[发明专利]与多个可再生能源发电厂的互连有关的改进

说明书

一种用于包括一个或多个可再生能源发电机的第一可再生能源发电厂的发电厂控制系统。该发电厂控制系统包括：接收装置，其用于从传输电网操作者接收电力输送需求；控制装置，其被构造成控制第一可再生能源发电厂的一个或多个可再生能源发电机，以便供应以接收到的电力输送需求为目标的电力；以及通信装置，其被构造成向一个或多个其它可再生能源发电厂的控制系统传输请求，以请求运行与其它可再生能源发电厂中的相应可再生能源发电厂相关的一个或多个功率补偿单元。本发明的实施方式的有益之处在于，第一可再生能源发电厂的发电厂控制系统具有管理跨多个发电厂的电力输送的功能，并且因此充当能量管理系统，其能够激活其它发电厂的资产以便对可能检测到的任何电网不稳定性做出快速反应。这给电网不稳定性提供了有力的响应。本发明尤其适用于风力发电厂，但也适用于其它类型的可再生能源发电厂，例如光伏发电厂、水力发电厂等。

技术领域

本发明涉及配电网络中的发电厂控制系统的运行，并且具体应用于风能发电厂的发电厂控制系统的运行，并且更总体应用于可再生能源发电厂的运行。

背景技术

风能和其它可再生形式的能源的普及正在增加。现在常见的是，新投入使用的风力发电厂设施能够调节它们提供给电网的电力。传输系统操作者(TSO)管控风力发电厂进入电网的连接要求，并定义风力发电厂在与电网的互连点(POI)处必须遵守的电压和功率特性。连接要求可以包括电网规范要求。风力发电厂是位于相同地理位置的一组产生电的风力涡轮发电机。它也被称为风电园或风电场。

风力发电厂的运行由发电厂控制系统或发电厂控制器(PPC)控制。 PPC用于从TSO接收电力输送需求，PPC响应于该电力输送需求来确定传输给受其控制的风力涡轮机的适当的有功功率(P)和无功功率(Q)参考或“设定点”。PPC可用于监测发电厂的输出处的电网，以确保这些电参数与TSO所要求的性能一致。对于有功功率控制，发电厂中的风力涡轮机可以按照缩减模式(curtailed mode)运行，使得它们在需要时能够以高达满有功功率输送来运行。对于无功功率控制，风力涡轮机可以供应额外的无功功率，该额外的无功功率高达由在那些风力涡轮机中使用的转换器系统的运行所管控的最大水平。然而，可以通过在相关发电厂的变电站处设置附加设备(诸如电容器组、并联电抗器或静态补偿器(STATCOM)来提供进一步的无功功率控制。

由于可再生能源资源大规模集成到输电系统，尤其是风力发电厂中，电网管理对TSO来说变得更加复杂。例如，与这种发电厂相关的变电站往往远离主传输电网，这引起从TSO发送到发电厂的命令的延迟。此外，由于不能够足够快地执行纠正措施来确保系统稳定性，因此大量发电厂由 TSO控制可能意味着控制不太准确。而且，即使在多个风力发电厂在相当紧凑的地理区域中连接到电网，所有这些发电厂也至少需要无功补偿设备。这增加了风力发电厂的成本，对发电成本造成压力。

在这种背景下，设计了本发明的实施方式。

发明内容

在第一方面中，本发明提供了一种用于包括一个或多个可再生能源发电机的第一可再生能源发电厂的发电厂控制系统。该发电厂控制系统包括：

接收装置，其用于接收来自传输电网操作者的电力输送需求；

控制装置，其被构造成控制第一可再生能源发电厂的一个或多个可再生能源发电机，以便供应以接收到的电力输送需求为目标的电力；

以及通信装置，其被构造成向一个或多个其它可再生能源发电厂的控制系统传输请求，以请求运行与其它可再生能源发电厂中的相应可再生能源发电厂相关的一个或多个功率补偿单元。

本发明扩展到还涉及包括第一可再生能源发电厂和一个或多个其它可再生能源发电厂的电力系统，其中第一可再生能源发电厂包括如上定义的发电厂控制系统。

本发明尤其适用于风力发电厂，但也适用于其它类型的可再生能源发电厂，例如光伏发电厂、水力发电厂等。

本发明还存在于一种运行第一可再生能源发电厂的方法，其包括：