CN105121842A - 用于控制发电机的方法和布置 - Google Patents

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Abstract

公开了用于控制发电机的无功功率的方法和布置，无功功率从初始无功功率状态到期望的无功功率状态。发电机属于与输电网联接的发电场。在转换状态期间，检测电压和无功功率需求的变化并且无功功率的控制从所述发电场经过至发电机控制器，然后至转换控制器并最终回到发电机。所述发电机可为风力发电机并且所述发电场为风电场。

Description

用于控制发电机的方法和布置
本申请要求于2013年1月22日提交的第13382025.8号欧洲专利申请和2013年3月22日提交的第61/804,567号美国临时专利申请的权益。
本发明涉及发电机，更具体地，涉及用于控制发电机的无功功率的方法和布置。
背景技术
在电力产业，术语“电网”用于电力网络，电力网络包括电力生成、电力输送和电力分配。
发电设施或发电场通常远离人口集中区域并通常极大以从规模经济中获益。发电场产生的电力被升到更高的电压，并在该电压处连接至输电网。输电网将产生的电力长距离运输，通常穿过乡村，有时甚至横越国际边界，直至其抵达它的大规模顾客(通常为拥有当地配电网的公司)。当抵达变电所时，电力从传输电平电压降到配送电平电压。当电力出现在变电所时，其进入配电线路。最终，当电力到达供电场所时，再次从配电电压降低到要求的服务电压。
典型地，发电场为位于同一场所的、用于生产电力的一组发电机。大的发电场可由多个单个发电机组成，并可包括成百上千平方公里的扩展面积。发电场的一个示例是包括多个风力涡轮机的风电场。风力涡轮机甚至于风电场也可位于离岸位置并经由水下输电电缆连接至电网。
公用事业规模的风电场必须具有至电网传输线的通路以运输能量。风电场开发者将有义务在风电场中安装附加设备或控制系统以符合传输线经营者设定的技术标准。这样的技术标准通常称为“电网准则”。
在某个国家或地区特定的电网准则中(如英国电网准则)，存在特殊的性能需求，这些需求需要被满足以便电厂或电场被允许连接至电力网(或简称“电网”)。对于发电场，在发电场的交接点处评估对连接要求的服从情况。具体对于发电场与电网之间的交接点，用于相对于瞬变电压控制连续动作自动电压控制系统的连接要求可能非常严格。
对于传输交接点(TransmissionInterfacePoint)电压中的带载阶跃变化，可以要求连续动作自动控制系统根据下列最低标准作出响应：
(i)无功功率输出响应可被要求在施加阶跃的预定的第一时间周期内开始。在一些电网准则中，例如在英国电网准则中，这个预定的第一时间周期低至0.2秒。此外，无功功率输出响应可被要求线性地前进或不同于线性特性，只要在高达第二周期的任何时间下输送的MVAR秒为至少将产生于线性响应的那些MVAR秒。在英国电网准则中，第二周期周期等于1秒。
(ii)对于足够大的阶跃，响应可被要求为使得完整无功容量的第一百分比需要在第三周期内产生。就英国电网准则而言，这个百分比是90％并且第三周期等于1秒。
(iii)第四周期内产生的无功功率输出响应的幅值可被要求与阶跃变化的大小成比例地线性变化。就英国电网准则而言，第四周期等于1秒。
(iv)建立时间可被要求不大于从施加阶跃起到第五周期。在英国电网准则中，第五周期等于2秒。
(v)无功功率的任何变化以及任何震荡的峰峰幅值可被要求小于本次内稳态无功功率的变化的第二百分比。在英国电网准则中，第二百分比为5％。
