用於控制電力生產單元特別地風力渦輪機的方法和控制器的製作方法

2023-07-07 19:54:01

專利名稱：用於控制電力生產單元特別地風力渦輪機的方法和控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於控制電力生產單元、特別是風力渦輪機的一種方法和一種控制器，其中該方法和該控制器特別地適於根據將來的預期事件來調節電力生產單元的功率傳輸。
背景技術：
公用電網可以向消費者提供電能，其中經由具有預定頻率諸如50Hz或者60Hz的能量流或者功率流供應電能。在消費者從公用電網提取電能時，電力生產單元或者電力發電站將電能供應到公用電網中。如果提取的能量和供應的能量之間的平衡受到幹擾，則電網頻率將改變。由此，為了在預定電網頻率下維持公用電網的頻率，在這種情況下提取的能
量和供應的能量必須平衡。特別地，當與被供應到公用電網的功率相比從公用電網提取更多能量或者更多功率時，公用電網的頻率下降。由此，關於從公用電網向其供應電能的電氣裝置的操作會發生問題。特別地，這些電氣裝置可能沒有適當地操作或者可能甚至由於供應的電能不具有預定電網頻率而受到損壞。可能需要用於控制電力生產單元、特別地風力渦輪機的一種方法和一種控制器，其中從公用事業提取的功率和被供應到公用電網的功率的平衡可以得以改進，以便穩定電網頻率。

發明內容
可以利用根據獨立權利要求的主題滿足這個需要。從屬權利要求描述了本發明的有利的實施例。根據一個實施例，提供了一種用於控制(特別地控制功率輸出)被連接到公用電網(其被提供用於向一個或者多個消費者諸如電氣裝置供應具有預定電網頻率的電能)的電力生產單元(用於特別地從機械功率生成電力的裝置或者布置，其中所生成的電力可以具有對應於電網頻率的特定頻率，電流和/或電壓根據其以周期的方式改變)、特別地風力渦輪機(其可以特別地包括風力渦輪機塔架，在塔架的頂部處安裝的機艙，其中轉子軸以可旋轉方式支撐在機艙內，其中在轉子軸處，安裝一個或者多個轉子葉片，其中轉子軸以機械方式連接到發電機，該發電機生成特別的可變頻率能量流，該能量流然後被供應到轉換器以將可變頻率能量流轉換成具有公用電網的頻率的固定頻率能量流)的方法。由此，該控制方法包括獲得(特別地涉及使用例如電子郵件、SMS、電話通信或者任何其它網絡協議的任何通信方法，諸如經由網絡諸如網際網路的電子通信)在時間點的關於在時間點的事件(其中該事件可以例如涉及天氣變化、廣播事件、文化事件、社會事件、體育事件、政治事件等或者由其引起)的信息(特別地文本信息，其可以以電子形式被接收)，其中該事件與在該時間點(或者在以後的時間點)被遞送到公用電網的電力(諸如當該事件涉及變化的風速條件或者由其引起時，該變化的風速條件於是可以影響產生並且遞送到公用電網的功率的數量)和從公用電網提取的電力(諸如當例如該事件涉及工廠的操作開始、或廣播事件的開始或廣播事件的中斷或者由其引起，或者該事件涉及由廣播事件觸發的同時的消費者需求或同步化的消費者行為或者由其引起時)中的至少一項有關；以及，在該時間點之前(因此，該事件尚未發生)，基於預測自動地(諸如利用處理器或者控制電力生產單元的控制器)調整(特別地改變，諸如根據預測增加或者降低)在電力生產單元和公用電網之間的功率傳輸(特別地被供應到公 用電網的功率的數量)。該電力生產單元可以例如是風力渦輪機或者波能電力生產單元。特別地，從公用電網提取的功率的增加或者降低可以是能夠基於關於在該時間點的事件的信息導出的。特別地，可以在該事件在該時間點發生之前調整電力生產單元以便電力生產單元對於在該時間點從公用電網提取的功率的預期變化做出準備。特別地，在按照根據本發明的一個實施例的控制方法自動地調整功率傳輸期間，可以基於公用電網中的頻率變化的檢測和控制的其它控制機構可以在敏感性更低的設置下並且不帶或者僅僅帶有較小數量的熱備用地進行操作。特別地，在該時間點之前，電網頻率可以是穩定的。儘管如此，電力生產單元仍然可以被控制以使得被供應到公用電網的功率可以例如被降低或者增加。