[发明专利]用于控制风电场的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制风电场的方法，风电场由多个风力发电机组组成，其中，风电场连接到电力供应网络，并将风电场产生的电力提供给电力供应网络；风电场具有控制输入，利用该控制输入可以调整风电场的额定控制参数。

此外，本发明还涉及一种用于风电场的风力发电机组的控制装置，用于执行以上所述的方法。

背景技术

风力发电机组通常不单独设置，而是将许多风力发电机组彼此很近地以场的形式设置在一起构成风电场。因此从这种意义上说，可以将风电场理解为至少两个风力发电机组的排列。通常将超过50个风能机组联合安装。上述类型的风电场作为位于网络传输点(PCC/公共连接点)上的单元向电网提供电力。就电网运营商而言，对于这种供电有特定的要求，这些要求被用作风电场的额定控制参数。这些要求特别是包括有功功率、无功功率和电网电压的特定值。

为了遵守电网运营商的这些要求，需要协调风电场的各个风力发电机组的行为。为此，在现有技术中采用基于中央风电场计算机的风电场控制和管理系统。根据现有技术，中央风电场控制器通过风电场网络与风电场中的涡轮机通信，并具有至电网运营商的命令接口(Befehlsschnittstelle)。根据现有技术，作为风电场的一部分的每个风力发电机组都受到风电场计算机的集中控制。为此在现有技术中，考虑到风力资源、涡轮机可用性和电网运营商的额定值要求，中央风电场计算机为每个单独的风力发电机组计算额定值。在现有技术中，中央电场计算机根据需要顺序地启动和停止风电场的各个风力发电机组。

例如，在专利文献EP 1519040 A1、US 2002/0029097、WO 002007147521A1或WO 03/030329 A1中描述了上述类型的具有中央控制架构的风电场。

但是，目前常规的中央控制装置的缺点在于，通过添加额外的风力发电机组来扩大风电场通常意味着费用昂贵的软件匹配和相应的额外的设计开销。此外，还存在潜在的风险：如果在中央风电场控制装置中出现故障，则整个风电场将无法使用。另外，中央控制装置针对风电场的各种拓扑结构的调整通常只有伴随着费用昂贵的软件调整才有可能。另一个问题是在风电场中对不同厂商的风力发电机组的整合。除此之外，已知的中央风电场控制装置的缺点还在于，必须测量进行控制所需的电场网络数据。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种用于控制上述类型的风电场的方法，该方法能够以尽可能少的调整费用适配于不同的风电场拓扑结构，其允许以最少的调整费用对风电场添加或去除风力发电机组，并且可以不用测量电场网络数据而在网络传输点上使用，此外，该方法还允许在风电场中对不同厂家的风力发电机组进行整合。

本发明的另一个目的是提供一种用于风电场中的风力发电机组的控制装置，以执行本发明的方法，克服上述缺点。

本发明的目的通过本发明的方法得以实现，即，分散地控制各个风力发电机组，以满足风电场的至少一个额定控制参数，其中，根据风电场的额定控制参数分别计算用于风力发电机组的至少一个控制输入参数。因此，风电场的各风力发电机组都具有独立的控制装置，用以对风电场的作为输入参数的额定控制参数进行处理，以由此确定风力发电机组的控制输入参数。通过这种方式，风电场在没有中央控制装置的情况下表现为自动调节的系统。

在本发明的实施方式中，用于风电场的额定控制参数包括：有功功率预定值和/或无功功率预定值和/或电网电压预定值和/或风电场的功率因数和/或风电场的输出频率和/或用于表征风电场的至少一个额定控制参数的时间进程的参数。利用上述最后一个参数可以特别有利地预先给定功率、电压、频率和/或作为风电场输出参数的电压的时间进程。

如果附加地根据至少一个局部测量参数(优选为局部风速)计算控制输入参数，则可以进一步改善根据本发明的方法。通过这种方式利用根据本发明的方法，可以通过风电场的每个风力发电机组的局部控制装置并在考虑上一级风电场的额定控制参数以及局部测量数据的情况下，确定用于风力发电机组的局部控制输入参数。由此，可以局部地确定各个风力发电机组对于整个风电场的功率的贡献。

对根据本发明的方法做进一步地改善，其中，附加地调用风电场的另一个风力发电机组的至少一个状态参数和/或局部测量参数，特别是转速，并附加地根据该状态参数来计算控制输入参数。通过这种措施，使得整个风电场的完整信息存在于每个风力发电机组控制装置中。因此，一种用于实现由电网运营商所预先给定的用于风电场的额定值的控制装置是特别有利的。