專利名稱：風電場中的電流控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體上涉及風電場中的電流控制以及特別地涉及一種在輸電網不規(guī)則狀 態(tài)期間控制由風電場提供的電流的方法。
背景技術：
風力發(fā)電廠或者風電場通常包括多個單獨的風輪機。由風輪機產生的電能形成了 通過風電場而輸送到公用系統(tǒng)或者輸電網的全部電能。風電場通常將產生的電能通過公共 連接點(PCC)輸送到輸電網。當輸電網存在故障時，風電場通常與輸電網斷開連接，從而保護其風輪機免受電 流的突然沖擊，這會損壞風輪機的部件。當故障清除時，風電場以及由此風輪機與輸電網重 新連接，從而再次向其供應電能。隨著風力發(fā)電日益增加的覆蓋面，風電場與輸電網斷開連接不再能夠由輸電網操 作員來完成。原因是故障清除之后可能由于高的無功能耗以及同步性破壞而引起回復階段 中的電壓崩潰。許多國家的輸電網操作員目前都需要風電場操作員在允許連接到輸電網之 前遵守輸電網規(guī)范中規(guī)定的特定的輸電網需要。不同國家的輸電網需要有所不同，但是他 們共同的目標是允許對協(xié)調、可靠且經濟的輸送或分配系統(tǒng)進行發(fā)展、維護和操作。輸電網規(guī)范通常需要風輪機能夠穿越故障，這個故障使得PCC處的電壓在0. 5秒 時間內降低到例如0. 2pu。此外，輸電網規(guī)范通常在這種輸電網故障期間還需要來自于單獨 風輪機和/或風電場的無功電流貢獻。為了符合輸電網需要，風輪機通常具有解決方案，使得風輪機能夠控制無功功率 的產生。由此，當輸電網故障引起輸電網電壓下降時，風輪機能夠增加它們的無功電流輸 出。風輪機的無功電流的全部增加能夠通過風電場的PCC而被加入到輸電網，從而使輸電 網穩(wěn)定。US 6，924，565公開了一種變速風輪機發(fā)電機系統(tǒng)的電網。每個發(fā)電機都能夠產生 有功功率和無功功率，并且包括連接到發(fā)電機的系統(tǒng)控制器，用于基于單個發(fā)電機的熱性 能和/或電壓極限來控制發(fā)電機產生的有功和無功功率。由此，發(fā)電機系統(tǒng)的電網能夠通 過閉環(huán)電壓系統(tǒng)來提供聽憑指令的有效及無功功率。在該專利文獻中，電壓控制器監(jiān)視著 風輪機發(fā)電機系統(tǒng)與公用輸電網之間的PCC。根據測量結果，無功功率指令被發(fā)送到單獨發(fā) 電機，以產生風輪機發(fā)電機系統(tǒng)需要的無功功率。由此，系統(tǒng)提供了閉環(huán)控制。由此，本發(fā)明的目的是提供一種改進的技術方案，從而在輸電網故障期間控制在 PCC處提供的電流。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的第一方面，提供了一種在風電場中控制電流的方法。所述風電場包 括至少一個風輪機和至少一個電流發(fā)生器。所述方法包括檢測輸電網不規(guī)則狀態(tài)、確定在 輸電網不規(guī)則狀態(tài)期間在所述風電場中預定位置處將要提供的最優(yōu)電流；以及確定由所述至少一個電流發(fā)生器所產生的、用于在所述預定位置處提供最優(yōu)電流的對應電流。所述對 應電流至少基于所述電流發(fā)生器與所述預定位置之間的阻抗被確定。檢測到的輸電網不規(guī)則狀態(tài)指的是輸電網中導致輸電網不穩(wěn)定的事件。這種事件 包括電壓水平的突然降低或增加、功率相位或頻率的改變等。當檢測到這種輸電網不規(guī)則 狀態(tài)時，風電場提供了風電場中預定位置處的最優(yōu)電流。