CN105659461B - 用于控制风力发电厂的方法和风力发电厂 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制风力发电厂的方法，所述风力发电厂包括用于控制多个风力涡轮发电机的电厂控制器。用于控制风力发电厂的方法允许风力发电厂在弱电网环境中在电网故障期间继续运行。在所述方法中，在风力涡轮机故障恢复状态期间利用风力涡轮机电力控制器执行故障恢复过程以确定电网电压(VWTG)，将电网电压与预定基准电压(Vref)进行比较以获得差值，并且基于该差值来确定电流基准(QrefVC)以用于生成用于将所述电网电压调节到预定基准电网电压的无功电流(Idref)。还提供相应风力发电厂。

Description

用于控制风力发电厂的方法和风力发电厂
技术领域
本公开描述了总体涉及用于控制风力发电厂的方法和风力发电厂的实施方式。
背景技术
作为替代能源的清洁且高产源的风能的开发和认可正在激增。风能可以通过风力涡轮发电机捕获，风力涡轮发电机是将风的动能转换成机械能并且随后将机械能转换成电力的旋转机器。常见的水平轴风力涡轮机包括塔、位于塔顶的机舱、通过轴被支承在机舱中的转子。该轴直接地或者间接地联接转子与容纳在机舱内的发电机的转子组件。多个风力涡轮发电机可以被布置在一起，形成风电场或风力发电厂。
风力发电厂联接到电网络或电网。在一些情形下，风力发电厂位于农村地区，基础设施有时不能被充分地构建以支持风力发电厂配电。结果，远离主发电单元的那些输电网经历已知为“弱电网(weak grid)”的现象。针对连接弱电网的发电厂的连接点(PoC)处的故障等级低并且PoC处的短路比(SCR)被限定为SCR＝(PoC处的MVA的故障等级)/(风力发电厂的MW额定值)。在弱电网中，SCR通常小于3。
弱输电网或电网或电力网或网络电网的特征在于，由于故障等级低，导致电网阻抗高。在弱电网中，通常必须考虑电压电平和波动，这是因为当考虑负载和生产情况时，存在这些值可能超过标准中的要求的可能性。在风能发电厂或风力发电厂连接或联接到弱电网的情况下，由于电网的阻抗较高，导致因为相对大电压波动，在连接点处能够被推送到电网中的风能的量受到限制。另外，在正常运行期间，弱电网中的电压可能超过电网的上限连续运行电压。
输电网通常由电网规范(grid code)管控，电网规范管制联接到电网的所有发电装置以用于标准化运行。联接到电网的风力发电厂归入这样的管制并且被要求针对多种情况相应地执行(多种情况中的一种情况是在故障事件(例如，低电压故障事件)期间保持连接到电网)并且有助于电网的恢复。
在低电压故障或电压暂降事件中，要求风力发电厂按照多种电网规范提供无功电流贡献以用于支持电网电压。在特定电网规范中，连接到输电网的发电厂甚至在电网电压已经返回到正常连续运行电压带之后，也必须保持无功电流电压支持。对于大部分电网规范规则来说，正常连续运行电压带从0.9pu至1.1pu。
在弱电网中的电压暂降发生时，并且在风力发电厂连接到输电网的实例中，期望风力发电厂类似地提供无功电流支持，以便帮助电网电压恢复。通常，提供预定无功电流注入曲线以用于在电压暂降期间由风力涡轮发电机或风力发电厂提供无功电流。在电网电压恢复成功的情形下，输电网的电网电压返回到正常运行的基准电压带。然而，根据多种电网规范，甚至在电网电压恢复之后，对输电网的无功电流支持也将继续。在这种恢复情形下，对于弱电网来说，附加无功电流支持可能导致风力涡轮发电机由于超过高电压极限而跳脱，并且由于电网侧的电压降导致如果达到全有功发电，则进入重新触发循环。
同样地，期望一种用于控制在弱电网环境中运行的风力发电厂的方法，该风力发电厂可以继续连接至电网并且在电网故障发生期间支持电网。
发明内容
根据多种实施方式，提供了一种用于控制风力发电厂的方法，所述风力发电厂包括用于控制多个风力涡轮发电机的电厂控制器，所述方法包括：检测电网电压与限定运行范围的偏差，所述偏差指示电网故障，并且将风力发电厂运行状态从正常运行状态改变为故障穿越(fault ride through)状态；当所述电网电压返回到所述限定运行范围内时，将所述风力发电厂运行状态改变为故障恢复状态；以及运行所述多个风力涡轮发电机中的每个中的风力涡轮机电力控制器，以在所述故障恢复状态期间执行故障恢复过程，所述故障恢复过程包括：确定所述电网电压；将所述电网电压与预定基准电压进行比较以获得差值；以及基于所述差值来确定电流基准，以用于生成用于将所述电网电压调节到预定基准电网电压的无功电流。
根据多种实施方式，提供了一种包括电厂控制器的风力发电厂，所述电厂控制器包括：在到电网的联接点处的电网电压传感器，所述电网电压传感器被构造成检测所述电网电压与限定运行范围的偏差，所述偏差指示电网故障；以及状态控制器，所述状态控制器被构造成当指示电网故障时，将风力发电厂运行状态从正常运行状态改变为故障穿越状态，并且当所述电网电压返回到所述正常运行范围内时改变为故障恢复状态；所述风力发电厂还包括：多个风力涡轮发电机，所述多个风力涡轮发电机中的每个包括：风力涡轮机电力控制器，所述风力涡轮机电力控制器被构造成运行所述多个风力涡轮发电机中的每个以在所述故障恢复状态期间执行故障恢复过程，所述风力涡轮机电力控制器包括：涡轮机电压传感器，所述涡轮机电压传感器被构造成确定电网电压；求和模块，所述求和模块被构造成将所述电网电压与预定基准电压进行比较以获得差值；以及电压控制电流基准模块，所述电压控制电流基准模块被构造成针对多个风力涡轮发电机中的每个基于该差值确定电流基准，以产生用于将所述电网电压调节到所述预定基准电网电压的无功电流。
根据多种实施方式，提供了至少一个计算机程序产品，所述至少一个计算机程序产品能够直接加载到至少一个数字计算机的内部存储器中或者至少一个计算机的非暂时性计算机存储介质中，所述计算机程序产品包括软件代码部分，所述软件代码部分用于当所述至少一个产品在所述至少一个计算机上运行时，执行用于控制风力发电厂的方法的步骤，所述风力发电厂包括用于控制多个风力涡轮发电机的电厂控制器，所述方法包括：检测电网电压与限定运行范围的偏差，所述偏差指示电网故障，并且将风力发电厂运行状态从正常运行状态改变为故障穿越状态；当所述电网电压返回到所述限定运行范围内时，将所述风力发电厂运行状态改变为故障恢复状态；以及运行所述多个风力涡轮发电机中的每个中的风力涡轮机电力控制器，以在所述故障恢复状态期间执行故障恢复过程，所述故障恢复过程包括：确定所述电网电压；将所述电网电压与预定基准电压进行比较以获得差值；以及基于所述差值来确定电流基准，以用于生成用于将所述电网电压调节到预定基准电网电压的无功电流。
