网提供功率的风力系统，所述风力系统包括：

一个或多个风力涡轮机系统，每一风力涡轮机系统包括转子、与所述转子连接的发电机、使所述发电机与所述电网耦合的功率转换器，所述功率转换器被配置为将所产生的功率的至少一部分在所述风力涡轮机和所述电网之间进行传送，以及

可操作地耦合至所述一个或多个风力涡轮机系统的中央控制器，所述中央控制器被配置为产生综合惯性响应信号，并至少部分地基于所述综合惯性响应信号来调整来自所述一个或多个风力涡轮机系统的功率输出。