CN102822509B - 用于控制无功功率源的方法和控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于控制风力发电厂设施中的无功功率源的方法，该方法包括如下步骤：提供风力涡轮机无功功率控制信号，以及提供有功功率参考信号，所述有功功率参考信号是风力发电厂的有功功率的产生的度量。通过组合所述风力涡轮机无功功率控制信号和所述有功功率参考信号来产生用于无功功率源的控制信号，使得所述无功功率源的控制信号成为所述风力涡轮机无功功率控制信号的加权信号。此外，本发明涉及适于执行本发明的控制单元和风力发电厂。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于控制风力发电厂设施中的无功功率源的方法和控制装置。具体而言，本发明涉及一种用于在不同有功功率水平控制无功功率源的方法和控制装置。
背景技术
随着风力发电的渗透，由新兴电网连接规范定义了将风力发电厂（WPP）连接到电网的要求。在世界的不同地方，电网连接要求各有不同，但它们有着共同的目的，例如允许开发、维护和运营协调、可靠且经济的传输或配电系统。
新的要求一般需要WPP提供辅助服务以支持它们连接于其中的网络。WPP与其他发电源不同，因此它们在某些方面其控制是特别的。
与同步发电机（SG）的主要区别如下：
-能源有波动且不可预测，
-WPP是高度模块化的，由大量发电机组构成，从而在发送操作设置点时引入通信延迟，这些可能在百分之几毫秒的范围中，
-SG通过其单元变压器直接向输电系统提供无功功率馈送，单元变压器提供更有效率的电压调节，因为无功功率不是通过长距离并通过几个变压器传输的，以及
-由于其电子功率变换器的尺寸原因，风力涡轮发电机（WTG）在其无功功率和电流能力方面有更大局限。
因此，在强风期间，取代传统的发电厂，包括其控制特性可能是一个问题。电网运营商利用WPP性能的电网规范中的编辑具体部分解决这个挑战。
通常，可以由风力涡轮机和电厂控制器解决电力公司的需求。可以在风力涡轮机层次和/或电厂层次上进行风力发电厂控制。WPP控制器能够从简单地向风力涡轮机控制系统传递参考到执行大部分闭环控制自身。
由来自风力涡轮机的无功功率致动电压控制，能够确认，电压控制设计将覆盖位于涡轮机层次的内部无功功率/电压控制回路，与位于公共耦合（PCC）点的外部电压控制回路组合，其中其意在控制电压。
不过，在高有功功率水平下，可能发生如下情况：风力涡轮机，尤其是双馈型电感应发电机，不能为电压控制提供充分多的无功功率。在这种状况下，可以激活额外的无功功率源，以便确保风力发电厂满足电网规范要求。
可以将提供用于控制无功功率源，尤其是在高有功功率水平下，的方法和控制装置看作本发明实施例的目的。
发明内容
在第一方面中，通过提供一种用于控制风力发电厂中无功功率源的方法实现上述目的，该方法包括如下步骤：
-为风力发电厂的风力涡轮机提供风力涡轮机无功功率控制信号，
-提供有功功率参考信号，所述有功功率参考信号是所述风力发电厂的有功功率的产生的度量，以及
-通过组合所述风力涡轮机无功功率控制信号和所述有功功率参考信号产生用于所述无功功率源的控制信号。
术语无功功率源可以是电容性或电感性能源，或者其组合。于是，无功功率源例如可以是静态同步补偿器（STATCOM），其适于向电网中注入无功功率，以满足所需的电网电压支持。
而且，应当宽泛地理解术语风力发电厂，从而覆盖完整规模的风力涡轮机设施和双馈型电感应发电机（DFIG）配置。不过，上述方法对于DFIG配置而言尤其相关。
可以针对风力发电厂内的每个风力涡轮机产生风力涡轮机无功功率控制信号。
有功功率参考信号也可以是用于风力发电厂处风速的度量。
可以组合图4中表示为Vref的风力涡轮机无功功率控制信号和图4中表示为K的有功功率参考信号，使得图4中表示为Vref_STATCOM的无功功率源的控制信号是风力涡轮机无功功率控制信号的加权信号。应当指出，可以将用于无功功率源的控制信号应用于除STATCOM之外的其他无功功率源。
有利的是，将用于无功功率源的控制信号链接到风力涡轮机无功功率控制信号。加权因子可以取决于产生的有功功率的量或相对于有功功率的产生的其他信号，例如风速，可以在嵌入芯片中的查找表中定义加权因子。
有功功率参考信号可以随着表2所示的风力发电厂的有功功率的产生单调增大。具体而言，所述有功功率参考信号可以根据所述风力发电厂的有功功率的产生而在零和一之间变化。作为范例，在不产生有功功率时，有功功率参考信号可以等于零，在标称有功功率产生时它可以等于一。
优选地，表示为Vref_STATCOM的无功功率源控制信号是通过表示为Vref的风力涡轮机无功功率控制信号和表示为K的有功功率参考信号相乘产生的，参考图4。通过这种方式，用于无功功率源的控制信号可以在零和风力涡轮机无功功率控制信号的实际值之间变化。
图4的更详细描述将跟随在后面。
在第二方面中，本发明涉及一种包括中央控制单元的风力发电厂，所述中央控制单元包括控制调度器，其适于依照根据本发明第一方面的方法向至少一个无功功率源提供控制信号。
在第三方面中，本发明涉及一种用于风力发电厂的控制调度器，所述控制调度器适于至少部分控制风力发电厂中的至少一个无功功率源和至少一个风力涡轮机，所述控制调度器包括：
-用于为风力发电厂的风力涡轮机接收风力涡轮机无功功率控制信号的模块，
-用于根据所述风力发电厂的有功功率的产生的度量产生有功功率参考信号的模块，以及
-用于通过组合所述风力涡轮机无功功率控制信号和所述有功功率参考信号产生用于所述无功功率源的控制信号的模块。
同样，术语无功功率源可以是电容性或电感性能源，或者其组合。于是，无功功率源例如可以是STATCOM，其适于向电网中注入无功功率，以满足所需的电网电压支持。而且，应当宽泛地理解术语风力发电厂，从而覆盖完整规模的风力涡轮机设施和DFIG配置。不过，上述控制调度器对于DFIG配置而言尤其相关。
类似于本发明的第一方面，有功功率参考信号也可以是风力发电厂处风速的度量。
