本發(fā)明涉及至少一個風力渦輪機的控制,特別是涉及控制一個或多個風力渦輪機的減振控制器。
背景技術(shù):
例如可以通過產(chǎn)生抵消振蕩來主動地減振由風導致的風力渦輪機中的結(jié)構(gòu)性振蕩??梢酝ㄟ^引起軸轉(zhuǎn)矩中的改變(例如通過改變用于風力渦輪機發(fā)電機的功率或轉(zhuǎn)矩設(shè)定點)來產(chǎn)生這樣的抵消振蕩。改變可以由減振控制器產(chǎn)生。
為了改進風力渦輪機的性能,需要改進減振控制器的控制。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是改進與風力渦輪機的減振相關(guān)的風力渦輪機控制。
本發(fā)明的另一目的是減少由風力渦輪機導致的電網(wǎng)中的電力擾動。
在本發(fā)明的第一方面中提供一種用于控制至少一個風力渦輪機以減少電網(wǎng)中頻譜擾動的方法,該至少一個風力渦輪機包括:
-轉(zhuǎn)子,其適于經(jīng)由軸桿驅(qū)動發(fā)電機,其中發(fā)電機能夠與電網(wǎng)連接,以及
-至少一個減振控制器,其配置成通過控制軸桿上的轉(zhuǎn)矩來補償風力渦輪機的結(jié)構(gòu)性振蕩,其中該至少一個減振控制器配置成根據(jù)約束值來設(shè)定在軸桿上的控制動作的限制,其中該方法包括
-確定描述在電連接到風力渦輪機的測量點處的電力擾動的擾動信息,
-基于被確定的擾動信息確定約束值,
-將約束值分派給減振控制器,用于設(shè)定控制動作的限制。
有利地,可以根據(jù)從測量點處的被測量功率確定的被測量擾動信息來約束由減振控制器執(zhí)行的控制動作。因此,在擾動信息指示出擾動(例如給定頻率下的功率改變幅值)高于給定閾值的情況下,可以調(diào)用減振控制動作的限制,以便避免或至少減少擾動信息中的進一步增加。
每個風力渦輪機可以包括設(shè)置成減振特定結(jié)構(gòu)性振蕩的一個減振控制器或設(shè)置成減振不同結(jié)構(gòu)性振蕩的多個減振控制器??梢詾榱孙L力渦輪機的一個或多個減振控制器中的一個確定被確定的約束值。因此,可以為了風力渦輪機的多個減振控制器確定多個約束值,可能是不同的約束值。
用于電力擾動的所述測量點可以被定位在風力渦輪機的輸出與電網(wǎng)之間的電力連接部上并且包括風力渦輪機的輸出與電網(wǎng)在內(nèi)的任何位置。在其它實施方式中,用于電力擾動的所述測量點可以被定位在風力渦輪機與電網(wǎng)之間的電力連接部上但不包括風力渦輪機的直接輸出在內(nèi)的任何位置。測量點可以包括能夠測量有功功率的功率計??梢詫㈦娋W(wǎng)簡要地定義為用于將電力從一個點(例如電源)傳遞到另一個點(例如用電設(shè)備)的互連電力網(wǎng)絡(luò)。電網(wǎng)能夠具有不同的電壓等級,例如用于傳輸和分配。在本發(fā)明的上下文中,電力網(wǎng)絡(luò)有時可以簡稱為‘電網(wǎng)’。在某些實施方式中,用于電力擾動的所述測量點可以被定位在電網(wǎng)中或附近,特別是被定位在該至少一個風力渦輪機與電網(wǎng)之間的連接點(poc)中或附近。
在多個風力渦輪機的情況下,可以為了多個減振控制器或為了該多個風力渦輪機確定多個約束值,可能是不同的約束值。因此,多個約束值可以被分派給風力渦輪機的該多個減振控制器。在具有多個風力渦輪機的實施方式中,特別有利的是用于電力擾動的所述測量點可以被定位在電網(wǎng)中或附近,特別是被定位在該多個風力渦輪機與電網(wǎng)之間的連接點(poc)中或附近。