該預定位置處的最優(yōu)電流隨后被 加入到輸電網，從而幫助穩(wěn)定輸電網。該預定位置是風電場中被輸電網看得見的位置。該 位置可以是風電場主變壓器與輸電網之間的點，在風輪機與風電場主變壓器之間的共用電 力線上，等等。最優(yōu)電流是由風電場中的一個或多個電流發(fā)生器所提供。來自于電流發(fā)生器的組 合電流不一定與預定位置處所需要的最優(yōu)電流相對應。這是由于電流發(fā)生器與預定位置之 間會設置有部件。所述部件可以沿著從電流發(fā)生器到預定位置的線路引入阻抗，并且由此 影響到在預定位置處提供的電流。根據本發(fā)明，在確定出由電流發(fā)生器所產生的對應電流 時，電流發(fā)生器與預定位置之間的阻抗被納入考慮。由此，由電流發(fā)生器產生的電流將會在 預定位置處獲得期望的最優(yōu)電流。有利地，本發(fā)明提供了一種方法，該方法允許風電場管理者向公用系統(tǒng)提供最優(yōu) 電流，并且還允許公用系統(tǒng)管理者獲得需要的電流，在輸電網不規(guī)則狀態(tài)的情況下穩(wěn)定輸 電網。最優(yōu)/需要的電流是由風電場提供，而不需要現(xiàn)有技術中提到的任何復雜的反饋回 路。在輸電網中出現(xiàn)突然的電壓驟降的情況下，這種方法對于特別容易損壞的輸電網而言 至關重要。根據本發(fā)明，在輸電網故障期間或者在輸電網容易損壞時，具有改進的可控性， 由此滿足了多個國家輸電網規(guī)范的需要。根據實施例，預定位置包括風電場與輸電網或者公用系統(tǒng)的公共連接點。公共連 接點(PCC)是風電場與輸電網相互連接的點。一般地，輸電網只能看到風電場整體，而看不 到風電場中的單個風輪機。當輸電網規(guī)范需要風電場提供特定電壓或功率參數時，這些參 數通常需要在風電場的PCC處提供。根據實施例，輸電網不規(guī)則狀態(tài)包括低電壓事件。低電壓事件是指輸電網電壓突 發(fā)且陡然下降時的情況，例如在幾毫秒內下降到其額定電壓的大約20% (0.2pu)。通常地， 輸電網電壓在幾百毫秒內恢復。輸電網規(guī)范通常需要風電場保持連接或者“穿越”低電壓 事件。此外，輸電網規(guī)范需要風電場供應一定量的電流，從而幫助輸電網從低電壓事件中恢 復，由此使輸電網穩(wěn)定。根據實施例，最優(yōu)電流是最優(yōu)無功電流。最優(yōu)無功電流遵循向在輸電網不規(guī)則狀 態(tài)期間電壓水平加入的無功電流的預定模式。當出現(xiàn)輸電網不規(guī)則狀態(tài)時，由風電場在預 定位置處提供期望量的無功電流。這種加入的最優(yōu)無功電流對于保持輸電網穩(wěn)定性是有利 的。被提供或者加入到輸電網中的無功電流的量依賴于輸電網不規(guī)則狀態(tài)的情況。在一個 示例中，加入無功電流的預定模式依賴于基于輸電網規(guī)范需要的加入無功電流模式。該基 于輸電網規(guī)范需要的加入無功電流模式通常是指當輸電網電壓下降時加入無功電流的增 加。應當知道的是，加入無功電流的預定模式可以是自定義的。例如，可以確定的是在預 定位置處提供特定模式的無功電流在穩(wěn)定公用系統(tǒng)時是有利的。由此在另一個實施例中， 加入無功電流的預定模式是基于加入無功電流的這種自定義模式。根據實施例，電流發(fā)生器包括用于產生無功電流的無功電流發(fā)生器以及用于產生有功電流的有功電流發(fā)生器。由此，風電場能夠在風電場中的預定位置處提供最優(yōu)無功電 流或者最優(yōu)有功電流，或者兩者的組合。根據輸電網不規(guī)則狀態(tài)的類型，可以提供用于穩(wěn)定 公用系統(tǒng)的最優(yōu)電流(有功和/或無功電流)的適當形式。由此，在該實施例中，提供了一 種有助于確保輸電網穩(wěn)定性的通用方法。根據實施例，該方法包括控制由有功電流發(fā)生器所產生的有功電流，從而在預定