控制调度器可以形成WPP控制器的集成部分，其功能是将WPP控制器计算的参考值基本分到构成WPP的不同发电机组中，这样的机组通常是风力涡轮机和无功功率源。
再次参考图4，风力涡轮机无功功率控制信号表示为Vref，有功功率参考信号表示为K，无功功率源的控制信号被表示为Vref_STATCOM。应当指出，可以将用于无功功率源的控制信号应用于除STATCOM之外的其他无功功率源。
用于产生有功功率参考信号的模块可以包括低通滤波器，用于对所述风力发电厂的有功功率的产生的度量进行低通滤波。
此外，用于产生用于所述无功功率源的控制信号的模块可以包括用于将所述风力涡轮机无功功率控制信号和所述有功功率参考信号相乘的模块。
有利的是，通过这种相乘，用于无功功率源的控制信号变得通过加权链接到风力涡轮机无功功率控制信号。加权因子可以取决于产生的有功功率的量，可以在嵌入芯片中的查找表中定义加权因子。
所述控制调度器可以被配置成使接收到的风力涡轮机无功功率控制信号通过，基本不修改所述接收的风力涡轮机无功功率控制信号。
在第四方面中，本发明涉及一种包括中央控制单元的风力发电厂，所述中央控制单元包括根据本发明第三方面的控制调度器。
附图说明
现在将参考附图更详细地解释本发明，其中
图1示出了a）简化双馈型图示，和b）简化双馈型控制器图示，
图2示出了P-Q双馈型图，
图3示出了风力发电厂图示，以及
图4示出了控制调度器图示。
尽管本发明可以有各种修改和替代形式，但在附图中以举例方式示出了具体实施例，并将在这里详细描述。不过要理解，本发明并非要限于公开的特定形式。相反，本发明要涵盖落在由所附权利要求界定的本发明精神和范围之内的所有修改、等价方案和替代方案。
具体实施方式
原则上，本发明涉及各种风力涡轮机配置，包括完整尺度的风力涡轮机设施，尤其是DFIG配置。由于本发明对于DFIG配置而言特别相关，所以在下文中将参考这样的配置描述本发明。
参考图1a，变速双馈型发电机能够利用连接转子的变频器完全控制发电机的有功功率和无功功率。其额定值通常约为0.3pu。与亚同步和超同步速度一起工作，可以在转子电路中和外部馈送功率。连接转子的转换器在严重瞬态过程期间能够采用各种功率消耗方案。这些方案可能涉及位于转子端子处的有功短路器或DC链路中的斩波器，Rch，参见图1a。电网转换器用于调节DC链路的电压电平。
图1b中示出了DIG控制器的简化控制图，其中分别利用d和q轴控制有功功率P和无功功率Q。DFIG控制器从外部控制器计算或接收功率参考值Pref、Qref。利用两个级联的Pi控制器处理这些功率参考值；它们将产生所需的电压参考值Vdref、Vqref，由PWM对其进行转换，以脉冲驱动转子转换器。最后，为转子馈送在定子端子处产生期望的P和Q的电压。
图2示出了从DFIG机器的定子端子获得的P-Q图。相对于Q注入的不对称性是因为发电机的激励。可以注入绘图区域内部的所有P-Q组合。显然，最大Q注入取决于当前P值，于是Qmax=f(P)。在10%的有功功率注入附近比值Q/P达到其最大值。
表1中列出了P-QDFIG图坐标：
表1
于是，从图2和表1显然看出，DFIG配置的性质为高有功功率区域中的可用无功功率设置上限。例如，从工作点（P2，Q2）到工作点（P3，Q3），需要将无功功率的量Q从额定功率的60%减小到20%，以便将有功功率P从额定功率的70%增加到100%。
在风力发电厂中，可以由风力涡轮机之外的发电机组提供无功功率支持。于是，可能有利的是在风力发电厂的风力涡轮机工作于其额定功率水平或附近时激活这样的其他无功功率发电机组。无功功率发电机组可以是STATCOM。
基于STATCOM的电压源转换器是无功功率支持最常用的装置之一。发现STATCOM在电力系统中得到越来越多利用，因为与常规基于晶闸管的转换器相比，它们能够提供改善的性能。STATCOM的主要目的是通过向系统中提供适当的电容性和电感性无功功率来支持母线电压。它还能够改善电力系统的瞬态和稳态稳定性。因此，一开始将STATCOM系统用于改善电力输送系统的灵活性和可靠性。
现在参考图3a，需要WPP控制器控制在PCC注入的功率特性。因此，需要集中式电厂控制器（WPP控制器）监督在PCC处注入的功率。电厂控制器接收参考和反馈（测量）并输出涡轮机设置点。电厂控制器由测量装置、分配控制算法的专用计算机和通信集线器形成，测量装置感测PCC处的电流和电压。通信集线器将与大量的WTG（WTG控制器）和位于变电站中的其他装置交换控制参考和其他信号。
仍然参考图3，WPP控制器的调度器具有将WPP控制器计算的参考值分到构成WPP的不同发电机组的功能。可以遵循几种策略进行分开参考值的方法，例如使能量产生损失最小化。考虑到本发明而建议的一种策略基于，在WTG注入的无功功率不足以满足电网规范时，使用静态同步补偿器（STATCOM）作为系统的无功功率备份。
在图4中，以图解方式示出了调度器块。利用低通滤波器对PCC处测量的有功功率Pm进行滤波并用于利用查找表计算K因子。可以相应地利用风速替换Pm。K因子在0和1之间变化，并乘以由WPP控制器计算的参考值Vref，由此获得针对STATCOM的参考值，Vref_STATCOM。
如图4中所示，在线WTG的数量N也是控制参数。于是K的值取决于WPP之内在线WTG的数量。或者，或与其组合，有可能使用来自在线WTG的可用功率的量，Pava，作为控制参数。来自WPP的可用功率的量是来自个体WTG的可用功率之和，由下式给出：
Pava=Prated-Pactual
此外，可以使用风速信号和有功功率的产生来设置外部无功功率补偿装置的切断，以避免电损耗，例如，如果在一定时间之内，有功功率的产生和风速已经低于某个范围，将向无功功率补偿单元发送切断命令/信号。在风速和生产水平条件重新建立时，将向无功功率补偿单元发送连接命令/信号。
如图4中所示，针对WTG的参考值，Vref_WTG，与WPP控制器计算的那个，Vref相同。
可以如表2所示实现调度器查找表。
表2
于是，通过遵循本发明建议的控制策略，可以从例如STATCOM向电网提供无功功率支持作为WTG参考值的加权值。
Claims (14)