應(yīng)當注意的是,本發(fā)明在多個風力渦輪機(例如所謂的‘風力發(fā)電場’或‘風電場’)根據(jù)本發(fā)明被控制時是特別有利的,因為風力渦輪機的組合振蕩通常不是同相的,并且因此這些振蕩對于電網(wǎng)中電力擾動的組合貢獻可能小于簡單總和,但是盡管如此,通過在電網(wǎng)中或附近測量,特別是在該多個風力渦輪機與電網(wǎng)之間的連接點(poc)中或附近測量,可能存在值得利用本發(fā)明減少的顯著電力擾動。
根據(jù)實施方式,該方法還包括基于擾動信息選擇至少一個減振控制器,并且將約束值分派給被選擇的減振控制器。
擾動信息可以包含諸如頻譜信息和擾動等級的信息,該頻譜信息可以用于識別特定減振控制器,該擾動等級可以用于確定擾動是否足夠顯著以通過選擇該特定控制器來調(diào)用特定減振控制器的減振活動中的約束。
根據(jù)實施方式,該方法還包括基于減振補償值選擇至少一個減振控制器,并且將約束值分派給被選擇的減振控制器,該減振補償值描述由減振控制器執(zhí)行的減振補償?shù)牡燃墶?/p>
減振補償值可以用于識別哪個減振控制器引起最大的軸轉(zhuǎn)矩改變。這些控制器可以被選擇用于約束最活躍的減振控制器的減振活動。根據(jù)實施方式,減振補償值基于來自減振控制器的輸出值確定。
也可以基于減振補償值和擾動信息兩者來選擇減振控制器,以使得能夠?qū)⒓s束值分派給被選擇的減振控制器。
根據(jù)包括基于擾動信息和/或減振補償選擇至少一個減振控制器的實施方式,該多個減振控制器可以由單一風力渦輪機或多個風力渦輪機包括。在多個風力渦輪機中的每個包括一個或多個減振控制器的情況下,可以在該多個風力渦輪機的減振控制器中執(zhí)行該至少一個減振控制器的選擇以及一個或多個約束值的分派。這可以涉及最初選擇包含將被約束的減振控制器的一個或多個風力渦輪機。然而,在用于控制該至少一個風力渦輪機的控制系統(tǒng)能夠從不同的風力渦輪機中接收來自減振控制器的減振補償值和/或包含信息(例如與功率改變峰值的頻譜位置相關(guān)的信息)時,選擇減振控制器也能夠被直接地執(zhí)行,該信息允許基于擾動信息從不同的風力渦輪機中選擇減振控制器。
根據(jù)實施方式,該方法還包括對于多個風力渦輪機而言,基于約束值來確定風力渦輪機約束值,將渦輪機約束值分派給風力渦輪機,并且將用于其中一個風力渦輪機的渦輪機約束值分派給風力渦輪機的減振控制器,用于設(shè)定控制動作的限制。
有利地,在包括向電網(wǎng)提供功率的多個風力渦輪機的風力發(fā)電場中,將約束值(即總約束值)分為用于一個或多個風力渦輪機的風力渦輪機約束值??梢灾皇峭ㄟ^將總約束值在風力渦輪機之間等分來確定風力渦輪機約束值,或通過其它方法、例如根據(jù)由個別風力渦輪機執(zhí)行的減振活動或根據(jù)擾動信息(例如擾動峰值在振幅頻譜中的頻譜位置)來確定風力渦輪機約束值。將被確定的個別風力渦輪機約束值分派給每個已配置有風力渦輪機約束值的風力渦輪機的一個或多個減振控制器。
根據(jù)實施方式,該方法還包括基于擾動信息選擇至少一個風力渦輪機,并且將風力渦輪機約束值分派給被選擇的風力渦輪機。替代地或附加地,該方法可以還包括基于減振補償值選擇至少一個風力渦輪機,并且將渦輪機約束值分派給被選擇的風力渦輪機,該減振補償值描述由風力渦輪機的減振控制器執(zhí)行的減振補償?shù)牡燃?。因此,也可以基于擾動信息和減振補償值的組合選擇風力渦輪機。
根據(jù)實施方式,將約束值(即總約束值)確定為從擾動信息中被確定的擾動值與期望擾動值之間的差值的函數(shù)。因此,可以將約束值確定為使得在需要的情況下持續(xù)地約束減振控制器,以將擾動值保持在可接受等級。
