CN111684679B - 用于将电能馈入到供电网中的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种借助于变流器控制的发电单元、尤其风能设备或风电厂在电网连接点处与具有电网频率的供电网交换电功率的方法，所述方法包括以下步骤：根据控制函数交换电功率，其中，所述电功率能够包括有功功率和无功功率，其中，所述控制函数根据所述供电网的至少一个状态变量来控制所述功率，并能够在正常控制函数与相对于所述正常控制函数不同的支持控制函数之间变换作为控制函数，并且如果识别到所述供电网稳定工作，则使用所述正常控制函数，而如果识别到电网故障或电网故障的终止，使用所述支持控制函数，其中，所述支持控制函数控制所馈入的功率，使得能够对抗供电网中的振荡、特别与所述供电网连接的同步发电机的振荡或通过所述同步发电机引起的振荡。

Description

用于将电能馈入到供电网中的方法
技术领域
本发明涉及一种用于与供电网交换电功率的方法。尤其是，本发明涉及一种用于在风能设备或风电厂与供电网之间交换电功率的方法。此外，本发明涉及一种对应的风能设备或对应的风电厂。
背景技术
基本上，电功率的交换涉及电功率的馈入，但是特别地，由于不仅会馈入无功功率，而且也会视情况而定提取无功功率，因此也存在用于交换电功率的方法或设备。但是原则上也能够从供电网中提取有功功率。
已知的是，借助风能设备将电功率馈入到供电网中。通常风能设备面向供电网中的电网频率，原则上也同样适用于具有多个风能设备的风电厂。这种电网频率通常通过大型发电厂预设并且支持。为此，这种大型发电厂具有直接耦合的同步发电机。这意味着，所述同步发电机或所述同步发电机中的至少一个同步发电机直接与供电网电连接。于是，供电网中的频率直接由同步发电机的转速得出。
就此，所述具有大的惯性力矩的发电机能够预设相对稳定的电网频率。但是，如果电网中出现电压骤降、即在电网故障的情况下，由此，所述直接耦合的同步发电机可能处于振荡中，特别通过与供电网的继续回馈。特别是可能因这种电压骤降形成相位跳跃。在电压骤降之后，于是平均磁极转子角能够超前，因为机器、即同步发电机在电压骤降期间不会将全部有功功率输出到电网中。然而，原则上，其他故障也可能导致直接耦合的同步发电机的这种或其他不期望的激励。
这种直接耦合的同步发电机，其也能够称为同步电机，也可能由突然并行的有功功率馈入置于振荡中，因为由于这种突然并行的有功功率馈入，同步发电机的工作特性曲线对应地突然改变。如果未足够快速地再次消减同步发电机处的这种过剩能量，则同步发电机可能不能或不能足够块地回复到其正常运行状态中。也存在以下危险：所提及的不同振荡激励大程度地叠加，使得所述振荡激励使同步发电机失步。
一个同步发电机或多个对应地直接与供电网耦合的同步发电机的这种性能也在电网中可察觉、例如作为频率振荡。在极端情况下，同步发电机的处于失步也可能导致供电网的失效，如果供电网中没有足够多的其他发生器能够吸收这种情况。
在此分散式的发生器、如例如风能设备也能够对供电网的稳定做出贡献。这种分散式的发生器，其借助于变频器馈入到供电网中，不论现在直接通过全变频器设计或使用双馈异步电机，通常能够立即对电网问题做出反应，并且例如在频率下降时立即、至少短时间地调整馈入到供电网的功率。由此，在下文中称为风能设备的这种分散式的发生器能够实现快速的电网支持。越多的风能设备或其他分散式的发生器馈入到供电网中，这种电网支持能够显现为更加有效的。
然而，同时危险在于：即这种快速馈入的支持功率也可能是直接耦合的同步发电机的附加的振荡激励的原因。在极端情况下，视边界条件而定，这种有功功率馈入甚至可能导致这种同步发电机的失步情况。但是，即使没有这种极端的后果，也不期望通过分散式的发生器的同步发电机的振荡激励。
德国专利商标局已经在对于本PCT申请的优先权申请中检索了以下现有技术：DE10 2016 115 431 A1和Fu，Y等人的“Damping control of PMSG-based wind turbinesfor power system stability enhancement”(发表于：2nd I ET Renewable PowerGeneration Conference(RPG 2013)，北京，2013年)。
发明内容
因此，本发明所基于的目的在于，解决以上提及的问题中的至少一个问题。尤其，要实现一种解决方案，在所述解决方案中，特别在电网故障之后，避免同步发电机的振荡激励，或甚至在其出现时减少或附加地减少所述同步发电机的振荡激励。至少要针对至今已知的解决方案提出一种替选的解决方案。
根据本发明，提出根据实施例的方法。所述方法涉及一种用于借助于变流器控制的发电单元、尤其风能设备在电网连接点处与具有电网频率的供电网交换电功率的方法。此外，变流器控制的发电单元也能够同义地称为变流器控制的发电单元或变流器控制的馈入器。因此，变流器控制的发电单元与供电网交换功率，所述变流器控制的发电单元能够构成为风能设备或也能够构成为风电厂。
首先实现所述交换，使得根据控制函数交换电功率，其中，电功率能够包括有功功率和无功功率。
控制函数根据供电网的至少一个状态变量来控制功率。特别根据电网电压和/或电网频率来控制功率。因此，电网电压或电网频率分别形成可行的状态变量。在此特别地，根据电网频率控制有功功率，并且根据电网电压控制无功功率。
能够在正常控制函数与相对于正常控制函数不同的支持控制函数之间变换作为控制函数。因此不同的控制函数、特别正常控制函数和支持控制函数可用。然而，特别地，支持控制函数本身能够是可改变的，和/或能够根据需要从不同潜在的支持控制函数中选择。
当识别到供电网稳定运行时，使用正常控制函数。这通常涉及正常情况，在正常情况中，即尤其不存在电网故障或电网干扰。在不假定电网故障的情况下，特别地，电网电压与电网电压的额定值之间以及电网频率与电网频率的额定值之间的小的偏差可能出现。正常函数尤其也相关地控制所述值，使得所述正常控制函数也适应于至少更小的变化。
但是，如果已经识别到电网故障或这种电网故障的终止，则使用支持控制函数。对于支持控制函数提出，控制所述馈入的功率、即总体上交换的功率，使得能够对抗供电网中的振荡，因此对抗振荡。特别提出一种支持控制函数，其能够对抗供电网中连接的同步发电机的振荡、或通过同步发电机引起的振荡。
所提出的方法所基于的构思特别在于，电网故障或电网故障的终止能够触发供电网中的振荡。这特别能够通过一个或多个直接与供电网连接的同步发电机引起。为此提出，为此特别调整支持控制函数。只要供电网无故障地工作，则不需要这种特别的支持控制函数，并且能够使用正常控制函数。但是，如果出现电网故障或电网故障终止，则重要的是，非常快速地以正确的方式和方法做出反应。因此重要的是，在使用合适的控制函数的情况下馈入到供电网，其中，这种合适的控制函数也应该尽可能快速地准备好。为此提出支持控制函数，所述支持控制函数已经适应于这种情况、即电网故障或电网故障的终止，并且同时也对以下情况做好准备，在所述情况中预期有所提及的振荡。通过使用所述支持控制函数，即能够对于这种情况选择已经预设定的参数和/或特性。所述预设定的参数或特性通过所提出的支持控制函数提供，并且然后在电网故障的情况下或在电网故障终止时才需要使用所述参数或特性。
这种预设定的参数特别涉及斜坡或部分斜坡的陡度，在故障之后以所述斜坡再次提高无功功率和/或有功功率。这也能够逐步地进行。在此，有功功率和无功功率的所述提及的提高也能够彼此相协调。由此特别能够在所述支持控制函数中保存，再次更快速地提高有功功率和无功功率这两个功率中的一个功率。
支持控制函数也能够包括具有定义的斜坡的延迟。由此能够考虑，在故障之后，与供电网耦合的同步电机立即以一定的磁极转子角超前，并且只要不超过稳定性储备，所述同步电机在电压恢复之后开始向后加速。如果出现所述情况，则在所述同步电机附近连接到供电网上的风电厂在其未根据本发明被控制时特别可能会以两种方式临界运行：
-在一种类型的情况下，风电厂通过以下方式执行非常快速的功率恢复：快速地提高有功功率，此外也可选地执行对于所述情况不合适的无功功率的提高。这特别是在同步电机的磁极转子角尚为最大时可能会是不利的。所述风电厂或各个风电厂的这种运行状况会导致：在故障之后，会立即减小同步电机的稳定性储备，并且然后同步电机不会以受限定的方式返回振荡而更差地或根本不会稳定。
-在另一类型的情况下，能够通过所述风电厂或一个风电厂执行功率恢复，而同步电机处于重新向大的磁极转子角振荡的过程，这在到达下顶点后立即开始。在这种情况下，电机不仅根据其在磁场中存储的能量加速，而且通过至少一个风电厂的功率恢复还附加地沿所述方向被推动。
特别能够借助斜坡解决阐述的两种类型的问题。但是重要的是：以正确的方式和方法预设斜坡。特别提出，斜坡要么在电压恢复之后立即开始，要么首先等待完整的振荡周期。提出了仅在朝更小的磁极转子角返回振荡期间执行功率提高。然而，也能够在支持控制函数中保存特定的特征，即在何种电压下假定电网故障的终止，以便才例如控制有功功率和/或无功功率的提高。也能够在支持控制函数中实施一种特别提高有功功率和无功功率的策略，如例如逐步地提高，特别具有斜坡和在斜坡间有停顿，在所述停顿中相应的有功功率值和/或无功功率值保持预设的持续时间。这种参数和/或特征也能够考虑特定于预期的振荡或供电网的引起所述振荡的特征。
特别是，已认识到，这里根据许多条件能够考虑复杂的策略，但是所述策略能够通过对应地预设定的支持控制函数来提供。如果替代正常控制函数使用所述支持控制函数，则特别是也能够在电网故障时或电网故障终止时专门使用所述支持控制函数。