1.一种用于控制风力发电厂中的无功功率源的方法，所述方法包括如下步骤：
-为所述风力发电厂的风力涡轮机提供风力涡轮机无功功率控制信号，
-提供有功功率参考信号，所述有功功率参考信号是所述风力发电厂的有功功率的产生的度量，以及
-通过组合所述风力涡轮机无功功率控制信号和所述有功功率参考信号来产生用于所述无功功率源的控制信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中组合所述风力涡轮机无功功率控制信号和所述有功功率参考信号，使得用于所述无功功率源的控制信号是所述风力涡轮机无功功率控制信号的加权信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述风力涡轮机无功功率控制信号包括用于所述风力涡轮机的电压参考值。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述有功功率参考信号随着所述风力发电厂的所述有功功率的产生而单调增大。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述有功功率参考信号根据所述风力发电厂的所述有功功率的产生而在零和一之间变化。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过将所述风力涡轮机无功功率控制信号和所述有功功率参考信号相乘来产生用于所述无功功率源的控制信号。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中向电容性无功功率源提供用于所述无功功率源的所述控制信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其中向STATCOM提供用于所述无功功率源的所述控制信号。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中向电感性无功功率源提供用于所述无功功率源的所述控制信号。
10.一种用于风力发电厂的控制调度器，所述控制调度器适于至少部分控制所述风力发电厂中的至少一个无功功率源和至少一个风力涡轮机，所述控制调度器包括：
-用于为所述风力发电厂的风力涡轮机接收风力涡轮机无功功率控制信号的模块，
-用于根据所述风力发电厂的有功功率的产生的度量来产生有功功率参考信号的模块，以及
-用于通过组合所述风力涡轮机无功功率控制信号和所述有功功率参考信号来产生用于所述无功功率源的控制信号的模块。
11.根据权利要求10所述的控制调度器，其中用于产生有功功率参考信号的模块包括低通滤波器，用于对所述风力发电厂的所述有功功率的产生的度量进行低通滤波。
12.根据权利要求10或11所述的控制调度器，其中用于产生用于所述无功功率源的所述控制信号的模块包括用于将所述风力涡轮机无功功率控制信号和所述有功功率参考信号相乘的模块。
13.根据权利要求10或11所述的控制调度器，其中所述控制调度器被配置成使接收到的风力涡轮机无功功率控制信号通过，基本不修改所述接收到的风力涡轮机无功功率控制信号。
14.一种风力发电厂，包括中央控制单元，所述中央控制单元包括根据权利要求10-13中任一项所述的控制调度器。
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| WO2014071948A1 (en) * | 2012-09-17 | 2014-05-15 | Vestas Wind Systems A/S | A method of determining individual set points in a power plant controller, and a power plant controller |
| ES2609760T3 (es) * | 2012-09-17 | 2017-04-24 | Vestas Wind Systems A/S | Método de determinación de puntos de consigna individuales en un controlador de planta de generación, y un controlador de planta de generación |
| EP2904684B1 (en) * | 2012-10-08 | 2024-06-12 | Vestas Wind Systems A/S | Controller and method for line reactance compensation |
| CN104704700B (zh) | 2012-10-12 | 2018-08-07 | 西门子公司 | 用于在高电压条件期间连续操作多个电能生成机器的方法和控制器 |
| US9778627B2 (en) * | 2012-11-16 | 2017-10-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method of controlling a power network |
| CN105830303B (zh) * | 2013-11-28 | 2019-02-26 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 风力发电站的无功功率回路的重新配置 |
| US10447040B2 (en) | 2014-10-15 | 2019-10-15 | Cummins Power Generation Ip, Inc. | Programmable inverter for controllable grid response |
| CN109154275B (zh) * | 2016-05-25 | 2021-01-26 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 在异常电网事件期间运行风力涡轮机发电机 |
