CN111095715B - 涉及风力发电厂内的电压控制的改进 - Google Patents

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Abstract

一种可再生能源发电厂，其包括多个可再生能源发电机以及用于控制所述多个可再生能源发电机的电力输出的控制系统，将这些可再生能源发电机连接至互连点(PoI)的电力网络，该电力网络借助于该互连点连接至外部电网，以及被配置为测量与该互连点相关联的电参数的测量结构，其中，控制系统被配置为：操作每一可再生能源发电机，从而在发电机的端子处实现等于电流设定点的相应电流水平；在电网故障事件期间，实施反馈控制例程，在所述反馈控制例程中，所述控制系统：确定互连点处的电参数的测量值，确定该电参数的目标值；以及基于该电参数的测量值和目标值修改电流设定点。

Description

涉及风力发电厂内的电压控制的改进
技术领域
本发明涉及控制可再生能源发电厂的方法、可再生能源发电厂控制器，更一般地涉及风力涡轮机发电厂和可再生能源发电厂。
背景技术
我们希望新启用的可再生能源发电厂，尤其是风力发电厂在连接至电力网络后能够在很多不同的情况下工作并且能够适应很多不同的情况。风力发电厂通常包括多个风力涡轮发电机，并且又被称为风电场或风场。发电厂的调节和一般操作由发电厂控制系统或控制器(PPC)控制，其实施由输电系统运营商(TSO)设定的或者在因国家而定的电网互连要求或“电网导则”当中设定的操作限制和要求。TSO还向PPC传达电力输送需求，包括无功电流输送需求。
电网导则通常包括关于故障期间的无功和/或有功电流供应的具体要求。这些要求确保该网络在整个故障期间受到充分支持，并且通过一个或多个风力发电厂供应的有功和/或无功电流维持电压水平(voltage level)恢复。
最近，由于连接至国家电网的风力发电厂的数量的提高，电网导则要求指出了电网和发电厂之间的互连点(PoI)处的电流供应水平。以前，指定发电厂内的各个风力涡轮发电机的每一端子处的电流供应水平。这样做允许分布式的电流生成，并且在如何由发电厂向电网供应电流方面取得灵活性。然而，其还往往导致在故障期间不能满足电网导则要求。其原因在于风力涡轮发电机在故障期间继续充当与PPC的控制解耦的自主电流源，而不管对PoI规定的要求如何。
本发明的目的在于克服这一问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种可再生能源发电厂，其包括多个可再生能源发电机以及用于控制所述多个可再生能源发电机的电力输出的控制系统，以及将这些可再生能源发电机连接至互连点(PoI)的电力网络，所述电力网络借助于所述互连点连接至外部电网，以及被配置为测量与所述互连点相关联的电参数的测量装置，且其中所述控制系统还包括多个可再生能源发电机控制器，每一可再生能源发电机控制器与相应的可再生能源发电机或相应的可再生能源发电机组相关联，其中，所述控制系统被配置为：对每一可再生能源发电机进行操作，从而在所述发电机的端子处实现等于电流设定点的相应电流水平；在电网故障事件期间实施反馈控制例程，在所述反馈控制例程中，所述控制系统：确定所述互连点处的电参数的测量值，确定所述电参数的目标值；计算校正因子，所述校正因子包括所述测量值和所述目标值之间的比值，和指示所述比值应被应用的方向的方向分量；以及将所述计算的比值和所述方向分量传送给所述可再生能源发电机控制器；其中,每一可再生能源发电机控制器被配置为基于其相应的可再生能源发电机或相应的可再生能源发电机组的所述计算的比值和所述方向分量修改所述电流设定点。。
结合上文描述的控制系统允许唯独通过反馈实现设定点，而不依赖于查找表格、复杂计算、复杂建模或者预定值。该控制系统尤其有用，因为其使可再生能源发电机的输出水平与PoI处的目标值匹配，其中，这些值之间可以没有直接相关性。因而，能够在电网故障期间，在无需复杂计算的情况下快速地实现PoI处的目标值。
额外的好处在于，可再生能源发电厂可以遵守由电网导则或其他监管体系针对电网故障设定的具体要求。通过准守电网导则要求，发电厂不太可能在故障期间与电网断开连接。