根據(jù)替代實施方式,通過將從擾動信息中被確定的擾動值與被預(yù)先確定的一個或多個被預(yù)先確定的閾值比較來確定約束值。
可以理解的是擾動信息可以包括以頻譜方式解析的擾動信息,例如包含功率改變幅值在頻率范圍內(nèi)的頻譜分配的振幅頻譜。
本發(fā)明的第二方面涉及一種用于控制至少一個風力渦輪機以減少電網(wǎng)中頻譜擾動的控制系統(tǒng),該至少一個風力渦輪機包括:
-轉(zhuǎn)子,其適于經(jīng)由軸桿驅(qū)動發(fā)電機,其中發(fā)電機能夠與電網(wǎng)連接,以及
-至少一個減振控制器,其配置成通過控制軸桿上的轉(zhuǎn)矩而補償風力渦輪機的結(jié)構(gòu)性振蕩,其中該至少一個減振控制器配置成根據(jù)約束值來設(shè)定在軸桿上的控制動作的限制,其中控制系統(tǒng)包括:
-檢測器,其配置成確定描述在電連接到風力渦輪機的測量點處的電力擾動的擾動信息,
-補償控制器,其配置成基于被確定的擾動信息來確定約束值,并且將約束值分派給減振控制器,用于設(shè)定控制動作的限制。
根據(jù)實施方式,控制系統(tǒng)還包括分配器,該分配器配置成將約束值分派給至少一個減振控制器。
根據(jù)實施方式,控制系統(tǒng)還包括風力渦輪機分配器,該風力渦輪機分配器配置成對于多個風力渦輪機而言,基于約束值確定風力渦輪機約束值,并且將渦輪機約束值分派給風力渦輪機。
本發(fā)明的第三方面涉及一種風力渦輪機,其包括根據(jù)第二方面的控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的第四方面涉及一種發(fā)電廠控制器,其適于控制風力發(fā)電場中的多個風力渦輪機,發(fā)電廠控制器包括根據(jù)第二方面的控制系統(tǒng)。
一般而言,在本發(fā)明的范圍內(nèi),本發(fā)明的各個方面可以以任何可能的方式組合和耦合。參考下文描述的實施方式,本發(fā)明的這些和其它方面、特征和/或優(yōu)點將變得顯而易見并且得以闡明。
附圖說明
將僅通過實施例的方式參照附圖描述本發(fā)明的實施方式,其中
圖1示出風力渦輪機,
圖2展示結(jié)構(gòu)性振蕩以及軸轉(zhuǎn)矩和發(fā)電機功率中的改變的實施例,
圖3展示來自發(fā)電機的功率改變的振幅頻譜,
圖4示出一種用于控制一個風力渦輪機以減少電網(wǎng)中頻譜擾動的控制系統(tǒng),以及
圖5示出一種用于控制多個風力渦輪機以減少電網(wǎng)中頻譜擾動的控制系統(tǒng)。
具體實施方式
圖1示出風力渦輪機100,其包括塔架101和轉(zhuǎn)子102,該轉(zhuǎn)子具有至少一個轉(zhuǎn)子葉片103(諸如三個葉片)。轉(zhuǎn)子被連接到機艙104,該機艙被安裝在塔架101頂部上并且適于驅(qū)動被定位在機艙內(nèi)側(cè)的發(fā)電機。轉(zhuǎn)子102可以通過風的動作來旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子葉片103的由風引起的旋轉(zhuǎn)能量經(jīng)由軸桿被傳送到發(fā)電機。因此,風力渦輪機100能夠?qū)L的動能借助于轉(zhuǎn)子葉片轉(zhuǎn)換成機械能,并且隨后借助于發(fā)電機轉(zhuǎn)換成電力。在本文中,風力渦輪機100也可以利用通用縮寫wtg(風力渦輪發(fā)電機)指代。
