本公开总体上涉及基于逆变器的资源，并且更具体地涉及用于动态地估计基于逆变器的资源的有功功率容量的系统及方法。
背景技术：
1、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、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片是用于将风能转化为电能的主要元件。叶片典型地具有翼型件的横截面轮廓，使得在操作期间，空气流过叶片，在其侧面之间产生压差。因此，从压力侧朝向吸力侧导向的升力作用在叶片上。升力在主转子轴上生成扭矩，主转子轴连接到发电机，以用于产生传递到功率电网的电力。功率电网将电能从发电设施输送到最终用户。
2、风力功率生成通常由包含多个风力涡轮发电机(例如，通常为100个或更多个风力涡轮)的风电场提供。典型的风电场具有场级控制器，场级控制器用于调节风电场互连点(即本地风力涡轮发电机连接到电网所处的点；也可称为公共联接点(pcc))处的电压、无功功率和/或功率因数。因此，典型的风电场控制策略包括满足pcc处的功率需求。
3、于是，期望通过从每一个风力涡轮接收动态地调整的水平来准确了解合计风电场功率容量，以更好地分配单元的连接和断开以便匹配需求。因此，本公开针对用于动态地估计风电场中的每一个风力涡轮的有功功率容量的系统和方法，有功功率容量随着风力涡轮构造和/或操作条件的变化而变化/更新。
技术实现思路
1、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。
2、在一方面，本公开针对一种用于控制连接到电力网的基于逆变器的资源的方法。基于逆变器的资源具有功率转换器。该方法包括经由基于逆变器的资源的控制器确定电力网的可用有功功率。该方法还包括经由控制器基于发电机的速度和额定值的影响来确定基于逆变器的资源的可用有功功率。此外，该方法包括经由控制器基于电力网的可用有功功率和基于逆变器的资源的可用有功功率来确定最小可用有功功率。再者，该方法包括经由控制器基于该基于逆变器的资源的一个或多个热容限来确定基于逆变器的资源的有功功率限制变化。另外，该方法包括经由控制器根据最小可用有功功率和有功功率限制变化确定有功功率估值。因此，该方法进一步包括将有功功率估值提供到用于控制基于逆变器的资源的监管控制器。
3、在实施例中，确定电力网的可用有功功率可包括经由基于逆变器的资源的控制器从电力网接收电压幅度，以及经由控制器将功率限制器应用到电压幅度以确定电力网的可用有功功率。
4、在另一个实施例中，基于发电机的速度和额定值中的至少一个的影响来确定基于逆变器的资源的可用有功功率可包括经由控制器接收与发电机的速度和额定值中的至少一个相关的发电机的多个操作参数，以及根据发电机的多个操作参数确定基于逆变器的资源的可用有功功率。在此类实施例中，发电机的多个操作参数可包括例如转子速度、发电机速度、铭牌额定瓦特、额定转矩、允许的过载，或它们的组合。
5、在进一步的实施例中，基于电力网的可用有功功率和基于逆变器的资源的可用有功功率确定最小可用有功功率可包括经由比较器接收电力网的可用有功功率和基于逆变器的资源的可用有功功率，以及选择电力网的可用有功功率或基于逆变器的资源的可用有功功率中的较低者。
6、在另外的实施例中，基于该基于逆变器的资源的一个或多个热容限来确定针对基于逆变器的资源的有功功率限制变化可包括经由控制器接收与发电机的速度和降额中的至少一个相关的多个操作参数，经由控制器使用多个操作参数确定针对基于逆变器的资源的一个或多个构件的时限过电流热容限，以及经由控制器基于该基于逆变器的资源的一个或多个构件的时限过电流热容限确定基于逆变器的资源的有功功率限制变化。在此类实施例中，多个操作参数可包括例如转子速度、发电机速度、允许的过载或它们的组合。
7、在若干实施例中，该方法可包括基于最小可用有功功率来确定是否能够修改发电机的转矩命令。例如，在实施例中，基于最小可用有功功率来确定是否能够修改发电机的转矩命令可包括接收发电机的转矩命令限制和电力网的功率反馈估值，以及经由控制器确定转矩命令在由发电机的电压和额定值施加的限制中的影响。
8、在另一个实施例中，该方法可包括经由控制器的滤波组件对有功功率估值进行滤波。例如，在实施例中，该方法可包括经由控制器的滤波组件接收功率转换器的转子桥的操作状态，以及在确定有功功率估值之前确保操作状态正在运行。
9、在进一步的实施例中，基于逆变器的资源可为具有多个基于逆变器的资源的发电厂的一部分。因此，在实施例中，发电厂可由监管控制器控制。在特定实施例中，基于逆变器的资源可包括风力涡轮并且发电厂可为风电场。
10、在某些实施例中，该方法可进一步包括根据针对多个基于逆变器的资源中的每一个的最小可用有功功率和有功功率限制变化确定有功功率估值，将针对多个基于逆变器的资源中的每一个的有功功率估值提供到监管控制器，以及经由监管控制器基于有功功率估值来定制多个基于逆变器的资源的命令。
