[发明专利]通过风力涡轮机增加有功功率

说明书

本发明涉及一种用于控制风力涡轮机的方法，所述风力涡轮机包括连接到发电机的转子，以及被配置为响应于发电机速度参考控制转子的速度的转速控制器，以及用于控制电功率生产的功率控制器，所述方法包括以下步骤：接收提升命令以请求功率提升事件，以便增加电功率生产，并对转速控制器强加具有死区值极限的空段，并且其中，当速度误差在死区值极限内时，空段强加要发送到转速控制器的零信号，并且其中，当速度误差大于死区值极限时，空段强加要发送到转速控制器的误差信号，所述误差信号是速度误差和死区值极限的函数。本发明还涉及一种风电厂，所述风电厂包括电厂控制器和至少一个具有根据上述方法的控制系统的风力涡轮机。

技术领域

本发明涉及对风力涡轮机的控制，具体涉及功率提升或有功功率生产的快速增加。

背景技术

风力涡轮机在电网中的高渗透性已经对风力涡轮机在其应该如何对电网的稳定性做出贡献方面提出了要求，这些要求包括在所谓的并网标准(grid code)中。

可能包括在某些并网标准中的要求中的一个是惯性响应。惯性响应是在其中在短时间段内通过正常生产提升功率的功能，即，增加了输送到电网的功率。对功率功能的提升可以在所有风速中都是可用的，对于非常低的风速，功率提升可能有一定的降低。

取决于并网标准，提升阶段的细节可以变化。在一些位置中，应该根据请求提供提升功率。在示例中，可以规定无论何时风电厂的生产高于额定功率的25％，则风电厂必须能够在给定的时间段内(例如，最多10秒)传递额定功率的5-10％的功率提升。并网标准还可以指定对于恢复期的要求。作为示例，在提升之后，可以指定涡轮机必须在2分钟后返回正常操作，并且在恢复阶段期间，由风力涡轮机产生的功率应该保持在可用功率的80％以内。

当风力涡轮机从部分-负荷风力条件变为满负荷条件时，现有技术中已知的许多提升功率方法都受到各种元素(例如复杂计算算法、瞬态行为)的影响，并且至少没有在恢复阶段期间受到困难的影响。

本发明提供了用于规避现有技术中的至少一些问题的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于在一定时间段内增加风力涡轮机的功率生产的方法和系统。在本发明的另一目的中，关于功率增加的方法和系统进行操作而不计较风力涡轮机产生的功率的量。

在第一方面，本发明涉及一种用于控制风力涡轮机的方法，所述风力涡轮机包括连接到发电机的转子，以及被配置为响应于发电机速度参考控制转子的速度的转速控制器，以及用于控制电功率生产的功率控制器，所述方法包括以下步骤：

-接收提升命令以请求提升事件，以便增加电功率生产，

-对所述转速控制器强加具有死区值极限的空段，

-其中，当速度误差在所述死区值极限内时，所述空段强加要发送到所述转速控制器的零信号，并且

-其中，当速度误差大于所述死区值极限时，所述空段强加要发送到所述转速控制器的误差信号，所述误差信号是所述速度误差和所述死区值极限的函数。

本方面的一个优点是在额定风速之下或在额定速度之上操作风力涡轮发电机对于本方法是无关紧要的，对于任何风力条件(湍流、剪切等)而言，对转速所需的降低是由物理学“自动”进行处理的。其它方法当在满负荷操作与部分负荷操作之间进行切换时需要切换或过渡，因为额外的提升功率将操作从满负荷移动到部分负荷。

根据本发明的一个实施例，死区值极限的函数是关于提升命令而设定的。

该实施例的优点是所述函数可以取决于对有功功率提升的实际需求，因此对于大的需求而言需要深的死区，尽管可以考虑实际的转子速度。

根据本发明的一个实施例，所述风力涡轮发电机包括被配置为调整转子的叶片的桨距角的变桨系统，并且所述方法还包括以下步骤：