專利名稱：操作風(fēng)場的方法、風(fēng)場控制器以及風(fēng)場的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力渦輪機發(fā)電領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
使用核能或燃燒運行的普通發(fā)電廠將會被可再生能源代替，例如風(fēng)場、太陽能電站和波浪場。特別地，對于生態(tài)發(fā)電，風(fēng)力渦輪機變得越來越受歡迎。風(fēng)的動能通過風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片被轉(zhuǎn)化為風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動能，然后通過發(fā)電機從轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)化為電能。與用可再生能源替代常規(guī)發(fā)電廠有關(guān)的主要挑戰(zhàn)之一是在用戶實際需要電能的同時傳送電能。當(dāng)需求增加(降低)時，常規(guī)發(fā)電廠可以簡單地燃燒更多(更少)燃料。然而，無法以如此簡單的方式調(diào)整可再生能源傳送的電能。例如,一整天內(nèi)的風(fēng)量可能都一樣。然而，一天之內(nèi)的電能需求可能會有偏差，具體地由于烹飪，故中午的需求可能較高。然而，甚至可能根本沒有風(fēng)。另一方面，太陽能電站可能僅在白天供電，而在需要照明時不供電。US 7 908 036 B2和US 2010/0138058 Al描述了基于“斜坡率”(即風(fēng)力渦輪機正常運行時所能提供的發(fā)電量的變化率)操作的風(fēng)場(即處于一個地點的成組的若干風(fēng)力渦輪機)。然而，需要一種操作風(fēng)場的方法，以及向外部電網(wǎng)提供額外支持，特別是涉及無功功率支持和電壓支持的風(fēng)場。

發(fā)明內(nèi)容
該需求可以由獨立權(quán)利要求所述的主題來實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種操作風(fēng)場的方法，所述風(fēng)場包括風(fēng)力渦輪機，以及蓄能裝置，所述風(fēng)場與外部電網(wǎng)連接，所述方法包括確定需求的有功功率；確定需求的無功功率；確定所述風(fēng)力渦輪機的發(fā)電功率；以及當(dāng)所述發(fā)電功率大于所述需求的有功功率、所述需求的無功功率、或需求的有功功率與需求的無功功率的矢量和時，對所述蓄能裝置進行充電。根據(jù)操作風(fēng)場的方法的第一實施例，所述方法進一步包括當(dāng)所述發(fā)電功率小于所述需求的有功功率、所述需求的無功功率、或所述需求的有功功率與需求的無功功率的矢量和時，使所述蓄能裝置放電。使所述蓄能裝置放電因此可以使得風(fēng)場更好地滿足外部要求。可減少備用的常規(guī)電站的數(shù)量，因為在低風(fēng)力條件下，可由蓄能裝置提供額外的電能。根據(jù)操作風(fēng)場的方法的另一實施例，所述方法進一步包括當(dāng)所述發(fā)電功率大于所述風(fēng)力渦輪機的額定發(fā)電功率時，降低發(fā)電功率。當(dāng)發(fā)電功率大于風(fēng)力渦輪機的額定發(fā)電功率時降低發(fā)電功率,可以減少風(fēng)力渦輪機承受的負荷并且可以相應(yīng)地延長風(fēng)力渦輪機的壽命。
根據(jù)操作風(fēng)場的方法的另一實施例，所述方法進一步包括當(dāng)所述發(fā)電功率大于所述需求的有功功率、所述需求的無功功率、所述需求的有功功率與需求的無功功率的矢量和中的一個與所述蓄能裝置的額定充電功率之和時，降低所述發(fā)電功率。當(dāng)所述發(fā)電功率大于所述需求的有功功率、所述需求的無功功率、所述需求的有功功率與需求的無功功率的矢量和中的一個與所述蓄能裝置的額定充電功率之和時降低所述發(fā)電功率，可以延長蓄能裝置的壽命。根據(jù)操作風(fēng)場的方法的另一實施例，所述方法進一步包括當(dāng)所述發(fā)電功率大于所述需求的有功功率、所述需求的無功功率或所述需求的有功功率與需求的無功功率的矢量和時，而且更進一步地，當(dāng)蓄能裝置充滿電時，降低所述發(fā)電功率。