在电网故障事件期间，所述控制系统可以对每一可再生能源发电机进行操作，从而在所述发电机的端子处实现等于经修改的电流设定点的相应电流水平。
在电网故障期间，控制系统可以确定电参数的测量值是否基本上等于该电参数的目标值。
如果确定电参数的测量值基本上不等于该电参数的目标值，那么控制系统可以重复反馈控制例程。
控制系统可以重复反馈控制例程，直到电参数的测量值等于该电参数的目标值为止。
有利地，将电参数的测量值与目标值进行比较允许实施该方法的继续迭代，直到设定点取得基本上与目标相似的测量值为止。其确保了符合电网导则要求。
控制系统可以包括多个可再生能源发电机控制器。这些可再生能源发电机控制器中的每一个可以与相应的可再生能源发电机或相应的可再生能源发电机组相关联。多个可再生能源发电机控制器允许实现需要进行分配的功能，从而为所述多个发电机中的每一个体发电机实现更快的处理。
可再生能源发电机控制器中的每一个可以被配置为修改其相应的一个或多个可再生能源发电机的电流设定点。
在电网故障事件期间，控制系统可以计算校正因子。控制系统可以使用校正因子修改电流设定点。
校正因子的计算可以包括计算电参数的测量值和目标值之间的比值。采用比值确保了对误差量化并使用该误差实施反馈控制。
在电网故障事件期间，控制系统可以基于方向分量和所计算的校正因子修改电流设定点。方向分量可以指示校正因子的应用所应当遵循的方向。
电参数可以是有功电流输出电平。电参数可以是无功电流输出电平。有利地，本发明因此用于计算发电机处的有功电流和无功电流设定点，从而分别在PoI处实现有功电流输出电平和无功电流输出电平。这一点在电网故障期间尤为有用，其中，电网导则规定PoI处而非发电机处的有功电流输出和无功电流输出两者的目标水平。
在电网故障期间，控制系统可以确定电网的电压水平。控制系统可以基于所确定的电压水平确定电参数的目标值。
在本申请的范围内，存在以下明确意图：可以单独地或者可以按照任意组合实施前述段落、权利要求和/或下文的描述和附图中阐述的各种方面、实施例、示例和备选方案，尤其是其各个特征。也就是说，可以按照任何方式和/或组合对所有实施例和/或任何实施例的特征进行组合，除非这样的特征不兼容。本申请人保留改变任何原始提交权利要求或者相应地提交任何新权利要求的权力，包括将任何原始提交权利要求修改为从属于任何其他权利要求和/或结合任何其他权利要求的任何特征的权力，即使最初并未按照该方式主张权利要求。
附图说明
现在将参考附图，仅以举例的方式描述本发明的一个或多个实施例，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的包括风力发电厂和主电网的电力网络的示意图；
图2是概述当在互连点处测量时以及在风力涡轮发电机的端子处测量时作为电压的函数的有功电流的图表；
图3是概括在互连点处测量时以及在风力涡轮机的端子处测量时作为电压的函数的无功电流的图表；
图4是说明根据本发明的实施例的掌控风力涡轮发电机的操作的过程的流程图；
图5是说明在图4的过程期间执行的一系列计算的流程图；
图6是根据图4的过程的电力网络内的信息流的示意图；
图7是概述根据图4的过程更改互连点及风力涡轮发电机处的有功电流的示例性情况的图表；以及
图8是概述根据图4的过程更改互连点及风力涡轮发电机处的无功电流的示例性情况的图表。
具体实施方式
图1示出了一种典型架构，其中，风力发电厂(WPP)作为更宽电力网络的部分连接至主输电网。所示出的该示例只是代表性的，本领域技术人员将认识到，其他与风力发电厂和其他可再生能源的发电厂均有关的具体架构也是可能的。此外，本领域技术人员将认识到下文还将描述的方法、系统和技术可以适用于很多不同的电力网络配置。此外，风力发电厂和电力网络的部件是常规的，并因而将是本领域技术人员所熟悉的。
图1示出了结合了风力发电厂(WPP)12的电力网络10，该风力发电厂包括多个更被常称作“风力涡轮机”的风力涡轮发电机14(WTG)。单个风力涡轮机也是可能的。多个WTG 14中的每者将风能转化成电能，该电能被作为有功电流从WTG 14传输至主输电电力网络16或主电网，以供配电。集电器网络17在WPP 12和主电网16之间延伸。