然而，在一些情况中，发电场的自动电压控制系统与局部发电机之间的通信可滞后超过第一时间周期。对于通信可能具有不确定因素的海上风力发电场，尤其是这样。结果，死区时间可以是可变且长的。因此，如果局部发电机等待来自发电场的自动电压控制系统的命令或信号以作出反应，那么来自风电场控制器的无功功率需求可能迟到风力发电机并因此不能实现电网准则要求。此外，当在第一阶段中使用就地控制并之后在几毫秒后切换到远程控制，突然的和不受控的反应跳跃可引起风电场的无功功率的不稳定和极度震荡，这违反电网准则要求的电压跃变要求。
可能的技术方案会是改善发电场的自动电压控制系统与局部发电机控制器之间通信基础设施。然而，有些情况，诸如在海上风电场，如此改善可能实现起来过于昂贵或甚至在技术上存在过大挑战，因为通信线的大部分将需要位于水下。
发明内容
需要控制发电机的方法和布置，所述方法和布置至少部分解决上述提及的问题。本发明的目的是满足这个需求。
在本发明的第一个方面中，公开了将发电机从初始无功功率状态转换到期望的无功功率状态的方法。发电机可属于发电场。发电机可包括局部电压控制器。发电场可具有主无功功率控制器。初始和期望的无功功率状态可以由主无功功率控制器确定。
在本方法的第一步骤中，可在发电机处检测高于第一预定阈值的绝对电压变化。在第二步骤中，进行从初始无功功率状态到第一无功功率状态的转换。由发电机在第一无功功率状态期间产生的无功功率可以由局部电压控制器响应于检测到的电压变化来确定。可以在发电机处接收一系列无功功率需求值，这些值发送自主无功功率控制器。之后，当接受到的无功功率需求值与前次接受到的无功功率需求值之间的绝对差高于第二预定阈值时，接收到的无功功率需求值可以被识别为触发值。然后，在下一步中，当检测到触发值时，进行向第二无功功率状态的转换。由发电机在第二无功功率状态期间的任何给定时刻产生的无功功率可以由转换控制器根据最后接收到的无功功率需求值与在前一时刻处的无功功率值的计算。当这个计算满足预定条件时，那么在下一个步骤，可进行到期望的无功功率状态的转换。由发电机在期望的无功功率状态期间产生的无功功率可基于由主无功功率控制器发送的期望的无功功率需求值。
所提方法的一个方面是，其可解决在通信不良的电场例如不需要通信基础设施变化(其可能特别昂贵)的风电场中的电压控制的死区时间问题，因此在远程发电场或离岸风电场中节约花费。第三，因为可以不必知道死区时间值所以是稳定的，死区时间对于每个电压阶跃变化以及在每个发电机中都可能不同。转换相对于接收自发电场的数值较差的数据样本是稳定的。这可能是因为错误的电网仪表电压测量的情况。最后，局部无功功率控制器(WT)和主无功功率控制器(WF)可以是平稳的和累进的，从而避免投入请求的无功功率。这可有助于实现任何电网需求。
在一些实施方式中，向所述第一无功功率状态的转换可在预定的第一时间周期内开始。这可以是特别重要的，因为一些电网准则要求在无功功率需求已经从主无功功率控制器发送后的这个预定的第一时间周期内采取动作。因为这个预定的第一时间周期可能比无功功率需求到达发电机的时间短，在这些情况中，发电机在第一个重要事件到达之前执行一些电抗性动作是至关重要的。对于允许发电场连接至输电网，这个要求可能是决定性的。就英国电网准则来说，这个预定的第一时间周期等于0.2秒。
在一些实施方式中，计算可包括计算一系列误差值。每个误差值可在接收到的无功功率需求值与当前实际无功功率值之间计算。第一个误差值可以是触发值和实际无功功率值之间的差值，该实际的无功功率值是当所述无功功率需求值在所述第一无功功率状态期间被接收时所产生的。误差值的计算及其向转换控制器的无功功率函数的并入允许发电机实际的无功功率从由发电机的控制器设置的无功功率参考曲线到发电场的控制器的无功功率需求曲线更平稳地转换。优点在于接收的无功功率需求值中的任何误差或错误信号均被减轻并且发电机的无功响应可以更平稳。
在一些实施方式中，用于转换到期望的无功功率状态的预定标准为无功功率值相对于无功功率需求值的预定百分比偏差。在某些电网准则中，诸如英国电网准则，这是对于发电场的进一步要求，以使得发电场被允许连接至电网。在英国电网准则中，预定的百分比偏差为5％。
