[发明专利]用于衰减供电网中的低频振动的方法和风能设施

说明书

本发明涉及一种用于通过连接到供电网(120)上的至少一个分立发电单元(100，112)、尤其风能设施(100)或风电厂(112)来衰减供电网(120)中的低频振动、尤其次同步谐振的方法，包括以下步骤：通过至少一个发电单元(100，112)馈入电功率(P)以及通过用于衰减低频振动的补充份额(PE)补充所述馈入，其中根据同步机的简化模型(300，400)确定补充份额(PE)。

技术领域

本发明涉及一种用于衰减供电网中的低频振动、尤其次同步谐振的方法。本发明还涉及一种用于执行这种衰减的至少一个分立发电单元。

背景技术

供电网一般具有50Hz或60Hz的电网额定频率。所述电网额定频率也能够称为系统频率。供电网能够简化地和同义地也称为供应网或电网。

在供应网中，能够出现低频振动，所述低频振动具有低于电网额定频率的频率。所述振动通常称为次同步谐振(SSR)或次同步频率。为此，电气与电子工程师协会(IEEE)在1990年已经公开对次同步谐振的形式定义，即：

“次同步谐振是电的系统状态，在所述系统状态中，在组合系统的低于系统的同步频率的一个或多个固有频率下在电网与发电机组之间发生能量交换”，P.M.Anderson,B.L.Agrawal,J.E.Van Ness：“Subsynchronous Resonance in Power Systems”，IEEEPress 1990

在供应网中可能出现的问题是，低频振动可能激励或增强直接与供电网耦联的同步发电机的机械振动。由此可能在发电机处出现损伤。如果所述发电机为了保护与供电网分离，则可能出现供电网的削弱。

也可能在供应网中在电网部段之间出现在几赫兹的范围中的低频的摆动振动，即例如在德国中的第一电网部段与法国中的第二电网部段之间出现低频振动。这种摆动振动可能在供应网中也导致部分电网关断。在最不利的情况下，这可能导致大停电。

由于在多个国家中大型发电厂的比重减小，同时取代分立的、基于变流器的发电机、如风能设施或光伏设施，所以这种分立的基于变流器的发电机也对于支持供电网是有意义的。

在此，供电网的结构也能够变化。通过接通和关断过程、对馈电线的维护工作或通过气候影响，供电网也经受持久变化。其中也包括：电网电容和电网电感或电网阻抗能够总体上持续变化。这引起，低频振动也能够持续变化，这使其探测和衰减变得困难。

因为风电厂能够构成供电网的一部分并且决定性地一起确定电网特性，因此所述风电厂能够贡献于稳定能量系统或供电网并且用作为用于衰减不期望的次同步谐振的机构。但是，这种风电厂也必须能够关于低频振动匹配于变化的电网特性。

德国专利商标局已经在本申请的优先权申请中检索到以下现有技术：DE 10 2006047 792 A1、US 2018/0159453 A1和CN 102255325 A。

发明内容

因此，本发明所基于的目的在于，解决上述问题中的至少一个问题。尤其应提出一种解决方案，借助于分立发电单元来衰减低频振动、尤其次同步谐振，尤其相对于已知的方法改进这种衰减。至少应对至今已知的解决方案提出一个替选的解决方案。

根据本发明提出根据权利要求1的方法。这设为用于衰减供电网中的低频振动、尤其次同步谐振。这种低频振动是具有比电网额定频率更低的频率的振动。这种低频振动的频率特别小于一半的电网额定频率或直至一半的电网额定频率。在50Hz电网中，这种低频振动的频率因此优选地小于25Hz，并且对应地在60Hz电网中这种低频振动的频率优选地小于30Hz。