附图说明
在附图中，类似参考符号贯穿不同附图总体上指相同部件。这些附图不必须按比例，强调而不是广泛示出本公开的原理。注意，附图仅示出本公开的实施方式的示例，并且因此不被认为限制本发明的范围，对于本公开来说，可以承认其它等效实施方式。在以下描述中，参考以下附图描述本公开的多种实施方式，在附图中：
图1示出根据一个实施方式的风力发电厂。
图2示出根据一个实施方式的状态机的状态模型。
图3示出根据一个实施方式的风力涡轮发电机中的电流生成的示意性表示。
图3A示出根据一个实施方式的在状态0下的电流生成的示意性表示。
图3B示出根据一个实施方式的在状态1下的电流生成的示意性表示。
图3C示出根据一个实施方式的在状态2下的电流生成的示意性表示。
图4示出根据一个实施方式的用于控制风力发电厂的方法。
图5示出根据一个实施方式的用于风力发电厂的框图。
具体实施方式
以下参考附图详细地描述用于控制风力发电厂的方法和风力发电厂的实施方式。然而，应该理解，本公开不限于所描述的特定实施方式。将想到，以下描述的实施方式的多个方面、特征和元件可以被修改，而不改变本公开的本质。另外，对多种实施方式的任何参考将不被解释为在此公开的任何发明主题的一般化并且应当不被认为是所附权利要求的元素或限制，除非在权利要求中明确阐述。
根据多种实施方式，在特定图中对给定元件的描述或者特定元件数量的考虑或者使用或者在相应描述材料中对其的参考可以包括在另一个图或者与其相关的描述材料中识别的相同、等效或者模拟元件或者元件数量。在此“/”的使用是指“和/或”，除非另外特别指出。
本公开可以描述可以沿多个取向运行的客户电子装置的实施方式，并且因此，应该理解，当术语“顶部”、“底部”、“基座”、“下面”、“向一边”、“向下”等中的任一个在以下描述中使用时，其是为了方便并且有助于理解相对位置或方向，而不旨在限制记录介质或结合该记录介质的系统或装置或产品的取向。
可以根据本公开中的多种实施方式呈现提供处理能力的计算系统或控制器或微控制器或任何其它系统。这样的系统可以被认为包括处理器。根据多种实施方式的风力发电厂和在风力发电厂中运行的风力涡轮发电机可以包括控制器，该控制器可以包括例如在由风力发电厂控制器和/或风力涡轮机控制器执行的处理中使用的存储器。在该实施方式中使用的存储器可以是易失性存储器，例如，DRAM(动态随机存取存储器)，或者可以是非易失性存储器，例如，PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)，或可以是闪存，例如，浮栅存储器、电荷俘获型存储器、MRAM(磁阻式随机存取存储器)或PCRAM(相变随机存取存储器)。
在多种实施方式中，“电路”可以被理解为任何种类的逻辑实现实体，该实体可以是执行存储在存储器、固件或其任何组合中的软件的专用电路或处理器。因此，在一个实施方式中，“电路”可以是硬连线逻辑电路或诸如可编程处理器的可编程逻辑电路，例如，微处理器(例如，复杂指令集计算机(CISC)处理器或精简指令集计算机(RISC)处理器)。“电路”还可以是执行软件(例如，任何种类的计算机程序，例如，使用诸如例如Java的虚拟机代码的计算机程序)的处理器。以下将更详细描述的各个功能的任何其它种类的实现还可以被理解为根据多种另选实施方式的“电路”。类似地，“模块”因此被限定为根据本公开中的多种实施方式的系统的一部分并且可以包括如上“电路”，或者可以据此被理解为是任何种类的逻辑实现实体。另外，模块可以被调用或者可以为单元、装置、器件或设备的形式。
图1示出根据一个实施方式的风力发电厂。在一个实施方式中，提供风力涡轮机发电厂或风力发电厂100。风力发电厂通常被形成为风力发电单元或风力涡轮发电机的集合，使得控制被集中化并且作出到输电网的单一联接。
在一个实施方式中，风力发电厂100包括：多个输电支路110、112、114，每个输电支路包括电连接到相应输电支路的多个风力涡轮发电机或风力涡轮机120。在一个实施方式中，风力发电厂100包括类似风力涡轮发电机120的机群。风力涡轮发电机121在本公开中被用作参考，以用于可以应用至多个风力涡轮发电机120的描述。在其它实施方式中，可以具有连接到风力发电厂中的输电支路的多种风力涡轮发电机。这是因为风力涡轮发电机通常在地里上分布在盛行风将通过不同类型的风力涡轮发电机被更好地利用的多种位置。在一个实施方式中，存在连接至输电支路110、112、114的两个风力涡轮机。然而，通常不存在关于每输电支路的风力涡轮机的数量的准则，简单地通过物理位置的优先选择。
每个输电支路110、112、114通过输电支路断路器130、132、134联接到发电厂配电线路136，发电厂配电线路136还被已知为主母线。输电支路断路器的功能是防止连接至输电支路的风力涡轮机和风力发电厂的其它部分电力骤增或者形成峰值，这可能当在输电网或发电厂中存在故障时发生。在这样的实例中，断路器跳脱到开路条件并且将输电支路与风力发电厂隔离，直到识别并且寻址到故障为止，并且电子系统后退以重新连接输电支路。
在发电厂配电线路136的相对侧上设置电厂变电站(plant substation)140。电厂变电站可以是风力发电厂的物理区域或遍布电厂的聚集数量的特征。在一个实施方式中，变电站140被呈现为位于一个物理区域中。根据该实施方式，变电站140的主要组件是：主变压器142，其将电厂中生成的电力逐步增加至合适电压，以提供到输电网160；以及主开关设备144，其限定用于风力发电厂的有源开关。电厂变电站140位于风力发电厂100的输电支路130、132、134与到输电网160的公共联接点146之间。