根據(jù)實施方式,風力渦輪機100可以配置成使得軸桿上的轉(zhuǎn)矩和/或由發(fā)電機產(chǎn)生的電力能夠經(jīng)由發(fā)電機的控制輸入(例如經(jīng)由電連接到發(fā)電機的功率逆變器或功率轉(zhuǎn)換器的控制輸入)來控制。控制輸入可以呈功率參考或轉(zhuǎn)矩參考的形式。控制輸入可以被直接地提供到發(fā)電機、逆變器或轉(zhuǎn)換器,或經(jīng)由控制發(fā)電機的功率控制器或轉(zhuǎn)矩控制器間接地提供。此外,葉片的變槳也被控制,以便控制軸桿的轉(zhuǎn)速。
風力渦輪機的結(jié)構(gòu)部件(諸如塔架)可以受到風或其它效果影響以振蕩。這樣的結(jié)構(gòu)性振蕩利用疲勞載荷影響結(jié)構(gòu)部件,并且因此可以期望將這樣的振蕩減振。
在實施方式中,風力渦輪機包括減振控制器(參見圖4中的減振控制器414-416)配置成通過引起軸轉(zhuǎn)矩中的改變來將結(jié)構(gòu)性振蕩減振。轉(zhuǎn)矩改變導致結(jié)構(gòu)部件中的結(jié)構(gòu)性振蕩??梢酝ㄟ^引起轉(zhuǎn)矩改變來將不期望的振蕩減振,該轉(zhuǎn)矩改變產(chǎn)生抵消不期望振蕩的結(jié)構(gòu)性振蕩。能夠響應(yīng)于用于發(fā)電機的控制輸入(即呈功率參考或轉(zhuǎn)矩參考的形式的控制輸入)中的改變形成轉(zhuǎn)矩改變。
例如,減振控制器可以是配置成將塔架振蕩減振的塔架減振控制器。塔架減振控制器可以配置成更改發(fā)電機的功率控制輸入(即功率設(shè)定點),以使得控制輸入包括正弦改變。控制輸入中的改變產(chǎn)生軸轉(zhuǎn)矩中的改變,該軸轉(zhuǎn)矩中的改變產(chǎn)生具有抵消由風引起的塔架振蕩的頻率和相位的塔架振蕩。
因為用于發(fā)電機的控制輸入包含改變,所以由發(fā)電機產(chǎn)生的功率響應(yīng)于控制輸入改變而改變。來自發(fā)電機的功率被提供到電網(wǎng),并且因此功率改變也被提供到電網(wǎng)。功率改變的特定幅值可以是可接受的,但是通常由于來自風力渦輪機的轉(zhuǎn)矩減振活動導致的功率輸出中的改變是不期望的。
圖2展示作為時間t的函數(shù)的結(jié)構(gòu)性振蕩201(振蕩)(諸如塔架頂部側(cè)向振動)的實施例。通過從時間t1開始在軸桿中引起轉(zhuǎn)矩改變202來將振蕩201減振。轉(zhuǎn)矩改變可以是被疊加在功率設(shè)定點信號上的設(shè)定點改變(δpset)。
信號202可以反映將被疊加到功率設(shè)定點上以抵消塔架振動201的功率設(shè)定點改變(δpset)。轉(zhuǎn)矩改變自身將會引起結(jié)構(gòu)性振蕩,在適當?shù)囟〞r的情況下,這將會通過由轉(zhuǎn)矩改變引起的結(jié)構(gòu)性振蕩來抵消結(jié)構(gòu)性振蕩201,因此,結(jié)構(gòu)性振蕩在時間t1之后開始衰減。因為軸桿中的轉(zhuǎn)矩改變由發(fā)電機(例如通過改變功率設(shè)定點)產(chǎn)生,所以來自發(fā)電機的功率pout的振幅與轉(zhuǎn)矩改變對應(yīng)地并且利用相同或基本上相同的頻率改變。利用被夸張的改變振幅展示功率輸出203中的改變。