WTG 14既生成有功电流，又生成无功电流。主电网16往往具有要求WPP 12遵守的具体有功电流要求和无功电流要求，并且可以改变WTG 14的输出，从而实时地匹配这些要求。具体而言，电网要求指定在电网故障期间支持主电网16的电压水平所需的电流水平，并且操纵WTG 14的输出，以符合这些要求。根据本发明的实施例的本文描述的方法和系统所起的作用在于确保WTG 14的输出(并因而确保WPP 12的输出)足以克服系统10中的处于电网16和WTG 14之间的阻抗，并且按需供应所需的正确电流量。所述方法和系统实施闭合反馈系统，其可以适用于任何可再生能源发电厂或网络，而不需要对所存在的实际阻抗进行高度具体的计算。本文描述的方法和系统迅速地输送确切的量的无功或有功电流。
再来看图1，WPP 12的WTG 14的每者连接至联结各WTG 14的局部电网(未示出)。接着，WPP 12经由馈电线20适当地连接至集电器总线18。集电器总线18可以处于适合相对较短距离的电力传输的中间电压水平上，例如，处于10kV到150kV的区域内，更通常处于110kV和150kV之间。集电器总线18还可以为多个风力发电厂提供公共耦接点(PCC)，尽管这里为了简单起见仅示出了单个WPP 12。
集电器总线18通过输电线24连接至主升压变压器22。主变压器22接着由另一输电线28在互连点(PoI)26处连接至的主电网16。PoI 26是WPP 12和主电网16之间的接口。
可以要求集电器总线18跨越可长达100km左右的距离，与此同时主电网16可以是国际电网、国家电网或者地区电网，例如，英国国家电网，因此可能要求主电网16跨越可长达250km或更远的距离。相应地，主电网16的电压水平可以比集电器总线18的电压水平高得多，以实现更高的输电效率。
诸如输电线和馈电线的连接线20、24、28可以每者包括保护系统30，以保护各个部件在极端条件期间或之后不受损坏。例如，可以设想在每条线路中至少包含适当的断路器。
在下文中，将假设对部件进行连接或者部件之间的连接的提及包括如上文所述的适当馈电线或输电线，除非另外指明。
发电厂控制器(PPC)32在测量点(PoM)处连接至电力网络10，还直接连接至WPP12。PPC 32的作用在于充当WPP 12与电网运营商或输电系统运营商(TSO)36之间的命令和控制接口。TSO 36负责向PPC 32指明主电网16的需求和要求。PPC 32根据其作为命令和控制接口的职责解释TSO 36向其请求的电力输送需求，并且对WPP 12中的风力涡轮机14进行管理，以满足这些要求，与此同时考虑操作因素，诸如电网故障以及输出或者测量的电网电压的突然变化。
PPC 32是用于执行如上文所述的控制和命令的适当计算机系统，并且因而结合了处理模块38、连接模块40、存储模块42和感测模块44。
为了监测和调节WPP 12的输出，并且正确地解释电力需求，PPC 32在PoM 34处连接至主变压器22和PoI 26之间的输电线28。PPC 32配备为测量各种各样的参数，包括将由WPP 12在PoI 26处供应给主电网16的代表性电力输出。由于PoM 34不在PoI 26处，因而测得参数只是代表性的，因为PoM 34和PoI 26之间以及PoM 34和PPC 32之间的线路当中的损耗可能对测量造成影响。可以发生适当的补偿，以考虑这些损耗，从而确保测量结果是准确的。
此外，PPC 32测量诸如频率和电压的电力输出参数以及WPP 12和主电网16之间的无功电流交换和主电网16的电压水平。PPC 32将测得的参数与具体的电网要求进行比较，并且相应地向WPP 12的具体部件传达控制命令。作为对接收自PPC 32的命令的反应，WPP12能够根据自PPC 32接收的命令，更改其无功电流输出。
PPC 32按照适当方式向涡轮机14传达控制命令。应当指出，图1是示意图，因而并未明确描述向涡轮机14传送控制命令的方式。然而，应当认识到，可以提供适当的布线，从而对PPC 32和涡轮机14进行互连。互连可以是直接或者“点到点”互连，或者可以是根据适当协议(例如，CAN总线或以太网)工作的局域网(LAN)的部分。而且，应当认识到，可以不采取布线方式，而是通过适当的无线网络对控制命令进行无线传输，例如，所述无线网络根据WiFiTM或ZigBeeTM标准(分别为IEEE802.11和802.15.4)工作。