根据一个实施方式，一些电力补偿设备148与电厂变电站140设置一起。在一个实施方式中，电力补偿设备148包括多个静态同步补偿器(STATCOM)，但是其它另选设备也是可以的，诸如：开关电容器组、开关电感器组、静止调相器、和同步调相器。电力补偿设备148被用于控制功率因数、所贡献的无功功率的等级、或公共联接点146的电压电平。在其它实施方式中，电力补偿设备可以被分配到并且位于每个风力涡轮发电机120处。
风力发电厂100的运行受电厂电力控制器(“PPC”)150控制，电厂电力控制器150将多种基准设置点分派到风力发电厂100中的各个风力涡轮发电机120。电厂电力控制器150还从每个风力涡轮发电机120并且从输电支路110、112、114、配电线路136、电厂变电站140和输电网160上的多种位置接收测量值或输出读数的多个源，并且使用所接收的信息优化对输电网的风力发电厂故障电流贡献。电厂电力控制器150还可以从风力发电厂100联接到的输电网160的电网运营商接收用于运行的设置点。
根据一个实施方式，风力发电厂100的PPC 150是将电厂100和电厂100中的多个风力涡轮发电机120联接到远程数据控制中心的监视控制和数据采集(SCADA)网络的一部分。电厂SCADA网络可以包括通过所铺设的光纤传输提供的联接在电厂与涡轮机控制器之间的数据传输。
在一个实施方式中，传感器152设置在公共联接点146处，所得到的输出被提供到PPC 150，以用于监测输电网160的电特性。电压和电流特性可以被监测，并且通过PPC 150被后处理成多种有用特性格式。
风力涡轮发电机121可以包括多个转子叶片，所述多个转子叶片驱动机械联接到齿轮箱的旋转主轴，齿轮箱逐步增加用于发电系统122的高速发电机轴的旋转。在一个实施方式中，发电系统122包括双馈感应发电机(其中发电机轴联接到发电机转子的DFIG或Type3)。在一个实施方式中，发电机是全功率变流器发电机(Type4)发电机。Type4发电机联接到全功率变流器。在本公开的实施方式中描述的方法可应用至Type3和Type4机器。在双馈感应发电机中，机械扭矩被转换成电力，电力此后被提供到变频器，以用于进行电力调节。利用涡轮机中设置的变压器逐步增加变频器的输出，该输出随后产生到输电支路110的额定30kV的电力(该电力可以是从10kV至35kV的任何电压额定值)。在多种实施方式中，变压器可以将电力逐步增加至从10kV至35kV的电压额定值。
在其它实施方式中，电厂中的涡轮机可以包括具有发电机的发电系统，该发电机可以是单馈同步发电机、感应发电机、永磁体发电机或包括定子绕组的任何其它类型的发电机。另外，其它实施方式中的涡轮机可以包括发电系统，发电系统包括直接驱动或其它另选驱动系统，其免除使用传统齿轮箱。为了满足从动力风捕捉发电的目的，任何风力涡轮机发电系统电气构造都是可以的。
根据一个实施方式，在正常运行中，风力涡轮发电机121从PPC 150接收功率基准，使得生成电力的受控制输出。由PPC 150生成的功率基准取决于电网160运营商经历的电网运行条件、以及用于能量转换的当前经历的风。在一个实施方式中，来自PPC 150的功率基准可以被设置为有功功率基准P*和无功功率基准Q*，向风力涡轮发电机121指示将由风力涡轮发电机121生成和提供的所要求电力量作为风力发电厂对输电网160的贡献的一部分。在一个实施方式中，来自PPC 150的功率基准也可以是功率因数基准，功率因数基准可以被限定为到负载的真实功率与电路中的视在功率的比率，即，有功功率与无功功率的比率。
在一个实施方式中，风力涡轮发电机121包括风力涡轮机控制器(未示出)。风力涡轮机控制器包括用于控制风力涡轮机功能的多个方面的控制能力，例如，机舱偏航和叶片螺距能力方面的风力捕获优化、诸如紧急制动或风力涡轮机停机的紧急过程、或发电控制。在多种实施方式中，风力涡轮机控制器被构造成在防止对风力涡轮机或负载的损害的同时使发电最大化。
在一个实施方式中，风力涡轮机控制器可以包括风力涡轮机电力控制器124。风力涡轮机电力控制器124可以设置有处理能力，诸如，具有计算机、微处理器、微控制器、数字信号处理(DSP)板、专用集成电路(ASIC)或任何其它，并且具有附带的合适存储器模块或任何非暂时性计算机可读存储介质。
风力涡轮机电力控制器124被设置用于监视风力涡轮发电机121的发电能力。在多种实施方式中，风力涡轮机电力控制器124联接到PPC 150并且从PPC接收有功功率基准P*和无功功率基准Q*，以用于将风力涡轮发电机121的需求提供给电厂100。另外，风力涡轮机电力控制器124联接到风力涡轮机控制器并且与其进行持续通信。在多种实施方式中，关于风力涡轮发电机121的控制的信息被提供到风力涡轮机控制器以用于执行，并且传感器信息被提供到风力涡轮机电力控制器124以用于优化通过风力涡轮发电机120的发电。在正常运行条件下，涡轮机将遵循来自PPC的P*和Q*基准。
在一个实施方式中，风力涡轮机电力控制器124联接到电压传感器126，电压传感器126被构造成在风力涡轮发电机121到风力发电厂100的联接点处进行电压测量。在一个实施方式中，电压传感器被构造成在风力涡轮发电机121到作为风力发电厂100的一部分的输电线路110的联接点处进行电压测量。风力涡轮机电力控制器124接收电压传感器126的输出，该输出反映风力发电厂100的输电线路110的电压，其还是与风力发电厂100联接的输电网160的电网电压的表示。
风力发电厂100中的每个风力涡轮发电机120类似地包括电压传感器输入，电压传感器被构造成在多个风力涡轮发电机120中的每个到风力发电厂的输电线路的联接点处进行电压测量。每个电压传感器将各个读数提供给风力发电厂中的多个风力涡轮发电机120中的每个中设置的风力涡轮机电力控制器。尽管反映了联接到输电网160联接的电网电压，但是每个电压传感器将考虑不同物理电特性(诸如，到公共联接点146的每个测量位置的阻抗、电容和电感)提供稍微不同的读数。
在一个实施方式中，电压传感器设置在风力发电厂的输电线路110、112、114中的每个上。这样的电压传感器记录并且监测风力发电厂在每条输电线路处的电压特性并且将输出读数提供给联接到输电线路的每个风力涡轮发电机。这样的布置可以适用于当输电线路包括相对接近的风力涡轮发电机时，从而允许数据传输的最少滞后时间、以及仅物理电传输变化的微小偏差。