對蓄能裝置過度充電會導(dǎo)致蓄能裝置過熱。當(dāng)所述發(fā)電功率大于所述需求的有功功率、所述需求的無功功率或所述需求的有功功率與需求的無功功率的矢量和時，而且更進一步地，當(dāng)蓄能裝置充滿電時，降低所述發(fā)電功率，由此可以避免損壞蓄能裝置。根據(jù)操作風(fēng)場的方法的另一實施例，所述方法進一步包括確定外部電網(wǎng)電壓；以及當(dāng)所述外部電網(wǎng)電壓與預(yù)定的外部電網(wǎng)電壓不同時，經(jīng)由所述蓄能裝置提供修正的電壓。確定外部電網(wǎng)電壓以及當(dāng)所述外部電網(wǎng)電壓與預(yù)定的外部電網(wǎng)電壓不同時經(jīng)由所述蓄能裝置提供修正的電壓，可以減小通過外部電網(wǎng)電壓連接的用戶所體驗的電壓波動。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種風(fēng)場控制器，所述風(fēng)場控制器適于根據(jù)前述方法操作風(fēng)場。前述方法可以用風(fēng)場控制器實施，從而使得可以將操作人員的人工干預(yù)降至最低或消除這樣的人工干預(yù)。根據(jù)風(fēng)場控制器的一個實施例，所述風(fēng)場控制器包括用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器，所述數(shù)據(jù)指示了儲存在所述蓄能元件中的能量大小。關(guān)于儲存在所述蓄能元件中的能量大小的數(shù)據(jù)可以幫助確定何時應(yīng)該降低發(fā)電功率，以避免對蓄能元件過度充電。此外，當(dāng)電能的市場價格特別高時，這種信息對于確定是否能夠和應(yīng)該通過風(fēng)場提供電能是有用的。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種風(fēng)場，包括風(fēng)力渦輪機；蓄能元件；以及前文所述的風(fēng)場控制器。與不具有蓄能元件的風(fēng)場相比，由于這種風(fēng)場可以從風(fēng)中獲取更多的能量，因此這種風(fēng)場的經(jīng)濟效率更高。根據(jù)風(fēng)場的第一實施例，所述蓄能元件包括電池、和/或飛輪、和/或超導(dǎo)磁性蓄能器。現(xiàn)有技術(shù)描述了若干蓄能方法。電池的優(yōu)點在于其已經(jīng)被廣泛研究，并且操作條件對壽命的影響是眾所周知的。飛輪可以在短時間內(nèi)提供特別高的功率，而且不涉及壽命問題。超導(dǎo)磁性蓄能器可以具有低的自放電性。根據(jù)所述風(fēng)場的另一實施例，所述蓄能元件包括動態(tài)電壓恢復(fù)器。動態(tài)電壓恢復(fù)器可以用于在外部電網(wǎng)電壓下降的情形中保持風(fēng)場內(nèi)的電壓基本恒定。根據(jù)所述風(fēng)場的另一實施例，所述蓄能元件包括旁路開關(guān)。所述旁路開關(guān)可以用于將蓄能元件與風(fēng)場電網(wǎng)斷開。這對于避免可能損壞蓄能元件(尤其是其電池或超導(dǎo)磁性蓄能器)的電網(wǎng)故障(如電壓尖脈沖)是有用的。根據(jù)所述風(fēng)場的另一實施例，所述蓄能元件包括注入變壓器。注入變壓器可以提供蓄能元件與風(fēng)場電網(wǎng)的流電隔離(galvanic insulation)。此外,注入變壓器使得可以以低電壓操作蓄能元件。額定電壓低的功率組件會更加便宜
根據(jù)第四方面，提供了一種用于操作風(fēng)場的程序元件，所述程序元件在被數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時適于控制和/或執(zhí)行如上所述的方法。程序元件可以被實現(xiàn)為適應(yīng)合適編程語言的計算機可讀指令編碼，諸如，例如JAVA、C++，并且可以被儲存在計算機可讀介質(zhì)上(可移動磁盤、易失或非易失存儲器、嵌入式存儲器/處理器等)。該指令數(shù)據(jù)可操作，以對計算機或任意其它可編程裝置進行編程，以執(zhí)行目的功能。該程序元件可從諸如萬維網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)(從該處可以下載該程序)獲得。