由減振控制器導致的功率改變203可以具有特定頻率或可以具有與由減振控制器產(chǎn)生的控制信號的頻譜范圍對應(yīng)的頻譜范圍。風力渦輪機100可以具有一個以上的減振控制器,其中每個減振控制器可以配置成將不同的結(jié)構(gòu)性振蕩減振。因此,風力渦輪機發(fā)電機的不同的減振控制器可以產(chǎn)生具有不同的頻譜范圍的功率改變203。
在此,術(shù)語“頻譜范圍”或“頻譜”指代描述控制信號、發(fā)電機功率、功率改變或涉及物理質(zhì)量的其它參數(shù)的頻率的頻率范圍。因此,也可以將“頻譜范圍”稱為頻率范圍,并且也可以將頻譜稱為頻率譜。
還將由減振控制器導致的功率改變203(即頻譜范圍中的功率改變)稱為頻譜擾動203或功率擾動203,因為它們表現(xiàn)為在特定頻譜范圍中(通常在2hz以下的頻率處)擾動功率改變。頻譜擾動可以存在于電網(wǎng)或與風力渦輪機連接的其它電力線(例如將風力渦輪機與電網(wǎng)連接的電力線)中。
圖3示出功率改變202的幅值pout在0與2hz之間的頻率譜或頻率帶內(nèi)的振幅頻譜301的示意性實施例。不同的振幅峰值302-305可以與由于來自不同的減振控制器的減振動作引起的頻譜擾動對應(yīng)。圖3還示出指示出頻譜擾動的可接受幅值的閾值線305。
圖4示出能夠?qū)㈦娏鬟f到電網(wǎng)430的根據(jù)本發(fā)明的實施方式的控制系統(tǒng)401,該控制系統(tǒng)用于至少一個風力渦輪機100。控制系統(tǒng)被配置成用于減少電網(wǎng)430中的頻譜擾動203。
風力渦輪機100的發(fā)電機能夠例如經(jīng)由電力線420與電網(wǎng)430連接。風力渦輪機100可以以不同的方式(例如結(jié)合圖1描述的方式)配置。
根據(jù)這個實施方式,風力渦輪機包括至少一個減振控制器414-416(減振1-減振3)配置成通過經(jīng)由發(fā)電機的控制輸入控制軸桿上的轉(zhuǎn)矩來補償風力渦輪機的結(jié)構(gòu)性振蕩。每個減振控制器包括用于提供控制信號(例如提供到轉(zhuǎn)矩控制器)的輸出,以借助于發(fā)電機產(chǎn)生軸轉(zhuǎn)矩改變。
來自不同的減振控制器的減振控制信號可以被組合成單一控制信號,例如旨在借助于發(fā)電機(例如經(jīng)由轉(zhuǎn)矩控制器)產(chǎn)生軸轉(zhuǎn)矩改變的組合控制信號。
風力渦輪機部件417(發(fā)電機)主要地展示風力渦輪機的系統(tǒng),例如接收減振控制信號或組合控制信號的轉(zhuǎn)矩控制器,以及產(chǎn)生電力并且將功率注入到電網(wǎng)430的系統(tǒng)。因此,風力渦輪機部件417包括響應(yīng)于減振控制信號引起的軸轉(zhuǎn)矩改變與被提供到電網(wǎng)的電力中的功率改變203之間的耦合。
減振控制器414-416中的一個或多個配置成根據(jù)約束值或從經(jīng)由每個減振控制器的輸入提供的約束值推導出的值來設(shè)定控制動作在軸桿上的限制。通過控制動作是指例如減振控制信號中的改變的振幅。通過限制控制動作來對應(yīng)地限制響應(yīng)于減振控制信號產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩改變202的振幅,因此對應(yīng)地限制功率改變203的振幅。
例如,減振控制器414可以配置有可調(diào)節(jié)的限制功能,該限制功能設(shè)置成設(shè)定來自減振控制器的輸出(例如來自pi控制算法的輸出)上的限制,以使得在來自控制算法的輸出超過限制的情況下,能夠減少控制動作。響應(yīng)于約束值或響應(yīng)于從約束值推導出的值調(diào)節(jié)該限制。具有積分控制功能(例如pi控制功能)的減振控制器可以配置有抗飽和功能,以便處理限制功能。