在另一个方面，公开了用于控制发电机的无功功率状态在转换周期中从初始无功功率状态转换至期望的无功功率状态的装置。发电机可属于发电场并具有局部电压控制器和ΔV生成器。发电场可具有主无功功率控制器，其确定初始无功功率状态和期望的无功功率状态。
装置可包括电压变化检测器，该检测器与ΔV发电机耦合以在发电机处检测高于第一预定阈值的绝对电压变化。在一些实施方式中，电压变化检测器可为特殊用途的电路。在其他实施方式中，电压变化检测器的功能可以通过与可计算电压变化的可编程逻辑电路耦合的电压检测器实现。该逻辑电路可为局部电压控制器的一部分。
装置还可包括无功功率需求变化检测器，该检测器与主电压控制器耦合以检测发送自主无功功率控制器的连续无功功率需求值之间的高于第二预定阈值的无功功率需求变化。在一些实施方式中，无功功率需求变化检测器可为具体用途的电路。在其他实施方式中，无功功率需求变化检测器的功能可以用与可计算无功功率需求变化的可编程逻辑电路耦合的无功功率需求检测器实现。该逻辑电路可以为局部电压控制器的一部分。
装置还可包括转换控制器，用于确定发电机的无功功率状态。最后，装置还可包括死区时间补偿器，该补偿器与电压变化检测器、无功功率需求变化检测器以及转换控制器耦合以设置发电机的无功功率。死区时间补偿器可以是由接收自转换控制器的指令控制的。装置可以被集成到发电机的控制器或可以为当前发电机的控制器的可选附带装置。此外，单个装置可服务于多个发电机，假定发电机足够靠近以避免装置与发电机之间的死区时间。
在一些实施方式中，死区时间补偿器可包括用于将发电机的无功功率状态从初始无功功率状态转换到第一无功功率状态的器件。由发电机在第一无功功率状态中产生的无功功率可以由局部电压控制器响应于检测电压变化来确定。死区时间补偿器还可包括用于将发电机的无功功率状态从第一无功功率状态转换到第二无功功率状态的器件。由发电机在第二无功功率状态中产生的无功功率可以基于转换控制器根据接收的无功功率需求值和在前一无功功率的值的计算。死区时间补偿器还可包括当转换控制器的计算满足预定条件时转换至期望的无功功率状态的器件。由发电机在期望的无功功率状态期间产生的无功功率基于主无功功率控制器发送的期望的无功功率。
在本发明的另一个方面中，公开了一种发电机。发电机包括根据上述实施方式中任一项的装置。
在本发明的另外一个方面中，这样的发电机可为风力涡轮机。风力涡轮机可设于海上并用水下通信电缆与电网联接。
最后，在另一个方面中，风力发电场被公开为包括多个根据前一个方面所述的风力涡轮机。
在检查了说明书之后，对于本领域技术人员来说，本发明的实施方式的其他目的、优点以及特征将会变得明显，或者可以通过对本发明的实践被学习。
附图说明
参考附图，本发明具体的实施方式将参照附图在下文以非限制性示例的方式描述，在附图中：
图1是根据实施的耦合至发电场的主控制器的发电机的框图；
图2是图1的死区时间补偿器的转换图；
图3是根据图1的实施方式的发电机的示例性无功功率需求阶跃响应图表；
图4示出了根据实施方式的控制发电机无功功率的方法的流程框图。
具体实施方式
在下面的描述中，为彻底理解本发明阐述了大量细节。然而本领域技术人员应理解，本发明没有一些或所有这些具体细节也可以被实施，为避免不必要地模糊本发明的描述，公知的元件没有进行详细描述。
图1是根据实施的联接至发电场的主控制器的发电机的框图。发电场100可包括主无功功率控制器110和多个发电机200。主无功功率控制器110可包括主控制器120和配电模块130。通信网络140可与远程发电机通信。通信网络140在主无功功率控制器110处的生成(QrefWF)与所述需求在发电机200级处的接收之间可需要某个延迟。主无功功率控制器110还可以联接至电网300。主无功功率控制器110可以耦合至输电网300以测量发电场100在公共耦合点(PCC)处的电压(VmeasWF)和无功功率(QmeasWF)。