根據(jù)第五方面，提供了一種計算機可讀介質(zhì)，在所述計算機可讀介質(zhì)上存儲有用于處理物理對象的計算機程序，所述計算機程序在被數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時適于控制和/或執(zhí)行如上所述的方法。計算機可讀介質(zhì)可以被計算機或處理器讀取。計算機可讀介質(zhì)可以是但不限于，例如電的、磁的、光的、紅外線的或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、裝置或傳輸介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)可包括以下介質(zhì)中的至少一種計算機可分配介質(zhì)、程序存儲介質(zhì)、記錄介質(zhì)、計算機可讀存儲器、隨機存取存儲器、可擦寫可編程只讀存儲器、計算機可讀軟件分配包、計算機可讀信號、計算機可讀電信信號、計算機可讀印刷品和計算機可讀壓縮軟件包。應(yīng)該注意，已經(jīng)參照不同主題描述了本發(fā)明的實施例。具體地，參照方法權(quán)利要求描述了一些實施例，參照裝置權(quán)利要求描述了其它實施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將從上文和下文的描述中總結(jié)出，除非另有說明，否則除了屬于同一類主題的特征的任意結(jié)合外，涉及不同主題尤其是方法權(quán)利要求的特征和裝置權(quán)利要求的特征之間的任意結(jié)合也應(yīng)被認為已由本文公開。根據(jù)下文將要描述的實施例，本發(fā)明上文限定的各個方面以及其它方面將變得明顯，并且將參照這些實施例對它們進行說明。下文將參照實施例更詳細地描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于這些實施例。


圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)場的示例性實施例的示意圖。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)場的示例性實施例的示意圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)場的操作方法的示例性實施例。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性風(fēng)場的示例性控制策略。圖5示出了控制電路的示例性實施例。圖6示出了示例性的停止充電策略。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)場的示例性實施例的示意圖。圖8示出了示例性電壓方案。圖9示出了電位的形象化視圖。圖10示出了示例性電壓方案。圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)場的示例性實施例的示意圖。
具體實施例方式附圖中的圖示是示例性的。圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)場I的示例性實施例的示意圖。風(fēng)場I包括第一風(fēng)力渦輪機2、第二風(fēng)力渦輪機3和第三風(fēng)力渦輪機4。各個風(fēng)力渦輪機2、3、4的風(fēng)力渦輪機發(fā)電機5、6、7連接到相應(yīng)風(fēng)力渦輪機變壓器8、9、10的低壓側(cè)。將變壓后的電能從各個風(fēng)力渦輪機變壓器8、9、10的中壓側(cè)經(jīng)由分別具有阻抗15、16、17的電纜12、13、14導(dǎo)引到公共耦接點11。在公共耦接點之后，經(jīng)由風(fēng)場變壓器18將電能進一步變換到更高的電壓。之后，經(jīng)由無功功率補償器20將電能饋送到外部電網(wǎng)19。風(fēng)場控制器21監(jiān)控風(fēng)場變壓器18之前和/或之后的電壓、頻率、有功功率和無功功率并且向風(fēng)力渦輪機2、3、4提供控制信號22、23。控制信號22、23用于控制各個風(fēng)力渦輪機2、3、4產(chǎn)生的電能和各個風(fēng)力渦輪機2、3、4的風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)場24的示例性實施例的示意圖，風(fēng)場24具有第一風(fēng)力渦輪機25、第二風(fēng)力渦輪機26、第三風(fēng)力渦輪機27和第四風(fēng)力渦輪機28。