位置處提供最優(yōu)的無功電流。根據另一個實施例，為了提供最優(yōu)無功電流而產生的有功電
流的量通過以下公式所確定 Ids_opt=R/X(Iqs±vGKG/√Z2+4X2(Kwf-Kwf)其中Ids。pt是由有功電流發(fā)生器所產生的有功電流，Ids是由無功電流發(fā)生器所產生的無功電流，R是電流發(fā)生器與預定位置之間的電阻，Z是電流發(fā)生器與預定位置之間的阻抗，X是電流發(fā)生器與預定位置之間的無功阻抗，是輸電網的電壓幅度，以及Ke和Kwf是輸電網常數。根據實施例，風電場中的風輪機包括有功電流發(fā)生器以及無功電流發(fā)生器。在該 實施例中，風輪機產生有功和無功電流。有功和無功電流可由風輪機中的部件(例如通過 功率或頻率轉換器)所產生。這種功率轉換器會出現(xiàn)在變速風輪機中，用于將風輪機的發(fā) 電機的變頻功率輸出轉換成定頻功率輸出。功率輸出可以被功率轉換器所控制，從而使得 它具有確定的有功和/或無功電流部件，用于在預定位置處提供最優(yōu)電流。根據實施例，無功電流發(fā)生器包括靜止同步補償器(STATC0M)。在該實施例中，無 功電流由STATC0M所產生。STATC0M可被設置在風輪機中、在風輪機旁邊、在變電站或者在 風電場中的任一其它位置。該實施例中的有功電流可由風輪機或者由任一其它類型有功電 流發(fā)生器(例如能量存儲單元)所產生。根據實施例，有功電流發(fā)生器包括用于提供有功電流的能量存儲單元。能量存儲 單元的示例包括但不局限于電化學元件(即電池)、電容器、不間斷電源(UPS)、液壓蓄電 器、輔助發(fā)電機，等等。類似地，能量存儲單元可被設置在風輪機中、在風輪機旁邊、在變電 站或者在風電場中的任一其它位置。在該實施例中，無功電流可由風輪機或者由STATC0M 所產生。在發(fā)明的第二方面，提供了風電場。風電場包括一個或多個風輪機以及風電場控 制器。風電場控制器適合于實現(xiàn)上面所述的方法。特別地，風電場控制器適合于檢測輸電 網不規(guī)則狀態(tài)、確定在輸電網不規(guī)則狀態(tài)期間在所述風電場中預定位置處將要提供的最優(yōu) 電流；以及確定由電流發(fā)生器所產生的、用于在所述預定位置處提供最優(yōu)電流的對應電流。 所述對應電流至少基于所述電流發(fā)生器與所述預定位置之間的阻抗被確定。應當知道的是，本領域技術人員能夠輕易地認識到結合本發(fā)明第一方面進行描 述的任一特征也可以與本發(fā)明的第二方面相結合，反之亦然。根據本發(fā)明第二方面的風電場可以有利地適合于實現(xiàn)本發(fā)明第一方面的方法。在發(fā)明的第三方面，提供了一種用于包括一個或多個風輪機的風電場的控制器。 該控制器適合于完成本發(fā)明第一方面所述的方法。特別地，控制器適合于檢測輸電網不規(guī) 則狀態(tài)、確定在輸電網不規(guī)則狀態(tài)期間在所述風電場中預定位置處將要提供的最優(yōu)電流； 以及確定由電流發(fā)生器所產生的、用于在所述預定位置處提供最優(yōu)電流的對應電流。所述 對應電流至少基于所述電流發(fā)生器與所述預定位置之間的阻抗被確定。在一個實施例中，控制器進一步適合于計算出由風電場中的每個電流發(fā)生器所產 生的、用于在預定位置處提供最優(yōu)電流的電流。在可選實施例中，每個電流發(fā)生器包括適于 執(zhí)行該方法的控制器。應當知道的是，本領域技術人員能夠容易地認識到結合本發(fā)明第一方面描述的 任一特征都可以與本發(fā)明的第三方面相結合，反之亦然。根據發(fā)明的第四方面，提供一種用于處理器的程序。該程序在加載到處理器中時 執(zhí)行上述實施例的方法。


