用于具有高涡轮机穿透力的电力网的惯性响应功能的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发电厂和电力系统操作领域。
技术背景
[0002]在电力网中的频偏的情况下，由被直接地连接到电力网的发电机组成的大多数发电机提供补偿发生的频偏的自然惯性响应。例如，当频率下降时，发电机轴减速，释放被转换成电功率的动能，其部分地补偿引起频率下降的能量缺乏。当频率增加时，发电机轴速度增加，引起发电机从电力系统吸收能量，从而部分地补偿引起频率增加的能量过剩。类似于煤电厂或核电厂之类的常规电能发电机根据被用于发电的涡轮机和发电机的固有特性而提供惯性响应。
[0003]类似风力涡轮机和太阳PV的转换器控制设备并未提供对异常频率的任何响应，除非将此能力编程到控制机构中。提供此能力的要求常常由电力网运营商规定。随着类似于使用全逆变器的风力涡轮机之类的越来越多的可更新能量发电厂将此辅助服务提供为对电力网的瞬态频率响应，电力网运营商可能需要更多灵活性来选择对此类频率下降的响应的量值。这时，在电力网中的频率下降的情况下，可以约束类似于风力涡轮机之类的可更新能量发电厂以提供其在阈值频率下能够向电力网递送的最大瞬态频率响应。随着作为可更新能量发电厂的风力涡轮机的数目增加，这可导致电力网中的频偏的过度补偿，其可导致进一步使电力网频率不稳定。
[0004]因此，可能存在对风力涡轮机以及整个风力涡轮机发电厂群(fleet)的改善的反应可能性的需要(在电力网中检测到频偏的情况下)，以便为电力网频率的稳定提供适当帮助。
【发明内容】
[0005]可由根据独立权利要求的主题来满足此需要。由从属权利要求来描述本发明的有利实施例。
[0006]根据本发明的第一方面，提供了一种用于至少部分地补偿电力网中的频偏的方法，该方法包括:确定电力网频率并向电力网频率标准应用电力网频率。在电力网频率满足电力网频率标准的情况下，该方法此外包括基于电力网频率标准而从风力涡轮机发电厂群中确定一组风力涡轮机，并向该组风力涡轮机发射用于瞬态频率响应的命令。
[0007]根据本发明的电力网可以是任何供电网络或电网。特别地，电力网可以是被用于从电能发生器(诸如发电厂)向诸如工业、城市、家庭居所、商业建筑、医院等电消耗者传输电能的供电网络。
[0008]根据本发明的频偏可以是电力网频率与标准电力网频率的任何偏差。一般地，标准电力网频率在不同电压水平下是50Hz或60Hz。
[0009]根据本发明的电力网频率标准可以是可用于确定设置点/实际值比较的任何标准。
[0010]根据本发明的一组风力涡轮机可以是位于风力涡轮机发电厂群内的任何期望数量的风力涡轮机。
[0011 ] 根据本发明的瞬态频率响应可以是适合于以标准电力网频率水平提供电力网频率的稳定的至少一部分的风力涡轮机的任何反应。更特别地，瞬态频率响应可提供响应水平和响应持续时间。
[0012]本发明的此方面是基于这样的思想，即通过提供一种用于仅向风力涡轮机发电厂群内的一组风力涡轮机发射用于瞬态频率响应的命令的方法，可向电力网提供更适当的响应，以便快速地使电力网频率稳定。
[0013]根据本发明的另一实施例，该方法还包括:在电力网频率满足电力网频率标准的情况下，基于电力网频率标准而确定用于该组风力涡轮机的瞬态频率响应的量值，并将用于该瞬态频率响应的命令发射到该组风力涡轮机，包括瞬态频率响应的量值。
[0014]根据本发明的瞬态频率响应的量值可以是风力涡轮机的反应水平。特别地，瞬态频率响应的量值可要求从转子提取动能并随着瞬态功率增加或发电的减少而将其递送到电力网，并且随着瞬态功率减少而将其递送到系统。
[0015]本发明的本实施例是基于这样的思想，即通过提供用于向风力涡轮机发电厂群内的所选的风力涡轮机组发射用于瞬态频率响应的量值的命令的方法，可在互连点处向电力网提供适当且灵活的聚合响应，以便快速地使电力网频率稳定。
[0016]根据本发明的另一实施例，该方法还包括:在电力网频率满足电力网频率标准的情况下，单个地针对来自该组风力涡轮机的每个风力涡轮机而确定瞬态频率响应的量值，并单个地向来自该组风力涡轮机的每个风力涡轮机发射用于瞬态频率响应的命令，包括瞬态频率响应的相应的量值。
