[发明专利]用于控制具有多功率源的混合能量设施的系统和方法在审

专利信息
申请号: 202010123905.3 申请日: 2020-02-27
公开(公告)号: CN111622897A 公开(公告)日: 2020-09-04
发明(设计)人: P.H.哈特;A.F.穆斯维;C.J.科苏特;G.I.加迪亚-托雷斯;E.乌本 申请(专利权)人: 通用电气公司
主分类号: F03D7/04 分类号: F03D7/04;F03D9/25;H02S10/12
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 危凯权;陈浩然
地址: 美国*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 用于 控制 具有 功率 混合 能量 设施 系统 方法
【说明书】:

一种用于自动控制具有多个功率源的可再生能量设施的方法包括经由场级控制器在第一场级功率设定点处操作混合可再生能量设施。方法还包括经由场级控制器将第一功率设定点修改为第二场级功率设定点。响应于将第一功率设定点修改为第二场级功率设定点,方法包括生成对于多个功率源的单独控制器的一个或多个功率改变请求。此外,方法包括经由多个功率源生成功率输出,以便将功率生成从多个功率源中的一个转换到另一个,同时最大限度地减小对场级生产的影响。

技术领域

本主题大体上涉及混合可再生能量设施,且更特别地涉及用于自动控制具有带不同响应率的多个功率源的混合可再生能量设施的系统和方法。

背景技术

风力被认为是目前可用的最清洁、最环境友好的功率源中的一种,且风力涡轮在该方面获得增加的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型(airfoil)原理来获取风的动能。转子叶片传送呈旋转能形式的动能,以便转动主轴,该主轴将转子叶片联接到齿轮箱(或如果不使用齿轮箱,直接地联接到发电机)。发电机然后将机械能转换成电能,电能可部署至公用电网。

在一些情况下,风场中还可采用额外功率源。例如,风场和太阳能场中可使用能量存储装置(ESD),以满足特定的使用情况。示例性ESD可为电池、超级电容器、抽水蓄能器、压缩气体蓄能器、飞轮和/或其中可存储能量以供后来使用的任何其它装置或可通过其存储能量以供后来使用的任何其它器件。关于风场中ESD的典型使用情况是,在风场由电网操作者缩减时存储由风力涡轮产生的能量,以及在缩减撤销时释放和出让能量。ESD也可用来供应由风场内部的辅助负载和损失所消耗的能量。辅助负载表示由风力涡轮内部的装置(诸如,偏航马达、各种泵或风扇和/或加热器)所消耗的能量。

随着构造的多资源(asset)功率生产设施上的增加,有益的是改进此类设施的性能和从资源中的每个中获得更多价值。大体上,期望使用可再生能量设施的最经济的功率源来产生功率,同时实现由其环境所需的期望性能。

因此,本公开内容涉及用于自动控制具有带不同响应率的多个功率源的混合可再生能量设施的改进系统和方法。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述,或可从描述中清楚,或可通过实施本发明来学习。

在一方面,本公开内容涉及一种用于自动控制具有多个功率源的可再生能量设施的方法。方法包括经由场级控制器在第一场级功率设定点处操作混合可再生能量设施。方法还包括经由场级控制器将第一功率设定点修改为第二场级功率设定点。响应于将第一功率设定点修改为第二场级功率设定点,方法包括生成对于多个功率源的单独控制器的一个或多个功率改变请求。此外,方法包括经由多个功率源生成功率输出,以便将功率生成从多个功率源中的一个转换到另一个,以达到和保持第二场级功率设定点。

在一个实施例中,经由多个功率源生成功率输出可包括:经由多个能源中的第一能源来生成功率输出,第一能源具有第一响应率;以及在功率输出达到第二场级功率设定点之后,经由多个能源中的第二能源来生成功率输出的至少一部分,第二能源具有小于第一响应率的第二响应率。

在此类实施例中,在第二功率源开始生成功率输出的至少部分时,第一功率源减小由此生成的等同功率量。在另一实施例中,方法可包括在功率输出达到第二场级功率设定点之后过渡时段期间将由第一功率源生成的功率量减小为零。

在进一步的实施例中,方法可包括经由闭环架构来控制混合可再生能量设施。更特别地,在某些实施例中,经由第一功率源生成功率输出且然后在功率输出达到第二功率设定点之后经由第二功率源生成功率输出的至少部分可包括:经由场级控制器基于第二场级功率设定点和来自多个功率源的功率反馈信号来确定对于多个功率源中的第一功率源和第二功率源的第一功率设定点和第二功率设定点;以及基于第一功率设定点和第二功率设定点来操作第一功率源和第二功率源。

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