[发明专利]用于操作风电场的方法和风电场

说明书

公开了一种用于操作风电场的方法，所述风电场具有可经由功率连接(Cab‑Cd)相互和与电网(510,550)电连接的风力涡轮(100‑100d)的串(S1‑S3)。每个风力涡轮包括具有转子叶片(108)的转子(106)和与转子(106)机械连接的功率转换系统(118,210,238)。所述方法包括将该串(S1‑S3)与电网(510,550)断开，以及识别断开的串(S1‑S3)的主风力涡轮(100a,100c)，该主风力涡轮能够与所断开的串(S1‑S3)的至少一个副风力涡轮(100b‑10d)电连接。主风力涡轮(100a,100c)的功率转换系统(118,210,238)包括无功功率能力(RPC)，该无功功率能力至少与待通过将主风力涡轮(100a,100c)与所断开的串(S1‑S3)的所述至少一个副风力涡轮(100b‑100d)电连接而形成的集群(C1,C11,C12)的无功功率(RP)相匹配。

技术领域

本主题总体上涉及操作一种具有风力涡轮的风电场，特别是在风电场可连接到的电网损耗或缺失期间，并且涉及一种相应的风电场。

背景技术

风电被认为是目前可用的最清洁、最环保的能量源之一，并且风力涡轮在这方面得到了越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和带有一个或多个转子叶片的转子。转子叶片使用已知的翼型件原理从风捕获动能，并且通过旋转能传递动能以转动轴，该轴将转子叶片联接到齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则直接联接到发电机。发电机然后将机械能转换成电能，该电能可被部署到公用电网。

由于公用电网中的故障或其它原因，风电场可能与公用电网断开。在这种状态下，风力涡轮可能需要向其辅助负载供应功率，以使控制器、通信、偏航操作和其它关键系统保持通电。这可能是出于安全原因和/或为了有利于在电网恢复后将风电场重新连接到公用电网。诸如UPS的电能存储装置可设置在风力涡轮内，可仅在失去电网期间向这些关键系统馈送例如几分钟的功率。此外，在再次连接到电网之前风力涡轮的启动要求和更高的占空比典型地需要更大的能量存储系统和/或有功和无功功率能力，特别是对于大型风电场和/或在风力涡轮之间具有更大距离的风电场。在更长的时间内，辅助功率可由柴油发电机提供。然而，特别是对于海上风电场，柴油发电机等可能太大和/或太贵而无法安装、运行、加燃料和/或维护。

因此，本公开提供了根据权利要求1所述的用于操作风电场的方法、根据权利要求10所述的风电场以及根据权利要求15所述的计算机程序产品或计算机可读存储介质。

发明内容

本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过本发明的实践获知。

在一个方面，本公开涉及一种用于操作风电场的方法。风电场包括能够经由(电)功率连接相互和与电网电连接的风力涡轮的串。每个风力涡轮包括带有转子叶片的转子和与转子机械连接的功率转换系统。该方法包括：将该串与电网断开；以及在所断开的串中识别可与所断开的串的至少一个副风力涡轮电连接的主风力涡轮。主风力涡轮的功率转换系统包括无功功率能力，该无功功率能力至少与可通过将主风力涡轮与所断开的串的所述至少一个副风力涡轮电连接而形成的集群的无功功率相匹配。

由于识别出主风力涡轮在孤岛操作模式下(与电网断开)操作时具有带有无功功率能力的功率转换系统，该无功功率能力足以满足待形成的风力涡轮的集群的无功功率，即足以补偿在连接(操作)的风力涡轮的(后来)形成的集群中生成的无功功率，所断开的串的风力涡轮可在一个或多个集群中操作，而不是在孤岛操作模式下操作该串的每个(可用的)风力涡轮。