[发明专利]对噪声不敏感的控制方法和控制器

说明书

本发明的各方面涉及一种用于控制一个或多个风力涡轮发电机(14)的方法(100)。该方法(100)包括：对风力涡轮发电机(14)所连接的电力网络(16)的电气参数关于该电气参数的死区进行监测(102)；以及确定(104)被监测的电气参数正偏离到死区之外。响应于确定电气参数正偏离到死区之外，该方法包括：对偏离的严重程度进行量化(106)；以及当量化的偏离的严重程度处于或高于阈水平时，选择性地(108)实施参数控制模式。在参数控制模式中，一个或多个功率设定点基于电气参数的值来确定，并被分配以控制风力涡轮发电机(14)。

技术领域

本公开涉及一种用于对噪声不敏感控制的方法和电厂控制器。该方法 和电厂控制器用于响应于电气参数的偏离来控制一个或多个风力涡轮发电 机，而不受接收到的信号上的噪声干扰。

背景技术

电力网络的监管者和运营商希望联网的电厂遵守“电网规范”，并为电 力网络提供特殊服务。

例如，一些运营商要求电厂在电网频率偏离正常操作范围(也被称为 频率死区)时支持电网。已经为风电厂开发了一系列控制策略，以便在频 率偏离期间提供支持。在这些事件中，电厂控制器和风力涡轮机控制器通 过改变有功功率输出水平来实施频率控制，以抵消频率偏离的影响。在欠 频事件中，当频率水平偏离到频率死区以下时，有功功率输出水平被提高 以控制网络频率。在过频事件中，当频率水平上升到频率死区以上时，有 功功率输出水平被降低以提供频率控制。

常规地，在决定是否存在频率偏离之前，频率水平要经过过滤器来移 除任何不需要的噪声。这就避免了频率控制由噪声引起的信号振荡来实现。 然而，在需要快速频率控制的地方，移除噪声的过滤器会带来明显的反应 延迟。一些电网规范特别要求电厂控制器在偏离发生后的短时间内做出反 应，而在应用滤波的情况下，这个短时间往往被超过。不符合电网规范的 电厂可能会受到惩罚。

本发明的目的是解决与现有技术相关的一个或多个缺点。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制一个或多个风力涡轮发 电机的方法。该方法包括：对该一个或多个风力涡轮发电机所连接的电力 网络的电气参数关于该电气参数的死区进行监测，并确定被监测的电气参 数正偏离到死区之外。响应于确定被监测的电气参数正偏离到死区之外， 该方法包括：对偏离的严重程度进行量化；以及当量化的偏离的严重程度 处于或高于阈水平时，选择性地实施参数控制模式。在参数控制模式中，一个或多个功率设定点基于电气参数的值来确定，并被分配给该一个或多 个风力涡轮发电机的控制器，以控制风力涡轮发电机。

这里使用的术语“电气参数”包括电气参数的信号、电气参数的时间序 列或电气参数的单个值，具体取决于上下文。例如，监测电气参数可以包 括监测接收到的电气参数信号和/或测量电气参数的时间序列。偏离可以 基于参数的单个值来确定，以使得确定被监测的电气参数正偏离到死区之 外可以包括确定电气参数的值高于死区范围的上边界或低于死区范围的下 边界。

通过实施上述方法，可以实现对噪声不敏感的控制。该方法确保控制 模式，无论是电压控制模式、频率控制模式还是其他模式，都是响应于真 正的偏离而触发，并防止因噪声引起的小振荡而触发。换言之，通过设置 合适的阈并根据阈来对偏离的严重程度进行量化，电气参数的噪声信号可 以用来作为控制模式的触发依据，而不会造成模式的不必要的触发和解除 触发。因此，可以减少或完全消除信号的过滤，因此可以改进系统对偏离 的反应速度。通常，风电厂中的风力涡轮机被控制以符合由电厂控制器调 度的有功和无功功率设定点，这些设定点的变化导致风电厂的输出的变化， 从而按照适用的电网规范向电网提供支持。反应速度的这种改进导致电厂 或涡轮机符合电网规范的特定要求，并在偏离期间更好地支持电力网络。

偏离的严重程度可以被量化为电气参数偏离到死区之外的持续时间的 函数。备选地，偏离的严重程度可以被量化为电气参数偏离到死区之外的 幅度的函数。备选地，偏离的严重程度可以被量化为电气参数偏离到死区 之外的持续时间和电气参数偏离到死区之外的幅度的函数。