优选地提出，至少一个支持控制函数设置用于故障后运行状况中的控制，其中故障后运行状况表示紧跟着电网故障之后的供电网的运行状况。在此，故障后运行状况特别表示在电网连接点处的显著的电压骤降之后在电网连接点处的电压恢复。
显著的电压骤降是电网电压相对于电网额定电压和/或相对于电压骤降之前的电网电压至少50％的骤降。
在此特别是，已认识到和考虑到，电网故障本身不一定需要使用支持控制函数，可选地可以根据完全自己的预设加以考虑。特别是，所谓的故障不间断运行(Fehlerdurchsteuern)这里会是重要的。如果故障、即所述电压骤降已经得到控制，于是特别重要的是，再次返回到稳定的、于是也尽可能正常的工作点。也尤其重要的是，在使用风能设备的情况下，使所述风能设备再次进入到工作点中，在所述工作点中，风能设备稳定地馈入由风可用的功率。
在此，从电网故障的终止直至所述至少稳定的工作点的路径能够称为故障后运行状况。然后，特别针对所述过程、即故障后运行状况设计以后使用的支持控制函数。
根据一个设计方案提出，支持控制函数设计成用于对抗以下振荡，所述振荡通过至少一个直接与供电网耦合的同步发电机对电网故障或电网故障的终止的反应引起。所述实施方式特别集中于以下情况：直接与供电网耦合的同步发电机对电网故障或电网故障的终止以振荡做出反应。支持控制函数针对同步发电机的所述振荡或所述运行状况设计，并且如果使用支持控制函数，则由此所述支持控制函数能够对抗这种振荡。
优选地，特别在风能设备或风电厂的控制装置中保存有多个预设函数，并且能够从所述多个保存的预设函数中选择支持控制函数。因此，每个保存的预设函数本身形成支持控制函数，并且在所述意义上，每个预设函数能够作为支持控制函数适应于特殊情况。于是根据情况在保存的预设函数中的一个预设函数之间选择，并且于是选择的预设函数形成要使用的支持控制函数。
也能够在电网故障出现之前进行所述选择。因此，在电网故障出现之前，能够从多个保存的预设函数中选择此刻显现为合适的支持控制函数。之后如果没有出现电网故障，就此也不应用所选择的支持控制函数，而可能是，因此，总的来说在电网故障出现之前，新的情况让不同于支持控制函数的预设函数显得有利。因此，于是再次选择其他的支持函数。因此，于是每次准备好从多个预设函数中所选择的支持控制函数，并且能够在电网故障的情况下或在电网故障的终止时立即使用。但是，原则上也考虑，在电网故障出现时或在电网故障的终止时，首先就执行从预设函数中选择支持控制函数。但是，通常有利的是，已经及早选择支持控制函数，以便在电网故障的情况下或在电网故障的终止时，没有时间因选择支持控制函数而损失。
也特别提出，不根据电网故障的具体特性进行支持控制函数的选择，而是根据供电网的特性进行。其中，在此特性描述供电网本身，并且应该与状态、如电网电压或电网频率区分开。供电网的这种特性大多长期存在，并且因此允许选择支持控制函数作为防备性的选择。电网连接点处的电网灵敏度或短路电流比。在此，用于电网连接点的电网灵敏度描述电压变化响应于在电网连接点处所馈入的功率的变化的比例。短路电流比描述在馈入器的电网连接点处能够由供电网提供的短路电流与馈入器的额定功率之比。
尤其根据从外部接收的选择信号进行支持控制函数的选择。特别是供电网的运营商，其简称为电网运营商能够由此影响支持控制函数的选择，尤其具体预设或要求。这特别所基于的构思在于，电网运营商良好地了解具体情况、即其供电网的具体特性，并且因此也能够通过预设期望的支持控制函数来预设针对故障情况或故障情况后的运行状况。因为保存有预设函数，所以能够通过非常简单的信号选择预设函数：因此，如果例如保存有四个预设函数，能够从所述预设函数中选择支持控制函数，则电网运营商能够，图表说明性和示例性来说，通过简单的2位信号进行选择。对应地需要小的带宽，此外所述带宽也能够实现定期地实施更高的安全标准。
优选地提出，附加地或替选地，根据供电网的拓扑信息或的拓扑特性进行支持控制函数的选择。特别是通过这种拓扑信息或拓扑特性能够在供电网的瞬时特性方面良好程度地辨识供电网。
这种拓扑信息能够是供电网中的一个或多个开关位置。这尤其涉及电网断路器的开关位置，所述电网断路器设置用于分离或连接供电网的电网部段。特别是通过这种开关或其开关位置能够识别到，什么类型的消耗器和什么类型的发生器与被馈入的电网部段连接。例如断开的电网断路器特别能够表示，然而，直接与供电网耦合的同步发电机不再与被馈入的电网部段耦合，因为即所述断开的电网断路器处于其之间。然后，选择并不针对所述直接耦合的同步发电机的支持控制函数，因为所述同步发电机在所述时刻对于所述支持函数而言不可行。当所述电网断路器再次闭合时，对应地也能够选择其他的支持控制函数。于是有利的是，支持控制函数考虑现在相关的直接耦合的同步发电机的运行状况。
此外或替选地，拓扑信息能够具有关于连接的发电单元的信息。尤其是关于供电网中处于主导类型的发电单元的信息，即尤其关于直接与供电网耦合的同步发电机的信息。就此而言，大型发电厂特别是发电单元的处于主导的类型，并且其也具有对应地直接与供电网耦合的大型同步发电机。这种直接与供电网耦合的大型同步发电机恰好可能是电网故障之后的振荡的原因。对应地提出，考虑将所述信息作为拓扑信息，并且据此选择支持控制函数。
根据一个实施方式，替选地或补充地提出，根据预确定的评估逻辑的评估结果进行支持控制函数的选择。在此，特别基于如下构思：对支持控制函数的这种选择不仅应该自动化地、而且应该也能够良好理解地并且也能够良好再现地执行。为此，提出使用评估逻辑。这种评估逻辑例如能够考虑所提及的开关位置。例如能够根据第一开关的开关位置排除一组预设函数作为支持控制函数，并且其他预设函数列入候选。根据其他信息、例如关于所连接的发生器单元的信息，然后能够从候选的组中选择更小的组或已经选择具体的预设函数。
根据另一设计方案提出，能够设定支持控制函数。由此，支持控制函数也能够适应于对应的情况。结果，这通过设定支持控制函数能够实现，这在上文中也结合从多个预设函数中选择支持控制函数已描述。通过设定，与从多个预设函数中选择的情况相比，在此原则上存在更多设定的可行性或更大的自由度。但是，所述优点通过以下情况来换取：在执行时设定也会更加复杂，并且可能从多个预设函数中的选择会更加清晰和更好再现。
尤其提出，能够经由数据接口从外部设定支持控制函数。在此尤其能够实现以下可行性：电网运营商能够设定支持控制函数。
此外或替选地提出，从外部传输支持控制函数。因此，能够通过以下方式进行支持控制函数的选择，从外部传输要选择的支持控制函数。借此能够从外部、即尤其由电网运营商选择从其角度来看有意义的支持控制函数，并且然后被传输用于使用。但是，也仅当出现电网故障或电网故障的终止时进行使用。在此，原则上也考虑，在电网故障时或在电网故障的终止时，即当要替代正常控制函数使用支持控制函数时才传输所述支持控制函数。由此始终能够专门提供并且使用正确的支持控制函数，但是存在如下危险：在此情况下损失过多时间。
优选地通过以下方式进行支持控制函数的设定：设定支持控制函数的参数。这种参数尤其是无功功率斜坡的梯度和/或有功功率斜坡的梯度，所述梯度分别说明，在电网故障或电网故障的终止之后，有功功率或无功功率以多大程度升高。所述参数也能够分别指定斜坡的开始，特别关于电网故障的终止。
优选地也根据拓扑信息来执行支持控制函数的设定。在所述方面关于根据拓扑信息从预设函数中选择支持控制函数给出的阐述在此类似同样地应用。
优选地确定变流器饱和。变流器饱和是用于通过变流器控制的馈入器所馈入的功率相对于通过与供电网直接耦合的同步电机所馈入的功率的份额的量度。在此已特别认识到，所述两个不同的馈入器也能够在其运行状况方面显著不同。也已特别认识到，再生能量发生器和由此能量馈入器的增加特别提高了这种馈入器的份额，所述馈入器通过变流器馈入到供电网中。通过变流器控制的馈入器特别是风能设备或甚至风电厂，其中馈入借助于至少一个变流器、即变频器进行，所述变流器通过以下方式直接馈入功率：变流器根据频率和相位特别预设电流信号或电压信号。也考虑，这种变流器不或仅部分地直接馈入到供电网中，而是至少部分地通过其操控所谓的双馈异步电机来馈入功率。
在任何情况下，这种变流器控制的馈入器同直接与供电网耦合的同步电机不同在于，所述馈入器能够非常快速地和非常灵活地做出反应，并且尤其能够通过微处理器良好地控制，并且由此能够非常针对性地将其馈入信号与预设匹配。与此相反，借助于直接与供电网耦合的同步发电机的馈入器的特性也极大地与同步发电机的物理特性相关。就此而言，与在变流器控制的馈入器中情况相比，直接耦合的同步发电机更倾向于振荡或在此更差地通过控制来影响。因此，也在上文中描述的并且也稍后还描述的直接耦合的同步发电机对电网故障或电网故障的终止的反应特性在变流器控制的馈入中不会出现。
基于此已经认识到，变流器饱和能够是供电网的显著特性，其也对故障性能或故障后运行状况具有影响，并且能够通过对应地调整的支持控制函数来精确地考虑所述性能。在此，变流器饱和能够涉及被馈入的供电网，或能够涉及供电网的部分部段，或也能够涉及在被馈入的电网连接点周围限定的附近范围。特别是例如在欧洲联合电网的部段中，考虑变流器饱和也会是有意义的。欧洲联合电网，为了继续使用所述示例，虽然非常大，并且变流器控制的例如在丹麦所馈入的馈入器通常对西班牙的运行状况有较少影响，但是变流器饱和仍然能够区域性具有影响。特别是，在此考虑的振荡过程也会在供电网的部分部段中或在附近范围中出现，而也也不必将所述部分部段或所述附近范围与其余的供电网、即在所述实例中为欧洲联合电网分离。
