[发明专利]控制发电厂的方法

说明书

技术领域

提供一种控制发电厂的方法，发电厂控制器和发电厂。

背景技术

电网操作者或者平衡管理机构可以确定电力生产设备，例如化石电厂，水电厂或者风电厂，可以在任何具体时间被允许生产的有功功率的基量，即由客户需要的由电网供应的电力的量，并且向馈电到电网中的任何发电厂发出适当的参考。取决于不同的因数、例如环境状态，建造和运营的电力生产单元的数目，发电厂使用的技术的种类等，这种发电厂通常由其在某种动态范围内控制有效或者有功功率的能力来表征。发电厂的有功功率响应率和无功功率响应率也取决于工厂类型。由发电厂需要的有功功率和无功功率的比例可以根据在电网上的负载和电网电压变化。在必要时电力生产工厂可以增加或减少其功率输出并且可以响应瞬间的需求情况。在使用可更新能源例如风能或者太阳能来生产或者产生电的电力生产工厂的情况下，可被输出的功率量在一定程度上取决于环境状况，例如在风电厂的情况下风的强度，或者在光电电厂的情况下一天的时间和云遮盖的程度。

由电力生产设备产生的功率量被工厂操作者控制或管理，其确保从发电厂到电网中的电力馈送无论何时总是满足电网要求。可更新发电厂的发电厂操作者，例如风电场的“导向器”被有效地与由电网操作者管理的任何能量存储设备分离或者隔离。在风电场操作者和电网操作者之间的功能性分离表示电网操作者不具有关于风电场的内部过程的任何信息，同时风电场仅能够在其已被得知之后对电网需求作出反应。这可以导致其中可更新发电厂难以达到电网规程而不“溢出”能量的情形。在其能够提供比允许馈入电网更多功率的任何时候，发电厂“溢出”能量，即防止充分发挥其潜力来操作。例如，风电厂可以响应于在电网上的高频情形被强制削减其生产。当可更新工厂在降低额定值的（de-rated）电网功率参考处操作延长的时间段以便在电网频率突然下降的情况下能够提供快速频率响应时可能出现另一这样的情形。目前，这些和相似的情况经常导致可更新发电厂例如风电厂不得不“溢出”，即浪费有价值的能量。

已建立的电力网络的另一缺点是仅电网操作者可以利用电力存储设备，其中在电网上的电力“剩余”可以被转换成适于存储和以后重新得到的形式，例如适于将能量输送回到电网中的形式。

发明内容

因此目的是提供操作发电厂的改进的方法，所述发电厂包括可更新电力生产工厂和电力存储工厂两者。这个目的通过如在权利要求中要求的控制发电厂的方法，工厂控制器和发电厂来实现。

控制在连接点处连接到电力网并且包括连接到至少一个电力存储设备的至少一个可更新电力生产设备的发电厂的方法，包括如下步骤：确定电力网的有功功率电网要求；为可更新电力生产设备并且为电力存储设备获得操作数据；以电网要求和操作数据为基础确定在发电厂的可更新电力生产设备和发电厂的电力存储设备之间，和/或从发电厂的功率生产设备到电网传输的有功功率传输量；以有功功率传输量为基础为发电厂的设备计算有功功率参考；并且以有功功率参考为基础来操作发电厂设备。

电力存储设备被连接到发电厂的电力生产设备，其被理解为表示由功率生产设备输出的能量可以某种方式被传输到电力存储设备中的一个或多个的意思。能量传输可以发生在电力网上。然而，优选地，发电厂的电力存储设备可以直接地由电力生产设备馈电，有效地绕过电力网。

该方法的优点是不但可更新电力生产设备而且电力存储设备可被共同地控制以便每个设备对有功或者“有效”电网要求的贡献的潜能可被充分地开发。该方法使得一个或多个可更新发电厂的操作者甚至在不利环境条件期间为可更新发电厂将稳定的电力输入提供到电网成为可能。如将在下面解释的，存储设备和功率生产设备的组合的控制允许发电厂提供（除了其作为电力供应者的功能）许多重要的辅助服务，例如短期电力系统稳定功能，短时间频率响应或惯性响应，在略微更长时间尺度上的功率振荡平滑功能，和在日间或周间时间尺度中的峰值要求功能，或在非常长的时间尺度上的季节性负载匹配。

利用该方法，不再与电力生产设备隔离地实施电力存储设备的管理，以便这些设备现在可以被操作以通过当前适用的电网要求来补偿置于电力生产设备上的限制，从而允许其能力的最佳利用。除了满足任何能量需求以外，该方法还允许发电厂提供辅助服务而同时减少能量溢出。