根据一个实施方式，PPC 150可以包括状态模块或状态控制器或状态机200。图2示出根据一个实施方式的状态机200的状态模型。在一个实施方式中，状态机200可以被设置用于风力发电厂100内的多种发电能力的运行。在一个实施方式中，状态机200可以被设置用于控制风力发电厂运行状态，其可以确定风力发电厂中的风力涡轮发电机120的运行状态。在其它实施方式中，状态机200可以联接到风力涡轮机选择器模块，使得仅风力发电厂100中的所选风力涡轮发电机对状态机200的改变进行响应。
在一个实施方式中，风力涡轮机电力控制器124可以包括能够反映PPC 150的状态机200的状态机。如以上指出的，每个风力涡轮发电机的风力涡轮机电力控制器利用光纤数据传输连接被联接到PPC 150，其可以当在PPC 150的状态机200中执行状态改变时，提供风力涡轮机状态机的有效瞬时更新。为了流水线运行，可以在PPC 150处的状态机或者各个风力涡轮发电机处的状态机中设置类似状态模型。
在一个实施方式中，状态机200提供与故障处理过程相关的状态模型210。在一个实施方式中，状态模型210被设置用于处理低电压电网事件或电网电压暂降事件，其中，电网电压降至低于基准电平，达到低电压故障电平。
图3示出根据一个实施方式的风力涡轮发电机中的电流生成的示意性表示。在一个实施方式中，电流生成示意性表示300总体上描绘了风力涡轮发电机121生成并且提供用于提供到输电网600的所得到的电流。示意性表示300提供了风力涡轮发电机121可以如何提供电流注入的多种途径。示意性表示300可以被进一步分解，并且根据图2的状态机200的状态模型210中的相应状态被描述。
示意性表示300包括两个主处理块-LVRT 350和RPC(无功功率控制器)340。处理块RPC 340和LVRT 350位于风力涡轮机电力控制器124上并且负责接收特定输入并且与风力涡轮机发电系统一起生成电流。通常，在处理块RPC 340和LVRT 350内完成处理之后，期望电流基准被提供到电流控制块或电流控制器或电流控制模块，该电流控制块或电流控制器或电流控制模块此后提供用于控制发电系统122或发电系统122的变频器的电压基准。在被提供到发电系统122之前，脉宽调制(PWM)调制器针对用于控制变频器的合适切换指示和指令执行电压基准的修改，并且此后，PWM调制器的输出被提供用于运行变频器中的多种电开关。此后，所得到的无功电流被提供作为风力涡轮发电机120的输出。
在一个实施方式中，状态模型210包括状态0 212，状态0 212涉及管理用于风力发电厂100的正常或典型运行的状态。在状态0 212下，风力发电厂从电网运营商接收设置点(如果存在的话)，并且将所得到的功率基准提供到联接至风力发电厂100的风力涡轮发电机120。状态0 212通常可以包括以下情形：在常规基准状态提供输电网160的功能，例如，输电网160的电网频率和电网电压在基准框架(reference frame)内。在一个实施方式中，输电网160可以具有大约50Hz±0.5Hz的基准电网频率和大约1.0p.u.±10％的基准电网电压。落在这样的基准内的电网特性可以被视为正常运行。
根据多种实施方式，在正常运行时，风力发电厂100通常设法将其额定功率提供到输电网160。额定功率可以被理解为是当注入的风在风力涡轮发电机处处于理想范围内以用于能量转换时可以针对该电厂传递的最大功率。
在图3A中，提供处于状态0的电流生成的示意性表示310。在一个实施方式中，从PPC 150接收无功电流基准Qref(PPC)312，基于对电网电压条件以及由电网运营商提供的电网设置点的分析，无功电流基准Qref(PPC)312指示风力涡轮发电机121将要产生的无功功率的量。所接收的无功电流基准Qref(PPC)312因此作为用于期望无功电流Qref314的基准被提供给风力涡轮电力控制器121。在一个实施方式中，期望无功电流Qref314被提供到RPC块350。
电网无功功率控制块350包括多个控制模块，所述多个控制模块被构造成接收提供到块350的输入基准，并且然后执行处理，以提供与期望无功电流Qref314一致的所得到的无功电流基准Idref316。无功电流基准Idref316此后被创建为Idref(LSC)318，Idref(LSC)318然后被提供到电流控制块。电流控制块提供用于控制PWM调制器的输出电压基准，PWM调制器用于在线路侧变流器处提供无功电流输出时的变频器的切换控制。
参考图2，在一个实施方式中，传感器152检测电网电压与在到电网160的联接点146处的正常限定运行范围的偏差。这样的偏差可以指示电网故障。在一个实施方式中，该偏差是低于基准阈值的电压暂降，导致低电压电网故障。在检测电网故障时，PPC 150(或者在一个实施方式中是PPC 150中的状态机200)将状态模型210中的运行状态从状态0 212的正常运行状态改变为状态1 214的故障穿越状态。这样的状态改变被相应地提供到风力涡轮机电力控制器124，并且在一个实施方式中，提供到在风力涡轮机电力控制器124内运行的状态机。
根据一个实施方式，状态改变作用于输电网160的条件或特性。在一个实施方式中，当电网电压暂降低于基准电压Vdip时，发生从状态0 212到状态1 214的状态改变。在一个实施方式中，当基准电网电压或正常限定运行范围在1.0p.u±10％时，基准电压Vdip被设置在用于正常运行的基准电网电压的较低阈值(例如，0.9p.u.)处。在另一个实施方式中，基准电压Vdip被设置在0.85p.u处。
在一个实施方式中，风力涡轮机控制器中的风力涡轮机电力控制器124从PPC150接收状态改变指示并且进入故障穿越状态。在故障穿越状态下，尽管电网电压下降，但是预期风力发电厂中的风力涡轮发电机120保持连接到输电网。因为电压暂降可能由到输电网中的负载的太少发电导致，所以断开其它发电机可能导致使整个输电网降低时的进一步反应。