在結合非限制性示例以及附圖進行考慮的情況下，本發(fā)明將會參考詳細描述而得 到更好的理解。圖1顯示了風電場的總體布局。圖2a是顯示了低電壓事件時輸電網電壓水平的示意圖。圖2b是顯示了響應輸電網電壓水平而需要被加入到公用輸電網中的無功電流量 的示意圖。圖3a顯示了根據實施例的風電場的示意性布局。圖3b顯示了根據實施例的圖3a的風電場的簡化示意性布局。圖4顯示了根據實施例的具有或者不具有有功電流控制時風電場公共連接點處 的無功電流水平。圖5顯示了根據另一個實施例的風電場的示意性布局。圖6顯示了根據實施例的用于風電場中電流控制的方法的流程圖。
具體實施例方式圖1顯示了風電場100的總體布局。風電場100包括多個風輪機101、風電場控制 器102、補償裝置103、風電場變壓器104以及風輪機電網。風電場100通過輸電線112并 且經由風電場變壓器104而連接到公用系統(tǒng)或輸電網110。風電場100與公用系統(tǒng)110之 間的相互連接點被稱為公共連接點(PCC) 111。由風輪機101所產生的電能被分配到輸電線112上并且通過PCC111提供給輸電 網110。補償裝置103是無功功率發(fā)生裝置，用于補償風電場100的無功功率。補償裝置 103的示例包括但不局限于晶閘管投切電容器組以及靜止無功補償器(SVC)。來自補償裝 置103的無功功率也通過輸電線112輸送給輸電網110。風電場變壓器104使風電場100 的電壓逐步降低到適用于在輸電網110中輸送的較低電壓。風電場控制器102基本上實現(xiàn)了多種控制功能。例如，發(fā)電廠控制器可以收集到表現(xiàn)風輪機101或者其部件當前狀態(tài)的不同類型數據，并且對其進行響應以控制風輪機 101的運行。風輪機101通過控制線路113、經由風力發(fā)電廠電網105與控制器102互通， 如圖1中虛線所示?？刂破?02與風輪機101之間通信的信號可包括功率輸出信號、葉片 狀態(tài)、參考電源、葉片指令等。控制器102還通過控制線路113連接到PCC111。這允許控制 102檢測到功率參數，例如PCC111處的電壓及電流水平。應當知道的是，圖1中所示的風電場100的布局僅為示例，并且本發(fā)明并不被限定 為圖1中所示風電場的原樣布局。例如，盡管風電場100中顯示了 4個風輪機101，但是可 以使得風電場包括多于或者少于4個風輪機101。還能夠使得風電場僅有1個風輪機101。 類似地，在另外示例中風電場101可包括超過1個補償裝置。圖2a顯示了在低電壓事件時表現(xiàn)輸電網電壓水平的示意圖。垂直軸線201顯示 了輸電網的電壓水平，以及水平軸線202顯示了時間。在t0到tl之間，輸電網是穩(wěn)定的， 輸電網電壓是相對恒定的，如203所表示。在11發(fā)生低電壓事件，輸電網電壓突發(fā)且陡然 地下降，如204所表示。輸電網電壓會在短于1毫秒內下降到初始數值的大約10% (或者 0. lpu)。輸電網電壓停留在低數值大約幾百毫秒，如205所表示。在t2，輸電網恢復并且輸 電網電壓在大約50-150毫秒內上升到初始數值的大約80%，如206所表示。為了保持輸電 網的穩(wěn)定性，輸電網所有者會在它們的輸電網規(guī)范中規(guī)定，連接到輸電網的風電場需要在 低電壓事件期間加入特定量的無功電流。