| CN109416019B (zh) * | 2016-07-06 | 2020-05-05 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 具有多个风力涡轮发电机和发电厂控制器的风力发电厂 |
| WO2018050185A1 (en) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | Vestas Wind Systems A/S | Reactive power production of wind turbine generators within wind wake zone |
| US10587121B2 (en) * | 2017-05-23 | 2020-03-10 | General Electric Company | Electrical power systems and subsystems |
| US10756658B2 (en) * | 2017-07-06 | 2020-08-25 | General Electric Company | Allocating reactive power production for doubly fed induction generator wind turbine system |
| CN111164846B (zh) * | 2017-10-10 | 2023-08-11 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 提高电力设施中的功率的方法 |
| US10978943B2 (en) | 2019-04-03 | 2021-04-13 | General Electric Company | System and method for auto-ramping and energy dump for a superconducting wind turbine generator |
| US11521771B2 (en) | 2019-04-03 | 2022-12-06 | General Electric Company | System for quench protection of superconducting machines, such as a superconducting wind turbine generator |
| US10742149B1 (en) | 2019-04-22 | 2020-08-11 | General Electric Company | System and method for reactive power control of a wind turbine by varying switching frequency of rotor side converter |
| US10731628B1 (en) | 2019-05-06 | 2020-08-04 | General Electric Company | System and method for coordinated control of reactive power from a generator and a reactive power compensation device in a wind turbine system |
| US11056884B2 (en) | 2019-05-06 | 2021-07-06 | General Electric Company | Wind turbine system with integrated reactive power compensation device |
| US10581247B1 (en) | 2019-05-06 | 2020-03-03 | General Electric Company | System and method for reactive power control of wind turbines in a wind farm supported with auxiliary reactive power compensation |
| US10790668B1 (en) | 2019-05-06 | 2020-09-29 | General Electric Company | Method for reactive power oscillation damping for a wind turbine system with integrated reactive power compensation device |
| US12123397B2 (en) | 2020-12-18 | 2024-10-22 | Vestas Wind Systems A/S | Dynamic control of reactive power limits of wind power plant |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1523091A2 (en) * | 2003-10-06 | 2005-04-13 | General Electric Company | Hybrid synchronous/induction generator power plant |
| CN1630157A (zh) * | 2003-08-18 | 2005-06-22 | 通用电气公司 | 用于风轮机发电机的连续无功功率支持 |
| CN101047315A (zh) * | 2006-03-29 | 2007-10-03 | 通用电气公司 | 控制发电系统运行的系统、方法和制品 |