图3B示出根据一个实施方式的状态1下的电流生成的示意性表示320。根据一个实施方式，在故障穿越模式下，风力涡轮发电机120被构造成根据预定注入曲线提供无功电流或无功功率的量，如在风力发电厂运营商和电网运营商之间约定的。这进一步根据电网故障期间的电网电压。在一个实施方式中，风力涡轮发电机被构造成在电压暂降期间在发电机端子处提供额定涡轮机电流的1p.u.的无功电流部分。
在状态1下执行故障穿越模式时，风力涡轮发电机121不再从PPC 150接收电流基准，而是作为代替，利用从电压传感器126接收的电网电压读数VWTG322的输入通过低电压穿越(LVRT)块350执行确定。LVRT块350执行所述无功电流注入的处理，可能涉及在故障期间支持电网160的无功电流注入。LVRT块350进一步执行处理，以便提供将由风力涡轮发电机121生成的所得到的无功电流基准Idref(fault)324。无功电流基准Idref(fault)324此后被创建为Idref(LSC)326，Idref(LSC)326随后被提供到电流控制块。电流控制块提供用于控制PWM调制器的输出电压基准，PWM调制器用于在线路侧变流器处提供无功电流输出时的变频器的切换控制。
根据一个实施方式，在低电压情形下，风力涡轮发电机的发电机是双馈感应发电机，双馈感应发电机联接到变频器，变频器用于控制在故障穿越状态期间将被传递到输电网的有功功率和无功功率的量。
在多种公开中已经教导了风力涡轮发电机中的低电压穿越，并且对于风力涡轮发电机的不同变型例，在本公开中将不详尽阐述详情。
在将无功电流提供到输电网时，风力发电厂100支持输电网从在电网故障期间下降至低电压到可接受运行电平(例如，如针对之前的正常运行限定的电压电平)的电压恢复。还将注意，在其他位置处分别连接到输电网的其它发电厂类似地在低电压事件期间将无功电流注入(如在输电网规范中要求的)提供到电网，进一步支持电网电压电平朝向正常运行电压升高。
参考图2，当在来自风力发电厂100的无功电流注入的部分帮助下，电压继续从触发低电压穿越状态1214的低电压暂降开始升高时，电网电压经过被预先确定为用于根据状态模型200改变状态的基准条件的基准电压。根据一个实施方式，在电网电压超过电压暂降基准的情况下，提供结合从电压暂降的输电网电压恢复的风力发电厂100运行的条件。该条件可以被设置为Vgrid＞Vdip。根据另一个实施方式，该条件还可以包括时间因数，例如，保持恢复电网电压达特定时间段。在一个实施方式中，用于恢复的条件可以被设置为始终保持为Vgrid＞Vdip达50ms时间段。在多种实施方式中，时间因数可以是20ms或100ms或更多中的任一个。
根据一个实施方式，在满足指示输电网电压的初始恢复的预定条件时，在风力涡轮发电机的PPC 150中或上运行的状态机200将状态模型210中的运行状态从状态1 214的故障穿越状态改变为故障恢复状态2 216。这样的状态的改变被相应地提供到风力涡轮机电力控制器124，并且在一个实施方式中，被提供到在风力涡轮机电力控制器124内运行的状态机。
在故障恢复状态下，不再要求风力发电厂提供无功电流的全输出。然而，多个电网规范仍然规定所连接的电厂应该继续提供恢复支持达进一步时间段(通常大约500ms)内。在多种实施方式中，电厂在进一步250ms或1000ms或任何其它值内提供恢复支持。
根据一个实施方式，在故障恢复状态2 214下，风力发电厂100运行每个风力涡轮发电机120以独立地发电。在这样的情况下，如同风力发电厂100中的其它风力涡轮发电机一样，风力涡轮发电机121从PPC 150接收执行故障恢复过程的指令。另选地，风力发电厂100可以运行多个风力涡轮发电机以独立地发电，并且基于在PPC处确定的控制来运行至少一个其它风力涡轮发电机。
当状态机200执行到状态2 214的状态改变时，向风力涡轮发电机121的风力涡轮机电力控制器124提供指令。在一个实施方式中，当在风力涡轮机电力控制器124内运行的状态机从PPC 150中的状态机200接收到到状态2 216的状态改变指令时，风力涡轮机电力控制器124被构造成执行故障恢复过程。
在一个实施方式中，风力涡轮发电机121的风力涡轮机电力控制器124在由PPC150指示时执行故障恢复过程。图3C示出根据一个实施方式的状态2下的电流生成的示意性表示330。风力涡轮机电力控制器124可以包括在风力涡轮机电力控制器124内运行的故障恢复模块360。
风力涡轮机电力控制器124从联接到风力涡轮发电机121的电压传感器126接收输入VWTG362。来自电压传感器126的读数提供输电网的当前电网电压的指示并且由故障恢复模块360在故障恢复过程中使用。
在一个实施方式中，从电压传感器126获得的电压VWTG362被提供到求和模块363并且在求和模块363中从预定基准电压Vref364中减去该电压。根据多种实施方式，预定基准电压Vref364可以是正常运行范围的上限，即，大约1.1pu。在其它实施方式中，预定基准电压Vref364可以是之前限定的正常运行范围内的任何值，即，0.9pu≤Vref≤1.1pu。从求和模块363得到的电压差可以被视为用于确定电流基准的差值。
根据多种实施方式，该差值可以是预定基准电压与所测量的电压之间的电压差。在实施方式中，该差值可以是预定基准电网电压与所测量的电网电压之间的电压差。在一个实施方式中，所测量的电网电压可以由电厂控制器测量。在一个实施方式中，所测量的电网电压可以由风力涡轮机电力控制器测量。在实施方式中，该差值可以是电压差。在实施方式中，该差值可以是电特性(例如，电阻、电流、通量等中的任一个)的差。
从求和模块363得到的电压差被提供到基准发生器366。基准发生器366被构造成在生成电输出时生成用于运行风力涡轮机发电系统122的基准。根据多种实施方式，该基准是指示将由风力涡轮发电机提供到电网160的期望电流量的电流基准。在一个实施方式中，该基准是指示将由风力涡轮发电机提供到电网160的期望无功电流的量的无功电流基准Qref(VC)368。
无功电流基准Qref(VC)368此后被提供到RPC块350作为用于期望无功电流Qref332的基准。然后，RPC块350执行处理，以提供与期望无功电流Qref332一致的所得到的无功电流基准Idref334。无功电流基准Idref334此后被创建为Idref(LSC)336，Idref(LSC)336然后被提供到电流控制块。电流控制块提供用于控制PWM调制器的输出电压基准，PWM调制器用于在线路侧变流器处提供无功电流输出时的变频器的切换控制。
