CN102077437B - 操作包括多个风力涡轮发电机的风力发电站的方法和系统 - Google Patents

操作包括多个风力涡轮发电机的风力发电站的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于操作连接于电网(2)的风力发电站(1)的方法和系统，所述风力发电站包括多个风力涡轮发电机。所述方法包括以下步骤：(101)设置多个不同的模型，每一个模型都模拟连接至电网的电气系统，例如负载或发电单元的电气特性；(102)检测多个电网参数的一个或多个值；(103)基于包括检测到的一个或多个电网参数值和一个或多个环境参数值的组中的多个值，或者基于外部命令信号，选择多个模型中的一个模型；(104)在所述选择模型中，基于所检测到的电网参数值，计算所述模型的电气输出值；(105)基于所计算出的所述模型的电气输出值，计算风力发电站的电气参考值；(106)基于所计算出的风力发电站的电气参考值，计算每一个风力涡轮发电机的电气参考值。所述方法进一步包括(107)根据所计算出的每一个风力涡轮发电机的电气参考值来控制所述风力涡轮发电机。

Description

操作包括多个风力涡轮发电机的风力发电站的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种操作风力涡轮机，风力发电站或者风力发电站集群的方法和系统，每一个风力发电站包括多个风力涡轮发电机，风力发电站被连接至外部的电网。
背景技术
风力发电站(也称为风电场)包括多个风力涡轮机：每一个风力涡轮机包括将风的动能转化为机械能的转子。机械能然后被同样包含在涡轮机中的发电机转化为电力。
当风力发电站连接至电网时，发电机生成的电力被输送至电网，电网再将电力输送给不同的消费者/负载。该连接通过至少一个连接点来实现。
为了给消费者提供特定水平电量而进行的电网管理是一项困难的任务。期望电网具有限定好的和恒定的参数，例如特定的标称电网电压和标称频率，如在欧洲为50Hz，在美国为60Hz。
电网连接不同的电气设备，即负载或者发电机，例如发电站，它们中的每一个都具有如从电网看到的特性。例如，某些消费者/负载具有类似的阻抗而某些发电站使用具有不同涡轮机和控制器的同步发电机。
然而，不同的电网参数的稳定性取决于各种变量，包括电网中实时生成的功率和消耗的功率之间的平衡。任何不平衡都将导致例如电网频率的变化。当电网中生成的功率大于消耗的功率时，所述频率将会增加。当电网中消耗的功率大于生成的功率时，所述频率将会降低。
风力发电站的一个问题是，从电网方面看来，由于例如风速等的变化的原因，它们的工作方式往往无法预期。因此，要确保风力发电站与电网实现最优的相互作用是困难的。
由于相对于传统发电站生成的总电能，风力发电站所生产的电能在电网中的比重增加，使得电网受到风力发电站工作方式的影响越来越大。因此，通过控制例如风力发电站的有功功率输出等来帮助维持电网的特性对风力发电站而言变得越来越重要。这将使得所有发电单元的使用变得更有效率，且将增加电网规划的可行性。
EP1467463描述了一种风力发电站和一种操作风力发电站的方法，所述方法包括基于所测量的风力发电站所连接的电网的频率来控制风力发电站的有功功率输出。风力发电站的有功功率输出根据所测量的电网频率来调节或控制。
WO2006120033揭示了一种风力发电站及其操作方法，所述方法包括基于所测量的风力发电站所连接的电网的电压来控制风力发电站的功率因子或者无功功率。在根据WO2006120033的发明中，风力发电站的有功功率输出或者无功功率根据所测量的电网电压来调节或控制。
因此，EP1467463和WO2006120033所描述的控制方法都仅采用一个电网参数(分别为频率和电压)。在所述方法的每一个中，参数的选择是预定的且不可改变；另外，所述控制方法是固定的且总是通过相同的方式执行。
然而，人们期望以更为灵活的方式控制风力发电站，使得风力发电站的运转可以随着时间变化。还需要一种方法，其中待用于控制风力发电站的参数的选择可以随着时间改变。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的一个目的在于提供一种操作风力发电站的方法，所述方法减轻了上述现有技术方法中所存在的问题。