但是，特别是当小型供电网如例如孤岛电网存在时，变流器饱和也能够涉及整个供电网。这种情形例如对于爱尔兰的供电网规模的供电网、或对于更小的供电网而言会是如此情况。
因此提出，根据所确定的变流器饱和来设定或选择支持控制函数。在此也考虑所有已经描述的支持控制函数的设定或选择的类型。
在高的变流器饱和的情况下特别应考虑，一方面，应预期供电网的振荡敏感性低，但是另一方面，也应预期，在确定的高的变流器饱和的情况下，其余的即许多变流器控制的馈入器本身全部可能能够对抗振荡。因此应考虑，存在许多其他的变频器控制的试图抵消可能的振荡的馈入器。对应地提出，上述情况予以考虑，使得避免控制过度反应。
根据一个实施方式提出，所述方法的特征在于，支持控制函数控制有功功率分量和无功功率分量，尤其为此设有有功功率函数和无功功率函数。能够将有功功率函数和无功功率函数组合在支持控制函数中。所述有功功率函数和所述无功功率函数尤其能够共同地形成支持控制函数。
在此，有功功率分量设置用于，实现第一支持目的、尤其用于实现频率支持。无功功率分量设置用于，实现第二支持目的、尤其用于实现电压支持。为此现在提出，根据所确定的变流器饱和确定第一支持目的和第二支持目的的优先级，用于选择或设定支持控制函数。因此，视变流器饱和而定，能够使第一支持目的或第二支持目的更重要。于是特别是，有功功率函数或无功功率函数对应地占支持控制函数有更大的份额。
特别提出，根据所确定的变流器饱和来选择有功功率分量与无功功率分量的比例，和/或有功功率分量的升高与无功功率分量的升高的比例。在平衡的情况下，于是有功功率分量和无功功率分量能够相同，因此得出比例为1。或在补偿的情况下，有功功率分量的升高能够与无功功率分量的升高相同。但是，这现在应该根据所确定的变流器饱和来选择。尤其提出，所确定的变流器饱和越大，则有功功率分量或有功功率分量的升高相对于无功功率分量或无功功率分量的升高越大。
根据一个实施方式提出，如果尽管电网故障但是还被馈入，特别在所谓的FRT情况(故障不间断运行(Fault Ride Through)情况)下，则在电网故障期间无功功率从无功功率值降低到新的无功功率值。在此特别考虑，借助于斜坡函数将无功功率控制到新的无功功率值，尤其是，将其降低到新的无功功率值。然后能够将所述新的无功功率值视为故障后工作点或形成其一部分。
因此，在高的变流器饱和的情况下提出，有功功率分量或有功功率分量的升高特别大。这也能够表示，与无功功率函数相比，于是有功功率函数特别大。
在此，特别涉及故障后运行状况，在故障后运行状况中，在故障之后特别通过斜坡提高有功功率和无功功率，但是所述斜坡也可能具有中断。如果现在变流器饱和大，即在供电网中存在变流器控制的馈入器的高的份额，则提出，在任何情况下根据一个实施方式，有功功率比无功功率更快速地提高。在低的变流器份额的情况下、即在低的变流器饱和时，以上情况能够是相反的。这种比较分别能够特别面向额定值、即额定有功功率或额定无功功率。所述额定有功功率和所述额定无功功率能够具有相同的值，其中仅单位似乎在形式上不同，即有功功率以kW或MW输入，然而为此，对应地无功功率以kVAr或MVAr说明。但是，就此而言所述值是可比较的。由于所述值的所述可比性，也提出，所述有功功率分量与无功功率分量的所提及的比例涉及绝对值。
所提出的确定优先级特别所基于的构思在于，在电网故障之后，在高的变流器饱和的情况下，期待由直接耦合的同步发电机引起的振荡效果较小。但是，同时地，也应期望通过这种直接耦合的同步发电机为供电网供应有功功率较少。对应地，要通过变流器控制的馈入器、尤其风能设备或风电厂，尽可能多地或尽可能快速地馈入有功功率。在这种高的变流器优势的情况下，也不会期望在供电网中有回升(Aufschwingen)，因为在此通过变流器控制的馈入器所馈入的有功功率的份额也占主导。
尽管如此，振荡可能局部地出现。但是，在此提出，在高的变流器饱和的情况下考虑，一个或多个直接耦合的同步电机能够与供电网分离。已经认识到，由于小的总惯性(Schwungmasse)，与尽可能在电网处保持所有同步电机相比，更重要的会是，使功率迅速引到更高的值。优选地提出，执行连续缓慢的高斜坡直至大约50％至70％、尤其60％的变流器饱和。在达100％的更高的变流器饱和的情况下提出，更快速地提高有功功率，优选地变流器饱和越高，则越快提高。
但是，如果变流器饱和小，则对应地许多直接耦合的同步发电机会是振荡问题，但是许多有功功率也有助于重建或重新稳定供电网。
已经认识到，如果变流器饱和小，于是变流器控制的发电单元更不可能实现激励许多剩余的同步电机以振荡。因此提出，如果相关的同步发电机的总的惯性小，则随着升高的变流器饱和，特别在大约50％至70％、尤其大约60％时，与更高的变流器饱和的情况相比，更慢地提高功率。
通过馈入许多无功功率，能够实现电网稳定化，所述电网稳定化防止回升。为此，对应地更少或更慢地(verhaltener)馈入或提高有功功率。但是，确切地，这也更容易地可行，因为在电网故障之后，许多直接耦合的同步发电机恰好本身已经能够在供电网中实现高的有功功率分量。
优选地，供电网中的变流器饱和或变流器份额分别涉及可馈入的有功功率。因此，不重要的是，根据数量比较直接耦合的同步发电机与变流器控制的馈入器，而是将可从两个组馈入的有功功率优选地作为参考变量使用。
优选地，所述方法的特征在于，支持控制函数说明或预设以下关系中的至少一个关系或以下特性中的一个特性：
-待馈入的或附加地待馈入的有功功率的时间变化曲线。因此，经由此特别控制有功功率的提高，并且支持控制函数说明这应该如何进行。
-要施加的电压的时间变化曲线。由此特别是能够实现电压施加，但是所述电压施加于是不仅在如下情况下是特别有利的：高的变流器饱和存在并且直接耦合的同步发电机不足以实现电压支持。
-检测到的电网电压或电网电压变化与待馈入的或附加地待馈入的无功功率或待馈入的或附加地待馈入的无功电流之间的关系。在此，支持控制函数基本上预设与电压相关的无功功率馈入，并且能够视情况而定，尤其也视电网拓扑而定来对应地设定所述无功功率馈入。特别能够将这种关系视为放大或放大系数，并且能够根据情况选择和设定所述放大或所述放大系数。
-待馈入的或附加地待馈入的无功功率或待馈入的或附加地待馈入的无功电流的时间变化曲线。在此，在电网故障之后，不或不仅根据电网电压来设定无功功率或无功电流、尤其无功电流的提高，而是经由时间函数设定。这特别是可以无功功率斜坡或无功电流斜坡，其说明无功功率或无功电流关于时间如何提高，以便然后在电网故障之后再次达到尽可能稳定的运行点。
-待馈入的有功功率或待馈入的有功电流的随时间的增加，尤其经由具有预确定的梯度的斜坡函数或经由多个组合的不同梯度的斜坡函数或经由预确定的轨迹的随时间的增加。优选地，也能够考虑或设定初始死区时间，在提高有功功率之前，必须首先经过所述初始死区时间。所述初始死区时间也能够是预确定的轨迹的一部分。关于此，特别在电网故障之后控制有功功率的提高。在最简单的情况下，使用斜坡，所述斜坡的梯度能够被设定。在考虑振荡时，特别会有意义的是，使用多个组合的斜坡函数，在所述斜坡函数之间也能够存在停顿，即如下时间区域，在所述时间区域中，在以下一斜坡或部分斜坡进一步提高有功功率之前，所述有功功率保持在其值。也能够经由所谓的预确定的轨迹来预设整个闭合的斜坡上升变化曲线(Hochlaufverlauf)、即有功功率的与时间相关的时间变化曲线。
-待馈入的无功功率或待馈入的无功电流的随时间的增加，尤其经由具有预确定的梯度的斜坡函数或经由多个组合的不同梯度的斜坡函数或经由预确定的轨迹的随时间的增加。关于此，也能够与时间相关地控制无功功率的增加。在此，关于有功功率的阐述类似同样适用。
-时间的至少一个起始值，在所述时间，在电网故障或电网故障的终止之后再次进行馈入，有功功率或有功电流和/或无功功率或无功电流的等待值，所述等待值说明以下值，有功功率或有功电流和/或无功功率或无功电流在初始值之后提高到所述值，并在预确定的时间段中保持不变，和陡度，所述陡度说明有功功率或有功电流和/或无功功率或无功电流从起始值到等待值的变化曲线的边沿。在此已特别认识到，能够有利的是，在电网故障之后不立即开始提高功率，而略微时间延迟。这种时间延迟可以处于100ms到500ms的范围中。此外提出，首先提高到等待值，即不完全提高。在预确定的时间段中，保持所述等待值。因此，在所述预确定时间段中，平稳期跟随提高斜坡。预确定的时间段可以处于200ms至1000ms的范围中。同时地，能够经由相应边沿的陡度来标明其他变化曲线。这优选地针对有功功率和无功功率预设，但是这能够彼此独立地预设。在两种情况下，基本上涉及有功功率馈入和无功功率馈入和提高所述功率，但是实际上这能够通过对应地控制对应的电流、即有功电流或无功电流来进行。
-触发电压，其说明电压值或电压变化的值，在所述值的情况下，在电网故障或电网故障地终止之后的恢复之后，探测到电网故障的终止。特别是在导致电压骤降的电网故障的情况下，能够经由所述触发电压确定阈值。只有当电压再次超过所述值、即特别电网电压或等效电压时才能假定电网故障的终止。这种值可以在额定电网电压的50％至90％或电网故障之前的电网电压的50％至90％的范围中。由此能够预设明确定义的值，并且也能够借助于对应的评估逻辑由此实现评估。
根据一个实施方式提出，使用多变量函数作为支持控制函数。就此而言，与多个输入变量相关的函数理解为多变量函数。
尤其提出与时间并且附加地与电网电压或电网电压变化相关的无功功率或无功电流作为用于支持控制函数的多变量函数。由此能够实现，在电网故障之后随着时间提高无功功率，但是同时地也考虑电压，使得与单独通过时间预设相比，例如根据电网电压或电网电压的变化，或多或少地大程度上提高无功功率。