為了仍然保持在被供應到公用事業的功率和從公用電網提取的功率之間的平衡，一個或者多個其它電力生產單元可以特別地以相反或者互補的方式依次地調整在其它電力生產單元和公用電網之間的功率傳輸。特別地,本發明的實施例提供使用具有快速斜變(ramping)能力的功率生產單元(諸如具有全功率逆變器(還被稱為轉換器)的風力發電站)在大斜變事件期間維持電網平衡。特別地，風力渦輪機的轉換器可以自動地(因此並非以人工方式)調整以根據需要調節被從風力渦輪機供應到公用電網的功率。特別地，轉換器可以包括第一級，其包括一個或者多個功率電晶體(諸如IGBT)用於將從風力渦輪機的發電機遞送的可變頻率交流電(AC)功率流或者功率信號轉換成基本直流電(DC)功率信號或者功率流。此外，該轉換器可以包括第二級，其包括一個或者多個功率電晶體(諸如絕緣柵雙極電晶體，IGBT)用於將DC能量流轉換成具有公用電網的頻率的固定頻率AC能量流。經由它們的對應柵極的控制，功率電晶體在第一級中和在第二級中的導通狀態可以被控制。特別地，功率電晶體的柵極可以在高頻下開關並且可以特別地被開關以使得來自風力渦輪機並且被供應到公用電網的功率輸出在電壓和電流和功率之間具有預定的可選擇的移頻。轉換器的這些性質允許根據需求控制風力渦輪機的功率輸出。特別地，本發明的一個實施例處理了關於電能的需要在大斜變事件期間提出的挑戰。根據一個實施例，這種斜變事件在該時間點發生。該事件的示例包括預期天氣狀況、弓丨起功率需求的大的改變的適當的彈道式(ballistic)大規模的同時的消費者行為(諸如TV廣播的體育事件等)或者由其引起。特別地，事件可以根據四個不同的類別(特別地生產增加、生產降低、消耗增加和消耗減少)而被分類。特別地，以上事件中的任何一個或者以上事件的任何組合均可以在傳統的系統中引起頻率變化。根據本發明的一個實施例，特別地利用在大規模風力發電站中的功率電子設備的可控性，這種電網頻率變化被減小。由此，管理預測的斜變事件的成本將減少並且還將減少響應時間。根據本發明的一個實施例，提供了一組組合功能來解決預期電網事件。由此，提供了一種用於控制一個或者多個功率生產單元(諸如風力渦輪機)的方法，以便維持在電網中的大斜變事件期間的電網平衡，其中該方法包括在預期/預測的電網事件之前(因此在該時間點之前)改變功率生產單元的操作模式，並且將功率生產單元的操作模式改變回在預期預測事件發生時的操作模式。由此，電網事件可以意味著生產增加、生產降低、消耗增加或者消耗減少。特別地，功率生產單元可以是具有全轉換器和快速斜變能力的風力渦輪機，但是它還能夠是收穫波能等的其它類型的功率生產單元或者它可能利用存儲的能量。根據一個實施例，該信息指示遞送到公用電網的電力和/或從公用電網提取的電力將改變的時間點。由此，電力生產單元可以很好地提前於事件的發生(即之前)對該事件做出準備。
根據一個實施例，該信息指示在該時間點遞送到公用電網的電力的變化幅度和/或從公用電網提取的電力的變化幅度。由此，電力生產單元可以適於將其能量傳輸改變特
定數量。根據本發明的一個實施例，該事件由被連接到公用電網的消費者的行為引起。特別地，該事件可以涉及在受歡迎的TV節目中用於商業廣告等的中斷或者可以由其引起，在這種情況下很多觀眾走進廚房以對水或者咖啡或者茶進行加熱。因此，基於該時間信息，當中斷將開始時，可以預測從公用電網提取的功率將由於消費者行為而增加。特別地，在針對商業廣告的中斷將開始的時間點之前，電力生產單元、特別地風力渦輪機可以斜降(因此產生比額定功率更低的功率或者更少的能量)，而其它電力發電站(諸如燃氣發電站、熱力發電站或者其它)可以斜升(因此從部分生產到全部生產地增加生產)。特別地，與已經斜降的風力渦輪機相比，在該時間點之前斜升的其它電力生產單元可能不具有那麼快速地響應於頻率變化的能力。特別地，當功率需求的增加實際上在該時間點或者在圍繞該時間點的時間跨度中開始時，被連接到公用電網的消費者的功率需求或預測的增加之前使風力渦輪機斜降於是允許快速地增加被風力渦輪機供應到公用電網的功率。