发电机200可包括局部无功功率控制器210和变换器无功功率控制回路250。局部无功功率控制器210可包括局部电压控制回路212和动态无功控制器220。局部电压控制回路212可包括局部电压控制器215和ΔV发生器214，ΔV发生器214用于产生对应于从发电机看到的电压偏差的ΔV值。更具体地，在任何给定时刻，ΔV发生器214基于基准电压值(VrefWT)和测量的电压值(VmeasWT)计算ΔV值，其中基准电压值对应于在该时刻处产生的实际无功功率，测量的电压值为如由实际的电压值作为发电机测量的电压。也就是：ΔV＝|VrefWT-VmeasWT|。
动态无功控制器220可包括ΔV检测器222、ΔQ检测器224、死区时间补偿器226以及转换控制器228。检测器可在一端耦合至ΔV发生器214以检测高于预定阈值的ΔV值的偏差。在另一端，ΔV检测器222可耦合至死区时间补偿器226。ΔQ检测器224可在一端联接至通信网络140以接收来自中心无功功率控制器110的无功功率需求(QrefWF)。ΔQ检测器224可在另一端耦合至死区时间补偿器226以在无功功率需求值的高于预定阈值的变化被检测到时通知死区时间补偿器226。
死区时间补偿器226可被耦合至转换控制器228。转换控制器228从死区时间补偿器228接收ΔV和ΔQ值并决定什么时候死区时间补偿器226可从操作的一个无功状态转换至另一个无功状态。死区时间补偿器226根据操作的无功状态决定下一个无功功率值(Qconv)并将这个信息发送至变换器无功功率控制回路250。变换器无功功率控制回路250可包括变换器无功功率控制器255。变换器无功功率控制器255可从动态无功控制器220接收下一个无功功率值(Qconv)以及发电机200的当前无功功率。在响应中，变换器无功功率控制器255设置发电机200的可被传递至电网300的新无功功率。
在典型的方案中，传输系统运营商(TSO)可将电压需求(VrefWF)发送至发电场。主控制器120可计算必要的无功功率(Qref)并且，基于存储在配电模块130中的配电密钥，其作为无功功率需求(QrefWF)分配给可用的发电机。
这样的需求将会到达发电机，并伴随有由死区时间导致的特定延迟。死区时间可以是未知的并且可从一个电压阶跃需求变化到另一个电压阶跃梯级需求，例如，也可以从一个发电机变化到另一个发电机。例如，一个发电机和主无功功率控制器110之间的物理距离可与另一个发电机与主无功功率控制器110之间的物理距离完全不同。在死区时间内，发电机的局部电压控制器215可限定局部无功功率需求(QrefWT)以补偿任何局部电压降或电压升。这样的需求可能不符合发电场无功功率需求，但发电机在发电场无功功率需求到达前就““看到”电压降。当发电场需求(QrefWF)到达时，转换控制器执行如下计算：计算当前实际无功功率值Qconv与发电场需求值之间的误差值：
Error＝QrefWF-Qconv
然后，无功功率被计算为：
Qcomp＝Kp*Error+Ki*∫Error*dt
那么下一个无功功率应为：
Qconv＝Qconv_state1+Qcomp
其中，Qconv_state1为当局部发电机控制器负责无功功率时来自前一状态的最近的Qconv值。
值Kp和Ki可以被调节以获得无功功率转换曲线的期望动态。也就是说，希望转换曲线更快趋同至发电场的无功功率需求或希望转换更平稳并且因而更慢。不同的百分比阈值和时间限制可决定Kp和Ki值的范围。
作为最后一步，当Error≤x％QrefWF时，则无功功率的控制从转换控制器移交至发电场的控制器。
图2是图1的死区时间补偿器的转移图。最初，在状态10中，发电机的无功功率(Qconv)对应于从发电场发送的无功功率需求(QrefWF)。在状态10期间，可假定发电场的主控制器120控制发电机的无功功率。