風(fēng)力渦輪機25、26、27、28各自的風(fēng)力渦輪機發(fā)電機29、30、31、32具有2. 3MW的額定發(fā)電功率。風(fēng)力渦輪機變壓器將電能從690V變壓到33kV。經(jīng)由具有阻抗41、42、43、44的電纜37、38、39、40，電能被導(dǎo)引到公共耦接點45。電能從公共耦接點45被導(dǎo)引到風(fēng)場變壓器47的中壓側(cè)，通常電能在該處從33kV變壓到132kV。然而，可以改變該變壓比。這可以提高風(fēng)場對不同外部電網(wǎng)48的適應(yīng)性。此外，在外部電網(wǎng)故障時，具有可變變壓比的風(fēng)場變壓器可以提供改進的外部電網(wǎng)支持。從風(fēng)場變壓器47的高壓側(cè)，電能經(jīng)由無功功率補償器49提供到外部電網(wǎng)48。在此示例性實施例中，無功功率補償器49具有為10的電抗電阻比。蓄能裝置46耦接到公共耦接點45。然而，在替代性實施例中，蓄能裝置46可以也耦接到風(fēng)場變壓器47的高壓側(cè)。蓄能裝置46包括電池50、控制電路51、換流器52、濾波器單元53和注入變壓器54。控制電路51控制用直流電對電池50進行充電和放電。換流器52將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，以提供到公共耦接點45處。換流器52的輸出與濾波器單元53連接，濾波器單元53在電流被饋送到注入變壓器54之前使電流平滑。具體地，注入變壓器54可以是三相變壓器。注入變壓器54不僅可以用于在公共耦接點45處注入交流電，還可以將公共耦接點45側(cè)的電壓變壓為濾波器52側(cè)的較低值。這使得可以使用低壓裝置作為蓄能元件46。風(fēng)場控制器55測量風(fēng)場變壓器47之前和/或之后的電壓、頻率、有功功率和無功功率?；谶@些參數(shù)，風(fēng)場控制器55經(jīng)由控制信號56、57、58、59控制風(fēng)力渦輪機25、26、27、28和蓄能元件46，尤其是控制電路51。控制電路51可以與風(fēng)場控制器55雙向通信，以防止風(fēng)場控制器執(zhí)行頻率控制。風(fēng)場55可以例如經(jīng)由控制信號58確定從蓄能元件提取多少電能并且同時從控制電路51接收關(guān)于電池50的剩余電量的反饋。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)場的操作方法的示例性實施例。該圖示出了隨時間變化的由當(dāng)前吹動的風(fēng)可獲得的功率Pav、風(fēng)力渦輪機實際產(chǎn)生的有功功率Pwt、風(fēng)場提供到外部電網(wǎng)的有功功率Pee以及蓄能元件儲存和釋放的有功功率PES。當(dāng)風(fēng)在h開始吹時，風(fēng)力渦輪機可以使用基本所有可獲得的功率Pav來產(chǎn)生有功功率PWT。還沒有能量被儲存在蓄能元件中。因此，風(fēng)場提供到外部電網(wǎng)的有功功率Pee等于Pwt和PAV。當(dāng)可獲得的功率Pav在時刻h超過用戶所需有功功率Pdp時，風(fēng)力渦輪機仍可以使用所有可獲得的有功功率Pav來產(chǎn)生有功功率PWT。提供到外部電網(wǎng)的有功功率Pee減小了有功功率Pes，該有功功率Pes用于對蓄能元件進行充電。以此方式，可以將額外的能量Esu保存在蓄能元件中作為儲存能量Est。蓄能元件的充電功率可被限制成一定的閾值功率PTH。如果在t2可獲得的功率Pav超過需求的有功功率Pdp的量大于PTH，則可以降低風(fēng)力渦輪機產(chǎn)生的有功功率PWT，以避免損壞蓄能元件。當(dāng)風(fēng)減小并且可獲得的功率Pav變得低于需求的功率Pdp時，可以從蓄能元件釋放能量E[從而使得更多的有功功率Pm被提供到外部電網(wǎng)。以此方式，即使在低風(fēng)力條件下也可以較好地滿足客戶需求。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性風(fēng)場的示例性控制策略。比較器60將風(fēng)場提供的功率Pwf與風(fēng)場的風(fēng)力渦輪機和蓄能元件的公共耦接點處可獲得的功率Pprc進行比較。