被加入的無功電流的量通常依賴于輸電網的電壓 水平。圖2b顯示了示意圖，其表現(xiàn)了與輸電網電壓水平相對應而需要被加入到輸電網 中的無功電流量的示例。垂直軸線211顯示了需要被加入的無功電流的量，以及水平軸線 212顯示了輸電網的對應電壓水平。當輸電網電壓小于0. 5pu時，無功電流的量為0. 9pu， 如213所表示。當輸電網電壓從0. 5pu開始增加時，需要的無功電流的量降低，如214所表 示。當輸電網電壓恢復到0. 85pu時，需要被加入到輸電網中的無功電流的量為0。然而，由風輪機101和/或補償裝置103所產生的無功電流的量不會在PCC111處 獲得期望的無功電流。這是由于風輪機101和/或補償裝置103與PCC111之間具有部件 和纜線。這種部件和纜線在傳輸線路中引入了阻抗，導致達到PCC111的無功電流與從風輪 機101和補償裝置103發(fā)送出的電流不同。根據實施例，當檢測到輸電網110中的低電壓事件時(在PCC111或者101WTG進 行檢測)，控制器102確定出在PCC111處提供的、即被加入到輸電網110中的最優(yōu)無功電 流。被加入到輸電網110中的無功電流的量可以基于由輸電網所有者規(guī)定的模式，例如圖 2b中的模式，或者基于自定義模式。此外，控制器102還確定出由風輪機101和/或補償裝 置103所產生的、用于在PCC111處獲得最優(yōu)無功電流的對應無功和有功電流。有功和無功 電流要考慮到風輪機101、補償裝置103與PCC111之間的任意阻抗而確定出來。圖3a顯示了根據實施例的風電場300的示意性布局。圖3中的示意性布局顯示 了被引入到風電場300中的阻抗。出于清楚的緣故，圖3中僅僅顯示了一個風輪機301。應 當知道的是，風電場300可包括超過1個風輪機301。還假設無功和有功電流都由風輪機 301所產生。風輪機301連接到風輪機變壓器302。風輪機變壓302又通過電力纜線305 連接到風電場變壓器304。電力纜線305的阻抗由纜線阻抗303所表示。風電場300通過 架空線(0VL)310而連接到公用系統(tǒng)或者輸電網311。0VL310的阻抗由0VL阻抗306所表
8示。風電場300通過PCC312與輸電網311相互連接。輸電網311將電能供應到負載，例如 家庭單元320。另外的發(fā)電廠、例如傳統(tǒng)的煤炭發(fā)電廠321也可將電能供應到輸電網311。 根據實施例，當確定將要產生的有功和無功電流時，纜線阻抗303以及0VL阻抗306被納入 考慮，從而在PCC312處提供最優(yōu)無功電流。圖3a可以進一步通過圖3b中所示的示意性圖示所表示。參考圖3b描述了確定 由風輪機301所產生的、用于在PCC312處獲得最優(yōu)無功電流的最優(yōu)有功電流的示例。在圖 3b中，風輪機301與PCC312之間的阻抗331被表示成Z。從PCC312到輸電網故障處的阻 抗332被表示成ZF。從PCC312到輸電網311的阻抗333被表示成Ze。假定阻抗Z、。、^都具有相同的角度(即，對于每個阻抗而言，實部和虛部之間的 角度是相同的)VPCC=KGVG+KwfVwfVwf = Es (cos(a) + sin(a) j)VG=vG其中ve是在輸電網311處的電壓幅度，Es是在風輪機301處的電壓幅度，a是向量^^與。之間的角度， 尺^f^一 K2Ki 以及
ZGZ + ZFZ + ZGZF Kx + KxK2 + K2 涉及到PCC312與輸電網之間的短路比，以及K2涉及到故障點到PCC312的距離 (或者在PCC312處的剩余電壓)。&和K2可以通過以下公式獲得ZF = K2Zg，乏二，以及Z = R + jX從風輪機301輸送到PCC312的電能為
