[发明专利]具有改进的上升时间的风力发电站

说明书

本发明涉及一种用于控制被连接到电网(20)的风力发电站的方法，所述风力发电站包括至少一个风力涡轮发电机(1)和发电站控制器(250)，所述发电站控制器包括信号控制器(390)，其用于控制具有增益(Kgs)的电气参数，所述方法包括，测量所述电网(20)中的至少一个电气参数(312)，至少部分地基于所述至少一个电气参数(312)来确定内部信号值(346)，将所述内部信号值(346)与饱和值(356)进行比较，并且，如果所述内部信号值(346)超过所述饱和值，则将所述信号控制器的所述增益(Kgs)增加到第一增益值，以便降低所述电网(20)中的所述电气参数的斜率的上升时间。本发明也涉及发电站控制器，其被布置为降低所述电网(20)中的电压参数的电压斜率的上升时间。

技术领域

本发明涉及发电站控制器，其被布置用于改进电网中的风力发电站的电压上升时间，其中，所述风力发电站包括多个风力涡轮发电机。此外，本发明涉及包括上文提到的种类的发电站控制器的风力发电站，并且涉及用于控制被连接到电网的风力发电站的方法。

背景技术

风力发电站通常具有用于将风能转换为电力的多个风力涡轮机。为了向电力终端用户供应电力，风力发电站被连接到电网。然而，在风力发电站能够被连接到电网之前，所述风力发电站必须满足由电网准则归定的对风力发电站的电气性能的要求。一个要求是风力发电站对诸如电压、频率、有功功率和无功功率的各种参数的初始响应时间。

风力发电站常常被称为风力涡轮发电机组，其通过公共连接点(也被称为公共耦合点(PCC))被共同连接到电网。另外，风力发电站可以包括发电站控制器(PPC)和/或一些类别的无功功率补偿设备，诸如静态同步补偿器(STATCOM)或者开关/切变的电容器等。

通常，风力发电站具有风力发电站控制器，其监测电网电压并将电网电压与外部设定值进行比较。在实际电网电压与外部设定值之间的差(例如误差信号)被用于计算用于风力发电站的无功功率产生的命令。该命令被从风力发电站控制器发送到个体风力涡轮机，个体风力涡轮机继而将在接收所述命令时做出响应(例如产生更多或更少的功率，以便调节电网电压)。所述误差信号可能由实际电网电压的改变或外部设定值的改变引起。

所述上升时间是从检测到电网电压的改变或外部设定值的改变开始并且一旦由致动器在PCC处注入的当前功率达到控制参考值的95％时即结束的时间段(在一些标准中，测量上升时间的方式能够是不同的，其从致动器开始注入的时刻开始直到它们达到参考值的95％，也应当注意的是，95％指示系统几乎达到稳定状态，因此，替代95％，其能够是90％或另一值，其能够指示所述系统几乎处在稳定状态中(测量结果几乎达到参考值)。

发电站控制器常常在一些约束条件下进行操作。这些约束能够被称为电流限制或电压限制，但在实践当中，所述限制常常被实施为对通过公共耦合点从风力发电站向电网供应的无功功率的约束。该约束或者能够是利用VAr或p.u.的数值或者功率因子值的硬性无功功率限制，其意味着无功功率被限制为根据当前有功功率产生而定义的上限最大值。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法和系统，其用于在无功功率参考值受功率因子(PF)设定值或无功功率限制两者或者甚至其他限制的限制时改进针对风力发电站中的电压斜率控制的上升时间响应。此外，其目的是提供一种发电站控制器，其能够在参考设定值变化期间提供更好的电网支持。另外，其目的是提供一种控制器，其在大多数情况下提供信号响应。

提供该简要说明是要以简化的形式来介绍对各原理的选择，其在下文中的详细说明书中进一步详细描述。该简要说明并非意在识别所主张的主题的关键特征或实质特征，也不意在被用作确定所主张的主题的范围中的辅助。

因此，以上描述的目标或若干其他目标旨在通过提供用于控制被连接到电网的风力发电站的方法在本发明的第一方面中获得，所述风力发电站包括至少一个风力涡轮发电机和发电站控制器，所述发电站控制器包括信号控制器，所述信号控制器用于利用增益来控制电气参数，所述方法包括：