特别地，本发明的一个目的在于提供一种风力发电站的操作方法，所述方法是灵活的，其使风力发电站随时间进行不同的电气运转成为可能。例如，该方法应当使得风力发电站在某个时间以负载的形式电气地运转，而在某个时间以同步发电站的形式电气地运转。
本发明更进一步的目的在于提供一种风力发电站的操作方法，所述方法是灵活的，使得风力发电站可以根据输入参数的值以不同的方式电气地运转。例如，所述方法使得如下情况成为可能：如果输入参数具有某个特定值则风力发电站作为负载电气地运转，而当输入参数具有另一个值时，或者根据另一个输入参数风力发电站作为同步发电站电气地运转。
进一步的目的在于提供一种操作风力发电站的系统，所述系统是灵活的，使得风力发电站可以随时间而不同地运转成为可能。
另一个目的是提供一种操作风力发电站的系统，所述系统是灵活的，使得根据输入参数的值，风力发电站可以以不同的方式电气地运转。
另一个目的在于提供一种操作风力发电站的方法和系统，其对于电网的操作员或者风力发电站的拥有者来说具有经济上的优点。
本发明的另一个目的在于提供一种操作风电场(wind farm)的方法和系统，其改善电网中发电资源的使用。
根据第一方面，本发明通过一种操作连接至电网的风力发电站的方法来实现，所述风力发电站包括多个风力涡轮发电机。所述方法包括以下步骤：
设定多个不同的模型，每一个模型都模拟电气系统，例如连接至电网的负载或功率生成单元等的电气特性(behaviour)。
检测电网参数的值；
基于包括检测到的电网参数值和环境参数值的组中的多个值，或者基于外部命令信号，选择所述多个模型中的一个；
在所选择的模型中，基于所检测到的电网参数值计算所述模型的电气输出值；
基于所计算出的所述模型的电气输出值计算风力发电站的电气参考值；
基于所计算出的风力发电站的电气参考值计算每一个风力涡轮发电机的电气参考值；
术语“电气参考值”指的是任意电气量(例如电流、电压、输出功率或者无功功率)的值。
术语“电网参数”指的是电网中任何可测量的电气量，例如电流、电压、输出功率、无功功率或者电网频率。
术语“环境参数”指的是功率系统外部的可能影响到模型的选择的任何参数，例如温度Ta，风速Wa，电力价格，时间Tia。
术语“外部命令信号”指的是来自发电站外部的信号，例如来自电网操作员，即输电系统的管理员的或者来自用户，例如风力发电站的所有者的信号，所述信号可以是指示选择哪个模型的命令。
所设定的模型是软件模型。如果该电气系统将被连接至具有与当前电网相同的特性的电网，每一个模型都模拟特定电气系统(例如一种类型的负载或一种类型的功率生成单元)的电气特性。
术语“风力发电站”不仅仅指单个的发电站，也可以是连接到电网的风力发电站集群。发电站集群不要求彼此相互接近。
通过设定多个模型，每一个模型都定义了取决于输入参数的电网中的风力发电站所期望的电气特性，并基于所输入的参数的值、环境参数的值或者来自电网操作员的命令，选择将要使用多个模型中的哪一个，从而使得根据特定时间的优势特性实时地控制风力发电机的运转成为可能。例如，如果电网的频率值指示在某一阶段，操作风力发电站以与同步发电站相似的方式运转可以是有利的，则选择模拟同步发电站的电气特性的模型来计算所述模型的输出功率值。在所述模型中，电网的实时参数值用作输入值。所计算出的同步发电站模型的输出功率值然后被用来计算风力发电站的输出功率值，风力发电站的输出功率值然后被用于控制风力发电站及其单独的风力涡轮发电机。在特殊情况下，所计算出的所述模型的输出功率值可以不用修改就用于操作风力发电站。
进一步地，通过使用环境参数，即电力价格的值、风速等来选择要使用的模型，这就有可能出于其他非改善电网电气特性的目的来操作风力发电站，例如根据风力发电站所有者和/或电网所有者的成本效益来操作风力发电站。
根据一实施例，多个环境参数的值是预计了环境参数，例如白天、日期、预计风速或者电力价格的值。通过检测环境参数的预计值，例如预计风速和电力价格，并将该预计值用于选择模型，例如风力发电站所有者的成本效益将会提高。