提供将由风力涡轮发电机121提供到电网160的无功电流的量，以便提供用于风力涡轮发电机121的电压控制功能。在提供特定量的无功电流时，风力涡轮发电机121设法改变电网电压，使得实现预定基准电压或目标基准电压Vref364。例如，如果生成正无功电流基准，则风力涡轮发电机121生成用于提供到输电网的无功电流，这应该相应地使电网电压增大。这样的无功电流提供也可以被称为感性无功电流。另选地，如果生成负无功电流基准，则风力涡轮发电机121理论上被构造成从输电网吸收无功电流，这应该相应地使电网电压减小。这样的无功电流提供也可以被称为容性无功电流。
执行这样的故障恢复过程提供由风力发电厂100提供到电网160的电力输入的灵活性。代替基于预定曲线或者先前生成的无功电流基准来提供固定无功电流注入，风力发电厂以用作用于输电网的电压控制器的方式，提供设法将电网电压改变为预定基准电平的注入。
在弱电网情形下，这样的构造和过程在不使弱电网过载时有用，其花费相对更长时间从电流注入和所得到的电压升高变得稳定。另外，从电流注入得到的电压升高还可能不可预测地大于预期，导致处理弱电网中的故障事件的现有方法存在附加缺陷。
在分派各个风力涡轮发电机以执行电压控制任务时，本公开允许基于当前电网响应的快速反应电流注入。与在PCC处执行电压控制任务并且将所要求的电流注入再分到电厂中的风力涡轮发电机相比，在风力涡轮发电机等级处生成电流注入节省了宝贵的处理和通信时间。
在一个实施方式中，基准发生器366是比例-积分(PI)控制器。PI控制器被用于生成用于通过风力涡轮发电机121的电力生产的基准无功电流，以最小化Vref和VWTG之间的差值。在其它实施方式中，基准发生器366可以是比例-积分-微分(PID)控制器。在其它实施方式中，基准发生器366可以是比例谐振控制器和基于模糊逻辑的控制器中的任一个。
如之前指出的，根据一个实施方式，每个风力涡轮发电机120执行故障恢复过程，该故障恢复过程导致基于电网电压到预定基准电压Vref的电压控制提供无功电流注入。在一个实施方式中，预定基准电压对于所有风力涡轮发电机来说是相同的并且被硬编码到每个风力涡轮机电力控制器中。在一个实施方式中，预定基准电压在PPC处被确定并且在到状态2的状态改变期间被提供到每个风力涡轮发电机。在一个实施方式中，预定基准电压在PCC处被确定用于每个体风力涡轮机并且在到状态2的状态改变期间被提供到每个风力涡轮发电机。
风力涡轮发电机120中的每个的电输出被提供到风力涡轮发电机120中的每个的相应输电线路110、112、114，并且随后被提供到被共享的输电线路136和电厂变电站140。这里，通过主变压器142将用于输出的组合电力逐步升高至用于在输电网160中传输并且通过输电网160的高电压。根据一个实施方式，所提供的无功电流注入被提供到电网，以朝向预定基准电压Vref改变电网电压。
参考图2，在一个实施方式中，风力发电厂100在返回到状态0 212之前，在状态2216下运行达一时间段。在一个实施方式中，在满足退出条件时，状态机执行从故障恢复状态216改变为正常运行状态212。在一个实施方式中，退出条件是预定故障恢复状态时间段。
根据多种实施方式，预定故障恢复状态时间段取决于至少一个风力涡轮发电机改变为正常运行状态并且因此提供有功功率所要求的时间量。在一个实施方式中，预定故障恢复状态时间段基于发电机应该在1秒内从电网从故障恢复返回到有功功率产生的典型范围的准则。根据多种实施方式，电网从故障恢复可以被认为是在状态机200改变为状态2216时开始，即，满足始终保持条件Vgrid＞Vdip达50ms的时间段。
根据多种实施方式，发电系统122包括DFIG。在这种情况下，与全量程同步发电机系统相比，DFIG要求稍微更长的时间以构造风力涡轮发电机中传递的电力，从利用无功电流注入支持电压暂降到在正常运行中提供有功功率取决于至少一个风力涡轮发电机改变为正常运行状态并且相应地提供有功功率所要求的时间量。根据一个实施方式，在大约150ms内，DFIG发电系统122保持处于状态2 216，或者当状态机处于状态2 216时执行故障恢复过程。根据另一个实施方式，在大约600ms内，全量程同步发电机系统保持处于状态2216，或者当状态机处于状态2 216时执行故障恢复过程。其它时间段用于发电系统的其它变型例，例如，基于全功率变流器的风力涡轮发电机。
在一个实施方式中，退出条件基于电网电压以给定容限满足目标基准电压达预定时间段。与在一时间段内执行故障恢复过程相比，可以执行由传感器152的PPC 150监测电网电压并且从状态2 216返回到状态0 212的退出条件可以基于电网电压的稳定性。在一个实施方式中，退出条件可以被限定为在1秒的周期内具有电网电压Vgrid≥0.5pu。在另一个实施方式中，退出条件可以被限定为在1秒的周期内具有电网电压Vgrid≥1.1pu。在一个实施方式中，退出条件可以被定义为在1秒的周期内0.95pu≤Vgrid≤1.05pu。在多种实施方式中，退出条件包括电网电压在一时间长度内的稳定性。在一个实施方式中，该时间长度可以是从1秒至5秒或更长中的任一个。在多种实施方式中，可以根据实现弱电网的电网电压的稳定性来限定退出条件。
在满足状态2 216的退出条件时，PPC 150的状态机200结合稳定的输电网160执行到管控风力发电厂100的正常运行的状态0 212的状态改变。类似地，此后由PPC150将改变状态的指示发送到联接到风力发电厂100的每个风力涡轮发电机120(特别是在每个风力涡轮发电机的风力涡轮机电力控制器内运行的状态机)。
在另一个实施方式中，风力涡轮发电机121的风力涡轮机电力控制器124执行状态2的退出条件的确定，并且在到达满足退出条件的情形时，在风力涡轮机电力控制器124中的状态机中执行到状态0的状态改变。然后，向PPC 150中的状态机200发送指示风力涡轮发电机121的状态改变的相应信号。