控制系統(tǒng)包括檢測器411(檢測器),該檢測器配置成確定描述在電連接到風力渦輪機的測量點431處的電力擾動的擾動信息。測量點431可以被定位在風力渦輪機的輸出與電網(wǎng)430之間的電力連接部上并且包括風力渦輪機的輸出與電網(wǎng)在內(nèi)的任何位置。測量點431可以替代地被定位在風力渦輪機與電網(wǎng)430之間的電力連接部上的任何位置。測量點431可以包括能夠測量有功功率的功率計。擾動信息可以呈描述功率中的改變的值的形式。
例如,檢測器可以配置成確定被低通過濾的功率信號(以便去除正常ac分量,例如50hz分量)并且將擾動信息確定為被低通過濾的信號中的改變。
在另一個實施例中,檢測器可以配置成通過確定功率改變203在頻率譜內(nèi)的幅值(可能呈振幅頻譜301的形式)來確定擾動信息。為此目的,檢測器411可以配置有頻譜分析器(諸如fft分析器)。因此,擾動信息可以呈描述振幅峰值302-305的平均振幅值的值的形式或呈描述不同的振幅峰值302-305在頻率譜內(nèi)的幅值的值的形式。
檢測器可以配置有閾值功能,以使得在被確定的擾動信息低于給定閾值的情況下,將擾動信息設(shè)定為例如零。例如,在振幅峰值302-305低于閾值線305的情況下,擾動信息可以被設(shè)定為零或其它適當值。
控制系統(tǒng)還包括補償控制器412(補償控制器),該補償控制器配置成確定用于減振控制器414-416中的一個的約束值,和/或配置成確定用于兩個或更多減振控制器的約束值。由補償控制器412將被確定的約束值作為輸出值輸出?;趤碜詸z測器411的被確定的擾動信息來確定約束值。
補償控制器412可以配置成通過將從擾動信息確定的擾動值與被預(yù)先確定的一個或多個被預(yù)先確定的閾值比較來確定約束值。例如,補償控制器可以配置成根據(jù)擾動信息的大小(例如與閾值305相比)來將約束值確定為簡單二進制輸出值,例如0和1,或on和off值。補償控制器也可以配置成產(chǎn)生被預(yù)先確定數(shù)量的輸出值(例如與對應(yīng)數(shù)量的被預(yù)先確定的閾值相比),例如0至1區(qū)間中的三個或更多的值。
替代地,補償控制器可以包括反饋控制器(例如pi控制器),該反饋控制器配置成根據(jù)從擾動信息確定的擾動值與期望擾動值(即經(jīng)由輸入451提供的參考擾動值)之間的差值來確定約束值。以這種方式,可以將約束值確定為使得其與差值成比例并且可能根據(jù)對擾動信息與參考之間的差值進行時間積分的值。
減振控制器414可以配置成使得根據(jù)被預(yù)先確定的查找表或定義約束值與減振控制器的限制之間的關(guān)系的函數(shù)(即根據(jù)從約束值推導出的值)來設(shè)定減振控制器的可調(diào)節(jié)限制。例如,減振控制器可以包含定義相對于標稱限制或絕對限制的百分比限制的查找表。作為實施例,在約束值等于1的情況下,可以將限制設(shè)定為100%或零,意味著被影響的減振控制器414的減振控制動作被減少到零。當控制動作被減少到零時,由被影響的減振控制器潛在地導致的任何功率改變203都被去除。
通常,可以將減振控制器的限制設(shè)定為絕對值、絕對減少(例如以特定百分比減少限制)、或相對值或減少(例如相對于減振控制器的實際或最近活動等級)。根據(jù)約束值(例如借助于查找表)來確定該絕對值、絕對減少或相對變化。