根据另一实施例，其中风力发电站进一步包括能量存储系统，所述方法进一步包括基于所计算的风力发电站的参数值计算能量存储系统的电气参考值的步骤。通过给风力发电站装备能量存储系统，使得其能够在例如电网中的需求低时将风力发电站作为负载来操作，并将从电网中接收到的能量存储在能量存储系统中，以供随后需求上升时用于电网中。类似地，风力发电站生成的功率可以存储在能量存储系统中，用于随后输送至电网。在这种情况下，所选择的模型决定功率是否应从能量存储系统中输出，或者是否应输送至能量存储系统。
根据另一个实施例，电网参数值被实时地检测。通过在所选择的模型中使用实时值作为输入值，由于输入数据被更新，因此实现了根据所要求的特性对风力发电站的更为精确的控制。
根据另一个实施例，环境参数值被实时地检测。通过在所选择的模型中使用实时值作为输入值，由于数据被更新，因此实现了根据所要求的特性对风力发电站的更为精确的控制。例如，如果当前风速是已知的，发电站就可以更好地根据所计算出的值进行操作。另外，可以预测接下来几秒钟的特性，以及当选择模型时可以使用的信息。因此，操作风力发电站的方法可以使用更为实时(up/to/date)的值，和当前的最佳模型。
根据另一个实施例，所检测到的电网参数值是指示电网的电气扰动的值。基于指示电网电气扰动的值，例如频率偏差，可以选择模拟同步机器的电气特性的模型。这种模型将为风力发电站提供功率参考值作为输出值，当用于控制风力发电站时，其将补偿电网中的这种电气扰动。
根据本发明第二方面，通过一种操作连接至电网的风力发电站的系统实现本发明，其中所述风力发电站包括多个风力涡轮发电机。所述系统包括：
模型产生单元，用于设定多个不同的模型，每一个模型都模拟电气系统，例如连接至电网的负载或者功率生成单元的电气特性。
检测单元，用于检测多个电网参数的值；
模型选择器，其基于包括检测到的一个或多个电网参数值和一个或多个环境参数值的组中的多个值，或者基于外部命令信号，选择所述多个模型中的一个。
第一计算装置，其基于所检测到的电网参数值计算所述模型的电气输出值；
第二计算装置，其基于所计算出的所述模型的电气输出值计算风力发电站的电气参考值；
第三计算装置，其基于所计算出的风力发电站的电气参考值计算每一个风力涡轮发电机的电气参考值；
根据第三方面，本发明通过软件程序产品来实现，当所述软件程序产品在计算机或者另一可编程装置中运行时，该软件程序产品执行根据第一方面的任意权利要求的方法。
本发明的其它目的、特点和优点将从下面详细的描述、所附权利要求以及附图中显现出来。
通常说来，权利要求中所使用的所有术语应当根据它们在本技术领域的通常意义进行解释，除非此处有明确的定义。对“一/一个/所述[元件，设备，组件，装置，步骤等]”的所有引用都应开放性地解释为用于指代至少一个所述元件、设备、组件、装置、步骤等的例子，除非另有明确说明。例如，术语“一风力发电站”应该解释为至少一个风力发电站，例如，风力发电站的集群。进一步地，本文所公开的任一方法的步骤并不需要精确地按照所公开的顺序实施，除非有明确说明。术语“多个(a number of)”应当被解释为“至少一个”，例如，“多个风力涡轮发电机”应当被解释为“至少一个风力涡轮发电机”。
附图说明
上面的描述，以及本发明的其他目的、特征和优点，将通过下面参考所附图示对本发明的优选实施例的示范性的而非限制性的具体描述而得到更好的理解，其中相同的参考标记将用于类似的元件，其中：
图1示出了功率系统的示意性方框图，根据本发明的控制系统可以用于该功率系统。
图2用图解法示出了根据本发明实施例的具有用于操作风力发电站的系统的功率系统。
图3是示出根据本发明实施例的用于操作风力发电站的系统的功能单元的示意性方框图。
图4是示出根据本发明实施例的控制风力发电站的方法的流程图。
图5以图解法示出根据本发明实施例的同步发电机的模型。
具体实施方式
图1示出了具有连接至电网2的风力发电站1的功率系统，其中所述风力发电站由控制系统3控制，其可以包括根据本发明的用于操作风力发电站的系统。风力发电站包括多个风力涡轮发电机(WTG)11。电网2可以包括多个负载和发电站。