应当仅将图1的图示理解为电力网络的代表。电力网络和发电厂的备选配置是已知的，可以预计在图1图示和描述的部件之外或者代替这些部件结合其他已知部件。这样的改变将处于本领域技术人员的能力范围之内。例如，可以依据所述多个风力涡轮机所包含的涡轮机的数量在风力发电厂内结合变电站或额外变压器。
在一些实施例中，PoM 34可以位于系统当中的不同位置处，使得PPC 32测得的参数不代表PoI 26处的那些参数的实际值，因而这些值可以有所不同。在这种情况下，可以对测量结果应用校正因子，从而针对PoM 34相对于PoI 26的不同位置做出调整。因此，PoM 34相对于PoI 26位于何处并不重要，只要有预定的校正因子。因此，测得的电压可以指示互连点处的电压或者与之相关联，即使该电压不是在该位置处直接测得的。
出于本申请的目的，假设PoM 34与PoI 26出于相同位置，那么接下来对测量的提及将唯独是参照PoI 26做出的。应当认识到，如上文所讨论的，PoM 34可以位于不同位置上，并且可以借助于校正因子考虑每一测量结果的归因于这一不同位置的幅值差异，而不影响系统的操作。
如上文所述，WPP 12必须符合主电网16所特有的一组电网要求。具体而言，PPC 40和WPP 12响应于电网故障的操作尤为重要，而且需要仔细控制电压和电力输出，以符合电网要求，并且对电网16予以支持，从而能够有效地恢复至正常操作水平。
本领域技术人员应当理解，电网故障一般被定义为一个时段，在该时段内电网16或者更宽电力网络的电压水平下降至可接受的正常操作界限之外的水平。在电网故障期间，WPP 12处于低压穿越(LVRT)模式，以避免WPP 12与电网16断开连接，并且支持电网16渡过故障。如果WPP 12与电网16断开连接，那么由于电网从WPP 12接收的电压生成的损耗的原因，电网16更难以从故障当中恢复。在LVRT模式当中，WPP 12在故障期间通过供应无功电流来促进电压水平的升高，由此支持电网16。需要WPP 12供应无功电流，直到电压水平返回到处于正常操作区间的水平为止。在很多情况下，这一操作区间处于0.9pu到1.1pu的电压水平之间。
在LVRT模式内，WPP 12的WTG 14在WTG控制器(未示出)的控制下自主操作，并且不受PPC 32控制。WTG 14基于跨越其各个端子的电压并且基于电网要求控制有功和无功电流输出。然而，针对有功和无功电流的电网要求是在PoI 26处被规定的，而且并非是针对各个WTG 14的，因而在跨越WTG端子的测量的有功或无功电流输出与PoI 26处测量的输出之间存在差异，其原因在于该端子与PoI 26之间的集电器网络17的阻抗。
在图2和图3的图表200和300中分别针对有功电流和无功电流示出了其示例。每一图表200和300示出了电网要求连同实现电网要求所需的典型对应WTG 14输出。
换言之，在图2中，可以看出，针对PoI 26处的有功电流输出的电网要求为：在0.05p.u.(标幺值)和0.9p.u.之间的所有电压水平上均为1p.u.有功电流。为了在PoI 26处实现这些有功电流输出电平，WTG 14必须生成随着电压的提高而增大的变化的量的有功电流。因而，如果测量的电压为0.4p.u.，那么电网要求有功电流水平为1p.u.，并且为了实现这一水平，来自WTG 14的输出有功电流必须为0.808p.u.。
本领域技术人员能够理解，标幺值电压是电压相对于用作参考的基准值的表达。采用标幺值系统允许跨越可能使值发生量级变化的变压器和其他部件实现多个值的规格化。
类似地，图3示出了针对PoI 26处的无功电流输出电平的电网要求在0.2p.u.电压上的0.8p.u.无功电流和0.9p.u.电压上的0.1p.u.无功电流之间是线性关系。对应的WTG要求在1.114p.u.和0.252p.u.之间延伸。因而，对于0.4p.u.的测量的电压水平而言，电网要求所需的无功电流水平为0.6p.u.，并且WTG 14必须供应0.841p.u.的无功电流。