优选地提出与时间和还与电网电压或电网电压变化相关的有功功率或有功电流作为多变量函数。在此，关于无功功率的实施方式也类似地适用。在此，也涉及一种根据时间提高有功功率同时考虑电压的方式。特别指出的是，通常有功功率恰好与其说根据电网电压而不如说根据电网频率变化，但是在此，在电网故障之后再次提高时，考虑电网电压是特别有意义的，以便达到稳定的工作点。
优选地提出与时间和还与电网频率或电网频率变化相关的有功功率或有功电流作为多变量函数。在此，关于无功功率的实施方式也类似适用。在此，也涉及一种根据时间提高有功功率同时考虑频率的方式。由此，能够附加地考虑，在此在电网故障之后再次提高时，特别考虑通常根据电网频率而不是电网电压变化的有功功率，以便达到稳定的工作点。
优选地，多变量函数是与时间和此外与所馈入的有功功率和此外还与电网电压或电网电压变化相关的无功功率或无功电流。因此，在此提出一种多变量函数，所述多变量函数与三个变量相关。在此，还特别添加所馈入的有功功率作为另一输入变量。在此，特别能够考虑以下方面，如例如与有功功率相比，是要更快速地还是要更慢地提高无功功率。在此优选提出，支持控制函数由所述多变量函数中的多个多变量函数组成。特别考虑，所述支持控制函数一方面由与时间和电网电压或电网电压变化相关的有功功率或有功电流组成，另一方面由与时间和所馈入的有功功率以及电网电压或电网电压变化相关的无功功率或无功电流组成。在此特别考虑，由此作为多变量函数的无功功率此外也面向作为其他多变量函数的有功功率。例如，能够以时间相关的和电压相关的方式控制有功功率，即尤其提高有功功率，并且然后有功功率的提高的这种方式除了时间和电网电压之外也还影响无功功率的控制或无功电流的控制。
据一个实施方式提出，在电网故障或电网问题出现之前从外部接收用于选择或设定持控制函数的信息或参数，尤其在预确定的和/或各自改变的时间间隔中和/或所述信息或参数的内容的变化之后，由变流器控制的发电单元接收所述信息或参数。
在此特别提出，与电网问题或电网故障完全不相关地定期更新支持控制函数。于是，所述支持控制函数始终可用，并且只有在最坏的情况时才需要使用。因此，如果电网故障出现或已识别出电网故障的终止，能够简单地从正常控制函数切换到支持控制函数。通过不断地、至少定期的更新确保，于是合适的支持控制函数也可用。
能够通过时间段预设所述更新，或能够根据情况变化更新。如果情况发生变化，即例如接通或分离直接耦合的同步发电机，则能够改变支持控制函数。如果支持控制函数改变，原因可能是，触发所述变化的支持控制函数的传输。同样地，如果不传输而是直接改变支持控制函数，示例地提及的情况的变化、即示例地提及的直接耦合的同步发电机的接通或分离本身也能够触发支持控制函数的设定、即改变。然后传输对应的信息。
优选地提出几分钟至几小时的时间段作为预确定的时间间隔。尤其是提出，预确定的时间间隔处于10分钟至5小时的范围内、特别在30分钟至2小时的范围中。
此外，根据本发明提出一种发电单元、尤其风能设备、风电厂、电能储存器或其组合。所述发电单元是变流器控制的，并且配置来与具有电网频率的供电网交换电功率。在供电网的电网连接点处进行电功率的所述交换。
发电单元包括变流器，所述变流器用于根据控制函数交换电功率，其中，电功率能够包括有功功率和无功功率。因此，提出一种变流器，所述变流器能够将电功率馈入到供电网中。但是，所述变流器也可选地至少能够也从供电网中提取无功功率、也可选地提取有功功率，就此而言使得所述变流器配置来交换电功率。
此外，提出一种控制设备，用于借助于控制函数来控制电功率的交换，其中所述控制函数根据供电网的至少一个状态变量来控制功率。特别考虑，电网电压和电网频率分别作为状态变量。在所述情况下，根据电网电压和/或电网频率馈入或提取功率。但是，也能够考虑其他状态变量。
控制设备也设立用于，使得作为控制函数能够在正常控制函数和至少一个相对于正常控制函数不同的支持控制函数之间变换。在此，当识别到供电网更稳定地工作时，使用正常控制函数。当识别到电网问题、电网故障或电网故障的终止时，使用支持控制函数。此外，使用这种支持控制函数，所述支持控制函数控制所馈入的功率，使得能够对抗供电网中的振荡、特别与供电网连接的同步发电机的振荡、或通过同步发电机引起的振荡。这特别涉及直接与供电网耦合的同步发电机。
因此，提出一种发电单元，所述发电单元配置来执行根据以上所描述的实施方式中的一个实施方式的方法。对应地，为了进一步阐述，参考对所述方法的至少一个实施方式的阐述。
优选地，设有用于发电单元的数据接口，以便为了选择和/或设定控制函数从外部接收信息或参数。电网运营商特别能够经由这种数据接口影响控制函数。对此特别是，即电网运营商能够选择控制函数、特别从多个预设函数中选择，或替代于此或附加于此，电网运营商能够由此设定或对应地改变控制函数。在此情况下，特别涉及选择和/或设定支持控制函数。但是，也考虑，能够关于此选择或设定正常控制函数。
附图说明
在下文中参照附图根据实施方式示例性详细阐述本发明。
图1示出风能设备的立体示图。
图2示出风电厂的示意图。
图3至图5示出在变流器控制的发电单元附近的同步电机的可能的运行状况的图表。
图6示意性示出具有馈入装置的控制装置的结构。
图7示意性示出具有在电网问题、电网故障或电网故障的终止之后的功率提高的不同的策略的图表。
图8示意性示出具有直接耦合的同步电机和作为消耗器图解说明的风电厂的电网结构。
图8a/b示出用于不同条件的用于根据图8的电网结构的工作特性曲线。
图9图解说明地示出在故障之后的电压恢复的图表连带能够经由支持控制函数实现的可行的功率控制。
图10示出在电网故障之后用于使用支持控制函数的另一图解说明的可行性。
具体实施方式
图1示出具有塔102和吊舱104的风能设备100。在吊舱104处设置有具有三个转子叶片108和整流罩110的转子106。在运行中，转子106通过风置于旋转运动中，并且由此驱动吊舱104中的发电机。
图2示出具有示例性三个风能设备100的风电厂112，所述风能设备能够相同或不同。因此，三个风能设备100基本上代表风电厂112的任意数量的风能设备。风能设备100经由电厂电网114提供其功率、即尤其所产生的电流。在此，各个风能设备100的分别所产生的电流或功率相加，并且大多设有变压器116，所述变压器将电厂中的电压升压变换，以便随后在也通常称为PCC的馈入点118处馈入到供给网120中。图2仅示出风电厂112的简化视图，例如所述视图未示出控制装置，尽管当然存在控制装置。电厂电网114例如也能够不同地构造，在所述电厂电网中，例如也在每个风能设备100的输出端处存在变压器，以便仅列举一个另外的实施例。
图3至图5阐明同步电机的运行状况，所述同步电机在变流器控制的发电单元附近、尤其在风能设备或风电厂附近直接与供电网耦合。在此，阐明不同的效果。
原则上，已认识到以下问题，在导致电压骤降的电网故障的情况下，同步发电机或同步电机可能处于振荡中，这特别能够通过相位跳变触发，同步发电机或同步电机在此用作为同义词。在电压骤降之后，于是平均磁极转子角超前，因为在电压骤降期间电机不会将全部有功功率输出给电网。
同步电机也能够由突然并行的有功功率馈入被置于振荡中，图3图解说明所述情况。图3，同样适用于图4和图5，示出同步电机的工作特性曲线、即与磁极转子角δQ相关的电机扭矩ms。
在图3中图解说明同步电机对快速接通并行的有功功率馈入的响应，即特别通过附近的变流器控制的发电单元，所述同步电机在变流器控制的发电单元附近运行。具有工作点A的工作特性曲线301示出快速接通之前的情况。通过突然并行的有功功率馈入，所述工作特性曲线301突然变化到新的工作特性曲线302，并且从当前的磁极转子位置中首先、至少理想地得出新的工作点B。但是，发电厂的继续恒定驱动扭矩在所述工作点不由同步发电机接收，使得得出扭矩过量，并且根据所述扭矩过量和整个转子的惯性，磁极转子加速。在磁极转子横穿额定转矩的轴时，虽然力矩再次在平衡中，但是转子中的动能导致磁极转子穿过特性曲线、即新的工作特性曲线302。在此，通过更高的力矩再次制动磁极转子。应尽可能快速地再次消除所述能量过剩，以便同步电机再次返回到正常运行状态中。
通过过渡部段303阐明可行的恢复。在此，工作点A以摆动的和从而振荡的方式和方法过渡到新的工作特性曲线302上的工作点C。为了阐明所述问题，绘制加速面306和制动面308。在所示出的示例中，示出稳定的补偿过程的情况。在此，加速面306、即基本上三角形ABC小于可行的制动面308。因此，与加速相比，运动被强烈地制动，可行的制动能量因此大于加速能量。在图3中示出用于稳定的补偿过程的情况。在此，加速面、即基本上三角形ABC小于可行的制动面，即对于m＝1的值以上并且在点C右侧的面。
现在已经认识到，问题可能是：如果两个所提及的振荡激励过强地叠加，因为由此可能发生，同步电机由此失步。这应该被避免。如果激励(即通过加速面306所标记)大于通过制动面308标记的制动，即如果激励或等效于此的面大于可行的制动面，则得出这种情况。
为此，也已经认识到，特别是在变流器控制的发电单元的高的饱和的情况下，所述问题可能出现，并且因此于是应该特别加以考虑。通过变流器控制的发电单元能够馈入这种功率跳变，因此这可能是危险。但是也已经认识到，能够针对性控制变流器控制的发电单元，以便避免、减少或解决所述问题。例如能够通过这种变流器控制的发电单元影响和不同地构造所示出的过渡部段。
