[发明专利]风电场控制器的上限

说明书

描述了一种确定包括在公共耦合点（5）处连接的多个风力涡轮机（3）的风电场（1）的有功功率控制器（17）的上限值（33）的方法，该方法包括：估计在所述多个风力涡轮机（3）的输出端子与所述公共耦合点（5）之间发生的有功功率的累积损耗（18）；基于所估计的有功功率损耗（18）来确定所述上限值（33）。

技术领域

本发明涉及用于确定风电场的有功功率控制器的上限值的方法和装置，涉及控制风电场的有功功率控制器的方法，涉及控制风电场的方法，并且还涉及用于控制风电场的有功功率的控制系统，并且甚至还涉及风电场。

背景技术

风电场可以包括可以连接到公共耦合点的多个风力涡轮机。风电场通常可以被控制以在公共耦合点处提供参考有功功率。为此，传统的风电场可以包括风电场控制器，该风电场控制器可以控制各个风力涡轮机，以便输出与有功功率的参考相对应的累积有功功率。通常，风电场控制器可以被提供有其输出值的上限值，该上限值对应于累积的最大允许有功功率。

常规风电场控制器可以包括PI控制器，其可以具有上限，所述上限的输出不允许被超过。通常，固定的上限值已经用于风电场控制器。上限需要足够大以补偿从涡轮机端子到公共耦合点（PCC）的电损耗。已经观察到，在其中风速从相对低的风速增加到相对高的风速的情况下，可能发生过冲，即过多的有功功率输出。然而，上限越大，PCC处的有功功率的过冲可能越高。通过该过冲，可以引起公用电网的不稳定性，特别是振荡，这可能导致其他部件损坏或其他问题的风险。

因此，可能存在对确定风电场的有功功率控制器的上限值的方法和装置的需求，可能存在对一种用于控制有功功率控制器的控制方法的需求，可能存在对一种控制风电场的方法的需求，并且还可能存在对一种用于控制风电场的有功功率的控制系统的需求，并且可能存在对一种风电场的需求，其中，至少减少了上述问题。

发明内容

这种需求可以通过根据独立权利要求的主题来满足。本发明的有利实施例由从属权利要求描述。

根据本发明的实施例，提供了一种确定包括在公共耦合点处连接的多个风力涡轮机的风电场的有功功率控制器的上限值的方法，该方法包括：估计在所述多个风力涡轮机的输出端子和所述公共耦合点之间产生的有功功率的累积损耗；基于所估计的有功功率损耗来确定所述上限值。

该方法可以由根据本发明的实施例的用于确定上限值的装置来执行，该装置可以特别地包括在风电场控制系统中。有功功率控制器可以配置成控制公共耦合点处的有功功率以符合风电场有功功率参考。有功功率控制器可以例如包括PID、PI控制器等。有功功率控制器的上限值限制有功功率控制器的输出信号不超过上限值。特别地，上限值可以由此限制最终由多个风力涡轮机产生的有功功率，所述多个风力涡轮机由有功功率控制器（特别地，经由可选的多个单独的风力涡轮机控制器间接地）控制。

多个风力涡轮机中的每一个可以包括风力涡轮机塔架、安装在风力涡轮机塔架的顶部上的机舱，其中机舱包括发电机，例如机械地耦合到多个转子叶片所连接的旋转轴的同步永磁发电机。每个风力涡轮机还可以包括转换器，特别是电耦合到发电机的输出端子的AC-DC-AC转换器，以便将可变频率功率流转换为固定频率功率流。风力涡轮机还可以均包括可选的风力涡轮机变压器。

由于每个风力涡轮机的输出端子和公共耦合点之间的传输线，在操作期间，由每个风力涡轮机产生的有功功率输出的一部分可能被耗散，并且可能由此在公共耦合点处损失。可以使用数学/物理模拟和/或测量来估计有功功率的累积损耗。有功功率的累积损耗例如可以根据多个风力涡轮机中的每一个的有功功率的单独损耗来计算。特别地，可以基于如所测量的公共耦合点处的有功功率来估计有功功率的累积损耗，或者可以基于公共连接点处的参考有功功率来估计有功功率的累积损耗。特别地，累积损耗可以被估计为对于在公共耦合点处实际输出的不同有功功率具有不同的值，或者对于不同的有功功率参考是不同的。