然而，应当认识到，图2和图3所示的WTG输出水平仅用作举例，实际上，对于不同系统而言PoI 26和WTG端子之间的集电器网络17可以存在高度变化，具体取决于结合到该网络内的部件的类型、电网16和WPP 12之间的互连类型、所结合的部件的质量、所结合的电力的质量、网络的年龄和电网类型。
为了根据电网导则取得PoI 26处的正确水平，常规实践将模拟WPP 12和集电器网络17的操作，并且采用这些模拟指定WTG输出水平。在一些实践当中，采用现场测量验证这些模拟也是常规做法。这带来了尤其高成本并且困难的过程，而且不确保该过程给出所需的精确性。在一些情况下，如果对集电器网络17做出的小的改变，那么所计算的WTG输出水平可能是错的。
如果所计算的用以满足电网要求水平的WTG输出水平是不正确的，那么PoI 26处的输出可能达不到电网要求所指定的水平，因而WPP 12可能无法在故障期间令人满意地支持电网16。其可能引起WPP 12断开连接。
为了确保在LVRT模式当中WTG 14进行足以支持电网16的操作，可以实施根据本发明的控制方法，在该方法中，PoI 26处的无功电流水平和有功电流水平处于闭合反馈环内，从而以迭代方式调准PoI输出水平和WTG输出水平。
图4示出了说明根据本发明的控制方法400的流程图，该控制方法掌控向各个WTG14的对PoI 26处的有功或无功电流输出水平的自动反馈，以裁量WTG输出，从而确保在PoI26处满足电网要求。方法400既适用于无功电流反馈又适用于有功电流反馈，并且对于每者而言是相同的，尽管为了清楚起见将仅与有功电流有关地描述图4所示的流程图。
最初，已经进入了LVRT模式，由WTG控制器(未示出)对WTG 14加以控制402，从而根据预定电流设定点输出有功电流。所述预定电流设定点可以是针对所有电压水平的标称值，例如，0.5p.u.。此外，设定点可以是每一发电机所特定的，或者可以最初是通用的参考水平，所有进入了LVRT模式的发电机都在该参考水平上工作。应当认识到，发电机的设定点接下来将有所不同，下文将对此做出解释。如本文所用，设定点一词具有“过程”或“目标”变量/值的普通含义，系统将参照其受到适当控制算法的控制，以符合该目标值。
在紧随对WTG 14加以控制402，以输出有功电流之后的步骤404中，识别实际有功电流和所需有功电流。识别实际有功电流的步骤包括测量因控制WTG 14以输出预定电流设定点上的有功电流而在PoI26上产生的实际有功电流水平。识别所需的有功电流包括确定408由电网要求规定的对应于PoI 26处的特定电压水平的有功电流水平。可以设想，为了确定408所需有功电流，将首先测量PoI 26处的电压，之后将其与查找表格进行比较，从而确立正确的所需有功电流水平。这些对PoI 26处的有功电流进行测量406以及对PoI 26处的所需有功电流进行确定408的步骤在图4中被示为同时执行，但是应当认识到这些步骤可以按照任何顺序执行。
在测量PoI 26处的实际有功电流以及确定PoI 26处的所需有功电流之后，通过PoI 26处的比较器(未示出)对实际电流和所需电流进行比较410。所述比较致力于识别出实际电流水平与所需电流水平的偏差，并且对电流设定点以及满足电网要求规定的所需电流水平所需的WTG 14的输出两者进行量化。
接下来，将实际电流和所需电流的比较传达412给WTG控制器，之后WTG控制器基于由比较器执行的比较并且还基于由比较器或者WTG控制器执行的计算生成414针对该方法的下一迭代的新电流设定点。新电流设定点代替先前的电流设定点。应当认识到，这里的电流设定点是根据WTG 14生成的，因而在各WTG 14之间电流设定点可以是不相似的。
之后，通过WTG控制器对WTG 14加以控制416，从而根据所生成的新电流设定点输出有功电流，并且该过程返回至对PoI 26处的实际有功电流进行测量406以及对PoI 26处的所需有功电流加以确定408的步骤404，从而进一步优化电流设定点，由此在故障期间满足电网要求。
