[发明专利]控制发电厂的方法

说明书

技术领域

提供了一种控制发电厂的方法、一种发电厂控制器以及一种发电厂。

背景技术

电网运营商或配平当局（balancing authority）可以确定诸如化石电厂、水电厂或风力发电厂之类的发电设施可能被允许在任何特定时间产生的有功功率的基本数量，即通过电网所供应的由客户所要求的功率量，并且将适当的参考发出给馈送到电网中的任何发电厂。这样的发电厂通常由它们取决于各种因素在一些动态范围内调节有效功率或有功功率的能力来表征，所述各种因素诸如环境条件、加入与运转的电力生产单元的数目、由发电厂所使用的技术的类型等。发电厂的有功功率响应速率和无功功率响应速率还取决于工厂类型。发电厂所需要的有功功率和无功功率的比例可以根据电网上的负荷和电网电压而变化。常规发电厂 - 其中电力不从“可再生”能源生成 - 必要时能够提高或者减少它们的功率输出并能够对瞬时需求情况作出响应。在使用诸如风能或太阳能之类的可再生能源产生或者生成电力的电力生产工厂的情况下，能够被输出的电力量在某种程度上取决于环境情况，例如在风力发电厂的情况下风力的强度；或在光伏发电厂的情况下白天的时间和云量的程度。

无功功率被从电力网络注入或者提取以便控制电网电压。仅包括馈送到电力电网中的电力生产工厂的常规电力网络通常包括吸收和生成无功功率的一些装置，并且被吸收或者释放的无功功率的量受电网运营商的支配。无功功率是功率矢量的虚部分量。无功功率通过诸如并联电容器、并联电抗器等之类的电力生产设施的不同部件或元件而被吸收或者生成(释放)，并且这些必须被精确地控制，因为无功功率在电力生产设施中的流动影响在电力生产设施与电力电网之间的连接点处的电压电平。使用现有技术水平功率电子装置的可再生发电厂能够每当电网需要附加的无功能力时直接地从仅将电抗器或电容器用作补充部件的变换器供应无功功率控制。

由电力生产设施所生成的电力量由工厂操作员来调节或者管理，这确保从发电厂馈送到电网中的电力始终满足电网要求。常规发电厂控制器能够被设计成用本地操作员控制的电压或无功功率参考(在下文中还被称为“MVAr参考”)来操作，或者它能够被配置成用由电网运营商或调度员所发出的遥控电压或MVAr参考来操作。如上面所指示的那样，可再生发电厂响应电网需求的能力 - 无论对于有功功率还是无功功率 - 受到其对当前或瞬时环境条件的依赖限制。

发明内容

因此目的是提供操作发电厂的改进方式。

这个目的通过控制发电厂的方法、通过工厂控制器并且通过根据权利要求所述的发电厂来实现。

控制发电厂 - 在连接点处连接到电力电网并且包括连接到至少一个电力存储设施的至少一个电力生产设施 - 的方法包括：接收或者获得电力电网的无功功率电网需求和/或电压电网需求；获得发电厂设施的操作数据；基于所述电网需求和所述操作数据来计算发电厂设施的无功功率和/或电压参考；以及基于所述参考来操作发电厂设施，使得在连接点处的净无功功率和/或净电压满足电网需求以便满足有关的电网要求。

电力存储设施被连接到电力生产设施，这将被理解成意味着由电力生产设施所输出的能量能够被以某种方式转移到电力存储设施中的一个或多个。能量转移能够发生在电力电网之上，或者电力存储设施可以通过电力生产设施有效地绕过电力电网而被直接地馈送。

所述方法的优点是不仅电力生产设施而且电力存储设施能够被共同地控制，以便每个设施对无功功率和/或电压要求作出贡献的潜能能够被完全开发。

因为诸如风电场之类的可再生发电厂仅能够在用风力可得到的能量、考虑有多少涡轮机由于服务而可能被停止或有多少涡轮机由于等待被交换的一些部件上的耗损而可能具有较低生产等的预测的准确度的约束之内调节它们的输出，确定工厂操作员能够实现可用的调节范围提前到什么程度。所述方法能够克服这个缺点，因为电力存储 - 即使仅在有限的程度上 - 到风力发电厂或太阳能发电厂中的集成将显著地提高此类工厂的调节能力，并且进一步提高发电厂将诸如电压支持或低压穿越(ride-through)的辅助服务提供给电网运营商的能力。