在此所提出的用于改进故障后稳定性、即用于改进所提及的问题的可行性是识别振荡行为和对此的对应反应。为此，特别认识到，首先发生激励，即由于故障，并且然后由于在图3中所阐述的效应可能再次出现激励。即首先由于故障出现的激励发生，并且然后由于在图3中所描述的效应再次发生激励。
在此情况下，能够区分以下不同的策略，所述策略作为实施方式被提出。
一种可行性是，进行频率梯度df/dt的分析。如果df/dt>0，则提出有功功率恢复的延迟，然而对于df/dt<0，则提出快速的有功功率恢复。
根据频率分析或基于所述频率分析提出，直接在故障之后通过磁极转子的返回振荡期间的有功功率恢复改进稳定性。这在图4中图解说明。在那里，工作特性曲线402示出快速接通之后的情况。现在，如果在返回振荡期间通过附近的变流器控制的发电单元馈入较少有功功率，则这支持同步电机的有功功率恢复，因为导致工作特性曲线402提高到提高的工作特性曲线404。
考虑其振荡的同步发电机的磁极转子从故障前状态、即从故障期间的起点401开始，继续加速到中间点403，所述中间点进一步处于右侧和下方。现在，稳定恢复的条件是，中间点403左侧所示的加速面406的面不大于原始制动面408，所述原始制动面处于中间点403右上、即在原始曲线下、即在工作特性曲线402下。
在此，处于原始曲线402下方的原始制动面408'和处于移动的工作特性曲线404下方的同样绘制的改变的制动面409一样大。但是这表明，移动的曲线409距临界点405有更大的间距，所述临界点通过曲线与力矩ma的交点形成。通过所述更大的间距，移动的工作特性曲线404具有更多稳定性储备，这能够通过所描述的工作特性曲线的移动来实现。
已经认识到，由此也应该看出，故障的持续时间和深度和从而磁极转子的位置可能能够用作为用于支持的变量。
然而要注意：磁极转子从故障前状态开始，在故障期间进一步向右和向下加速(403)到点，所述故障前状态通过黑点401标明。在此，稳定恢复的条件是，在该曲线下方，点403左侧的面不大于点403右上方的面。在此，处于旧工作特性曲线402下方的面408'和处于移动的工作特性曲线404下方的面408”一样大。然而这表明：与面408'相比，面408”距临界点有更大的间距，并从而具有更多的稳定性储备，所述临界点具有该曲线与力矩ma的交点。
在此也表明，故障的持续时间和深度(和从而磁极转子的“位置”)可能能够用作为用于支持的变量。
作为另一策略，提出通过强制的无功功率馈入的稳定化。这在图8b中图解说明。在那里，工作特性曲线830示出快速接通之后的情况。通过附近的变流器控制的发电单元的所提出的强制无功功率馈入导致移动到改变的第二工作特性曲线834。在此，也能够改进加速面相对于制动面的比例。加速面通过故障得出，并且其基本上必须小于制动面。
虽然无功功率馈入的效果小于通过有功功率馈入的效果，但是特别通过调制无功功率，这能够通过调制导纳YL实现、即通过风电厂812的功率电子装置根据转速偏差实现，能够实现对同步化过程的衰减的改进，即对如下过程的衰减的改进，在所述过程中同步发电机的转速再次同步到电网频率、理想情况下额定电网频率。
根据一个实施方式提出，变流器控制的馈入装置、尤其风电厂配备有至少一个用于馈入横向电压的装置。这能通过FACTS设备或横向变压器实现。由此，能够通过针对性移动磁极转子角来实现同步电机的稳定性储备。这在图5中图解说明，其示出工作特性曲线502移动到移动后的工作特性曲线504。在此，根据磁极转子角的大小，沿着两个方向的移动能够起到稳定作用。加速面506和移动的制动面508示出，通过将工作特性曲线从502移动到504上增大稳定性储备。
同步电机的磁极转子角也能够通过针对性的有功功率馈入和无功功率馈入小程度地变化。在此情况下，必须改变有功功率和无功功率，使得恰好形成对应于图5的移动。在此情况下，在下文中还进一步阐述的图8a和图8b的效果叠加。但是，所述效果明显小于通过横向电压施加带来的效果，因此与简单地提高稳定性储备相比，恰好磁极转子角的调制也能够再次被用于稳定化。
在简单移动工作特性曲线方面特别有利的是，与其他设想的措施相比，通过稳定化的措施能够得出对电压更小的影响。
图6示意性示出具有馈入装置602的控制装置600，所述馈入装置馈入到供电网604中。在此，馈入装置602从控制装置600获得功率期望值S(t)。就此而言，在此一般参考复数视在功率、即根据量值和相位的视在功率。然而，通常也能够执行这种功率预设，例如将有功功率P(t)和无功功率Q(t)预设置分离的值。在下文中，在此简化地提及功率或功率预设，这可以指有功功率和/或无功功率。此外，明显的是，所述功率与时间t相关，即没有给出常数，而是给出一个或多个可能波动的值。
然后，馈入装置602获得所述功率预设，并且据此产生三相电流I，所述三相电流在此也能够称为馈入电流，并且将其馈入到供电网604中。例如还能够在馈入装置602与供电网604之间设置有变压器，但是变压器在此并不重要。同样地，按规则设有电网扼流圈，在此也未示出所述电网扼流圈，并且电网扼流圈能够理解为馈入装置602的一部分。馈入装置602能够由一个或多个逆变器构造，所述逆变器尤其从风能设备的发电机获取其功率。为了根据功率预设S(t)控制功率，通常也需要控制所提及的发电机的功率或控制所述发电机。在此，这应该理解为给馈入装置602的功率预设S(t)。换言之，所述功率预设也将流入给发电机控制装置或必要的功率源的其他控制装置。这种实施对于本领域技术人员基本上是已知的，从而在此不阐述其他细节。
在电网稳定工作并且尤其未出现电网问题或电网故障的正常情况下，正常控制函数在正常控制函数块606中产生功率预设S(t)。为此，正常控制函数块606获得电网电压U和电网频率f作为输入变量。
为此，也仅应该理解为示意性图示的是，借助电压测量机构608检测电网电压U。能够从检测到的电网电压U中经由频率确定模块610检测频率f，并且然后作为另外的输入变量进入到正常控制函数模块606中。仅为了简单起见，未将电网电压U和电网频率f示出为与时间相关的变量。但是实际上，两者都与时间相关，并且这里通常也取决于与时间的相关性，即其随时间的变化。
在任何情况下，正常控制函数块606然后确定功率预设S(t)，并且在正常情况下，即如果不存在电网问题或故障或短时间地存在，并且要不然也期待供电网604没有稳定性损失，通过选择装置612将所述功率预设传送给馈入装置602。在正常控制函数块606中保存或实施的正常控制函数也尤其能够根据电网频率确定有功功率预设P，并且能够根据电网电压U确定无功功率预设Q。然后能够将结果组合到功率预设S(t)中。然而，原则上也考虑，不确定无功功率分量Q或无功功率分量P。
如果现在存在电网问题、电网故障或这种电网故障的终止，则选择装置612切换并且将功率预设S(t)从支持控制函数块614继续引导到馈入装置602。
能够通过识别电网问题、电网故障或这种电网故障的终止来触发这种切换。这在图6中以简化形式示出为事件E。在事件识别单元616中识别到所述事件E。在此应指出的是，不仅事件识别单元616而且选择装置612以及其他所示出的元件也能够不同地实现。也能够在控制装置中实现总体上针对控制装置600所示的结构，从而仅列举另一示例。
在任何情况下，事件识别单元616图解说明，能够根据电网电压U和电网频率f识别事件E。例如能够看到：电压骤降导致事件E的识别。在所述情况下，不需要评估电网频率f。但是也考虑，在无电网电压U的电压骤降的情况下出现强烈的频率振荡，并且因此能够根据频率f识别到，这导致事件E的识别。就此而言，事件E与电网电压U和电网频率f的相关性也应该理解为，使得为此监视两个变量。但是原则上，当然也考虑，两个变量共同导致事件E的识别。此外，也能够使用其他变量，如例如电网频率的时间导数，以便仅列举另一示例，为简单起见，在此未将其示出为用于事件识别单元616的输入变量。
恰好与正常控制函数块606一样，支持控制函数块614中的支持控制函数获得电网电压U和电网频率f作为输入变量。附加地，支持控制函数和从而支持控制函数块614从电网频率f获得时间导数作为其他的输入变量。所述求导的电网频率/>在求导装置618中产生。特别能够根据这种频率导数/>来产生有功功率P，或附加地一起考虑所述频率导数。
此外，在频率分析装置620中也设有频率分析或经由DFT。结果特别是电网频率f的频谱f(f)。能够通过频率分析、即例如对应的傅立叶变换来识别在图6中示意性所示出的大型发电厂624的同步发电机622的特征性振荡。因此，同样能够在事件识别单元616中评估所述与频率相关的频谱f(f)，这在此仅为简单起见而未示出。特别是根据一个实施方式，事件识别单元616能够从频率分析装置620已产生的电网频率f的频谱f(f)中识别同步发电机622的特征性振荡频率，并且然后，在监控电网频率f时能够确定，电网频率f是否如估计地以所述同步发电机622的特征性频率振荡。如果这以对应高的幅度进行，则这可能导致事件E被识别。对应地，所述事件E也能够形成用于支持控制函数并从而形成用于支持控制函数块614的输入变量。在此，这种识别的事件E能够作为时间的、即时间上精确的触发器用于支持控制函数块614中的支持控制函数，这在专业术语中也称为触发器。
根据图6的示意图同样是用于支持控制函数块614的输入变量的频谱f(f)也能够特别用于调整支持控制函数或对其参数化。支持控制函数的动态性、尤其特征值能够与同步发电机622的所检测的特征性振荡频率相关。
因此，如果识别到事件E，则选择装置612切换，使得由支持控制函数块614中的支持控制函数预设功率预设S(t)，并且为此，支持控制函数块614获得电网电压U、电网频率f和其导数作为输入变量。此外，能够附加地考虑频谱f(f)和触发的或识别的事件E。