之后，当在发电机处检测到电压的高于预定阈值的变化且与此同时没有检测到无功功率需求的显著变化时，则死区时间补偿器落入状态20。也就是说，当ΔV信号被触发且与此同时没有出现ΔQ信号时，则发电机的局部无功功率控制器210可承担无功功率的控制。在那种情况下，发电机的无功功率(Qconv)对应于发电机的无功功率参考(QrefWT)。
此时，当检测到发送自发电场的无功功率的高于预定阈值的变化时，死区时间补偿器落入状态30。也就是说，当ΔQ信号被触发而死区时间补偿器处于状态20时，转换控制器可承担无功功率的控制。在状态30期间，发电机的无功功率(Qconv)可对应于作为最后接收的无功功率需求值和当前实际的无功功率值的函数的无功功率。第二无功功率状态的第一无功功率值会是如下两个值的函数：(i)触发状态变化的无功功率需求值和(ii)已经基于发电机的无功功率参考的最后无功功率值。因此，可以得出，状态30期间的无功功率为(i)无功功率需求值(如接收自主控制器)和(ii)发电机的无功功率参考的函数(也就是说，Qconv(t)＝f(QrefWF,Qconv(t-1))，其中Qconv(0)＝Qconv_state1)。
在这个状态30期间，无功功率(Qconv)可以用参考图1描述的算法来计算。这个算法以可控且鲁棒的方式将无功功率(Qconv)向(QrefWF)收敛以助于满足电网准则的条件。转换相对于发电场需求(QrefWF)样本的错误接收的值来说是鲁棒的。状态30持续直到无功功率位于无功功率需求的预定阈值百分数内()。死区时间补偿器落回初始状态10以开始新的循环。
图3是根据图1的实施方式的发电机的示例性无功功率需求阶跃响应图表。x轴表示以秒计量的时间点。y轴描绘无功功率的、相对于直到检测到电压响应于在需求上的突然增量而发生变化之前生产的稳态无功功率的所需增量。在初始阶段405期间，发电机的无功功率基本基于如由主控制器发送的无功功率需求。阶段405持续直至x轴的点1。
然后，在x轴的1秒点处，检测到ΔV信号。因此，在第二个阶段410期间，发电机的无功功率基本基于无功功率参考(曲线A)，如由局部无功功率控制器的发电机限定。第二阶段410持续直至x轴的1.5秒点。应注意到，在1秒点和1.5秒点之间，可能存在一点，即当有高于预定阈值的变化时需要在该点根据电网准则动作。对于将被允许连接至电网的电场来说，顺从这个要求是必要的。这在图3中的点GC1示出。例如，在英国电网准则中，这个点是在1秒点后0.2秒处。因为，通过在1秒点处启动动作，将实现该顺从性。此时，在1.5秒点处，检测到ΔQ信号。因此，在第三阶段415期间，发电机的无功功率基本基于如由转换控制器决定的无功功率函数。从图3的图表可看出，第三阶段415开始于1.5秒点处并结束于2.5秒与3.5秒之间的某个点。在这个阶段，无功功率的曲线(Qconv)(曲线B)紧跟无功功率需求(QrefWF)的曲线(曲线C)，但他们不重合。这是故意的，以使得在发电机处在接收过程中在无功功率需求信号中出现的任何假信号都不会不利地影响系统响应。当无功功率的震荡(如由转换控制器计算)偏离不超过来自无功功率需求(如发送自主无功功率控制器)的预定百分比时，第三阶段415结束。这个预定百分比可由电网准则设置。对于英国电网准则而言，这个百分比等于5％。
可以在图3的图表中看出，还有两个点(GC2和GC3)，它们对应于电网准则的其他需求。点GC2可以指当需要达到最终无功功率的特定百分比的时间点。对于英国电网准则，这个百分比等于90％。点GC3可以指当可以达到最小震荡的预定百分比时的时间点。对于英国电网准则，这个百分比为从点GC2处开始2秒。当无功功率的震荡(如转换控制器计算)偏离不超过来自无功功率需求的预定百分比时，那么下一阶段即第四阶段420开始，其中发电机的无功功率再次基本基于无功功率需求(如由发电机的主控制器发送)。