[0017]本发明的本实施例是基于这样的思想，即通过提供一种用于向来自风力涡轮机发电厂群内的所选的风力涡轮机组的每个风力涡轮机发射用于瞬态频率响应的量值的单个命令的方法，可向电力网提供甚至更加稳定且灵活的响应，以便快速地使电力网频率稳定。
[0018]根据本发明的另一实施例，该方法包括:在电力网频率满足电力网频率标准的情况下，基于电力网频率标准而从风力涡轮机发电厂群中确定所需附加功率的量，并基于所需的附加功率的量来确定来自风力涡轮机发电厂群的该组风力涡轮机。
[0019]根据本发明的功率特别地可以是以电能形式的功率。
[0020]本发明的本实施例是基于这样的思想，即通过根据风力涡轮机发电厂群确定所需附加功率的量，可更精确地估计响应所需要的该组风力涡轮机，并且因此可向电力网提供适当且灵活的响应，以便快速地使电力网频率稳定。
[0021]根据本发明的另一实施例，该方法包括:进一步基于所需附加功率的量来确定用于该组风力涡轮机的瞬态频率响应的量值。
[0022]本发明的本实施例是基于这样的思想，即通过提供一种用于基于所需附加功率的量来确定瞬态频率响应的量值的方法，可更精确地估计此量值，并且因此可向电力网提供甚至更加适当的响应，以便快速地使电力网频率稳定。
[0023]根据本发明的另一实施例，该方法包括:进一步基于所需附加功率的量而单个地针对来自该组风力涡轮机的每个风力涡轮机来确定瞬态频率响应的量值。
[0024]本发明的本实施例是基于这样的思想，即通过提供一种用于基于所需附加功率的量来单个地针对来自该组风力涡轮机的每个风力涡轮机而确定瞬态频率响应的量值的方法，可更精确地估计相应的量值，并且因此可向电力网提供甚至更加适当的响应，以便快速地使电力网频率稳定。
[0025]根据本发明的另一实施例，该方法包括:进一步基于风力涡轮机发电厂群中的在线的风力涡轮机的数目来从风力涡轮机发电厂群中确定该组风力涡轮机。
[0026]根据本发明的在线风力涡轮机可以是来自生成电能的风力涡轮机发电厂群的风力涡轮机发电厂。特别地，其可以是被连接到电力网的风力涡轮机发电厂，因此能够向电力网馈入生成的电能。
[0027]本发明的本实施例是基于这样的思想，即通过仅从风力涡轮机发电厂群中的在线风力涡轮机中确定该组风力涡轮机，仅选择用于提供响应的风力涡轮机发电厂，该风力涡轮机发电厂能够在短时间内提供其响应。因此，可向电力网提供甚至更加适当的响应，以便快速地使电力网频率稳定。
[0028]根据本发明的另一实施例，该方法包括:进一步基于风力涡轮机发电厂群中的在线的风力涡轮机的数目来确定用于该组风力涡轮机的瞬态频率响应的量值。
[0029]本发明的本实施例是基于这样的思想，即通过仅仅基于风力涡轮机发电厂群中的在线风力涡轮机来确定用于该组风力涡轮机的瞬态响应的量值，仅考虑能够在短时间内提供其响应的风力涡轮机发电厂。从而，可更精确地估计用于该组风力涡轮机的响应量值。因此，可向电力网提供甚至更加适当的响应，以便快速地使电力网频率稳定。
[0030]根据本发明的另一实施例，该方法包括:进一步基于风力涡轮机发电厂群中的在线风力涡轮机的数目来单个地针对来自该组风力涡轮机的每个风力涡轮机而确定瞬态频率响应的量值。
[0031]本发明的本实施例是基于这样的思想，即通过仅仅基于风力涡轮机发电厂群中的在线风力涡轮机而单个地针对来自该组风力涡轮机的每个风力涡轮机来确定瞬态响应的量值，仅考虑能够在短时间内提供其响应的风力涡轮机发电厂。由此，可更精确地估计风力涡轮机的单个响应量值。因此，可向电力网提供甚至更加适当的响应，以便快速地使电力网频率稳定。
[0032]根据本发明的另一实施例，该方法包括:进一步基于风力涡轮机发电厂群中的风力涡轮机的平均能量生产水平来确定用于该组风力涡轮机的瞬态频率响应的量值。
[0033]本发明的本实施例是基于这样的思想，即通过基于风力涡轮机发电厂群中的风力涡轮机的平均生产水平而确定用于该组风力涡轮机的瞬态响应的量值，可甚至更精确地估计响应。由此，可更精确地估计用于该组风力