其差異被提供到風(fēng)場控制器61，風(fēng)場控制器61確定風(fēng)力渦輪機將要提供的新的優(yōu)選功率P 。除法器62將此優(yōu)選功率Pra除以有關(guān)的風(fēng)力渦輪機的數(shù)量并且將各個設(shè)定值Pisp分配給風(fēng)力渦輪機。元件63監(jiān)控風(fēng)場提供的功率Pwf和根據(jù)當(dāng)前風(fēng)力條件可獲得的功率PAV。如果Pav大于PWF，則元件63將Pav值傳送到比較器64，在比較器64中從Ptq減去PAV。所得的差Peb將是負的，并且因而控制電路65將開始用正功率Pb對電池進行充電?？刂齐娐房梢栽O(shè)置有用于設(shè)定對電池進行充電和/或放電的上功率極限Pm和下功率極限Pu的輸入。圖5示出了控制電路65的示例性實施例，其可以用于已經(jīng)參照圖4描述的實施方式?？梢酝ㄟ^控制電路饋送Peb，控制電路可以是抗飽和的PI控制器?？刂齐娐房梢园ǚ糯笃麟娐?1、69、除法器66、比較器67、積分器68、加法器72、70。此外，可以包括限速器73和飽和動態(tài)控制電路74。飽和動態(tài)控制電路74可以通過上功率極限Pm和下功率極限Pa的輸入受到影響?？刂齐娐?5最終確定電池的充電功率PB。上功率極限Pm和下功率極限Pa可以是結(jié)果依賴的，例如，取決于傳輸系統(tǒng)操作者的功率需求、市場價格、頻率事件等。這些極限的最高值可以是最大充電閾值，該閾值指示電池在充電/放電期間可以承受多少功率流。圖6示出了避免過充電電池的策略。充電功率Pb被監(jiān)控并且被積分器75積分，以獲得儲存的能量的大小。積分器監(jiān)控器還接收信號SD，當(dāng)來自蓄能元件的功率被饋送到外部電網(wǎng)時，電池放電。如果儲存的能量的大小超過電池可以儲存的最大能量水平76，則t匕較器77發(fā)送應(yīng)該停止充電的信號Ssc。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)場78的示例性實施例的示意圖。與圖2描繪的實施例類似的是，風(fēng)力渦輪機79、80、81分別包括風(fēng)力渦輪機發(fā)電機82、83、84和風(fēng)力渦輪機變壓器85、86、87，并且經(jīng)由具有阻抗92、93、94的電纜89、90、91連接到公共耦接點88。蓄能元件95也連接到公共耦接點88。在公共耦接點之后，設(shè)置用于使電壓適配外部電網(wǎng)97的電壓的風(fēng)場變壓器96。風(fēng)場78經(jīng)由無功功率補償器98與外部電網(wǎng)97連接。蓄能元件95包括電池99、動態(tài)電壓恢復(fù)器100、用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的換流器101、濾波器102、旁路開關(guān)107和注入變壓器106。濾波器102的電感103和電容104使得換流器101提供的交流電平滑。這可以通過去除換流器101產(chǎn)生的不必要的較高階諧波分量來實現(xiàn)。旁路開關(guān)107可以斷開蓄能元件95與公共耦接點88的耦接。這可以在電網(wǎng)故障時保護蓄能元件95。電容105可以防止電池99經(jīng)受交流電。經(jīng)由信號111，風(fēng)場控制器108可以控制動態(tài)電壓恢復(fù)器100。風(fēng)場控制器108可以測量風(fēng)場變壓器96之前和/或之后的電壓、頻率、有功功率和/或無功功率?；谶@些參數(shù)，風(fēng)場控制器108可以經(jīng)由控制信號109、110、111控制風(fēng)力渦輪機79、80、81和蓄能元件95，特別是動態(tài)電壓恢復(fù)器100。動態(tài)電壓恢復(fù)器100影響換流器101和電池99，從而使得蓄能元件95在公共耦接點88處注入電能，其具有預(yù)定的頻率和電壓以及預(yù)定的無功和有功部分。動態(tài)電壓恢復(fù)器100的最大補償能力可以取決于有功功率的大小，該有功功率可以由電池提供。換流器101可以是脈寬調(diào)制電壓源逆變器。脈寬調(diào)制電壓源逆變器可以與風(fēng)力渦輪機中使用的相同。注入變壓器106的高壓側(cè)可以與將公共耦接點88和風(fēng)場變壓器96連接的配電線路連接，注入變壓器106的低壓側(cè)可以與蓄能裝置95的其它組件連接。