11、在特定实施例中，该方法还可包括经由控制器根据基于逆变器的资源的有功功率估值和无功功率确定视在功率估值。
12、在另一方面，本公开针对一种用于控制连接到电力网的基于逆变器的资源的方法。基于逆变器的资源具有发电机和功率转换器。该方法包括经由基于逆变器的资源的控制器，根据基于逆变器的资源的机电额定值、电力网的电网电压、发电机的速度和基于逆变器的资源的热降额确定有功功率容量。该方法还包括将有功功率容量提供到用于控制基于逆变器的资源的监管控制器。
13、在又一方面，本公开针对一种用于控制连接到电力网的基于逆变器的资源的系统。基于逆变器的资源具有发电机和功率转换器。该系统包括监管控制器和通信地联接到监管控制器的本地控制器。本地控制器配置成执行多个操作，包括但不限于确定电力网的可用有功功率，基于发电机的速度和额定值的影响来确定基于逆变器的资源的可用有功功率，基于电力网的可用有功功率和基于逆变器的资源的可用有功功率确定最小可用有功功率，基于该基于逆变器的资源的一个或多个热容限来确定针对基于逆变器的资源的有功功率限制变化，根据最小可用有功功率和有功功率限制变化确定有功功率估值，以及将有功功率估值提供到用于控制基于逆变器的资源的监管控制器。应当理解，该系统可进一步包括本文中所述的任何附加特征和/或实施例。
14、参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入并构成本说明书的一部分的附图图示本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
15、技术方案1. 一种用于控制连接到电力网的基于逆变器的资源的方法，所述基于逆变器的资源具有发电机和功率转换器，所述方法包括：
16、经由所述基于逆变器的资源的控制器确定所述电力网的可用有功功率；
17、经由所述控制器基于所述发电机的速度和额定值的影响来确定所述基于逆变器的资源的可用有功功率；
18、经由所述控制器基于所述电力网的可用有功功率和所述基于逆变器的资源的可用有功功率来确定最小可用有功功率；
19、经由所述控制器基于所述基于逆变器的资源的一个或多个热容限来确定针对所述基于逆变器的资源的有功功率限制变化；
20、经由所述控制器根据所述最小可用有功功率和所述有功功率限制变化确定有功功率估值；以及
21、将所述有功功率估值提供到用于控制所述基于逆变器的资源的监管控制器。
22、技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其中，确定所述电力网的可用有功功率进一步包括：
23、经由所述基于逆变器的资源的控制器从所述电力网接收电压幅度，以及
24、经由所述控制器将功率限制器应用到所述电压幅度以确定所述电力网的可用有功功率。
25、技术方案3. 根据技术方案1所述的方法，其中，基于所述发电机的速度和额定值中的至少一个的影响来确定所述基于逆变器的资源的可用有功功率进一步包括：
26、经由所述控制器接收与所述发电机的速度和额定值中的至少一个相关的发电机的多个操作参数，所述发电机的多个操作参数包括转子速度、发电机速度、铭牌额定瓦特、额定转矩或允许的过载中的一个或多个；以及
27、根据所述发电机的多个操作参数确定所述基于逆变器的资源的可用有功功率。
28、技术方案4. 根据技术方案1所述的方法，其中，基于所述电力网的可用有功功率和所述基于逆变器的资源的可用有功功率确定所述最小可用有功功率进一步包括：
29、经由比较器接收所述电力网的可用有功功率和所述基于逆变器的资源的可用有功功率，以及
30、选择所述电力网的可用有功功率或所述基于逆变器的资源的可用有功功率中的较低者。
31、技术方案5. 根据技术方案1所述的方法，其中，基于所述基于逆变器的资源的一个或多个热容限来确定针对所述基于逆变器的资源的有功功率限制变化进一步包括：
32、经由所述控制器接收与所述发电机的速度和降额中的至少一个相关的多个操作参数，所述多个操作参数包括转子速度、发电机速度或允许的过载中的一个或多个；
33、经由所述控制器使用所述多个操作参数确定针对所述基于逆变器的资源的一个或多个构件的时限过电流热容限，以及
34、经由所述控制器基于针对所述基于逆变器的资源的一个或多个构件的时限过电流热容限确定针对所述基于逆变器的资源的有功功率限制变化。
35、技术方案6. 根据技术方案1所述的方法，所述方法进一步包括基于所述最小可用有功功率来确定是否能够修改所述发电机的转矩命令。
36、技术方案7. 根据技术方案6所述的方法，其中，基于所述最小可用有功功率来确定是否能够修改所述发电机的转矩命令进一步包括：
37、接收所述发电机的转矩命令限制和所述电力网的功率反馈估值，以及
38、经由所述控制器确定所述转矩命令在由所述发电机的电压和额定值施加的限制中的影响。