现在更详细地考虑图4的方法400的步骤，图5示出了说明一系列的比较和计算的流程图500，所述比较和计算可以由比较器和WTG控制器承担，以生成新的WTG电流设定点。图5的流程图500对应于图4的方法400的步骤410和414。假设已经通过比较器识别404出了实际有功电流水平和所需有功电流水平。
在图5的计算过程的第一步骤502中，对有功电流水平Iactual和所需电流水平Irequired进行比较，以计算实际电流水平与所需电流水平之比r，使得r＝Iactual/Irequired。
应当认识到，有功电流水平与所需电流水平之间的差异是存在于PoI 26处的误差，而且不能用其来直接校正风力涡轮机电流设定点，因为这两个值不存在比例关联。因而，计算比值是为了向设定点的当前迭代提供加权。
在已经计算出了实际电流水平与所需电流水平的比值r之后，过程500计算504比值r与WTG 14正在被控制以提供的该方法的当前迭代的设定点In的乘积p。因而，p＝rIn。
如所演示的，该比值因此提供用于相对于实际电流水平和所需电流水平之间的误差，对电流设定点进行加权的加权值。接近1的比值表明误差小，因而电流设定点加权小，因为只需要少量的校正，就能使电流设定点与预期值一致。相反，接近0的比值表明需要大的加权来影响设定点的较大幅度变化。
之后计算506该乘积p与电流设定点In之间的差d，使得d＝p-In。
通过计算设定点和所述比值的乘积，之后找到所述乘积与电流设定点之间的差，能够获得设定点的实际校正幅度。
在下一步骤508中，采用测量的电流与所需电流之间的比较确定新的电流设定点。这一步骤508确定在步骤506中计算出的校正的应用所遵循的方向，因而可以认为其构成了方向分量。
如果测量的电流小于510所需电流，那么由新的电流设定点In+1取代512前一电流设定点，以供在该方法的下一迭代中使用。计算差d与图4的方法的前一迭代的电流设定点In之间的差的幅值作为新设定点。因而，在这种情况下新的设定点In+1＝∣d–In∣。
如果测量的电流大于514所需电流，那么采用被计算成前一电流设定点In与差d之间的差的幅值的新电流设定点In+1来覆写516前一电流设定点。因而，在这种情况下新的设定点In+1＝∣In-d∣。
因此，其可以被写作下式：
其中，d＝r(In-1)，p＝rIn，r＝Iactual/Irequired，并且In是得出Iactual的测量值的参考设定点。
根据图4，之后对WTG 14加以控制416，从而根据新的电流设定点In+1输出有功电流。之后，再次执行计算，其中，In被设置为In+1，并且生成414新的电流设定点In+1。
可以设想，图5的过程500可以结合检查测量的电流和所需电流是否相等的步骤。如果是这种情况，那么WTG 14继续受到控制416，从而根据最后的电流设定点输出有功电流，直到电压水平发生改变或者出现测量电流和所需电流之间的差为止。
总而言之，方法400在最初确定406、408了预期电参数(例如，输出至电网16的有功电流输出或无功电流输出)的测量值和目标值之后执行一系列计算步骤502、504、506、508。计算步骤502、504、506、508还被视为电流设定点的比较410和生成414步骤。在按照其他方式考虑时，可以认为计算步骤502、504、506、508被实施为直接计算误差、需要对测量值加以改变以达到目标值的量、改变每一WTG 14的输出所需的偏置值以及所需的改变的方向。一般而言，这些步骤502、504、506、508可以被看成作为校正因子的计算的单个步骤。应当认识到，这一校正因子不仅仅是通过基本的减法做出的误差计算，因为测量值和目标值未必对应于来自每一WTG 14的输出。
图5的方法500的步骤可以是在WTG控制器处，或者是在PoI 26处计算的。在实施例中，在PoI 26的比较器处执行对所述比值的计算502以及测量的电流和所需电流的比较508，后者用以确定测量的电流大于还是小于所需电流。这些步骤502、508的结果518、520被传输至WTG控制器，并且由WTG控制器执行计算所述乘积、差和新电流设定点的步骤504、506、512、516。
将参考图6中的电力网络600对图4和图5的过程进行说明。图6的示意图示出了电力网络600，其结合了含有WTG控制器602的WTG 14、PoC 26以及在WTG 14和PoC 26之间延伸的集电器网络17。