對于三相動態(tài)電壓恢復(fù)器100，三個單相電壓注入變壓器106或一個三相電壓注入變壓器106可以與配電線路連接。對于單相動態(tài)電壓恢復(fù)器100，一個單相電壓注入變壓器106就足夠了。對于三相動態(tài)電壓恢復(fù)器100，可以使用三角形/開口或星形/開口構(gòu)造的三相電壓注入變壓器106。注入變壓器106可以將換流器101的經(jīng)濾波的輸出供應(yīng)的電壓增加到需要的水平，并且可以同時使蓄能裝置95與風(fēng)場78的其它組件絕緣。風(fēng)場控制器可以探測電壓下降并且將控制信號111分配給蓄能元件95。圖8示出了典型的電壓方案。圖8的上部圖示出了外部電網(wǎng)(例如圖7的外部電網(wǎng)97)處的電壓。在離岸場所的情形中，可以在例如陸地的連接點處測量電壓114。在電壓下降的情形中，動態(tài)電壓恢復(fù)器100可以接收來自風(fēng)場控制器108的信號111，從而使得蓄能裝置95建立所需的電壓113，如圖8的中間圖所示。圖8的下部圖中所示的公共耦接點88處的電壓由此可以達到這些電壓的總和112。圖9示出了這些電位的形象化視圖。圖10示出了兩個相的電壓高于額定值的示例性電壓方案(見上部圖)。利用動態(tài)電壓恢復(fù)器100，這兩個相的電壓可以降低中間圖所示的大小，從而使得全部三個相最終具有如下方圖所示的額定電壓。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，可以將單個蓄能單元與公共耦接點連接。然而，根據(jù)其它實施例，可以多個設(shè)置多個蓄能元件。這些蓄能元件還可以包括在各個風(fēng)力渦輪機中。圖11示出了具有兩個蓄能元件138、137的風(fēng)場115的示例性實施例。蓄能元件包括在四個風(fēng)力渦輪機116、117、118、119中的風(fēng)力渦輪機118、119中。每個風(fēng)場包括發(fā)電機 120、121、122、123、風(fēng)場變壓器 124、125、126、127，并且經(jīng)由具有阻抗 133、134、135、136的電纜128、129、130、131連接到公共耦接點132。每個蓄能單元137、138包括電池142、控制電路143、換流器144、濾波器145和注入變壓器146。經(jīng)由來自風(fēng)場控制器151的信號150控制控制電路143，而且控制電路143經(jīng)由基于風(fēng)場變壓器139之前和/或之后測量的值的控制信號147、148控制風(fēng)力渦輪機116、117、118、119。風(fēng)場115經(jīng)由無功功率補償器141與外部電網(wǎng)140連接。應(yīng)該注意，用語“包括”并不排除其它元件或步驟，表示英語不定冠詞的用語“一”并不排除多個。此外，可以結(jié)合那些聯(lián)系不同實施例描述的元件。還應(yīng)該注意，權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)被理解成限制權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種操作風(fēng)場的方法， 所述風(fēng)場包括 風(fēng)力渦輪機，以及 蓄能裝置， 所述風(fēng)場與外部電網(wǎng)連接， 所述方法包括 確定需求的有功功率， 確定需求的無功功率， 確定所述風(fēng)力渦輪機的發(fā)電功率，以及當(dāng)所述發(fā)電功率大于所述需求的有功功率、所述需求的無功功率、或需求的有功功率與需求的無功功率的矢量和時，對所述蓄能裝置進行充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作風(fēng)場的方法，所述方法進一步包括 當(dāng)所述發(fā)電功率小于所述需求的有功功率、所述需求的無功功率、或所述需求的有功功率與需求的無功功率的矢量和時，使所述蓄能裝置放電。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的操作風(fēng)場的方法，所述方法進一步包括 當(dāng)所述發(fā)電功率大于所述風(fēng)力渦輪機的額定發(fā)電功率時，降低所述發(fā)電功率。