在状态改变为状态0 212之后，风力发电厂100的PPC 150产生功率基准P*和Q*并且将功率基准P*和Q*发送到风力发电厂100中的每个所联接的风力涡轮发电机120，以用于生成提供到输电网160的电力。需要注意的是，一旦风力涡轮发电机120从在状态2下运行(特别是在状态2下运行故障恢复过程)改变，风力涡轮机电力控制器124就停止确定其自身的电流基准，并且作为代替，基于从PPC 150接收的功率基准运行。
在利用每个风力涡轮发电机执行故障恢复过程时，风力涡轮发电机在超限违反期间跳脱的风险也被降低，这是因为每个风力涡轮发电机依靠自身来帮助减少电网电压中的任何过多摆动并且稳定输电网。
在一个实施方式中，输电网经历高电压喘振故障或电网骤升(grid swell)。类似于低电压事件，期望风力涡轮发电机一直连接到电网，并且不仅安全度过高电压事件，而且提供补偿无功功率以便稳定电网。这样的过程可以被称为高电压穿越(HVRT)。因为输电网可以是弱电网，所以可以设置相应状态模型，以实现允许风力涡轮发电机自适应性地一直连接到弱电网同时有助于电压稳定的相同目的。多种实施方式还包括支持其它种类的输电网故障(诸如，对称电网故障、不对称电网故障、短路故障等)的变型例。
图4示出根据一个实施方式的用于控制风力发电厂的方法。根据一个实施方式，方法400可以是用于控制风力发电厂的方法，该风力发电厂包括用于控制多个风力涡轮发电机的电厂控制器。在402中，该方法可以包括：检测电网电压与所述限定运行范围的偏差，所述偏差指示电网故障，并且将风力发电厂运行状态从正常运行状态改变为故障穿越状态。在404中，该方法可以包括：当电网电压返回到所述限定运行范围内时，将风力发电厂运行状态改变为故障恢复状态。在406中，该方法可以包括：运行多个风力涡轮发电机中的每个中的风力涡轮机电力控制器，以在故障恢复状态期间执行故障恢复过程。
在408中，该方法中的故障恢复过程可以包括：确定电网电压。在410中，该方法中的故障恢复过程可以包括：将电网电压与预定基准电压进行比较以获得差值。在412中，该方法中的故障恢复过程可以包括：基于差值来确定电流基准，以用于生成用于将电网电压调节到预定基准电网电压的无功电流。
在利用这种方法运行或控制风力发电厂时，甚至在弱电网情形下，风力发电厂被提供有与电网规范要求相符的能力。另外，在不需要电厂补偿设备的昂贵平衡的情况下，实现这样的能力。通常，通过根据多种实施方式的方法有利地提供的这样的功能可以通过软件升级在现有风力发电厂和风力涡轮发电机中实现，与附加硬件或装置安装相比，其不被非常复杂地实现。有利地，这样的方法对风力发电厂打开附加市场，设法服务于距离受挑战的输电网接口。
在一个实施方式中，确定电网电压可以包括：确定多个风力涡轮发电机中的每个到风力发电厂的联接处的电网电压。在多个风力涡轮发电机中的每个的联接处执行确定允许每个风力涡轮机电力控制器考虑风力涡轮发电机与到电网的公共联接点之间的物理和电特性控制本地读数，该本地读数是响应性的并且准确地反映电网电压。因此，每个风力涡轮发电机能够在将无功电流注入提供到电网中时像电压控制器一样运行。
在一个实施方式中，由多个风力涡轮发电机中的每个生成的无功电流可以包括感性无功电流和容性无功电流中的任一种。在弱电网环境中，电压波动可能非常大。甚至从电压暂降恢复时，也可能是不稳定的，导致大电压摆动经过正常限定运行范围。在这样的情况下，允许容性无功电流的压控风力涡轮发电机注入可以使电压达到正常运行范围。另选地，不稳定性还可能导致电压再次暂降，在这样的情况下，要求附加感性无功电流注入。
在一个实施方式中，该方法还可以包括：在满足退出条件时，将风力发电厂运行状态从故障恢复状态改变为正常运行状态。提供这样的特征允许在多个状态之间的可控转变，并且旨在解释在稳定电网电压时的故障恢复过程的目的。
在一个实施方式中，退出条件可以包括预定故障恢复状态时间段。提供这样的退出条件允许在电网故障恢复时继续提供无功功率支持时遵守多种电网要求。
在一个实施方式中，预定故障恢复状态时间段可以取决于多个风力涡轮发电机中的每个改变为正常运行状态并且相应地提供电力所要求的时间量。风力发电厂可以包括风力涡轮发电机模型和恢复的变型例。提供可以考虑这样的变型例的条件允许风力发电厂到电网故障处理的更好且更有效适应。
在一个实施方式中，退出条件可以基于电网电压以给定容限满足目标基准电压达在预定时间段。提供这样的退出条件允许故障恢复过程继续，直到弱电网环境中的电网电压的稳定性被保证为止。
在一个实施方式中，目标基准电压可以包括预定基准电网电压。在这样做时，在开始提供与正常运行状态一致的额定有功功率之前，故障恢复过程允许输电网恢复到其先前的正常运行状态。
图5示出根据一个实施方式的风力发电厂500的框图。在502中，风力发电厂可以包括电厂控制器。风力发电厂500包括电厂控制器502。电厂控制器502还包括：在到电网的联接点处的电网电压传感器504，其被构造成检测电网电压与所述限定运行范围的偏差，该偏差指示电网故障；以及状态控制器506，其被构造成在指示电网故障时，将风力发电厂运行状态从正常运行状态改变为故障穿越状态，并且当电网电压返回到正常运行电压范围内时改变为故障恢复状态。
在该实施方式中，风力发电厂500可以包括多个风力涡轮发电机，该多个风力涡轮发电机中的每个包括风力涡轮机电力控制器508，风力涡轮机电力控制器508被构造成运行所述多个风力涡轮发电机中的每个以在故障恢复状态期间执行故障恢复过程。风力涡轮机电力控制器508还可以包括被构造成确定电网电压的涡轮机电压传感器510。风力涡轮机电力控制器508可以包括求和模块512，求和模块512被构造成将电网电压与预定基准电压进行比较以获得差值。风力涡轮机电力控制器508还可以包括电压控制电流基准模块514，电压控制电流基准模块514被构造成针对多个风力涡轮发电机中的每个基于差值来确定电流基准，以生成用于将电网电压调节到预定基准电网电压的无功电流。
根据一个实施方式，风力发电厂中的多种特征和组件可以在联接或分开的处理器上运行的一个或更多个电路和/或模块中实现。
在一个实施方式中，涡轮机电压传感器可以被进一步构造成确定多个风力涡轮发电机中的每个到风力发电厂的联接处的电网电压。