替代地,控制器414-416的可調(diào)節(jié)限制值可以與約束值相同,以使得不需要經(jīng)由例如查找表轉(zhuǎn)換。
控制系統(tǒng)可以還包括分配器413(分配器),該分配器配置成將約束值分派給一個或多個減振控制器414,用于設(shè)定控制動作的限制。顯然,對于僅具有一個減振控制器414的風力渦輪機而言,不需要分配器,因為約束值的分派可以是固定的分派或可以例如由補償控制器412執(zhí)行分派。
例如,分配器413可以配置成將約束值(即同一約束值)分派給風力渦輪機的所有減振控制器414-416。
分配器413也可以配置成在多個減振控制器中分配約束值。例如,可以通過將約束值的一部分分派給每個減振控制器來分配約束值。例如,在應(yīng)當限制三個減振控制器的情況下,可以在減振控制器中分配等于原始約束值三分之一的推導出的約束值。
分配器413可以配置成基于擾動信息來選擇減振控制器414-416中的至少一個并且將約束值(原始或推導出的約束值)分派給被選擇的減振控制器。
例如,擾動信息可以呈描述不同的振幅峰值302-305在功率改變203的頻率譜內(nèi)的幅值的值的形式。因為特定振幅峰值可以與特定減振控制器414-416相關(guān),所以可以根據(jù)振幅峰值302-305的等級來選擇一個或多個減振控制器。
控制系統(tǒng)401可以還包括活動監(jiān)視器418(監(jiān)視器),該活動監(jiān)視器配置成確定描述由減振控制器414-416執(zhí)行的減振補償?shù)牡燃壍难a償值??梢曰趤碜詼p振控制器414-416的輸出值(例如從來自不同的減振控制器414-416的個別減振控制信號或從組合減振控制信號)來確定(例如通過確定減振控制信號的一個或多個均方根值)補償值。
分配器413可以配置成基于來自不同的減振控制器414-416的減振補償值來選擇減振控制器414-416中的至少一個并且將約束值分派給被選擇的一個或多個減振控制器。例如,約束值可以被分配給具有最大減振補償值的減振控制器,或多個約束值可以被分派或分配給具有最大減振補償值的減振控制器。
圖5展示本發(fā)明的實施方式,其中控制系統(tǒng)501設(shè)置成用于控制多個風力渦輪機100,以減少電網(wǎng)430中的頻譜擾動。控制系統(tǒng)501等同于控制系統(tǒng)401意味著圖4和5中的具有相同附圖標記的元件執(zhí)行相同或等同的功能??刂葡到y(tǒng)501與控制系統(tǒng)401主要區(qū)別在于具有多個分配器413(分配器)并且具有附加的風力渦輪機分配器502(wtg分配器)。圖5指示出第一和第二風力渦輪機wtg1和wtg2,每個風力渦輪機包括部件413-417。替代地,分配器413可以被定位在風力渦輪機的外部,例如它們可以由中央發(fā)電廠控制器包括。如在圖5中所見,用于電力擾動的測量點431被定位在電網(wǎng)430中。測量點431可以替代地處于兩個風力渦輪機wtg1和wtg2與電網(wǎng)(在此未示出)之間的連接點(poc)中或附近。
風力渦輪機分配器502(wtg分配器)配置成基于由補償控制器412(補償控制器)確定的約束值來確定風力渦輪機約束值。從多個風力渦輪機確定風力渦輪機約束值。風力渦輪機分配器502還配置成將渦輪機約束值分派給風力渦輪機,即分派給與風力渦輪機相關(guān)的分配器413。類似于圖4中的實施方式,每個分配器413配置成將被接收的約束值(在此為用于相關(guān)風力渦輪機的被接收的渦輪機約束值)分派給風力渦輪機的一個或多個減振控制器,用于設(shè)定一個或多個減振控制器的控制動作的限制。