由此，在該事件開始的能量或者功率需求的實際的突然增加期間，電網頻率可以被有效地穩定。特別地,本發明的實施例可以應對被稱作「水壺綜合症(kettle syndrome)」的情況。在傳統的系統中，如果沒有向電網遞送更多的功率，則電網頻率將快速地下降。根據本發明的一個實施例，該事件可以由需求能量的商業生產的時間表(諸如在工廠中開始生產、大量工人的開始工作等)引起。特別地，該信息可以包括從不同的信息源組裝的信息部分。信息源可以包括廣播時間表、商業生產時間表、天氣狀況等。根據本發明的一個實施例，該事件可以由在該時間點開始的廣播事件(諸如體育事件、在電影期間的商業廣告、受歡迎的TV節目等)引起。該事件還可以包括政治事件、社會事件、商業事件或者藝術事件或者可以由其引起。考慮來自各種信息源的信息部分可以改進在電力生產單元和公用電網之間的功率傳輸的控制或者調整。根據本發明的一個實施例，調整能量傳輸是在於該時間點之前5分鐘、特別地30分鐘和在該時間點之後5分鐘、特別地30分鐘之間的調整時間跨度(特別地在此期間在電力生產單元和公用電網之間的功率傳輸被調整，特別地增加、維持和/或相對於額定水平增加的時間跨度)期間執行的。特別地，調整時間跨度還可以基於關於在該時間點的事件的信息而被預測和/或調整。由此，該控制方法可以進一步被改進以甚至更好地平衡或者穩定電網頻率。根據本發明的一個實施例，自動地調整功率傳輸包括自動地將由電力生產單元供應到公用電網的功率生產從額定水平(其可以特別地代表給定當前天氣狀況的可用功率水平)改變為調整水平(其可以特別地不同於額定水平)，該調整水平特別地比額定水平更小，特別地至少更小5%，或者至少更小10% (或者至少更小20%)。特別地，可以諸如基於在該時間點的功率需求的預測增加選擇在調整水平和額定水平之間的差。特別地，將由風力渦輪機生產的功率從額定水平降低到調整水平可以增加其中風力渦輪機能夠快速地改變(特別地增加)功率輸出從而對被連接到公用電網的消費者的功率需求的預期增加適當地做出準備的範圍或者操控空間。特別地，風力渦輪機可以 準備快速地在對應於在額定水平和調整水平之間的差的功率範圍內改變它的功率輸出。根據一個實施例，自動地改變功率生產是在調整時間跨度內根據在預定的斜變時間間隔期間(在該斜變時間間隔期間功率輸出改變)、特別地範圍在5分鐘和15分鐘之間的預定的變化率(每個時間的功率變化)執行的。因此，調整時間跨度的一個部分可以包括使電力生產單元的功率生產斜變。由此，控制方法可以被簡化，而同時可以以足夠小的變化率執行斜變，以使得一個或者多個其它電力生產單元也可以同時地改變它們的功率生產，以便穩定電網頻率。根據本發明的一個實施例，自動地調整功率傳輸包括在將電力生產單元的功率生產從額定水平改變為調整水平之後在快速響應模式中設置生產單元，以使得在電網頻率改變(特別地下降)時，生產單元的功率生產可以被快速地改變，特別地增加。特別地，在快速響應模式中，電力生產單元可以基於獲得的(特別地測量的)電網頻率產生電力。因為將功率生產從額定水平降低到調整水平，所以使得電力生產單元、特別地風力渦輪機能夠將它的功率生產從調整水平增加到直至額定水平的任何水平而不引起被認為在額定水平下操作的電力生產單元的操作問題。由此，電力生產單元的耐久性可以得到改進。根據一個實施例，電力生產單元適於以每秒額定功率生產水平的至少10%、特別地至少15%、特別地在10%和20%之間的範圍中的速率改變功率生產。在其它實施例中，變化率可以更低或者更高。特別地，與一個或者多個其它電力生產單元諸如熱電生產單元、核電生產單元等的功率生產的變化率相比，電力生產單元的功率生產的可能的變化率是更高的，特別地兩倍之高，進一步特別地五倍之高。當在該時間點或者在該時間點之後發生電網頻率下降時，電力生產單元的功率生產的高的可能的變化率可以允許快速響應。