如图所示，集电器网络17结合了具有阻抗的部件604，诸如电缆606、变电站变压器608或者发电厂变压器610。来自WTG 12的电流输出612经由集电器网络17传输至PoC 26，在PoC 26处进行测量614，从而得到实际电流水平Iactual的值。在PoC 26处，电网导则要求616向比较器618提供所需电流水平Irequired。在本实施例中，比较器618既准备来自图5的步骤502的比值620，又准备分析622，该分析判断测量的实际电流水平Iactual是否小于所需电流水平Irequired，如图5的步骤508中所发现的。
这些值620、622被从PoC 26传送至WTG控制器602，在WTG控制器602中，根据图5的方法500的步骤504、506以及510到516，采用比较器618的输出620、622以及输入的前一WTG电流设定点In计算所述比值和电流设定点的乘积、所述乘积与电流设定点之间的差和新WTG电流设定点In+1的计算结果624、626、628。
WTG控制器602输出新的、变更的设定点In+1，并且控制WTG 14以根据变更后的设定点In+1输出电流。之后，过程600以PoC 26处的新测量结果614重复施行。
图7和图8分别针对有功电流和无功电流示出了说明图4和图5的方法400、500的实施方式的测试示例700、800。
图7示出了针对0.05p.u.的电压水平上的有功电流校正的图4和图5的方法400、500的示例性实施方式700。从图2可以看出，对于0.05p.u.的电压的所需有功电流水平为1p.u.有功电流。因而，Irequired＝1。
在图7中，图4的控制方法400首先是在1秒之后实施的，并且根据图4的第一步骤402开始于在0.5p.u.的标称设定点In上对WTG 14加以控制。根据图4的方法400的第二步骤406，其导致了1.493p.u.的PoI 26处的测量的实际电流水平。如上文所述，已经将所需的有功电流水平确定408为针对0.05p.u.电压水平的1p.u.有功电流。因此，对于第一次迭代而言，Iactual＝1.493，因而如下所示，使用图5所示的方法500的第一步骤502计算的测量的有功电流水平与所需有功电流水平的比值r为1.493：
(1)r＝1.493/1＝1.493
如下所示，根据图5的方法500的第二步骤504，乘积p被计算为0.746：
(2)p＝1.493*0.5＝0.746
如下所示，根据图5的方法500的第三步骤506，差d被计算为0.246：
(3)d＝0.746–0.5＝0.246
在图5的方法500的第四步骤508中，确定测量的电流水平大于514所需电流水平：
(4)Iactual≮Irequired由于1.493>1
因而，在图5的方法500的最终步骤516中，计算新电流设定点In+1并将其设定为差d和设定点In之间的差的幅值。因此，如下所示，新电流设定点为0.254：
(5)In+1＝∣In-d∣＝∣0.5-0.246∣＝∣0.254∣＝0.254
从图7的图表700可以看出，在0.5p.u.有功电流的第一设定点上对WTG 14加以控制的过程与执行图4和图5的方法400、500的计算之间所经过的时间为0.02秒。在第二测量点上，WTG设定点In被设为0.254p.u.有功电流。这导致了PoI 26上的0.757p.u.有功电流的测量的有功电流水平。
还是相继于图4和图5的方法400、500的步骤之后，计算出新的设定点In+1为0.315p.u.有功电流。所执行的计算如下：
(1)r＝0.757/1＝0.757
(2)p＝0.757*0.254＝0.192
(3)d＝0.192–0.254＝-0.062
(4)Iactual<Irequired由于0.757<1
(5)In+1＝∣d-In∣＝∣-0.062-0.254∣＝∣-0.315∣＝0.315
可以通过类似方式进行接近0.335p.u.有功电流的校正值的每一设定点的计算。在下文的表1中概述了每一迭代，其包括上述已经完成的两次迭代。对于所有迭代而言，Irequired＝1。
迭代数 1 2 3 4 5