图4示出了根据实施方式的控制发电机无功功率的方法的流程图。最初，如步骤505中所示，通过如由发电场的主控制器发送的无功功率需求(QrefWF)限定发电机的无功功率(Qconv)。在下一个步骤510中，检测到ΔV信号高于预定阈值。在第三步骤515中，无功功率(Qconv)由发电机的局部无功功率控制器限定并被设置等于无功功率参考(QrefWT)。在下一步骤520中，检测到ΔQ信号高于预定值。在下一个步骤525中，误差值被计算为由发电机产生的当前实际无功功率与如由发电场的主无功功率控制器接收的无功功率之间的绝对差值。在步骤530中，无功功率(Qconv)可由转换控制器限定为前次实际无功功率与无功功率需求的函数。具体地，当转换控制器控制时，无功功率可由以下等式限定：
其中，Qconv_state1为在第一无功功率状态期间的最后无功功率，
QrefWF为发电场需要的无功功率，
Qconv(t-1)为前次设定步骤中的无功功率，
QrefWF-Qconv(t-1)为当前设定步骤期间的误差值，以及
Kp和Ki为被选为给第二功率状态提供期望收敛特性的常数，因为第二功率状态期间的无功功率朝着希望的无功功率状态期间的无功功率值收敛。
在步骤535中，发电机的控制器检测是否绝对百分比误差小于预定阈值。如果不小于，则进程从步骤525继续进行。否则，进程继续至步骤505中，其中发电机的无功功率(Qconv)由如由发电场的主控制器发送的无功功率需求(QrefWF)限定。
尽管这里只公开发明的一些具体实施方式和示例，本领域技术人员应理解，发明的其他实施方式和/或应用以及显而易见的修改和其等同物也是可能的。此外，本发明包括所述具体实施方式的所有结合。因此，本发明的范围不应被具体实施方式限制，而是应仅通过对所附权利要求的合理阅读决定。

Claims (14)

1.一种将发电机从初始无功功率状态转换至期望的无功功率状态的方法，所述发电机属于发电场，所述发电机具有局部电压控制器，所述发电场具有主无功功率控制器，所述初始无功功率状态和所述期望的无功功率状态由所述主无功功率控制器确定，所述方法包括如下步骤：
在所述发电机处检测高于第一预定阈值的绝对电压变化；
从所述初始无功功率状态转换至第一无功功率状态，其中由所述发电机在所述第一无功功率状态期间产生的无功功率由所述局部电压控制器响应于所检测到的电压变化来确定；
在所述发电机处接收发自所述主无功功率控制器的一系列无功功率需求值；
当接收到的无功功率需求值与前次接收到的无功功率需求值之间的绝对差高于第二预定阈值时，将接收到的无功功率需求值识别为触发值；
当检测到所述触发值时，转换至第二无功功率状态，其中由所述发电机在所述第二无功功率状态期间的任何给定时刻产生的无功功率基于转换控制器根据最后接收到的无功功率需求值与在前一时刻的无功功率值的计算；
当所述计算满足预定条件时，转换至所述期望的无功功率状态，其中在所述期望的无功功率状态期间由所述发电机产生的无功功率基于由所述主无功功率控制器发送的无功功率需求值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中向所述第一无功功率状态的转换在预定的第一时间周期内开始。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一时间周期为检测绝对电压变化之后的0.2秒。