風力渦輪機分配器502也可以配置成基于擾動信息來選擇至少一個風力渦輪機,并且將風力渦輪機約束值分派給被選擇的風力渦輪機。風力渦輪機分配器502可以配置成類似于分配器413以執(zhí)行基于擾動信息來選擇風力渦輪機。例如,分配器502可以配置成基于擾動信息包含與振幅峰值302-305相關(guān)的信息來選擇風力渦輪機,該振幅峰值可以與特定減振控制器414-416相關(guān)。因為不同的風力渦輪機的減振控制器可以具有振幅峰值302-305的不同頻率,負責最高振幅峰值302-305的風力渦輪機可以由風力渦輪機分配器502選擇。
附加地或替代地,風力渦輪機分配器502可以配置成基于描述由風力渦輪機的減振控制器執(zhí)行的減振補償?shù)牡燃壍臏p振補償值來選擇至少一個風力渦輪機,并且將風力渦輪機約束值分派給被選擇的風力渦輪機。
如圖5所示,由活動監(jiān)視器418(監(jiān)視器)確定的補償值可以被提供到減振控制器分配器413和/或被提供到風力渦輪機分配器502。因此,基于描述由減振控制器414-416執(zhí)行的減振補償?shù)牡燃壍难a償值,風力渦輪機分配器502可以選擇具有最大減振補償值的風力渦輪機。
分配器413基于擾動信息和/或減振補償值來選擇風力渦輪機wtg1-wtg2的減振控制器414-416中的至少一個,該分配器的功能可以由風力渦輪機wtg1-wtg2搭載或由中央控制單元(諸如配置成控制多個風力渦輪機wtg1-wtg2的發(fā)電廠控制器)搭載。因此,風力渦輪機分配器502可以附加地包括分配器413的功能,以使得可以省略被定位在每個風力渦輪機處的分配器413。
控制系統(tǒng)401的部件411,412,413,418中的一個或多個可以由風力渦輪機(例如由風力渦輪機的控制系統(tǒng))包括,或部件411,412,413,418中的一個或多個可以被定位在風力渦輪機的外部,例如一個或多個部件可以由中央控制單元(諸如配置成控制多個風力渦輪機的發(fā)電廠控制器)包括。因此,某些部件可以由風力渦輪機包括,并且其它部件可以由中央控制單元包括。
因為控制系統(tǒng)501被配置成用于控制多個風力渦輪機,所以至少部件411,412,502可以優(yōu)選地由中央控制單元(諸如發(fā)電廠控制器)包括,而減振控制器分配器413可以由中央控制單元包括或由不同的風力渦輪機包括。
因此,配置成控制風力發(fā)電場中的多個風力渦輪機的發(fā)電廠控制器可以包括控制系統(tǒng)401,其中分配器413配置成將約束值分派給多個風力渦輪機的減振控制器414-416,或發(fā)電廠控制器可以包括控制系統(tǒng)501或控制系統(tǒng)501的一部分(諸如部件411,412,502)。
雖然已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細地展示和描述本發(fā)明,但這樣的展示和描述被認為是說明性的或示例性的而不是限制性的;本發(fā)明不限于被公開的實施方式。通過研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求,本領(lǐng)域技術(shù)人員在實施要求保護的發(fā)明中可以理解和實現(xiàn)的被公開的實施方式的其它變型。在權(quán)利要求中,“包括”一詞并不排除其他元素或步驟,并且不定冠詞“一”或“一個”不排除多個。在相互不同的從屬權(quán)利要求中列舉某些特征的事實并不表示這些特征的組合不能被有利地使用。權(quán)利要求中的任何附圖標記不應(yīng)被解釋為限制范圍。