In 0.5 0.254 0.315 0.334 0.335
Iactual 1.493 0.757 0.941 0.997 1
(1)r 1.493 0.757 0.941 0.997 -
(2)p 0.746 0.192 0.297 0.333 -
(3)d 0.246 -0.062 -0.019 -0.001 -
(4)Iactual<Irequired 否 是 是 是 -
(5)In+1 0.254 0.315 0.334 0.335 -
表1
从表1可以看出，在4次迭代内，已经优化了输出至WTG 14的设定点，使得PoI 26处的测量的实际有功电流水平等于电网要求规定的所需有功电流水平。
从图7的图表700可以看出，执行4次迭代并且在PoI 26处取得与所需有功电流水平相同的有功电流水平所用的时间为0.08秒。
图8示出了用于确定针对0.4p.u.的PoI电压水平的无功电流设定点的类似迭代测试过程800。可以看出，在0.1秒和5次迭代内执行根据图4的本发明的方法400的情况下达到了根据图3的图表300的正确PoI无功电流输出电平。
可以对上述示例做出很多改型而不脱离所附权利要求中定义的本发明的范围。

Claims (6)

1.一种可再生能源发电厂(10)，其包括多个可再生能源发电机(14)以及用于控制所述多个可再生能源发电机(14)的电力输出的控制系统(32，602)，以及将这些可再生能源发电机(14)连接至互连点(PoI)(26)的电力网络(17)，所述电力网络(17)借助于所述互连点连接至外部电网(16)，以及被配置为测量与所述互连点相关联的电参数的测量装置(34)，且其中所述控制系统(32，602)还包括多个可再生能源发电机控制器(602)，每一可再生能源发电机控制器(602)与相应的可再生能源发电机(14)或相应的可再生能源发电机(14)组相关联，
其中，所述控制系统(32，602)被配置为：
对每一可再生能源发电机(14)进行操作(402，416)，从而在所述发电机(14)的端子处实现等于电流设定点的相应电流水平；
在电网故障事件期间实施反馈控制例程，在所述反馈控制例程中，所述控制系统(32，602)：
确定(406)所述互连点(26)处的电参数的测量值；
确定(408)所述电参数的目标值；
计算(502,504,506,508)校正因子，所述校正因子包括所述测量值和所述目标值之间的比值，和指示所述比值应被应用的方向的方向分量；以及
将所述计算的比值和所述方向分量传送(412)给所述可再生能源发电机控制器(602)；
其中,每一可再生能源发电机控制器(602)被配置为基于其相应的可再生能源发电机(14)或相应的可再生能源发电机(14)组的所述计算的比值和所述方向分量修改(414)所述电流设定点。
2.根据权利要求1所述的可再生能源发电厂，其中，在电网故障事件期间，所述控制系统(32，602)对每一可再生能源发电机(14)进行操作，从而在所述发电机(14)的端子处实现等于经修改的电流设定点的相应电流水平。
3.根据权利要求2所述的可再生能源发电厂，其中，在所述电网故障期间，所述控制系统(32，602)确定所述电参数的所述测量值是否基本上等于所述电参数的所述目标值，且如果确定所述电参数的所述测量值基本上不等于所述电参数的所述目标值，则重复所述反馈控制例程。
4.根据权利要求3所述的可再生能源发电厂，其中，所述控制系统(32，602)重复所述反馈控制例程，直到所述电参数的所述测量值等于所述电参数的所述目标值为止。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的可再生能源发电厂，其中，所述电参数是有功电流输出电平或无功电流输出电平。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的可再生能源发电厂，其中，在电网故障期间，所述控制系统(32，602)确定所述电网的电压水平，并且基于所确定的电压水平确定所述电参数的目标值。
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