39、技术方案8. 根据技术方案1所述的方法，所述方法进一步包括经由所述控制器的滤波组件对有功功率估值进行滤波。
40、技术方案9. 根据技术方案8所述的方法，所述方法进一步包括：
41、经由所述控制器的滤波组件接收所述功率转换器的转子桥的操作状态；以及
42、在确定所述有功功率估值之前确保所述操作状态正在运行。
43、技术方案10. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述基于逆变器的资源是具有多个基于逆变器的资源的发电厂的一部分，所述发电厂由所述监管控制器控制。
44、技术方案11. 根据技术方案10所述的方法，其中，所述基于逆变器的资源包括风力涡轮，并且所述发电厂包括风电场。
45、技术方案12. 根据技术方案10所述的方法，所述方法进一步包括：
46、根据针对所述多个基于逆变器的资源中的每一个的最小可用有功功率和有功功率限制变化确定有功功率估值；
47、将针对所述多个基于逆变器的资源中的每一个的有功功率估值提供到所述监管控制器，以及
48、经由所述监管控制器基于所述有功功率估值来定制所述多个基于逆变器的资源的命令。
49、技术方案13. 根据技术方案1所述的方法，所述方法进一步包括经由所述控制器根据所述基于逆变器的资源的有功功率估值和无功功率确定视在功率估值。
50、技术方案14. 一种用于控制连接到电力网的基于逆变器的资源的方法，所述基于逆变器的资源具有发电机和功率转换器，所述方法包括：
51、经由所述基于逆变器的资源的控制器，根据所述基于逆变器的资源的机电额定值、所述电力网的电网电压、所述发电机的速度和所述基于逆变器的资源的热降额确定有功功率容量；以及
52、将所述有功功率容量提供到用于控制所述基于逆变器的资源的监管控制器。
53、技术方案15. 一种用于控制连接到电力网的基于逆变器的资源的系统，所述基于逆变器的资源具有发电机和功率转换器，所述系统包括：
54、监管控制器；
55、通信地联接到所述监管控制器的本地控制器，所述本地控制器配置成执行多个操作，所述多个操作包括：
56、确定所述电力网的可用有功功率；
57、基于所述发电机的速度和额定值的影响来确定所述基于逆变器的资源的可用有功功率；
58、基于所述电力网的可用有功功率和所述基于逆变器的资源的可用有功功率确定最小可用有功功率；
59、基于所述基于逆变器的资源的一个或多个热容限来确定针对所述基于逆变器的资源的有功功率限制变化；
60、根据所述最小可用有功功率和所述有功功率限制变化确定有功功率估值，以及
61、将所述有功功率估值提供到用于控制所述基于逆变器的资源的监管控制器。
62、技术方案16. 根据技术方案15所述的系统，其中，确定所述电力网的可用有功功率进一步包括：
63、经由所述基于逆变器的资源的控制器从所述电力网接收电压幅度，以及
64、经由所述控制器将功率限制器应用到所述电压幅度以确定所述电力网的可用有功功率。
65、技术方案17. 根据技术方案15所述的系统，其中，基于所述发电机的速度和额定值中的至少一个的影响来确定所述基于逆变器的资源的可用有功功率进一步包括：
66、经由所述控制器接收与所述发电机的速度和额定值中的至少一个相关的所述发电机的多个操作参数，所述发电机的多个操作参数包括转子速度、发电机速度、铭牌额定瓦特、额定转矩或允许的过载中的一个或多个；以及
67、根据所述发电机的多个操作参数确定所述基于逆变器的资源的可用有功功率。
68、技术方案18. 根据技术方案15所述的系统，其中，基于所述电力网的可用有功功率和所述基于逆变器的资源的可用有功功率确定所述最小可用有功功率进一步包括：
69、经由比较器接收所述电力网的可用有功功率和所述基于逆变器的资源的可用有功功率，以及
70、选择所述电力网的可用有功功率或所述基于逆变器的资源的可用有功功率中的较低者。
71、技术方案19. 根据技术方案15所述的系统，其中，基于所述基于逆变器的资源的一个或多个热容限来确定针对所述基于逆变器的资源的有功功率限制变化进一步包括：
72、经由所述控制器接收与所述发电机的速度和降额中的至少一个相关的多个操作参数，所述多个操作参数包括转子速度、发电机速度或允许的过载中的一个或多个；
73、经由所述控制器使用所述多个操作参数确定针对所述基于逆变器的资源的一个或多个构件的时限过电流热容限，以及
74、经由所述控制器基于针对所述基于逆变器的资源的一个或多个构件的时限过电流热容限确定针对所述基于逆变器的资源的有功功率限制变化。
75、技术方案20. 根据技术方案15所述的系统，进一步包括基于所述最小可用有功功率来确定是否能够修改所述发电机的转矩命令，其中基于所述最小可用有功功率来确定是否能够修改所述发电机的转矩命令进一步包括：
76、接收所述发电机的转矩命令限制和所述电力网的功率反馈估值，以及
77、经由所述控制器确定所述转矩命令在由所述发电机的电压和额定值施加的限制中的影响。