Family Cites Families (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3755075B2 (ja) * | 1999-01-22 | 2006-03-15 | 株式会社日立製作所 | 電力変動補償装置 |
| US6566764B2 (en) * | 2000-05-23 | 2003-05-20 | Vestas Wind Systems A/S, R&D | Variable speed wind turbine having a matrix converter |
| AU2002368205A1 (en) * | 2002-09-13 | 2004-04-30 | Abb Ab | Wind power fed network |
| CA2518074C (en) * | 2003-05-02 | 2011-07-26 | Xantrex Technology Inc. | Control system for doubly fed induction generator |
| US7353083B2 (en) * | 2004-01-15 | 2008-04-01 | Vrb Power Systems Inc. | Vanadium redox battery energy storage and power generation system incorporating and optimizing diesel engine generators |
| JP4575272B2 (ja) * | 2005-10-27 | 2010-11-04 | 株式会社日立製作所 | 分散型電源システム及び系統安定化方法 |
| US7508173B2 (en) | 2005-12-08 | 2009-03-24 | General Electric Company | System and method for providing reactive power support with distributed energy resource inverter |
| DK2057729T3 (da) * | 2006-08-30 | 2014-03-31 | Abb Research Ltd | Strømomformeranordning og fremgangsmåde |
| US7531911B2 (en) * | 2006-12-22 | 2009-05-12 | Ingeteam Energy, S.A. | Reactive power control for operating a wind farm |
| US8577508B2 (en) * | 2007-05-04 | 2013-11-05 | University Of Alabama | Converter control of variable-speed wind turbines |
| ES2355660T3 (es) * | 2007-07-16 | 2011-03-29 | GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. | Sistema de energía eólica y procedimiento para hacerlo funcionar. |
| US8044527B2 (en) * | 2007-09-26 | 2011-10-25 | General Electric Company | Electric power generation with magnetically geared machine |
| WO2009083448A2 (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Vestas Wind Systems A/S | Method for controlling a grid voltage |
| WO2009083446A2 (en) | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Vestas Wind Systems A/S | Apparatus and method for controlling reactive power from clusters of wind turbines connected to a utility grid |
| US8198742B2 (en) * | 2007-12-28 | 2012-06-12 | Vestas Wind Systems A/S | Variable speed wind turbine with a doubly-fed induction generator and rotor and grid inverters that use scalar controls |
| ES2327484B1 (es) | 2008-01-22 | 2010-08-03 | Acciona Windpower S,A, | Sistema y metodo de control de un parque eolico. |
| US8237301B2 (en) * | 2008-01-31 | 2012-08-07 | General Electric Company | Power generation stabilization control systems and methods |
| US7944184B2 (en) * | 2008-04-07 | 2011-05-17 | Korea Electric Power Corporation | Static compensator apparatus for HVDC system |
| ES2333393B1 (es) * | 2008-06-06 | 2011-01-07 | Accioona Windpower, S.A | Sistema y metodo de control de un aerogenerador. |