根據本發明的一個實施例，該方法進一步適於控制具有與電力生產單元相比並不那麼快速的功率生產變化率的至少一個其它電力生產單元(諸如熱電生產單元、核電生產單元、波能電力生產單元等)。由此，基於在該時間點的信息或者基於電網頻率，在該時間點之前，關於在其它電力生產單元和公用電網之間的功率傳輸，該至少一個其它電力生產單元可以直接地(例如通過基於事件的控制信號)或者間接地(例如基於電網頻率的下降)被控制。特別地，在以相對緩慢的速率使電力生產單元斜降時，例如基於測量的電網頻率的下降，該至少一個其它電力生產單元可以同時地被斜升，以便穩定電網頻率。由此，特別地在該時間點之前，電力生產單元的功率輸出可以被降低，而該至少一個其它電力生產單元的功率輸出可以增加。由此，電力生產單元可以適當地對消費者的功率需求的預期增加做出準備。根據本發明的一個實施例，在該時間點之前，生產單元的功率生產降低，特別地被斜降至調整水平，而該其它生產單元的功率生產特別地同步增加，特別地被斜升，以穩定電網頻率。根據本發明的一個實施例，在該時間點之後，電力生產單元的功率生產增加，特別地斜升至額定水平，而該其它電力生產單元的功率生產特別地同步降低，特別地被斜降，以穩定電網頻率。由此，使功率生產斜升或者斜降意味著分別地與時間成比例地增加或者降低功率生產。將電力生產單元帶入其正常操作狀態以產生額定功率水平可以改進電力生產單元的效率，因為可以認為電力生產單元處於額定水平。根據本發明的一個實施例，調整電力生產單元的功率生產包括調整從生產單元的 轉換器汲取的功率的需求和/或調整生產單元的轉子葉片的轉子葉片俯仰角。特別地，調整電力生產單元的功率生產可以從發電站或者發電場的視點進行並且可以不由單獨的渦輪控制器執行。如果在發電站水平的輸出隨著時間減小，則隨著風速改變，局部狀況能夠導致用於各個單元的子集的輸出實際上增加，但是累積的生產可以仍然減小。特別地，可以通過向包括在轉換器中的功率電晶體的柵極供應控制信號而控制從轉換器汲取的功率的需求。特別地，調整轉子葉片俯仰角可以包括圍繞它們對應的縱向軸線旋轉被連接到風力渦輪機的轉子軸的一個或者多個轉子葉片。特別地，改變轉子葉片俯仰角可以改變將包括在風中的動能轉換成包括在風力渦輪機的轉子中的旋轉能量的效率。應該理解，所公開、述及、描述或者被應用於用於控制電力生產單元的方法的任何特徵(單獨地或者以任何組合)還可以(單獨地或者以任何組合)應用於用於控制根據一個實施例的電力生產單元的控制器並且反之亦然。根據一個實施例，提供了用於控制被連接到公用電網的電力生產單元、特別地風力渦輪機的控制器，其中該控制器適於獲得關於在時間點的事件的信息，其中該事件涉及在該時間點被遞送到公用電網的電力和從公用電網提取的電力中的至少一項；以及基於預測在該時間點之前調整在電力生產單元和公用電網之間的功率傳輸。特別地，在一種在風力發電站處的非常最小化的完全自動化的實施方式中，該信息可以包括
遠程參數
(事件的)日期/時間[MM :DD hh mm]；
(由於事件弓丨起的)功率變化[Λ功率％]；
局部參數[觸發前時間];
功率變化[斜變率];頻率性質[頻率死區];
功率變化的持續時間[觸發後時間]。根據一個實施例，提供了一種風力渦輪機場，該風力渦輪機場包括至少一個風力渦輪機，該風力渦輪機特別地包括全轉換器；和根據如以上解釋的一個實施例的控制器，其中該控制器被連接到風力渦輪機以控制風力渦輪機的功率生產。特別地，所獲得的信息可以包括能量生產預測數據、天氣預測數據、能量消耗預測數據，和/或與電力的消耗或者生產有關的其它預測數據。必須指出，已經參考不同的主題描述了本發明的實施例。特別地，已經參考方法類型權利要求描述了某些實施例，而已經參考設備類型權利要求描述了其它實施例。然而，本領域技術人員將會從以上和以下描述推斷，除了屬於一種類型的主題的特徵的任何組合之夕卜，在涉及不同主題的特徵之間、特別地在方法類型權利要求的特徵和設備類型權利要求
