CN112385107A - 用于控制风电厂以衰减次同步振荡的方法 - Google Patents

用于控制风电厂以衰减次同步振荡的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制风电厂(112)以衰减在供电网(306)中的低频振荡的方法，所述低频振荡尤其是次同步谐振，其中供电网(306)具有带有电网额定频率的电网电压，其中风电厂(112)具有连接到供电网(306)上的至少一个风能设施(100、300)，所述方法包括以下步骤：检测供电网的至少一个低频电振荡；分别确定至少一个所检测到的振荡的振荡特性，其中振荡特性描述所检测到的振荡的至少一个特性；预设有功功率衰减信号(ΔP)和/或无功功率衰减信号(ΔQ)，以分别用于衰减通过振荡特性来表征的至少一个低频振荡；根据有功功率衰减信号馈入有功功率分量，或者根据无功功率衰减信号馈入无功功率分量，其中根据所确定的振荡特性来预设有功功率衰减信号(ΔP)或无功功率衰减信号(ΔQ)。

Description

用于控制风电厂以衰减次同步振荡的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制风电厂以衰减在供电网中的低频振荡的方法。此外，本发明涉及一种具有多个风能设施的风电厂，以衰减在供电网中的低频振荡。
背景技术
供电网一般具有50Hz或60Hz的电网额定频率。所述电网额定频率也能够称为系统频率。供电网能够简化地和同义地也称为供应网或电网。
在供应网中，能够出现低频振荡，所述低频振荡具有低于电网额定频率的频率。所述振荡通常称为次同步谐振(SSR)或次同步频率。为此，电气与电子工程师协会(IEEE)在1990年已经公开对次同步谐振的形式定义，即：
“次同步谐振是电的系统状态，在所述系统状态中，在组合系统的低于系统的同步频率的一个或多个固有频率下在电网与发电机组之间发生能量交换”，P.M.Anderson,B.L.Agrawal,J.E.Van Ness：“Subsynchronous Resonance in Power Systems”，IEEEPress 1990
在供应网中可能出现的问题是，低频振荡可能激励或增强直接与供电网耦联的同步发电机的机械振荡。由此可能在发电机处出现损伤。如果所述发电机为了保护与供电网分离，则这会引起供电网的削弱。
也可能在供应网中在电网部段之间出现在几赫兹的范围中的低频的摆动振荡，即例如在德国中的第一电网部段与法国中的第二电网部段之间出现低频振荡。这种摆动振荡可能在供应网中也导致部分电网关断。在最不利的情况下，这可能导致大停电。
由于在多个国家中大型发电厂的比重减小，同时取代分立的、基于变流器的发电机、如风能设施或光伏设施，所以这种分立的基于变流器的发电机也对于支持供电网是有意义的。
在此，供电网的结构也能够变化。通过接通和关断过程、对馈入线的维护工作或通过气候影响，供电网也经受持久变化。其中也包括：电网电容和电网电感或电网阻抗能够总体上持续变化。这引起，低频振荡也能够持续变化，这使其探测和衰减变得困难。
因为风电厂越来越多地构成供电网的一部分并且决定性地一起确定电网特性，因此所述风电厂能够贡献于稳定能量系统或供应网并且用作为用于衰减不期望的次同步谐振的机构。但是，这种风电厂也必须能够关于低频振荡匹配于变化的电网特性。
德国专利商标局在本申请的优先权申请中检索到以下现有技术：DE10 2013 208410A1、US 2013/0204557A1、CN 105226679 A以及Miao He等著的文章“SubsynchronousOscillation Detection using Phasor Measurements and SynchrosqueezingTransform”。
发明内容
因此，本发明的目的是，解决上述问题中的至少一个。尤其应提出一种解决方案，所述解决方案至少能够实现或改进风电厂对供电网中的低频振荡的衰减作用。至少应对至今已知的解决方案提出替选的解决方案。
根据本发明，为此提出根据权利要求1所述的方法。所述方法用于控制风电厂以衰减供电网中的低频振荡，尤其是次同步谐振。因此，本发明基于具有多个风能设施的风电厂，所述风能设施电互连成风电厂，并且构成供电网的一部分。在此描述的风电厂也能够代表单个风能设施或者代表两个或多个风电厂。关于风电厂的以下阐述符合意义地也涉及单个风能设施。在此，所述风电厂在正常运行中经由电网联接点与供应网电连接，并且将电功率馈入到供电网中。