廠— — 1*§PCC = PPCC + QPCCj = Vpccr = VPCC Vwf ~JPCC其中fKC是在PCC312處的電壓向量，7是流經阻抗331的電流向量，以及是在風輪機301處的電壓向量。通過以下公式所表示
IqsZ2 +vGKG(Rsm(a) + Xcos(a))
&-^^-，
9
其中Iqs是在風輪機301處的電流。PCC312處的有功電流Id和無功電流Iq是
以及 使用上述公式，PCC312處的有功電流Id和無功電流1,被確定為 以及 在PCC312處獲得最大無功電流Iq的角度a。pt被確定如下 通過確定的角度a。pt，由風輪機301所產生的、用于在PCC312處獲得最大無功電
流Iq的最優(yōu)有功電流Ids—。pt被確定如下 知道的是，當2Kwf < 1時，上面提到的、用于最優(yōu)有功電流的公式中的第二項是負 值。這是在該方法被用于低電壓事件以及Kwf與PCC312處剩余電壓成比例時的情況。對于 極低電壓，最優(yōu)有功電流Ids—。pt可以進行估算以用于較簡單的控制實施 從在該示例中推導出來的公式，可以看到PCC312處的無功電流Iq基本上受到 PCC312處的電壓水平、風輪機301與PCC312之間的阻抗以及風輪機301處的有功電流Id 的影響。圖4顯示了根據本發(fā)明的、具有或不具有有功電流控制時PCC312處無功電流Id的 值。圖4中示意圖的垂直軸線401是由風輪機產生的無功電流值，以及水平軸線402是在 PCC312處獲得的無功電流值。曲線403顯示出當沒有對由風輪機301所產生的有功電流進 行任何控制時PCC處的無功電流值相對于由風輪機產生的無功電流的值。曲線404顯示出 當由風輪機所生成的有功電流根據實施例而進行控制時、PCC處的無功電流值相對于由風 輪機所生成的無功電流的值。通過有功電流控制，可以看到對于由風輪機所生成的任意無 功電流，PCC處的無功電流值都達到最大。
上述實施例描述了由風輪機產生有功電流和無功電流。應當知道的是，有功電 流和/或無功電流可由風輪機外部的其它部件產生。例如，無功電流可由STATC0M產生。 STATC0M可被設置在風輪機旁邊或者設置在風電場中任意其它位置。有功電流還可由能量 存儲單元(例如液流電池)所產生。該液流電池可被結合到風輪機中，或者可設置在風電 場中任意其它位置。圖5顯示了圖1中風電場100的布局，其中根據實施例，能量存儲單元500被用于 產生將在風電場100的PCC111處提供的有功電流。無功電流由補償裝置103產生，該裝置 可以是STATC0M。當期望在PCC111處提供特定的無功電流時，PCC102將控制信號發(fā)送到 STATC0M103用于產生對應的無功電流，以及發(fā)送到能量存儲單元500用于產生對應的有功 電流。如前面所述，有功電流的產生得被控制，從而使得PCC111處的無功電流達到最大。為 了在PCC111獲得期望量的無功電流而生成的對應無功電流的量可根據圖4確定。產生的 有功和無功電流被提供給輸電線或者集電器系統(tǒng)112，從而使得它們在PCC111處獲得期望 的無功電流。風電場100中的所有其它部件都已經參考圖1進行了描述。圖6顯示了根據實施例用于在風電場中控制電流的方法的流程圖。方法的步驟 601包括檢測輸電網不規(guī)則狀態(tài)?？梢栽赑CC111處通過風電場控制器102檢測輸電網不規(guī) 則狀態(tài)(參見圖5)。如前面所述，被檢測的輸電網不規(guī)則狀態(tài)可以是低電壓事件。步驟602包括確定出在風電場中預定位置處提供的最優(yōu)電流。