的特徵之間的任何組合也被視為被本文獻所公開，除非另有指出。以上限定的方面和本發明的其它方面根據將在下文中描述的實施例的示例是明顯的並且是參考實施例的示例解釋的。將在下文中參考實施例的示例更加詳細地描述本發明，但是本發明不限於所述實施例的示例。


現在參考附圖描述本發明的實施例。本發明不被限制於所圖示或者描述的實施例。圖I示意性地圖示根據本發明的一個實施例的風電場；
圖2示意性地圖示根據用於控制根據本發明的一個實施例的電力生產單元的方法的一個實施例的功率生產的時間進程；以及
圖3示意性地圖示包括根據本發明的一個實施例的一個或者多個風電場的區域性功
率生產系統。
具體實施例方式在圖中的圖示是示意性的形式。圖I示意性地圖示根據本發明的一個實施例的風電場100，其中風電場100包括能夠經由開關103連接到公共連接點105的多個風力渦輪機101。在產生的能量和消耗的能量的穩定平衡狀態期間，風力渦輪機101提供具有對應於電網的頻率的預定額定頻率(諸如50Hz或者60Hz)的能量流。消耗能量的一個或者多個未被圖示的消費者被連接到電網107。在公共耦接點105處提供的能量流具有使用配電變壓器109被轉換成預定(更高)電網電壓的特定電壓。風力渦輪機101中的每一個均由控制風力渦輪機的特定操作狀態的單獨控制器控制，其在風力渦輪機內部。除此之外，風力渦輪機101由經由通信線路113向風力渦輪機101供應控制信號的高性能風電場導向器(high performance park pilot, HPPP) 111控制。此外，高性能風電場導向器經由可以例如包括基準設定點的控制線路115接收遠程命令。高性能風電場導向器111包括用於經由線路113控制根據本發明的一個實施例的電力生產單元的控制器117。特別地，控制器117適於控制一個或者多個風力渦輪機101以自動地調整在風力渦輪機101和公用電網107之間的功率傳輸。由此，控制器117從信息源121接收或者獲得信息119。信息源提供關於影響被連接到電網107的消費者的能量需求的數量或者影響能量生產的數量的事件的信息。該事件可以由TV節目的廣播時間表、商業生產的時間表和/或消費者的行為和/或其它信息引起。控制器117獲得信息119並且因此接收能量需求的增加或者降低數量，其中這個能量需求涉及在將來的時間點。特別地，信息119可以包括關於時間點to、持續時間和/或功耗或者生產的相對變化的信息。特別地，關於事件的信息可以包括預期事件的功率變化的時間和幅度。控制器117還可以經由控制線路115接收遠程命令和/或基準設定點。
在本發明的一個實施例中，用於改變一個或者多個風力渦輪機101的操作模式的具體開始時間被編程到控制器117中，例如對於TV節目中的中斷的預期時間t0或者用於關閉被連接到電網107的大型機器的預期時間。在本發明的另一實施例中，在預測的電網事件之前，帶有快速斜變能力的功率生產單元即風力渦輪機101被有意地以受控的方式斜降。由此，斜降速度被調整以使得其它較不靈活的功率生產單元(諸如煤或者其它熱電站)可以斜升並且吸收更多的在事件發生之前的負荷。由此，電網頻率可以被穩定。於是，具有快速斜升能力的功率生產單元即風力渦輪機101在預測事件開始時斜升。 可能通過經由數據接口接收請求來發起操作的改變以執行斜變功能。特別地，信息119可以包括有關在電網事件之前改變操作模式的信息，包括用於改變操作模式的時間、斜變率、持續時間等。圖2圖示如由在圖I所示的風力渦輪機101之一產生的曲線206的曲線圖，在其橫坐標上示出時間t並且在其縱坐標上示出電力。在時間0，風力渦輪機101 (處於正常操作狀態中)產生具有額定水平201的功率。額定水平201可以對應於額定功率生產水平，在該水平下，風力渦輪機101可以被設計成連續地產生電力而不妨礙它的機械和電子部件。此外，功率的額定水平201可以對應於在當前天氣和風力狀況下的可用功率。在時間間隔202中，風力渦輪機101根據在其中風力渦輪機101產生額定功率水平201的正常操作模式來操作。在圖I所示的控制器117接收關於將在時間t0發生的事件的信息119。