[发明专利]可再生能发电厂的无功功率调整和电压支持

说明书

技术领域

一般来说，本发明涉及功率调整(power regulation)，更具体来说，涉及可再生能量发电厂(renewable energy plant)的无功功率调整(reactive power regulation)和电压支持。

背景技术

随着传统矿物燃料价格持续上升，可再生能源、如太阳能和风电场成为更为经济可行的。如果设置适当控制系统用于协调随公用电网的需求所产生的电力，则现有配电(电网)基础设施可用于分配来自可再生能源的电力。可测量电力需求，并且需求信号可用于控制由可再生源提供给电力网的电量。

当电压和电流同相时，生成或消耗有效功率(real power)。当电压和电流为相差90度相位时，生成或消耗无功功率。纯电容或纯电感负载一般仅消耗无功功率(除了小电阻性损耗之外)，并且没有有用有效功率传送到负载。无功功率通过称作无功伏安、即VAR的量来测量，它是便利的数学量，因为视在功率是VAR和瓦特的向量和。电力网的稳定性与无功功率的生成和/或消耗相关；因此，通常需要控制来自可再生能源的无功功率输出，以便满足电力需求，同时为电力网提供稳定性。

先前的无功功率管理方法和系统调整VAR命令，它们被发送给风轮机，以便控制各风轮机的瞬时无功功率产出。这类方法和系统通过生成无功功率可满足需求并且使电力网稳定，但是无法解决来自电源的电压的短期调整或者补偿输电线的无功功率损耗。因此，需要可再生能发电厂的无功功率调整和电压支持。

发明内容

上述需要的部分或全部可通过本发明的某些实施例来解决。本发明的某些实施例可包括用于提供可再生能发电厂的无功功率调整和电压支持的系统和方法。

根据本发明的一个实施例，提供一种用于协调包括具有与公用电网关联的一个或多个要求的一个或多个电源的发电厂的电压和无功功率输出的方法。该方法可包括：至少部分基于从公用电网所接收的无功功率控制信号来生成VAR调整器输出信号，至少部分基于所生成的VAR调整器输出信号来控制一个或多个电源的无功功率和电压输出，合计一个或多个电源的无功功率输出，以及将合计无功功率提供给公用电网。

根据另一个示范实施例，提供一种用于协调具有与公用电网关联的一个或多个要求的一个或多个电源的电压和无功功率输出的系统。该系统可包括一个或多个电源。该系统可包括无功功率控制器，其可包含无功功率调整器，无功功率调整器可操作成接收来自公用电网的无功功率控制信号，并且至少部分基于无功功率控制信号来生成VAR调整器输出信号电压参考。无功功率控制器还可包括电压调整器，它可操作成接收由无功功率调整器所生成的VAR调整器输出信号电压参考，接收来自公用电网的电压参考，以及响应从无功功率调整器所接收的VAR调整器输出信号电压参考或者从公用电网所接收的电压参考而调节一个或多个电源的无功功率输出。该系统还可包括：合计器，合计来自一个或多个电源的有效和无功功率输出；以及传输装置，将合计的有效和无功功率传送给公用电网。

根据另一个示范实施例，提供一种用于协调具有与公用电网关联的一个或多个要求的一个或多个电源的电压和无功功率输出的设备。该设备可包括无功功率控制器。无功功率控制器可包括无功功率调整器，它可操作成接收来自公用电网的无功功率控制信号，并且至少部分基于无功功率控制信号来生成VAR调整器输出信号电压参考。该设备还可包括电压调整器，它可操作成接收由无功功率调整器所生成的VAR调整器输出信号电压参考，接收来自公用电网的电压参考，以及响应从无功功率调整器所接收的VAR调整器输出信号电压参考或者从公用电网所接收的电压参考而调节一个或多个电源的无功功率输出。该设备还可包括合计器，以便合计来自一个或多个电源的有效和无功功率输出。

通过以下具体实施方式、附图和权利要求书，本领域的技术人员将会清楚地知道本发明的其它实施例、方面和特征。

附图说明

现在参照附图，附图不一定按比例绘制，包括：

图1是示出根据本发明的一示范实施例的无功功率调整器系统的说明性框图。

图2示出根据本发明的一示范实施例的电压调整器系统的说明性框图。

图3是根据本发明的一示范实施例的方法流程图。

具体实施方式

下面参照附图更全面地描述本发明的实施例，附图中示出本发明的实施例。但是，本发明可通过许多不同形式来实施，而不应当理解为局限于本文所提出的实施例；相反，提供这些实施例的目的在于使本公开彻底且完整，且向本领域的技术人员完全传递本发明范围。相似的标号通篇表示相似的元件。