根据本发明的系统可以根据图1设置，即作为连接至电网和风力发电站的单独的节点，例如位于中心调度室(central despatch)中。或者，本发明的系统可以设置成风力发电站、乃至单个WTG中的子单元，例如当所述WTG是全变流器时。
电网可以具有所有类型的电气系统，即连接至其上的负载或者发电机(发电站)。负载或者发电站的每一种类型都具有有功功率P和无功功率Q的典型特性，遵循以下系数：
ΔP/Δfgrid
ΔP/ΔVgrid
ΔQ/Δfgrid
ΔQ/ΔVgrid
即，如果电网频率改变了，由发电机产生的有功功率将根据发电机的类型以特定方式改变，例如同步发电站就具有特定的电气特性。
由于风力发电站的风力涡轮发电机至少能够以某种方式控制其有功功率和无功功率的事实，因此风力发电站至少能够在电网的扰动期间模拟其他发电站或者负载的P-Q行为特性(behaviour characteristics)。
从电网的观点来看，操作风力发电站以模拟特定的电气特性，例如另一个发电站的电气特性可以是有利的。尽管如此，风力发电站的最佳电气特性可能会随时间而变化。因此，本发明致力于在任意时间都实现风电场的最佳电气特性。
根据本发明的实施例，使用了一种在一个阶段对风力发电站有利的特定类型电气特性的模型，利用电网中测量到的数据实时地运转所述模型，且将所述模型的反馈用作风力发电站的命令参考，因此也用作风力涡轮机和风力发电站的其他可能的元件(例如储存装置、电容器组、静态VAr补偿器，等等)的命令参考。出于这种原因，在第一阶段设定多个电气特性的模型，每一个模型都限定了特定的电气特性，当用于电网中时所述多个电气特性模型对于风力发电站而言是有利的。此后，实时检测风力发电站所连接到的电网的多个参数值。基于所述参数的值以及可能的其他参数的值，从多个预定模型中选出电气特性的模型。运转该模型，且使用模型的结果来控制风力发电站的电气特性。
图2示出了本发明一控制系统的实施例，该控制系统用于控制或者操作连接至电网2的风力发电站1，电网2示出为阻抗Zgrid和电压源(21)。在该实施例中，风力发电站具有或者被连接至功率存储系统12或者其他系统，例如电容器组、静态VAr补偿器。或者，功率存储系统可以由功耗系统取代。因此，可以采用许多不同的方式来控制风力发电站；例如，风力发电站可以模拟负载的电气特性。
控制系统具有建模单元31和控制单元32，控制器例如设置在数据采集和监视控制分站(Supervisory Control and Data Acquisition substation，SCADA)中，或者设置在可编程逻辑控制器(PLC)中。在建模单元31中，存储了多个不同的可能对风力发电站有利的电气特性的模型。进一步地，可以建模单元中设定多个标准，用以选择所要使用的模型。
当实时使用控制系统时，在电网的点2a处检测或测量多个电网参数(例如有功功率Pm、无功功率Qm、电网电压Vm、电网频率fm)的值。建模单元具有第一输入端31a，用于接收电网参数的检测值，所述参数可以用于选择所要使用的模型。此外，建模单元具有第二输入端31b，用于接收环境参数，例如检测到的风力和电网中的电力价格的数据，所述环境参数也可以用于选择所要使用的模型。在本发明一实施例中，建模单元可以具有第三输入端(未示出)，用于接收外部输入命令信号，该输入信号可以用于选择所要使用的模型。
当已经选择好所需要的模型后，所选择的模型基于所检测到的电网值或者所检测到的电网值的修正值在建模单元31中运转。图中以参数Δfpertgrid和ΔVpertgrid示出了建模单元的输入值，参数Δfpertgrid和ΔVpertgrid表示电网的扰动处的频率/电压的变化。在该实施例中，建模单元的输入值是相对于标称频率f*和标称电压V*的频率变化和电压变化。尽管如此，也可以在所述模型中直接使用检测到的电网值而不进行修正。当已使模型运转时，模型的结果从建模单元的输出端31c输出，作为电气输出值ΔPpertWF、ΔQpertWF，其将用作SCADA控制器32的输入值，用以控制风力发电站。
SCADA控制器32具有输入端32a，用以接收来自建模单元的电气输出值。可以在输入端32a接收电气输出值ΔPpertWF、ΔQpertWF之前对其进行修正。根据附图，通过将标称值P*、Q*加到所计算出的电气参考值上来修正电气输出值ΔPpertWF、ΔQpertWF，根据如下：