預測該事件引起由被連接到公用電網107的消費者消耗的電力需求的突然的增加和/或波動。因此，具有快速的和迅速的斜升能力的風力渦輪機101在時間間隔203期間被有意地斜降從而達到所產生的功率的調整水平204。在時間間隔203中的斜降包括風力渦輪機101的電力輸出的線性(隨著時間t)降低。特別地，斜降可以以允許其它較不靈活的功率生產單元斜升並且遞送更多的在事件發生之前的負荷的斜降速度(或者每時間的功率輸出變化)進行。在時間間隔205內，風力渦輪機101產生總體具有調整水平204的電力。然而，在時間間隔205期間，風力渦輪機在快速響應模式中操作，其中風力渦輪機101或者HPPP 111在敏感頻率設置下操作以對頻率變化做出響應並且調整功率輸出以穩定頻率。由此，可以例如在事件的時間to發生電網頻率的下降。在記錄到電網頻率的下降時，風力渦輪機101或者HPPP 111可以在時間間隔205內快速地增加它的功率輸出，從而穩定電網頻率，如由峰部207指示的那樣。因此，特別地在時間點t0之後，風力渦輪機101的產生的功率(或者被供應到電網的功率)可以存在快速變化(波動)，所述變化在圖2中的曲線圖中被示為峰部207和谷部208。在時間t0處的事件之後不久，風力渦輪機101產生波動數量的電力，如在示例性尖部或者峰部207中所示的那樣。根據在時間t0處的事件的類型，尖部207可以在於時間t0處的事件之後的時間間隔205的一部分期間維持。在事件結束並且特定時間逝去之後，風力渦輪機101可以在時間間隔209中恢復或者斜升。由此，風力渦輪 機101的功率輸出將被恢復到額定水平201。在向圖2的右手側打開的時間間隔211期間，風力渦輪機101的正常操作得以實現。用於風力發電站控制器117的可能的步驟序列可以如下
1)鎖定當前操作模式
2)在預期到針對預期開始時間(在t0)的斜變事件的情況下使風力發電站斜降(在時間間隔203中)
3)在時間間隔205期間切換到預定的頻率響應設置
4)這能夠是非常接近於圍繞額定頻率的死區的觸發水平和比例增益或者根據測量的頻率誤差值的其它下降因子
5)風力發電站現在將能夠做出響應以便在間隔205中快速地產生更大的功率，在頻率下降的情況下，並且可以減少功率的輸出，在頻率增加(例如見谷部208)的情況下
6)可以對於時間間隔205中的指定持續時間維持或者保持在敏感頻率設置下的操作(快速響應模式)
7)在時間間隔209期間，風力渦輪機101可以被切換回最初的操作模式
8)由此，風力渦輪機的功率輸出被斜變為額定值201。圖3示意性地圖示一種包括全部被連接到向消費者309提供電能的公用電網307的風力發電站300和熱電發電站350的區域性系統。此外，提供了經由通信線路302與平衡中心303通信的遠程終端單元310。平衡中心或者電網運營商303關於斜變的預期開始時間和斜變事件的時間以及斜變事件的預期持續時間與風電場300 (或者單元310)通信。基於這項信息319，風電場300可以調整它們的功率生產，以便執行根據本發明的一個實施例的用於控制電力生產單元的方法。進一步地，熱電發電站350也可以基於信息319調整它的功率輸出。應該指出，術語「包括」並不排除其它元件或者步驟並且「一」或者「一個」並不排除多個。還可以組合與不同的實施例關聯描述的元件。還應該指出，在權利要求中的參考符號不應該被理解為限制權利要求的範圍。
權利要求
1.用於控制被連接到公用電網(107)的電力生產單元(101)、特別地風力渦輪機的方法，所述方法包括 獲得關於在時間點(to)處的事件的信息(118)，其中所述事件涉及在所述時間點被遞送到所述公用電網的電力和從所述公用電網提取的電力中的至少一項；以及 基於預測在所述時間點之前自動地調整在電力生產單元(101)和公用電網(107)之間的功率傳輸(P)。
2.根據權利要求I的方法，其中所述信息指示被遞送到所述公用電網的電力和/或從所述公用電網提取的電力將改變的時間點。
3.根據權利要求I或者2的方法，其中所述信息指示在所述時間點被遞送到所述公用電網的電力的變化幅度和/或從所述公用電網提取的電力的變化幅度。