由此，能够检测同步发电机622的特性和运行状况，并且对此具体地做出反应。由于同步发电机622在电学意义上极为靠近馈入装置602并极为靠近变流器控制的发电单元，控制装置600和馈入装置602联合起来用于所述发电单元，所以能够通过所述发电单元针对性影响同步发电机622的运行状况，即通过巧妙地馈入功率S(t)。
图7示意性示出具有在电网问题、电网故障或电网故障的终止之后功率提高的不同的策略的图表。在此，在上图表中示出具有衰减的幅度的频率梯度710，所述频率梯度在数学上也能够称为df/dt。为此，下图表示出作为功率变化曲线701至704的不同的功率提高。所述两个图表使用相同的时间轴。
在此，图7示出功率骤降，在所述功率骤降中，功率示例地从初始值P0降低到0。但是，实际的考虑或图解说明仅在时刻t0开始，在所述时刻于是要再次接收功率馈入、即有功功率馈入。仅从所述时刻t0开始，也考虑在上图表中所示出的频率的振荡行为或所示出的频率梯度710的振荡。特别地，两个图表在时刻t0之前的区域中并不彼此相协调。
在任何情况下，电网频率在时刻t0具有大致正弦形的衰减的振荡。对应地，频率梯度710的变化曲线也大致是正弦性的并且是衰减的。此外，还绘制频率梯度710的峰值SfG(t)的变化曲线，其也能够称为峰值函数712。因此，所述峰值函数712在任何时刻都说明频率梯度710的最大值，并且因此大致形成振荡频率梯度的两个包络曲线的上部曲线。
根据频率梯度710，在下图表中说明提高功率的不同的可行性。第一功率变化曲线701形成与频率梯度710不相关的简单的斜坡。这种斜坡能够形成现有技术，但是所述斜坡也能够用作同与频率梯度710相关的功率函数叠加的基础。
第二功率变化曲线702示出这种叠加。所述第二功率变化曲线由第一功率变化曲线701的斜坡或类似的斜坡以及直接与频率梯度相关的功率函数组成，所述功率函数与斜坡叠加形成第二功率变化曲线702。直接与频率梯度相关的功率函数例如能够是与频率梯度成比例的函数。因此，得出功率的升高，但是所述功率的升高能够针对性对抗振荡，这能够通过叠加的与频率梯度相关的功率函数来实现。因此，功率升高，而在此不激励在频率梯度710中反映的振荡。替代于此，衰减这种振荡。
第三功率变化曲线703仅与峰值函数相关，即不考虑频率梯度710的振荡，而是仅考虑幅度的变化曲线。借此，第三功率变化曲线703不具有振荡。在期望的功率提高开始时，功率仅较小程度地提高。然后，如果振荡衰减，则也能够更大程度地提高功率。由此，第三功率变化曲线703具有随着时间增加的梯度，这也被提出作为一般特征。
另一建议是，给功率变化曲线703叠加与频率梯度710相关的功率函数。替代叠加有斜坡形的功率变化曲线701的功率函数，因此在此提出，给第三功率变化曲线703叠加所述功率函数。结果是第四功率变化曲线704。由此，能够协同地组合所描述的优点。第三功率变化曲线的初始较小程度的升高在振荡的状态的情况下防止过强的功率提高，并且直接与频率梯度相关的功率函数针对性对抗控制振荡。通过直接与频率梯度相关的功率函数，第三功率变化曲线的较小程度的升高在那里也能够实现更强的对抗控制。
图8的电网结构图解说明电网部段800，所述电网部段基本上通过第一电抗801和第二电抗802形成，在此为了简单起见假定所述电抗一样大。所述电网部段800与剩余的电网804连接，在此所述剩余的电网简化地假定为刚性电网。
此外，存在同步电机806，其也能够称为同步发电机，并且所述同步电机直接、即没有中间连接变流器地，与供电网耦合，即在此在第一电抗801处与电网部段800耦合。同步电机806能够经由在此仅标出的具有驱动轴810的涡轮机808驱动，并且在此这三个元件也代表发电厂816。借此，同步电机806经由所述电网部段800与剩余的电网804连接。电网部段800、特别是这两个电抗801和802对于所述同步电机而言形成负载流动路径。
在此，风电厂812通过导纳YL描述为消耗器，并且连接在第一与第二电抗801、802之间。开关814图解说明，风电厂812也能够与电网部段800分离。
经由图8的结构能够阐明，通过风电厂812的馈入对发电厂816的稳定性储备的影响，所述发电厂借助其同步电机806与电网804连接。
在此，风电厂812和从而馈入连接在负载流动路径中、即在第一和第二电抗801、802之间。
关于图8的结构，图8a示出工作特性曲线830，所述工作特性曲线示出，在正常运行中在通过同步电机806和风电厂812并行馈入时同步电机806的扭矩磁极转子角相关性。
图8a和8b使用与图3和4相同的图示。
在图8a中示出，当通过风电厂812的有功功率馈入减小时，工作特性曲线如何变化，所述工作特性曲线原则上也能够同义地称为运行特性曲线。为此，图8a示出，通过减小有功功率馈入，同步发电机806的工作特性曲线830如何朝向左上方移动到改变的第一工作特性曲线832。
由此得出可行的制动面，如其在图3和图4中所示出的那样，并且这种可行的制动面能够通过所示出的移动增大。因此能够看出，通过所述激励、即通过有功功率馈入的这种减少改进稳定性储备，或在这种稳定的故障后条件下增大最大可能的激励。
而图8b示出，通过风电厂812的附加的无功电流馈入对扭矩磁极转子角相关性的影响。假定的工作特性曲线830对应于图8a的工作特性曲线830。因此，图8b中的工作特性曲线830在通过同步发电机806即发电厂816和风电厂812并行馈入时再次形成输出特性曲线。
现在，如果风电厂812馈入附加的电容性的和从而过励的无功电流，则同步电机806的稳定性储备(可行的制动面)通过扭矩磁极转子角特性曲线即工作特性曲线830朝向上方移动到变化的第二工作特性曲线834而升高。即所述移动实现制动面的提高或增大，如其在图3和图4中所阐述的那样。
为了图解说明，在图8b中也示出对通过风电厂812馈入感应的无功电流的反应。由此得出改变的第三工作特性曲线836，其朝向下方移动。这示出，对应于下工作特性曲线836，所述感应无功电流的馈入使同步电机806的稳定性变差。
通过由风电厂812馈入感性无功电流结合有功功率减小，例如能够仅改变发电厂816的同步发电机806的磁极转子角。在此，所述效果能够根据改变的第一工作特性曲线和第二工作特性曲线832、834叠加。对应地，能够通过在同时容性电流馈入时的有功功率增大来进行沿着其他方向的移动。
根据另一实施方式，仿真同步电机的运行状况以控制通过变流器控制的发电单元的功率馈入，并且为此，具有虚拟惯性矩的虚拟同步电机可用作基础。优选地在电压恢复之后激活所述运行状况和/或虚拟惯性矩的增大。也考虑，在摆动频率通过故障前电网频率、即故障之前存在的频率时激活。这对应于穿过平衡点。
也提出主动振荡衰减作为另一策略。
为此，例如考虑仿真串联电阻。这导致通过馈入电流的与电压相关的馈入有功功率，所述馈入电流在仿真中流过所述串联电阻。
也能够考虑仿真与频率相关的负载，这因此引起与频率相关的馈入功率或提取功率。
也考虑其他有源衰减方法，在所述方法中例如馈入对应地调制的功率。
所提出的措施涉及一种混合供电结构，在所述混合供电结构中同时传统地馈入和以变流器馈送的方式馈入。因此也提出，考虑变流器饱和，并且据此采取所提出的措施。
在变流器馈送的馈入的非常高的份额的情况下、尤其>95％，根据一方面提出，切换到尽可能快的有功功率恢复。由于在具有非常高的再生饱和(Durchdringung)的电网中必须优先重建功率平衡，所以在此容忍同步电机的不稳定倾向。这特别是基于以下知识：在这种系统中，惯性小，频率灵敏度高。
因此，已经认识到，在电网故障事件之后，变流器馈送的馈入器、如例如光伏设施(PV)、风能设备或电池存储器的这种有功功率恢复可能对同步电机的稳定性有影响。也已经认识到，所述效果很大程度上与基于变流器的馈入器的当前份额有关。
至今，以最少的电网代码具体地预先规定故障后运行状况。如果有，则仅提及尽可能快的有功功率恢复。未注意在电学上相邻的同步电机中得到的动态效果，并且也未注意基于变流器的馈入器、即变流器控制的发电单元在整个电网中和在要控制的对应的风能设备附近的当前份额、即渗透。
因此，也视为力求实现的目标的是，未来使变流器控制的馈入单元的故障穿越运行状况以及还有故障后运行状况(FRT和后FRT运行状况)与具有变流器控制的馈入单元的电网的瞬时渗透相关，并且主动对不稳定倾向做出反应。为了所述目标特别要实现以下可行性：
变流器控制的发电单元以调整后的故障后运行状况对处于附近的同步电机的故障后运行状况做出反应。
在局部和全局高的渗透的情况下，特别应借助变流器控制的发电单元实现系统稳定性和电学上相邻的同步发电机的稳定性。也应该实现：即使在电网处只有少量直接耦合的同步发电机还在运行中，未来允许建立更多变流器控制的发电单元并且连接到电网。
图9示出两个图表，其具有相同的时间轴。下图表示出电网故障之前、电网故障期间和电网故障之后电网电压U关于时间t的电压变化曲线。电网故障大约在时刻t0出现，并且在时刻t1视为终止。在电网故障之前，电网电压U大致具有额定电压UN，并且然后下降到低的值，所述值例如能够为额定电压UN的5％。然后，系统即特别是供电网仍必须从电网故障的终止开始、即从时刻t1开始恢复，使得电压从时刻t1开始再次提高，以便然后尽可能快达到U＝UN的稳定值。