| MX2011000033A (es) * | 2008-06-30 | 2011-03-04 | Vestas Wind Sys As | Metodo y sistema para operar una planta de energia de viento que comprende un numero de generadores de turbina de viento. |
| US8120932B2 (en) * | 2008-07-01 | 2012-02-21 | American Superconductor Corporation | Low voltage ride through |
| US7839024B2 (en) * | 2008-07-29 | 2010-11-23 | General Electric Company | Intra-area master reactive controller for tightly coupled windfarms |
| US8041465B2 (en) * | 2008-10-09 | 2011-10-18 | General Electric Company | Voltage control at windfarms |
| WO2010085987A2 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | Dewind, Inc. | Adaptive voltage control for wind turbines |
| US9205751B2 (en) * | 2009-04-14 | 2015-12-08 | Ford Global Technologies, Llc | Battery charging apparatus configured to reduce reactive power through a fuse caused by at least one load |
| US9478987B2 (en) * | 2009-11-10 | 2016-10-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Power oscillation damping employing a full or partial conversion wind turbine |
| WO2011104273A2 (en) * | 2010-02-25 | 2011-09-01 | Vestas Wind Systems A/S | Method and control arrangement for controlling a reactive power source |
| AU2011260701B2 (en) * | 2010-06-03 | 2015-08-20 | Vestas Wind Systems A/S | Method and control arrangement for controlling central capacitors in wind power plants |
| ES2634202T3 (es) * | 2010-06-30 | 2017-09-27 | Vestas Wind Systems A/S | Control de un transformador de planta de energía eólica |
-
2011
- 2011-02-23 WO PCT/EP2011/052678 patent/WO2011104273A2/en active Application Filing
- 2011-02-23 US US13/578,107 patent/US9236742B2/en active Active
- 2011-02-23 EP EP11705869.3A patent/EP2539585B1/en active Active
- 2011-02-23 CN CN201180015909.9A patent/CN102822509B/zh active Active
-
2015
- 2015-12-03 US US14/958,522 patent/US10153719B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1630157A (zh) * | 2003-08-18 | 2005-06-22 | 通用电气公司 | 用于风轮机发电机的连续无功功率支持 |
| EP1523091A2 (en) * | 2003-10-06 | 2005-04-13 | General Electric Company | Hybrid synchronous/induction generator power plant |
| CN101047315A (zh) * | 2006-03-29 | 2007-10-03 | 通用电气公司 | 控制发电系统运行的系统、方法和制品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011104273A3 (en) | 2011-11-17 |
| WO2011104273A2 (en) | 2011-09-01 |
| US9236742B2 (en) | 2016-01-12 |
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| EP2539585B1 (en) | 2020-07-08 |
| US20120306204A1 (en) | 2012-12-06 |
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