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述计算包括计算一系列误差值，通过在接收到的无功功率需求值与当前实际无功功率值之间计算得出每个误差值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中第一误差值为所述触发值与实际无功功率值之间的差，所述实际无功功率值是在所述第一无功功率状态期间接收所述无功功率需求值时所产生的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中向所述第二无功功率状态的转换基本在触发无功功率需求值被接收后立即开始。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述无功功率在所述第二无功功率状态周期内如以下等式所限定的那样设定：
Q c o n v t = Q c o n v _ s t a t e 1 + K p ( Q r e f W F - Q c o n v ( t - 1 ) ) + K i ∫ 0 t ( Q r e f W F - Q c o n v ( t - 1 ) ) d t
其中，Qconv_statel为所述第一无功功率状态期间的最后的实际无功功率值，
QrefWF为所述发电场需求的无功功率值，
Qconv(t-1)为前一设定步骤期间的无功功率，
QrefWF-Qconv(t-1)为当前设定步骤期间的误差值，
Kp和Kj为被选择为向所述第二功率状态提供期望的收敛特性的常数，因为所述第二功率状态期间的无功功率向所述无功功率需求值收敛。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中用于转换至所述期望的无功功率状态的预定条件为无功功率值相对于无功功率需求值的预定百分比偏差。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述预定百分比偏差为5％。
10.一种用于控制发电机的无功功率状态在转换周期中从初始无功功率状态转换至期望的无功功率状态的装置，所述发电机属于发电场，所述发电机具有局部电压控制器和ΔV生成器，所述发电场具有主无功功率控制器，所述初始无功功率状态和所述期望的无功功率状态由所述主无功功率控制器确定，所述装置包括：
电压变化检测器，耦合至ΔV生成器以检测所述发电机处的、高于第一预定阈值的绝对电压变化；
无功功率需求变化检测器，耦合至所述主电压控制器以检测从所述主无功功率控制器发送的连续无功功率需求值之间的、高于第二预定阈值的无功功率需求变化；
转换控制器，用于确定所述发电机的无功功率状态；以及
死区时间补偿器，耦合至所述电压变化检测器、所述无功功率需求变化检测器以及所述转换控制器，以设定所述发电机的无功功率，所述死区时间补偿器能够通过从所述转换控制器接收的指令进行控制。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述死区时间补偿器包括：
将所述发电机的无功功率状态从初始无功功率状态转换至第一无功功率状态的器件，其中由所述发电机在第一无功功率状态期间产生的无功功率由所述局部电压控制器响应于检测到的电压变化来限定；
将所述发电机的无功功率状态从所述第一无功功率状态转换至第二无功功率状态的器件，其中由所述发电机在所述第二无功功率状态期间产生的无功功率基于所述转换控制器的计算作为接收到的无功功率需求值与前一无功功率值的函数；
当所述转换控制器的计算满足预定条件时转换至期望的无功功率状态的器件，其中由所述发电机在所述期望的无功功率状态期间产生的无功功率基于由所述主无功功率控制器发送的期望的无功功率。
12.一种发电机，其包括根据权利要求10或11所述的装置。
13.根据权利要求12所述的发电机，其中所述发电机为风力涡轮机。
14.一种风力涡轮机电场，其包括多个根据权利要求13所述的风力涡轮机。
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