Pref*＝ΔPpertWF+P*
Qref*＝ΔQpertWF+Q*
SCADA控制器被设置成基于所计算的电气参考值Pref*和/或Qref*为每一个WTG和功率存储系统计算电气参考值，从而使得风力发电站相应地以对于该风力发电站而言最佳的方式产生电气输出值(在该情况下为有功功率和无功功率)。每一个WTG和功率存储系统的电气参考值也可以使用测量的电气参考值Pm、Qm、Vm、fm和/或使用标称频率f*和电压V*的信息，和/或使用诸如在线工作的WTG的数量或者每一个WTG的个体功率等WTG数据作为输入来计算。每一个WTG和功率存储系统的电气参考值在输出端32d输出，并分别被输送至每一个WTG和功率存储系统。
下面，对可以用于本发明的两个可能的模型进行说明。在第一个模型中，风力发电站被模拟成同步机器。即，所述模型描述了连接到电网的同步机器，其中所述同步机器与风力发电站具有相同的惯量。当对电网中的频率扰动进行补偿时，同步机器具有优势。如果电网的频率受到扰动时，可以选择该模型。如果电网参数的检测表明频率受到扰动，第一模型将被实时地选择出来。将使用检测到的电网频率的最新值来运转第一模型，同时还将为模拟的同步机器计算出输出功率变化。所计算出的输出功率变化随后将被用作输入值，以便控制风力发电站，从而控制个体风力发电站的组件，例如WTG。因此，从电网角度来看，风力发电站在频率扰动期间将作为同步发电站电气地运转。
在可用于本发明的第二可能模型中，风力发电站被模拟成负载，诸如有功功率的负载或者一类无功功率负载。由于能够将该模型的结果用于风力发电站，因此风力发电站被装备了能量存储系统或者能量耗散系统。该第二模型可以基于环境参数的值，例如基于当前电力价格或当日时间来选择。如果当前电网中的电力需求低于电力供应，也可以选择第二模型。如果从电网角度看风力发电站将会充当负载，那么可以降低电网频率的波动。如果选择了第二模型，将采用检测到的电网参数值来运转第二模型。此后，该模型计算出的电气输出值，例如所述模型的负载将要吸收/耗散的功率水平被用于计算风力发电站的合适的电气参考值，例如风力发电站将要吸收/耗散的功率水平。最后，将控制WTG和功率存储(或耗散)系统以实现风力发电站的计算电气参考值。
第二模型具有例如以下的优点：在风力发电站的使用年限的20％的时间里，其功率输出曲线很容易就低于标称功率的5％。根据本发明，通过在风力发电站中安装功率存储或耗散系统，风力发电站可以模拟特定负载的特性，即风力发电站消耗来自电网的功率而不是向电网供应功率。这在例如没风且同时电力需求/价格较低时可以具有经济性的优点。而后可以在电力需求/价格较高时将存储在功率存储系统中的能量供应至电网。即，电力价格的预计值和风力预测可以用来最优化风电场的经济效益。因此，这将有助于将风力发电站整合到功率系统中。
所述负载也可以是无功功率的负载，用于控制电网中的无功功率平衡。
根据一实施例，为了使风力发电站作为负载来工作，可以在风力发电站中使用能量存储系统(主要用于有功功率)和/或无功功率补偿器(power reactivecompensator)(主要用于无功功率)。作为一种选择，如果有必要的话，可以将多个WTG中的至少一个设置成充当负载而不是发电机。(WTG此时充当‘通风设备’或者风扇且消耗电力)。
图3示出了根据本发明的用于操作连接至电网的风力发电站的系统3的实施例。
所述系统具有模型产生单元301，其中预先设定多个模型。每一个模型都描述了特定类型的电气特性，所述特定类型的电气特性对于风力发电站而言可以是可能的且有利的。换句话说，每一个模型都模拟了连接至电网的特定类型的电气系统的电气特性。一种类型的模型是模拟同步发电站的电气特性的模型。这种类型的模型在电网中存在频率扰动的情况下尤其有利。另一种类型的模型模拟负载的电气特性。
所述系统还具有连接至模型产生单元301的检测单元302，其用于检测电网参数的值，所述电网参数是以下任一种：有功功率Pm、无功功率Qm、电网电压Vm、电网频率fm。根据本发明，检测单元302还可以被设置用于检测环境参数，例如风速或电力价格。