最優(yōu)電流可以是在 風電場100中PCC111處提供的無功電流。被提供的無功電流的值可以按照輸電網所有者 的要求(在輸電網規(guī)范中規(guī)定)或者自己定義。步驟603包括確定出要生成的、用于在風 電場中預定位置處提供最優(yōu)電流的對應電流。要生成的對應電流可以是有功電流或者是無 功電流。如前面所述，生成的有功電流可以被控制，從而提供在PCC111處提供的最優(yōu)無功 電流。有功和無功電流可由風輪機101所生成?？蛇x擇地，有功電流由風輪機101所生成 以及無功電流由STATC0M500所生成。對于本領域技術人員顯而易見的是，上述實施例也可被用于控制無功電流的生 成，從而在PCC111處提供期望的有功電流。例如，如果在輸電網事件期間需要將特定量的 有功電流加入到輸電網，風電場控制器102可根據實施例將控制信號發(fā)送到風輪機101、補 償裝置103和/或能量存儲單元500，以生成對應的有功和無功電流，從而在PCC111處提供 期望的有功電流。特別地，對應的無功電流的生成被控制，從而使得PCC111處的有功電流 達到最大。應當強調的是，上面描述的實施例是實施方式的可行示例，該實施方式僅僅提出 用于清楚地理解發(fā)明的原理。本領域技術人員可以對上述實施例作出多種變型和改進，所 述變型和改進被認為是包括在隨附權利要求范圍之內。
權利要求
一種在風電場中控制電流的方法，所述風電場包括至少一個風輪機，其中，所述風電場包括至少一個電流發(fā)生器，所述方法包括檢測輸電網不規(guī)則狀態(tài)；確定在輸電網不規(guī)則狀態(tài)期間在所述風電場中預定位置處將要提供的最優(yōu)電流；以及確定由所述至少一個電流發(fā)生器所產生的、用于在所述預定位置處提供最優(yōu)電流的對應電流，其特征在于，所述對應電流至少基于所述電流發(fā)生器與所述預定位置之間的阻抗被確定。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預定位置包括風電場與輸電網或者公 用系統(tǒng)的公共連接點。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述輸電網不規(guī)則狀態(tài)包括輸電網中的 低電壓事件。
4.如前述任一權利要求所述的方法，其特征在于，所述最優(yōu)電流是最優(yōu)無功電流，所述 最優(yōu)無功電流遵循向輸電網不規(guī)則狀態(tài)期間電壓水平加入的無功電流的預定模式。
5.如前述任一權利要求所述的方法，其特征在于，所述至少一個電流發(fā)生器包括用于 生成無功電流的無功電流發(fā)生器以及用于生成有功電流的有功電流發(fā)生器。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，還包括對有功電流發(fā)生器所生成的有功電 流進行控制，從而在所述預定位置提供所述最優(yōu)無功電流。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述有功電流根據下述公式確定/ds _ optI +-認gs —^Z2+4X\K2wf-Kwf)其中Ids—。pt是由有功電流發(fā)生器所生成的有功電流， Iqs是由無功電流發(fā)生器所生成的無功電流， R是所述風輪機與所述預定位置之間的電阻， Z是所述風輪機與所述預定位置之間的阻抗， X是所述風輪機與所述預定位置之間的無功阻抗， vG是輸電網的電壓幅度，以及 Kg和Kwf是輸電網常量。
8.如權利要求5-7任一所述的方法，其特征在于，所述風輪機包括所述有功電流發(fā)生 器以及所述無功電流發(fā)生器中的至少一個。
