[发明专利]确定弱化电网状况和控制发电厂的方法及设备

说明书

提供了以适合于电网状况的方式确定电网状况(比如弱化电网状况)并控制发电厂(比如风力发电厂或太阳能发电厂)的方法和设备。该方法包括测量发电机(比如风力涡轮或PV发电机)的输出参数(14)。测量的输出参数包括无功功率和电压。该方法还包括确定发电机的测量的输出参数之间的关系(16)。发电机的测量的输出参数之间的关系表明电网(电厂给其供给电能)的状况。该方法允许响应于发电机的测量的输出参数之间的关系控制电厂(18)，以避免发生振荡行为，否则，在弱化电网状况时，振荡行为会发生在发电厂中。

技术领域

本发明总体上涉及对发电厂的控制，更具体地，涉及一种用于确定电网状况(比如弱化电网状况)和以适于该电网状况的方式控制发电厂(比如风力发电厂或太阳能发电厂)的方法及设备。

背景技术

风力涡轮机使用自然可利用的风能以环境友好的方式发电。风力涡轮机厂和连接成给电网提供电能的可再生能源发电的其它形式易受所谓“弱电网”状况的影响。共同转让给本发明的受让人并通过引用并入本文的美国专利申请13/550699、美国专利申请出版号US2014/0021720A1描述了使用控制发电系统(比如涉及风力发电厂)的技术，其中控制技术涉及将无功功率注入系统中。

附图说明

考虑到附图，在下面描述中说明本发明，附图中：

图1示出比较强系统与弱化系统中的作为风力涡轮发电机电压Vt的函数的无功功率Qt的相应示例响应的相应图表。

图2是体现本发明各方面的方法的流程图。

图3是示出体现本发明各方面的方法的其它细节的流程图。

图4是包括控制根据本发明各方面的风力涡轮机的控制器的设备的框图。

图5是示出比较风力涡轮发电机的输出参数的相应示例响应的相应图表的制图。各图表之一表示弱化系统状况，则风电厂的输出功率根据本发明各方面调节成弱化系统状况的影响被实际上消除，如另一图表中所表明的。

具体实施方式

连接成给电网提供电能的发电厂，比如可涉及风力涡轮机和/或太阳能光伏(PV)发电厂易受到弱化电网状况的影响。这些状况可工厂操作员没有先验知识的情况下发生。下面按照风电厂描述一个示例应用，然而，应明白，可再生能源发电和能量存储的其它形式(比如涉及实施锁相环控制的功率控制装置)也可受益于本发明各方面。相应地，在风力发电厂背景下描述的本发明的实施例应理解为示例含义，而不是限制含义。

短路“强度”是当系统中发生短路时，系统提供短路电流的能力的测量值。提供高水平短路电流的系统通常描述为“强的”，而提供低水平短路电流的系统通常描述为“弱的”。短路“强度”通常以“短路VA”描述，其中，对于n相系统，

短路VA＝n×lsc×Vln

其中，

n＝相数量(对于典型电力系统应用，n＝3)

lsc＝每相的平衡短路电流，均方根安培

Vln＝线对中性点电压，均方根伏特

例如，可以说，具有每相10kA平衡3相短路电流的3相69kV(线对线)(大概40kV线对中性点)系统具有大概400MVA的短路强度。

可以比较发电系统的容量与可用短路强度，以确定发电厂与该系统的兼容性。总体上，发电厂的容量应当显著小于所连接系统的短路强度。