在上图表中示出所馈入的有功功率P的可能的功率曲线。因此，例如在电网故障之前直至时刻t0以幅值PP馈入有功功率，然后所述幅值在电网故障时下降到零。在电网故障的终止之后或从电网故障的终止开始，然后在t1时刻提高所馈入的有功功率P。通过支持控制函数执行所述提高，所述控制函数例如能够预设所述有功功率提高的梯度m。所述梯度能够与不同的标准相关，如在上文中关于根据本发明的方法的实施方式所描述的那样。例如，梯度能够与供电网中的变流器份额相关。这在图9中通过三个不同的与时间有关的梯度m1、m2和m3图解说明。因此，例如能够从多个预设函数中选择支持控制函数，所述预设函数分别具有所述梯度中的一个梯度。
但是也考虑，替代在多个预设函数之间进行选择，将示例性所提及的梯度m1、m2或m3设定为参数。在任何情况下，选择或设定支持控制函数，使得对抗通过同步发电机引起的振荡。在此，这通过对应的梯度实现。
但是也可行的是，支持控制函数比在图解说明的图9中所示出的支持控制函数更复杂。为此，在图10中示出另一示例。图10基于与图9相同的初始情况，并且也使用相同的时间轴。
但是，然后提出，支持控制函数具有不同的梯度m1和m2。这在图10中图解说明，因此，从电网故障的终止开始或在电网故障的终止之后，在时刻t1，有功功率首先以第一梯度m1提高，即所述有功功率以具有梯度m1的斜坡提高。在时刻t2，根据所述示例提出，所馈入的功率P对于预设的时间段、即直至时刻t3保持恒定。从时刻t3开始，然后所馈入的功率P以第二梯度m2提高，所述第二梯度在所示出的示例中小于第一梯度m1。由此，在对应的参数化时，能够对抗振荡、特别供电网中的振荡的起振，并且力争稳定的工作点。通过有功功率的初始快速的提高，特别能够达到具有许多所馈入的有功功率的第一工作点，然而第二较慢的升高能够实现或促进振荡平复。
应该注意，尽管相同的名称(m1和m2)，但是图9和图10的所提及的梯度能够不同。但是，在所述两个示例中、即在图9和10中原则上提出，如果没有其他边界条件反对、如例如风的在此期间的减弱，于是功率再次达到在电网故障之前所馈入的功率PP。

Claims (33)

1.一种用于借助于变流器控制的发电单元在电网连接点处与具有电网频率的供电网交换电功率的方法，所述方法包括以下步骤：
根据控制函数交换电功率，其中所述电功率能够包括有功功率和无功功率，
其中所述控制函数根据所述供电网的至少一个状态变量来控制所述功率，以及
能够在正常控制函数与相对于所述正常控制函数不同的支持控制函数之间变换作为控制函数，以及
-如果已识别到所述供电网稳定工作，则使用所述正常控制函数，而
-如果已识别到电网故障或电网故障的终止，则使用所述支持控制函数，其中
所述支持控制函数控制所馈入的功率，使得能够对抗所述供电网中的振荡，
其中所述支持控制函数说明出自如下列表中的以下关系中的至少一个关系或以下特性中的一个特性，所述列表具有：
-待馈入的或附加地待馈入的有功功率的时间变化曲线，
-待施加的电压的时间变化曲线，
-检测到的电网电压或电网电压变化与待馈入的或附加地待馈入的无功功率或待馈入的或附加地待馈入的无功电流之间的关系，
-待馈入的或附加地待馈入的无功功率或待馈入的或附加地待馈入的无功电流的时间变化曲线，
-待馈入的有功功率或待馈入的有功电流的随时间的增加，
-待馈入的无功功率或待馈入的无功电流的随时间的增加，
-时间的至少一个起始值，在所述时间，在电网故障或电网故障的终止之后再次开始馈入；有功功率或有功电流和/或无功功率或无功电流的等待值，所述等待值说明以下值：所述有功功率或所述有功电流和/或所述无功功率或所述无功电流在起始值之后提高到所述值，并且在预确定的时间段中保持不变；以及陡度，所述陡度说明用于所述有功功率或所述有功电流和/或所述无功功率或所述无功电流的变化曲线的从起始值到等待值的边沿，以及
-触发电压，其说明电压值或电压变化的值，在所述电压值或所述电压变化的值的情况下，在所述电网故障或所述电网故障的终止之后的恢复之后，探测到所述电网故障的终止。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述至少一个支持控制函数设置用于在故障后运行状况中控制，其中，故障后运行状况描述直接在所述电网故障之后所述供电网的运行状况。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
所述支持控制函数设计用于，对抗通过至少一个直接与所述供电网耦合的同步发电机对所述电网故障或所述电网故障的终止的反应所引起的振荡。
4.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
-保存有多个预设函数，并且能够从多个所保存的所述预设函数中选择所述支持控制函数。
5.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，
根据从外部接收的选择信号进行所述支持控制函数的选择。
6.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
能够设定所述支持控制函数，通过以下方式：设定所述支持控制函数的参数。
7.根据权利要求6所述的方法，
其特征在于，能够经由数据接口从外部设定所述支持控制函数，和/或从外部传输所述支持控制函数。
8.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
-根据拓扑信息进行所述支持控制函数的选择或设定。
9.根据权利要求8所述的方法，
其特征在于，
所述拓扑信息从如下列表中选择的信息，所述列表具有：
-所述供电网中的一个或多个开关位置，以及
-关于所连接的发电单元的信息。
10.根据权利要求9所述的方法，
其特征在于，
所述开关位置包括电网断路器的开关位置，所述电网断路器设置用于分离或连接所述供电网的电网部段。
11.根据权利要求9所述的方法，
其特征在于，
所述关于所连接的发电单元的信息包括关于所述供电网中处于主导类型的发电单元的信息。
12.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
根据预确定的评估逻辑的评估结果进行支持控制函数的选择。
13.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
-确定变流器饱和，其中所述变流器饱和是用于通过变流器控制的馈入器所馈入的功率相对于通过直接与所述供电网耦合的同步电机所馈入的功率的份额的量度，其中，所述变流器饱和涉及
-所述供电网，
-所述供电网的部分部段，或
-在所述电网连接点周围定义的附近范围，以及
-根据所述确定的变流器饱和，设定或选择所述支持控制函数。
14.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
-支持控制函数控制有功功率分量和无功功率分量，以及
-所述有功功率分量设置用于实现第一支持目的，以及
-所述无功功率分量设置用于实现第二支持目的，以及
-为了选择或设定所述支持控制函数，根据一个或所述确定的变流器饱和，确定所述第一支持目的和所述第二支持目的的优先级。
15.根据权利要求14所述的方法，
其特征在于，
为此设置有功功率函数和无功功率函数。
16.根据权利要求14所述的方法，
其特征在于，
所述有功功率分量设置用于实现频率支持。
17.根据权利要求14所述的方法，
其特征在于，
所述无功功率分量设置用于实现电压支持。
18.根据权利要求14所述的方法，
其特征在于，
根据所述确定的变流器饱和来选择所述有功功率分量与所述无功功率分量的比例，和/或所述有功功率分量的升高与所述无功功率分量的升高的比例。
19.根据权利要求14所述的方法，
其特征在于，
所述确定的变流器饱和越大，则所述有功功率分量或所述有功功率分量的升高相对于所述无功功率分量或所述无功功率分量的升高越大。
20.跟据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
待馈入的有功功率或待馈入的有功电流经由具有预确定的梯度的斜坡函数或经由多个组合的、不同梯度的斜坡函数或经由预确定的轨迹随时间增加。
21.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
待馈入的无功功率或待馈入的无功电流经由具有预确定的梯度的斜坡函数或经由多个组合的、不同梯度的斜坡函数或经由预确定的轨迹随时间增加。
22.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
提出多变量函数作为支持控制函数，从如下列表中选择，所述列表具有：
-与所述时间和所述电网电压或电网电压变化相关的无功功率或无功电流(Q(t,U))，
-与所述时间和所述电网电压或电网电压变化相关的有功功率或有功电流(P(t,U))，
-与所述时间和所述电网频率或电网频率变化相关的有功功率或有功电流(P(t,f))，以及
-与所述时间和所馈入的有功功率和所述电网电压或电网电压变化相关的无功功率或无功电流(Q(t,P,U))。
23.根据权利要求22所述的方法，
其特征在于，
所述支持控制函数由所述多变量函数中的多个多变量函数组成。
24.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
-在所述电网问题或电网故障出现之前，从外部接收用于选择或设定支持控制函数的信息或参数。
25.根据权利要求24所述的方法，
其特征在于，
在预确定的和/或个体化地变化的时间间隔中和/或在所述信息或参数的内容改变之后由所述变流器控制的发电单元接收所述信息或参数。