9.如權利要求5-8任一所述的方法，其特征在于，所述無功電流發(fā)生器包括靜止同步 補償器(STATC0M)。
10.如權利要求5-8任一所述的方法，其特征在于，所述有功電流發(fā)生器包括能量存儲單元。
11.一種風電場，包括 -至少一個風輪機；以及-適合于進行如下操作的風電場控制器 -檢測輸電網不規(guī)則狀態(tài)；_確定在輸電網不規(guī)則狀態(tài)期間在所述風電場中預定位置處將要提供的最優(yōu)電流；以及_確定由電流發(fā)生器所產生的、用于在所述預定位置處提供最優(yōu)電流的對應電流，其 中，所述對應電流至少基于所述電流發(fā)生器與所述預定位置之間的阻抗被確定。
12.如權利要求11所述的風電場，其特征在于，所述預定位置包括所述風電場與輸電 網或者公用系統(tǒng)的公共連接點。
13.如權利要求11或12所述的風電場，其特征在于，所述風電場控制器適合于檢測輸 電網中的低電壓事件。
14.如權利要求11-13任一所述的風電場，其特征在于，所述風電場控制器適合于確定 在所述預定位置處將要提供的最優(yōu)無功電流，所述最優(yōu)無功電流遵循向輸電網不規(guī)則狀態(tài) 期間電壓水平加入的無功電流的預定模式。
15.如權利要求11-14任一所述的風電場，其特征在于，所述電流發(fā)生器包括用于生成 無功電流的無功電流發(fā)生器以及用于生成有功電流的有功電流發(fā)生器。
16.如權利要求15所述的風電場，其特征在于，所述風電場控制器適合于控制由有功 電流發(fā)生器所生成的有功電流，從而在所述預定位置提供最優(yōu)無功電流。
17.如權利要求15或16所述的風電場，其特征在于，所述風輪機包括有功電流發(fā)生器 以及無功電流發(fā)生器中的至少一種。
18.如權利要求15-17任一所述的風電場，其特征在于，還包括靜止同步補償器 (STATC0M)，其中STATC0M是用于生成無功電流的無功電流發(fā)生器。
19.如權利要求15-17任一所述的風電場，其特征在于，還包括能量存儲單元，其中能 量存儲單元是用于生成有功電流的有功電流發(fā)生器。
20.一種用于風電場中的控制器，所述風電場包括至少一個風輪機，所述控制器適合于 進行如下操作-檢測輸電網不規(guī)則狀態(tài)；-確定在輸電網不規(guī)則狀態(tài)期間在所述風電場中預定位置處將要提供的最優(yōu)電流；以及_確定由電流發(fā)生器所產生的、用于在所述預定位置處提供最優(yōu)電流的對應電流，其 中，所述對應電流至少基于所述電流發(fā)生器與所述預定位置之間的阻抗被確定。
21.一種用于處理器的程序，其中，所述程序在被加載到處理器中時完成根據權利要求 1-10任一所述的方法。
全文摘要
提供了一種在風電場中控制電流的方法。所述風電場包括至少一個風輪機以及至少一個電流發(fā)生器。所述方法包括檢測輸電網不規(guī)則狀態(tài)；在輸電網不規(guī)則狀態(tài)期間確定出在風電場中預定位置處提供的最優(yōu)電流；以及確定出由至少一個電流發(fā)生器所產生的、用于在預定位置處提供最優(yōu)電流的對應電流。對應電流至少是基于至少一個電流發(fā)生器與預定位置之間的阻抗數值而確定出來。
文檔編號H02P9/00GK101929439SQ20101019033
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權日2009年6月24日
發(fā)明者J·M·加西亞 申請人:維斯塔斯風力系統(tǒng)集團公司