在一个实施方式中，由多个风力涡轮发电机中的每个生成的无功电流可以包括感性无功电流和容性无功电流中的任一种。
在一个实施方式中，状态控制器可以被进一步构造成在满足退出条件时从故障恢复状态改变为正常运行状态。
在一个实施方式中，退出条件可以包括预定故障恢复状态时间段。
在一个实施方式中，预定故障恢复状态时间段可以取决于多个风力涡轮发电机中的每个改变为正常运行状态并且相应地提供电力所要求的时间量。
在一个实施方式中，退出条件可以基于电网电压以给定容限满足目标基准电压达预定时间段。
在相应附图中描述和示出的以上装置、方法和/或系统不旨在限制根据实施方式的一个或任一个装置、方法或系统和本公开的范围。说明书还包括(明确地或隐含地)可以被包含在根据本公开的装置、方法或系统内的根据本公开的方法或系统的多种特征和优点。
虽然已经特别示出并且参考具体实施方式描述了本公开的实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，可以在不脱离所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，在此进行形式和细节的各种改变。本公开的范围因此由所附权利要求指示的，因此旨在涵盖落入权利要求的等价物的意义和范围内的所有变化。

Claims (16)

1.一种用于控制风力发电厂的方法，所述风力发电厂包括用于控制多个风力涡轮发电机的电厂控制器，所述方法包括：
检测电网电压与限定运行范围的偏差，所述偏差指示电网故障，并且将风力发电厂运行状态从正常运行状态改变为故障穿越状态；
当所述电网电压返回到所述限定运行范围内时，将所述风力发电厂运行状态改变为故障恢复状态；以及
运行所述多个风力涡轮发电机中的每个中的风力涡轮机电力控制器，以在所述故障恢复状态期间执行故障恢复过程，所述故障恢复过程包括：
确定所述电网电压；
将所述电网电压与预定基准电压进行比较以获得差值；以及
基于所述差值确定电流基准，以用于生成用于将所述电网电压调节到所述预定基准电网电压的无功电流。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述电网电压包括：确定所述多个风力涡轮发电机中的每个到所述风力发电厂的联接处的电网电压。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，由所述多个风力涡轮发电机中的每个生成的无功电流是感性无功电流和容性无功电流中的任一种。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在满足退出条件时，将所述风力发电厂运行状态从所述故障恢复状态改变为正常运行状态。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述退出条件是预定故障恢复状态时间段。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述预定故障恢复状态时间段取决于所述多个风力涡轮发电机中的每个改变为所述正常运行状态并且相应地提供电力所要求的时间量。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述退出条件基于所述电网电压以给定容限满足目标基准电压达预定时间段。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述目标基准电压是预定基准电网电压。
9.一种风力发电厂，所述风力发电厂包括电厂控制器，所述电厂控制器包括：
在到电网的联接点处的电网电压传感器，所述电网电压传感器被构造成检测电网电压与限定运行范围的偏差，所述偏差指示电网故障；以及
状态控制器，所述状态控制器被构造成当指示电网故障时，将风力发电厂运行状态从正常运行状态改变为故障穿越状态，并且当所述电网电压返回到所述正常运行范围内时，将所述风力发电厂运行状态改变为故障恢复状态；
所述风力发电厂还包括多个风力涡轮发电机，所述多个风力涡轮发电机中的每个包括：
风力涡轮机电力控制器，所述风力涡轮机电力控制器被构造成运行所述多个风力涡轮发电机中的每个，以在所述故障恢复状态期间执行故障恢复过程，所述风力涡轮机电力控制器包括：
涡轮机电压传感器，所述涡轮机电压传感器被构造成确定所述电网电压；
求和模块，所述求和模块被构造成将所述电网电压与预定基准电压进行比较以获得差值；以及
电压控制电流基准模块，所述电压控制电流基准模块被构造成针对所述多个风力涡轮发电机中的每个基于所述差值确定电流基准，以生成用于将所述电网电压调节到所述预定基准电网电压的无功电流。
10.根据权利要求9所述的风力发电厂，其中，所述涡轮机电压传感器被进一步构造成确定在所述多个风力涡轮发电机中的每个到所述风力发电厂的联接处的电网电压。
11.根据权利要求9或10所述的风力发电厂，其中，由所述多个风力涡轮发电机中的每个生成的无功电流是感性无功电流和容性无功电流中的任一种。
12.根据权利要求9所述的风力发电厂，其中，所述状态控制器被进一步构造成在满足退出条件时，将所述风力发电厂运行状态从所述故障恢复状态改变为正常运行状态。
13.根据权利要求12所述的风力发电厂，其中，所述退出条件是预定故障恢复状态时间段。
14.根据权利要求13所述的风力发电厂，其中，所述预定故障恢复状态时间段取决于所述多个风力涡轮发电机中的每个改变为所述正常运行状态并且相应地提供电力所要求的时间量。
15.根据权利要求12所述的风力发电厂，其中，所述退出条件基于所述电网电压以给定容限满足目标基准电压达预定时间段。
16.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个计算机程序产品，所述至少一个计算机程序产品能够直接加载到至少一个数字计算机的内部存储器中，所述至少一个计算机程序产品包括软件代码部分，所述软件代码部分用于当所述至少一个计算机程序产品在所述至少一个数字计算机上运行时，执行根据权利要求1至8中的任一项所述的方法的步骤。
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