4.根據權利要求I到3之一的方法，其中所述事件由需要能量的商業生產的時間表和 /或被連接到所述公用電網的消費者的行為和/或廣播事件的開始時間引起。
5.根據權利要求I到4之一的方法，其中調整功率傳輸是在處於所述時間點(t0)之前5分鐘、特別地30分鐘和所述時間點(t0)之後5分鐘、特別地30分鐘之間的調整時間跨度(203，205，209)期間執行的。
6.根據權利要求5的方法，其中調整功率傳輸包括將被供應到所述公用電網的所述電力生產單元的功率生產從額定水平(201)改變為調整水平(204)，所述調整水平(204)特別地至少比所述額定水平小10%。
7.根據權利要求6的方法，其中改變功率生產是在調整時間跨度內根據在預定斜變時間間隔(203)期間的預定變化率來執行的，所述預定斜變時間間隔特別地範圍在5分鐘和15分鐘之間。
8.根據權利要求6或者7的方法，其中調整功率傳輸包括在將所述電力生產單元的功率生產從所述額定水平改變為所述調整水平之後在快速響應模式中設置所述生產單元，以使得在電網頻率改變、特別地下降時，所述生產單元的功率生產可以快速地改變(207，208)、特別地增加。
9.根據權利要求8的方法，其中所述電力生產單元適於以每秒額定功率生產水平的至少10%、特別地至少15%、特別地在10%和20%之間的範圍中的速率改變功率生產。
10.根據前述權利要求中任一項的方法，還包括 控制與所述電力生產單元相比具有較不快速的功率生產變化率的至少一個其它電力生產單元(350)，其中所述控制包括在所述時間點之前基於在所述時間點的信息或者基於電網頻率來調整在所述其它電力生產單元和所述公用電網之間的功率傳輸。
11.根據權利要求10的方法，其中，在所述時間點之前，生產單元(301)的功率生產被降低、特別地斜降到調整水平，而所述其它電力生產單元(350)的功率生產特別地同步增加、特別地斜升以穩定電網頻率。
12.根據權利要求11的方法，其中，在所述時間點(t0)之後，電力生產單元(101)的功率生產增加、特別地斜升到額定水平(201，301)，而所述其它生產單元(350)的功率生產特別地同步降低、特別地斜降以穩定電網頻率。
13.根據前述權利要求中任一項的方法，其中調整所述電力生產單元的功率生產包括調整從所述電力生產單元的轉換器汲取的功率的需求和/或調整所述電力生產單元的轉子葉片的轉子葉片俯仰角。
14.用於控制被連接到公用電網的電力生產單元、特別地風力渦輪機(101)的控制器(117)，其中所述控制器適於 獲得關於在時間點(t0)處的事件的信息(119)，其中所述事件涉及在所述時間點被遞送到所述公用電網的電力和從所述公用電網提取的電力中的至少一項；以及 基於預測在所述時間點之前調整在電力生產單元(101)和公用電網(107)之間的功率傳輸。
15.風力渦輪機場(100)，包括 至少一個風力渦輪機(101)，其特別地包括全轉換器； 根據權利要求14的控制器(117)，其被連接到風力渦輪機(101)以控制所述風力渦輪機的功率生產。
全文摘要
本發明涉及用於控制電力生產單元特別地風力渦輪機的方法和控制器。其描述了一種用於控制被連接到公用電網(107)的電力生產單元(101)、特別地風力渦輪機的方法，該方法包括獲得關於在時間點(t0)處的事件的信息(118)，其中所述事件涉及在所述時間點被遞送到所述公用電網的電力和從所述公用電網提取的電力中的至少一項；以及基於預測在所述時間點之前自動地調整在電力生產單元(101)和公用電網(107)之間的功率傳輸(P)。進一步，描述了一種對應的控制器和一種風電場。
文檔編號F03D7/00GK102852716SQ20121022039
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月29日 優先權日2011年6月29日
發明者K.S.尼爾森, H.施蒂斯達爾 申請人:西門子公司