26.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述发电单元是风能设备或风电厂。
27.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述振荡包括与所述供电网连接的同步发电机的振荡或通过所述同步发电机引起的振荡。
28.根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，
所述运行状况包括在所述电网连接点处的显著的电压骤降之后在所述电网连接点处的电压恢复。
29.一种发电单元，其中所述发电单元是变流器控制的，用于在电网连接点处与具有电网频率的供电网交换电功率，所述发电单元包括：
-变流器，其用于根据控制函数交换电功率，其中所述电功率能够包括有功功率和无功功率，
-控制设备，其用于借助于控制函数来控制电功率的交换，其中所述控制函数根据所述供电网的至少一个状态变量来控制所述功率，并且其中所述控制设备设立用于，使得
-能够在正常控制函数与至少一个相对于所述正常控制函数不同的支持控制函数之间变换作为控制函数，以及
-如果已识别到所述供电网稳定工作，则使用所述正常控制函数，而
-如果已识别到电网问题、电网故障或所述电网故障的终止，则使用所述支持控制函数，其中
-所述支持控制函数控制所述馈入的功率，使得能够对抗所述供电网中的振荡，
其中所述发电单元设立用于执行根据权利要求1至28中任一项所述的方法。
30.根据权利要求29所述的发电单元，
其特征在于，
设有数据接口，以便从外部接收信息或参数来选择和/或设定控制函数。
31.根据权利要求29或30所述的发电单元，
其特征在于，
所述控制设备设立用于执行根据权利要求1至28中任一项所述的方法。
32.根据权利要求29所述的发电单元，
其特征在于，
所述发电单元是风能设备、风电厂、电能储存器或其组合。
33.根据权利要求29所述的发电单元，
其特征在于，
所述振荡包括与所述供电网连接的同步发电机的振荡或通过所述同步发电机引起的振荡。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018115794A1 (de) * 2018-06-29 2020-01-02 Wobben Properties Gmbh BOD Converter
US11916392B2 (en) * 2018-10-17 2024-02-27 Vestas Wind Systems A/S Current dispatching for power plant control
US20220376506A1 (en) * 2019-10-03 2022-11-24 Cummins Power Generation Limited Systems and methods for power factor correction
JP6852831B1 (ja) 2020-07-22 2021-03-31 富士電機株式会社 制御装置、制御方法、およびプログラム
US11327123B2 (en) 2020-09-28 2022-05-10 Hitachi Energy Switzerland Ag Distribution power system fault control apparatus and method
EP4007105A1 (de) * 2020-11-25 2022-06-01 Wobben Properties GmbH Verfahren zum einspeisen elektrischer leistung in ein elektrisches versorgungsnetz
US11456645B2 (en) 2020-12-10 2022-09-27 General Electric Renovables Espana, S.L. System and method for operating an asynchronous inverter-based resource as a virtual synchronous machine with storage
US11671039B2 (en) 2020-12-10 2023-06-06 General Electric Renovables Espana, S.L. System and method for operating an asynchronous inverter-based resource as a virtual synchronous machine to provide grid-forming control thereof
EP4024646A1 (de) * 2020-12-30 2022-07-06 Wobben Properties GmbH Verfahren zum einspeisen elektrischer leistung in ein elektrisches versorgungsnetz
EP4033627A1 (de) * 2021-01-26 2022-07-27 Wobben Properties GmbH Verfahren zum überwachen eines elektrischen versorgungsnetzes
EP4037134A1 (de) * 2021-01-29 2022-08-03 Wobben Properties GmbH Untererregungsschutz für nahegelegene, konventionelle kraftwerke durch windenergieanlagen
EP4084261A1 (de) * 2021-04-28 2022-11-02 Wobben Properties GmbH Verfahren zum einspeisen elektrischer leistung in ein elektrisches versorgungsnetz
EP4184768A1 (en) * 2021-11-17 2023-05-24 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Converter and method of operating a converter

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106558883A (zh) * 2015-09-24 2017-04-05 中国电力科学研究院 一种用于无功补偿装置的电网故障控制系统
CN107276120A (zh) * 2017-06-23 2017-10-20 华中科技大学 一种双馈风机同步机系统以及抑制同步发电机振荡的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10424935B2 (en) * 2009-09-15 2019-09-24 Rajiv Kumar Varma Multivariable modulator controller for power generation facility
EP2529462B1 (en) * 2010-01-26 2016-12-28 Vestas Wind Systems A/S Method for emulation of synchronous machine
CA2871370C (en) * 2012-04-27 2018-08-14 Senvion Se Wind farm with fast local reactive power control
WO2013185772A2 (en) * 2012-06-12 2013-12-19 Vestas Wind Systems A/S Wind-power-plant control upon low-voltage grid faults
DE102012212366A1 (de) * 2012-07-13 2014-01-30 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern eines elektrischen Erzeugers
DE102016115431A1 (de) 2016-08-19 2018-02-22 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern einer Windenergieanlage

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106558883A (zh) * 2015-09-24 2017-04-05 中国电力科学研究院 一种用于无功补偿装置的电网故障控制系统
CN107276120A (zh) * 2017-06-23 2017-10-20 华中科技大学 一种双馈风机同步机系统以及抑制同步发电机振荡的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨之俊 ; 吴红斌 ; 丁明 ; 刘静 ; .故障时双馈风力发电系统的控制策略研究.电力系统保护与控制.2010,第38卷(第01期),14-18. *

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