用于確定發電設備控制器中的個體設定點的方法和發電設備控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明的實施例總體上涉及用于確定發電設備控制器中的個體設定點的方法，所述發電設備控制器被布置為控制風力發電設備，所述風力發電設備包括能夠生成電輸出的多個風力渦輪發電機和任選的補償裝備，風力發電設備控制器以及計算機可讀存儲介質包括程序代碼指令，所述程序代碼指令當由風力發電設備中的發電設備控制器運行時，令所述發電設備控制器執行本發明的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，已經越來越聚焦于減少由燃燒化石燃料生成的溫室氣體的排放。減少溫室氣體排放的一個解決方案是發展可再生能源。具體地，來源于風的能源已經證明是環境安全且可靠的能源，其能夠減少對化石燃料的依賴。
[0003]通過風力渦輪能夠捕獲風中的能量，所述風力渦輪是將風的動能轉化成機械能，并且隨后將機械能轉化成電功率的旋轉機器。多個風力渦輪發電機可以一起被布置在風力發電站、風電場或風力發電設備中，以生成足夠的能量來支持電網。風力發電設備可以位于陸上或海上，并且其常常覆蓋大的地理區域。每個風力渦輪發電機通常包括或被連接到風力渦輪控制器，并且風力發電設備通常包括中央控制器，所述中央控制器常被稱為發電設備控制器，中央控制器或主控制器，其以操作方式被耦合到個體風力渦輪發電機的風力渦輪控制器。發電設備控制器被布置為接收來自風力渦輪控制器的信息，例如，涉及來自風力渦輪發電機的功率輸出和/或測量值的信息，并且發電設備控制器被布置為將信息傳輸到風力渦輪發電機，例如，以便從風力渦輪發電機獲得請求的輸出。
[0004]這些因素通常致使有必要提供用于監測和控制風力發電設施的各種網絡互連和通信技術。
[0005]在具有多個風力渦輪發電機的風力發電設備中，焦點已經從單獨的風力渦輪發電機連接點移動到中央風力發電設備連接點(常被稱為“公共耦合點”)，并且通過由風力發電設備控制器或主控制器執行的總體控制對個體風力渦輪的控制進行補充，所述風力發電設備控制器或主控制器被布置為通過傳輸在公共耦合點處提供的關于例如有功功率和無功功率的設定點來控制風力發電設備的部件。在非常大的風力發電設備中，多于一個的公共耦合點可以存在，并且多于一個的發電設備控制器可以存在。當執行對具有若干風力渦輪發電機的風力發電設備的中央控制時，一個限制因素是其搜集所花費的時間和來自個體風力渦輪發電機的狀況信息，將所述信息傳輸到中央控制器或發電設備控制器，并且將來自發電設備控制器的控制數據(例如，新的有功功率或無功功率設定點)分布到風力渦輪控制器。
[0006]術語“風力發電設備的部件”意指指代風力發電設備的能量生產或能量生成部件，也就是風力渦輪發電機和任選地能夠生成電輸出的補償裝備。
[0007]提供要由風力渦輪發電機中的每個和補償裝備(如果在風力發電設備中包括該補償裝備)生成的關于有功功率和無功功率的最優設定點，是發電設備控制器的重要任務。
【發明內容】
[0008]本發明的實施例總體上涉及由發電設備控制器提供要被發送到風力渦輪發電機和任選的風力發電設備的補償裝備的設定點。
[0009]本發明的一個實施例提供了一種用于確定發電設備控制器中的個體設定點的方法，所述發電設備控制器被布置為控制風力發電設備，所述風力發電設備包括能夠生成電輸出的多個風力渦輪發電機和任選的補償裝備，從多個風力渦輪中的每個風力渦輪發電機和任選的補償裝備請求涉及用于遞送到外部輸電網的有功功率和/或無功功率的個體設定點，所述方法包括以下步驟:(a)接收要被遞送到外部輸電網的有功功率和/或無功功率的請求；(b)確定針對多個風力渦輪發電機中的風力渦輪發電機中的每個和針對任選的補償裝備的校正因子，所述校正因子涉及關于多個風力渦輪發電機和任選的補償裝備的狀況信息；(c)接收指示來自所述風力渦輪發電機中的每個以及來自任選的補償裝備的可用的有功功率和可用的無功功率的信號；(d)將請求的有功功率與來自風力發電設備的多個風力渦輪和任選的補償裝備的所述指示的可用的有功功率進行比較，并且將請求的無功功率與風力渦輪和任選的補償裝備的所述指示的可用的無功功率進行比較；(e)在步驟(d)中的比較示出請求的有功功率小于風力渦輪和任選的補償裝備的可用的有功功率，和/或請求的無功功率小于風力渦輪和任選的補償裝備的可用的無功功率的情況下，執行步驟(f)，所述步驟(f)基于校正因子和指示來自風力渦輪發電機和任選的補償裝備的可用的有功功率和無功功率的接收到的信號來計算涉及有功功率和/或無功功率的所述個體設定點。
[0010]應當注意，涉及風力渦輪發電機的術語“可用的有功功率”和“可用的無功功率”分別意指指代鑒于風力渦輪發電機經歷的風速分別對于風力渦輪發電機的生產可用的有功功率和無功功率。風力發電設備的總可用功率通常是從個體風力渦輪發電機發送的關于其可用的有功功率和無功功率的信號獲得的總和信號。歸因于風速，風力渦輪發電機的該可用的有功功率和無功功率可以不同于風力渦輪發電機的額定功率。風力發電機的可用的有功功率和無功功率甚至可以分別高于風力渦輪發電機的額定有功功率和額定無功功率，例如，高5%。然而，歸因于風力渦輪發電機的實際負載，可以限制在額定功率以上的功率處操作風力渦輪發電機，和/或其可以僅僅在指定或限制的時間量處執行。