同时，在所述系统中还有具有连接至检测单元302的模型选择器303，用于从模型产生单元中生成的所述多个模型中选择一个模型。设置模型选择器以基于多个信息选择当前应当采用哪一个模型，所述多个信息选自包括所检测到的电网参数值，环境参数和外部命令信号的组。例如，如果被视为环境参数的电力价格参数指示电力价格低于风力发电站的运转成本，则可以选择模拟负载的电气特性的该第二模型。
连接至模型选择器303的第一计算装置304或者建模单元被设置成运转所选择的模型，以基于所检测到的电网参数计算所选择模型的电气输出值，例如功率值。连接至第一计算装置304的第二计算装置305被设置成基于为所述模型所计算出的输出值计算所述风力发电站的电气参考值，例如输出功率值。根据一实施例，通过如下方式执行第二计算装置中的计算：简单地采用为所述模型所计算出的电气输出值并将它们用作该风力发电站的电气参考值。
所述系统还包括连接至第二计算装置305的第三计算装置306，用于基于所计算出的所述风力发电站的电气参考值来计算每一个风力涡轮发电机的电气参考值。最后，所述控制系统包括连接至第三计算装置306的控制器307，用于根据所计算出的每一个风力涡轮发电机的电气参考值来控制所述风力涡轮发电机。或者，根据本发明，控制器可以与所述系统分离，即所述系统可以计算WTG的参考值，所述参考值将被独立的控制器用于控制WTG。
本发明的系统所操作的风力发电站也可以包括能量存储系统。在这种情况下，在一实施例中，第三计算装置306可以进一步被设置用于基于所计算出的风力发电站的电气参考值来计算能量存储系统的电气参考值，而控制器307可以被进一步设置用于根据所计算出的电气参考值控制所述能量存储系统。可替换地，或者除所述能量存储系统之外，风力发电站还可以包括用于无功功率的补偿器。在这种情况下，第三计算装置306可以进一步被设置用于基于所计算出的风力发电站的输出功率值来计算用于无功功率的补偿器的电气参考值，而控制器307可以进一步被设置成根据所计算的电气参考值控制用于无功功率的补偿器。
进一步地，第一、第二和第三计算装置可以设置在同一个单元中，或者设置在不同的单元中。
图4示出了根据本发明实施例的用于操作风力发电站的方法100。所述方法包括以下步骤：101设定多个不同模型，每一个模型都模拟连接至电网的电气系统(例如负载或者发电单元)的电气特性；102检测电网参数的值；103基于从包括检测到的电网参数值和外部命令信号的组中选出的多个值，选择所述多个模型中的一个模型；104在所述选择模型中，基于所检测到的电网参数值，计算所述模型的电气输出值；105基于所计算出的所述模型的电力输出值，计算风力发电站的电气参考值；106基于所计算出的风力发电站的电气参考值，计算每一个风力涡轮发电机的电气参考值；107根据所计算出的每一个风力涡轮发电机的电气参考值控制风力涡轮发电机。控制WTG的步骤107可以处于本发明的方法之外，即所计算出的WTG的参考值可以用在控制WTG的单独的方法中。
图5示出了根据本发明的使用用于模拟同步机器的模型时的系统。模拟同步机器的模型被选择是出于如下原因：电网正经历其频率扰动Δfpertgrid和/或其电压扰动ΔVpertgrid，所述扰动可以由如同步机器一样工作的风力发电站部分地缓解。电网被建模成电压源501和电网阻抗Zgrid502，阻抗值优选尽可能接近标称(real)阻抗值。以控制同步发电机504的同步发电机控制器503以及与风力发电站的阻抗相似的阻抗505来对同步机器进行建模。当该模型运转时，所检测到的风力发电站所连接到的电网的实时数据Δfpertgrid、ΔVpertgrid被用作输入数据。同步发电机模型的计算出的输出数据ΔPpert、ΔQpert被用作风力发电站的参考值。
根据本发明一实施例，环境参数，例如电力价格、当日时间、风速等可以由本发明的系统所检测，或者，环境参数的值可以在系统外部检查，且由系统所接收，如图2所示。
以上主要参考一些实施例对本发明进行了描述。然而，如本领域技术人员很容易理解的那样，在如所附权利要求限定的本发明的范围内，不同于上述实施例的其他实施例也同样是可能。

Claims (17)

1.一种操作连接至电网的风力发电站的方法，所述风力发电站包括多个风力涡轮发电机，所述方法包括以下步骤：