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的操作風(fēng)場的方法，所述方法進一步包括 當(dāng)所述發(fā)電功率大于所述需求的有功功率、所述需求的無功功率、所述需求的有功功率與需求的無功功率的矢量和中的一個與所述蓄能裝置的額定充電功率之和時，降低所述發(fā)電功率。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的操作風(fēng)場的方法，所述方法進一步包括當(dāng)所述發(fā)電功率大于所述需求的有功功率、所述需求的無功功率、或所述需求的有功功率與需求的無功功率的矢量和時，而且更進一步地當(dāng)蓄能裝置充滿電時，降低所述發(fā)電功率。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的操作風(fēng)場的方法，所述方法進一步包括 確定外部電網(wǎng)電壓；以及 當(dāng)所述外部電網(wǎng)電壓與預(yù)定的外部電網(wǎng)電壓不同時，經(jīng)由所述蓄能裝置提供修正的電壓。
7.一種風(fēng)場控制器，其適于根據(jù)操作權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法來操作風(fēng)場。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)場控制器，所述風(fēng)場控制器進一步包括 用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器，所述數(shù)據(jù)指示了儲存在所述蓄能元件中的能量大小。
9.一種風(fēng)場,包括 風(fēng)力渦輪機； 蓄能元件；以及 權(quán)利要求7或8所述的風(fēng)場控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求13所述的風(fēng)場，所述蓄能元件包括 電池、和/或飛輪、和/或超導(dǎo)磁性蓄能器。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的風(fēng)場，所述蓄能元件包括 動態(tài)電壓恢復(fù)器。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的風(fēng)場，所述蓄能元件包括 旁路開關(guān)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的風(fēng)場，所述蓄能元件包括 注入變壓器。
14.一種用于操作風(fēng)場的程序元件，所述程序元件在被數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時適于控制和/或執(zhí)行權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法。
15.一種計算機可讀介質(zhì)，在所述計算機可讀介質(zhì)上存儲有用于處理物理對象的計算機程序，所述計算機程序在被數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時適于控制和/或執(zhí)行權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及操作風(fēng)場的方法、風(fēng)場控制器以及風(fēng)場。在本發(fā)明的操作風(fēng)場的方法中，風(fēng)場包括風(fēng)力渦輪機，以及蓄能裝置，所述風(fēng)場與外部電網(wǎng)連接，所述方法包括確定需求的有功功率；確定需求的無功功率；確定所述風(fēng)力渦輪機的發(fā)電功率；以及當(dāng)所述發(fā)電功率大于所述需求的有功功率、所述需求的無功功率、或需求的有功功率與需求的無功功率的矢量和時，對所述蓄能裝置進行充電。此外，相應(yīng)的風(fēng)場控制器、風(fēng)場、程序元件和計算機可讀介質(zhì)也是本發(fā)明的主題。
文檔編號H02J3/32GK103023061SQ20121035116
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者P.伊格達, S.庫馬 申請人:西門子公司