[发明专利]操作风力涡轮机发电厂的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及操作风力涡轮机发电厂的方法，具体而言，本发明涉及在低电压故障情况下，尤其是在短路故障的情况下操作风力涡轮机发电厂的方法。

背景技术

近些年，在减少通过燃烧化石燃料生成的温室气体的排放上已有了越来越多的关注。用于减少温室气体排放的一种解决方案是开发可再生能源。具体地，源自于风的能量已经被证明是环境安全且可靠的能源，其能够减小对化石燃料的依赖。

可以通过风力涡轮机来采集风中的能量，风力涡轮机是将风的动能转化成机械能、并随后将机械能转化成电功率的旋转机械。常见的水平轴风力涡轮机包括塔架、设置在塔架的顶点的机舱、以及在机舱中通过轴来支撑的转子。轴将转子与容纳在机舱内部的发电机的转子组件直接或间接耦合。多个风力涡轮机可以被布置在一起，以形成风电场或风力发电厂。

风力发电厂耦合至通过断路器来分配电力的电气网络或电网。由于风力发电厂通常位于农村地区，所以基础设施通常未被适当设置来支持风力发电厂电气分配。作为结果，距离主发电装置很远的这种电网经历了被称为“弱电网”的现象。

在连接至弱电网的大型风力发电厂中，需要大的故障电流贡献来保持系统稳定性。然而，本申请的受让人已经发现，在当电网短路强度增大时的情况期间，故障电流贡献可能超过断路器的遮断容量。该问题在当额外的电力生产装置(例如，更多的风力涡轮机、或燃气轮机或煤厂)被添加到风力发电厂的传输电路上时的情形下会加剧，并且在故障的情形下，将其故障贡献附加到风力发电厂的传输电路上。这导致了断路器上的进一步的压力，所述断路器在通过断开负载有超过其额定值的电流的电路来着手断开连接时可能永久性受损。

本发明试图提供解决上述情形的解决方案。

发明内容

在本发明的一方面，提供了操作风力涡轮机发电厂的方法，风力涡轮机发电厂包括至少一个传输支路，所述传输支路包括多个风力涡轮发电机，传输支路通过包括遮断容量的至少一个断路器来在公共耦合点处耦合至电网，所述方法包括：针对低电压故障事件来监测风力涡轮机发电厂；以及如果检测到低电压故障事件，则：计算电网短路强度，在电网短路强度要求超过断路器的遮断容量的初始故障电流贡献通过断路器的情况下确定短路电流限制，基于短路电流限制来确定最大故障电流贡献，以及操作风力涡轮发电机以向电网提供最大故障电流贡献。

附图说明

通过示例的方式并参考附图来解释本发明的实施例。要注意，附图仅示出本发明的实施例的示例，并且因此不被认为是其范围的限制，这是因为本发明可以允许其它等效实施例。

图1示出了根据实施例的风力涡轮机发电厂的布局。

图2示出了陈述控制风力涡轮机发电厂的方法的流程图。

图3a示出了针对低电压电气故障的典型无功电流注入分布。

图3b示出了根据实施例的针对低电压电气故障的弱电网注入分布。

具体实施方式

在下文中，参考本发明的实施例。然而，应当理解，本发明不限于具体描述的实施例。相反，可以想到以下特征和要素的任何组合来实施并实践本发明，不论这些特征和要素是否涉及不同的实施例。

此外，在各种实施例中，本发明相对于现有技术提供了许多优点。然而，尽管本发明的实施例相对于其它可能的解决方案和/或相对于现有技术可以获得优点，但是特定优点是否由给定实施例获得并不是本发明的限制。因此，以下方面、特征、实施例以及优点仅是说明性的并且不被认为是所附权利要求的要素或限制，除非在(多项)权利要求中明确地叙述。同样地，对“本发明”的引用不应当被解释为本文中所公开的任何发明性主题内容的概括，并且不应当被认为是所附权利要求的要素或限制，除非在(多项)权利要求中明确地叙述。

在本发明的一方面，提供了操作风力涡轮机发电厂的方法，风力涡轮机发电厂包括至少一个传输支路，传输支路包括多个风力涡轮发电机，传输支路通过包括遮断容量的至少一个断路器在公共耦合点处耦合至电网，所述方法包括：针对低电压故障事件来监测风力涡轮机发电厂；以及如果检测到低电压故障事件，则：计算电网短路强度，在电网短路强度要求超过断路器的遮断容量的初始故障电流贡献通过断路器的情况下确定短路电流限制，基于短路电流限制来确定最大故障电流贡献，以及操作风力涡轮发电机来向电网提供最大故障电流贡献。