设定多个不同的模型，每一个模型都模拟连接至所述电网的电气系统的电气特性，
检测多个电网参数的一个或多个值；
基于检测到的一个或多个电网参数值和一个或多个环境参数值中的多个值，或者基于外部命令信号，选择所述多个模型中的一个模型；
在所选择的模型中，基于所检测到的电网参数值，计算所选择模型的电气输出值；
基于所计算出的所选择模型的电气输出值，计算所述风力发电站的电气参考值；
基于所计算出的风力发电站的电气参考值，计算每一个风力涡轮发电机的电气参考值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电气系统是负载或发电单元。
3.根据权利要求1所述的方法，其中一个或多个环境参数的值是预计环境参数的值。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述预计环境参数是预计风速或者电力价格。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述风力发电站进一步包括能量存储系统和/或无功功率补偿器，所述方法进一步包括以下步骤：
基于所计算出的风力发电站的参考值来计算能量存储系统和/或无功功率补偿器的电气参考值。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括以下步骤：
根据所计算出的能量存储系统和/或无功功率补偿器的电气参考值控制所述能量存储系统和/或所述无功功率补偿器。
7.根据权利要求1所述的方法，其中实时地检测所述多个电网参数的值。
8.根据权利要求1所述的方法，其中实时地检测所述多个环境参数的值。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括根据所计算出的每一个风力涡轮发电机的电气参考值来控制所述风力涡轮发电机的步骤。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所检测到的电网参数值是指示所述电网的电气扰动的值。
11.一种操作连接至电网的风力发电站的系统，所述风力发电站包括多个风力涡轮发电机，所述系统包括：
模型产生单元，用于设定多个不同的模型，每一个模型都模拟连接至所述电网的电气系统的电气特性；
检测单元，用于检测多个电网参数的值；
模型选择器，其基于所检测到的一个或多个电网参数值和一个或多个环境参数值中的多个值，或者基于外部命令信号，选择所述多个模型中的一个；
第一计算装置，其基于所检测到的电网参数值来计算所选择模型的电气输出值；
第二计算装置，其基于所计算出的所选择模型的电气输出值来计算所述风力发电站的电气参考值；
第三计算装置，其基于所计算出的风力发电站的电气参考值来计算每一个风力涡轮发电机的电气参考值。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述电气系统是负载或发电单元。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述风力发电站进一步包括能量存储系统和/或无功功率补偿器，所述第三计算装置被进一步设置成基于所计算出的所述风力发电站的电气参考值来计算所述能量存储系统和/或所述无功功率补偿器的电气参考值。
14.根据权利要求13所述的系统，进一步包括控制器，用来根据所计算出的所述能量存储系统和/或所述无功功率补偿器的电气参考值控制所述能量存储系统和/或所述无功功率补偿器。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的系统，其中所述多个电网参数的值和/或所述多个环境参数的值被实时地检测。
16.根据权利要求11所述的系统，进一步包括：
控制器，其根据所计算出的每一个风力涡轮发电机的电气参考值控制所述风力涡轮发电机。
17.根据权利要求11所述的系统，其中所检测到的电网参数值是指示所述电网的电气扰动的值。
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