[0011]本發明的另一實施例提供了一種風力發電設備控制器，所述風力發電設備控制器被布置為用于確定要被發送到多個風力渦輪發電機并且任選地到補償裝備的個體設定點，所述多個風力渦輪發電機和任選的補償裝備被布置為生成電輸出，所述個體設定點涉及要從所述風力渦輪中的每個和所述任選的補償裝備請求的、用于遞送到所述風力發電設備到輸電網的公共耦合點的有功功率和無功功率，其中，所述發電設備控制器包括接收器，所述接收器用于接收來自風力發電設備之外的有功功率和/或無功功率的請求。此外，風力發電設備控制器包括校正因子確定單元，所述校正因子確定單元被布置為確定針對多個風力渦輪發電機中的風力渦輪發電機中的每個和針對任選的補償裝備的校正因子，所述校正因子涉及關于風力渦輪發電機中的每個和任選的補償裝備的狀況信息。此外，風力發電設備控制器包括接收器，所述接收器用于接收指示來自所述風力渦輪發電機中的每個以及來自任選的補償裝備的可用的有功功率和可用的無功功率的信號。在風力發電設備控制器中也包括比較器單元和計算單元，所述比較器單元被布置為用于將請求的有功功率與來自多個風力渦輪和任選的補償裝備的所述指示的可用的有功功率進行比較，并且用于將請求的無功功率與風力發電設備的多個風力渦輪和補償裝備的所述指示的可用的無功功率進行比較，所述計算單元被布置為，在比較器指示請求的有功功率小于風力發電設備的風力渦輪和任選的補償裝備的可用的有功功率，和/或請求的無功功率小于風力發電設備的風力渦輪和任選的補償裝備的可用的無功功率的情況下，基于校正因子和來自風力渦輪發電機和任選的補償裝備的指示的可用的有功功率和無功功率來計算涉及有功功率和/或無功功率的個體設定點。
[0012]本發明的又另一實施例提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質包括程序代碼指令，所述程序代碼指令當由風力發電設備中的發電設備控制器運行時，令所述發電設備控制器執行本發明的方法。
【附圖說明】
[0013]通過范例的方式并參考附圖來解釋本發明的實施例。應當注意，附圖僅僅圖示了本發明的實施例的范例，并且因此不被認為限制其范圍，這是因為本發明可以允許其他等效實施例。
[0014]圖1圖示了風力發電設備的簡化視圖；
[0015]圖2和圖3圖示了根據本發明的風力發電設備控制器的示意圖；并且
[0016]圖4圖示了根據本發明的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]在下文中，參考本發明的實施例。然而，應當理解，本發明不限于具體描述的實施例。相反，預期以下特征和元素的任何組合而不論是否涉及不同的實施例，以實施并實踐本發明。
[0018]此外，在各種實施例中，本發明提供優于現有技術的眾多優點。然而，盡管本發明的實施例可以實現優于其他可能的解決方案和/或優于現有技術的優點而不論給定的實施例是否實現了具體優點，但是這并不限制本發明。由此，以下方面，特征、實施例以及優點僅僅是圖示性的，并且不被認為是權利要求的元素或限制，除非在(一項或多項)權利要求中明確地記載。同樣地，參考“本發明”不應被解釋為對本文公開的任何發明主題的一般化，并且不應被認為是權利要求的元素或限制，除非在(一項或多項)權利要求中明確地記載。在整個附圖中，利用相似的參考標記指代相似的實體。
[0019]本發明的一個實施例提供了用于確定發電設備控制器中的個體設定點的方法，所述發電設備控制器被布置為控制風力發電設備，所述風力發電設備包括能夠生成電輸出的多個風力渦輪發電機和任選的補償裝備，所述個體設定點涉及要從所述多個風力渦輪中的風力渦輪發電機中的每個和所述任選的補償裝備請求的、用于遞送到外部輸電網的有功功率和無功功率，所述方法包括以下步驟:(a)接收要被遞送到外部輸電網的有功功率和/或無功功率的請求；(b)確定針對風力渦輪發電機中的每個和針對任選的補償裝備的校正因子，所述校正因子涉及關于風力渦輪發電機和任選的補償裝備的狀況信息；(C)接收指示來自所述風力渦輪發電機中的每個以及來自任選的補償裝備的可用的有功功率和可用的無功功率的信號；(d)將請求的有功功率與來自風力發電設備的多個風力渦輪和任選的補償裝備的所述指示的可用的有功功率進行比較，并且將請求的無功功率與風力渦輪和任選的補償裝備的所述指示的可用的無功功率進行比較；(e)在步驟(d)中的比較示出請求的有功功率小于風力渦輪和任選的補償裝備的可用的有功功率，和/或請求的無功功率小于風力渦輪和任選的補償裝備的可用的無功功率的情況下，執行步驟(f)，所述步驟(f)基于校正因子來計算涉及有功功率和/或無功功率的所述個體設定點，并且所接收的信號指示來自風力渦輪發電機和任選的補償裝備的可用的有功功率和無功功率。
[0020]通過確定在風力渦輪發電機和任選的補償裝備的水平處的校正因子并且在確定要被發送到風力渦輪發電機和任選的補償裝備的個體設定點中使用在風力發電設備控制器中的這樣的校正因子，可以考慮從短期以及長遠來看影響風力渦輪發電機和補償裝備的性能的因子范圍。當由多個風力渦輪發電機和任選的補償裝備生成的總的電輸出小于總能力時，風力發電設備控制器被布置為通過使用校正因子以靈活的方式確定設定點。該靈活性可以增加個體風力渦輪發電機的壽命，和/或其可以協助檢修日程