此外，供应网具有带有电网额定频率的电网电压。电网额定频率通常为50Hz或60Hz。要衰减的低频振荡特别具有比电网额定频率更低的频率，即例如小于电网额定频率的一半。因此，低频振荡小于25Hz或30Hz。也称为“电力系统振荡(Power SystemOscillations)”的低频振荡的特征性频域的示例在此是大约0.2-3Hz或5-15Hz的频域，仅列举多个示例中的两个。
特别是，低频振荡能够具有1Hz和更小的值。但是，所述低频振荡也能够达到电网额定频率的五倍的值。在此，具有至多为电网额定频率的五倍的值的频率的振荡，优选具有至多与电网额定频率相对应的频率的振荡被称为低频振荡。特别是，低频振荡不具有对应于数倍电网额定频率的频率。应注意的是，对低频振荡的研究和考虑特别是用于检查或确保供电网的系统稳定性。这与对供电网中的电网质量或电压信号的信号质量的评估区分，在对供电网中的电网质量或电压信号的信号质量进行评估时谐波特别重要。
首先，检测供电网的低频电振荡。为此，例如能够在电网联接点处测量和评估电网电压，在所述电网联接点处，风能设施或风电厂馈入到供电网中。例如能够借助低通滤波器对这样测量到的电网电压进行滤波，所述低通滤波器仅允许低于电网频率的频率通过。以该示例为例，所测量到的电网电压或经滤波的电网电压也能够称为振荡信号，并且能够认为，其包含关于所检测到的或要检测的振荡的信息。
振荡进而还有所描述的振荡信号具有振荡频率，所述振荡频率也能够称为特征性频率或低频振荡的频率。但是，振荡也通过其它特征来表征，并且在此具有振荡特性。这种特征包括振荡的幅度，尤其是该幅度是否振荡以及如何振荡。频率的小的变化也能够是表征性特征。也考虑这种特征的组合。特别重要的是，振荡能够根据该表征性特征和/或根据其它表征性特征来分类。
所检测到的振荡的振荡特性包括这些特征或其它特征中的至少一个。这也包括振荡的分类。
现在还提出，确定所检测到的振荡的这种振荡特性，其中振荡特性因此描述所检测到的振荡的至少一个特征。
振荡特性在此也能够包括低频振荡的表征性信息，其中所述信息能够直接通过测量来确定或检测，或者能够间接地从所执行的分析或评估中得出。所检测到的振荡的其它特性能够是对振荡进行分类的振荡类型，或者是检测到低频振荡的位置。所述振荡类型或其它分类能够是对所检测到的振荡或所检测到的振荡信号进行分析的结果。
在此，振荡类型描述所检测到的低频振荡的类型或振荡类别，其中特别是在振荡类型之间进行区分：
-厂内振荡，其表示在供电网部段中在连接到供电网上的多个发电单元之间的振荡，
-控制模式振荡，其描述通过连接到供电网上的发电单元、消耗器单元或转换器单元的反馈控制引起的振荡，
-区域间振荡，其表示在多个供电网部段之间的振荡，和
-本地厂中振荡，其表示在连接到供电网上的发电单元与供电网之间的振荡。
优选从对供电网的电网电压的至少一次测量中确定振荡特性。特别是，在此为了检测振荡特性而提出，例如在电网联接点处进行电压测量，在所述电网联接点处风能设施或风电厂馈入到供电网中。优选地，如果供电网——对此通常假定——是三相的供电网，那么在此进行三相测量。因此对至少一次测量进行评估，以便识别或表征在供电网中的低频振荡。为此能够设有识别装置，所述识别装置检测所述电网电压并且随后对其进行评估。
随后，将测量和评估的结果或者其一部分作为振荡特性组合或提供，尤其提供给一个或多个控制单元，所述控制单元操控风能设施或风电厂。振荡特性因此包括测量值以及对一次或多次电压测量的至少一次分析或评估的结果，以便能够表征低频振荡或低频振荡信号。
作为另一步骤提出，预设有功功率衰减信号(ΔP)或无功功率衰减信号(ΔQ)，以分别衰减通过振荡特性表征的低频振荡。
因此，根据所检测到的振荡特性或根据所检测到的低频振荡来确定有功功率衰减信号(ΔP)或无功功率衰减信号(ΔQ)，所述低频振荡经由振荡特性来表征。在检测到低频振荡之后，为有功功率或无功功率生成相应的衰减信号。随后将所述衰减信号提供给风能设施或风电厂中的控制装置。在一个特定的实施方式中提出，将有功功率衰减信号(ΔP)或无功功率衰减信号(ΔQ)提供给FACTS控制装置，其中FACTS控制装置操控风能设施的变流器。
作为另一步骤提出，根据有功功率衰减信号馈入有功功率分量，或者根据无功功率衰减信号馈入无功功率分量。在此，根据特定的振荡特性的特征性频率来预设有功功率衰减信号(ΔP)或无功功率衰减信号(ΔQ)。能够进行所述方法，以衰减一个或多个所检测到的振荡。如果应衰减多个振荡，那么优选对于每个振荡单独地确定振荡特性和预设至少一个衰减信号。然后能够将衰减信号组合，至少将有功功率衰减信号和无功功率衰减信号组合，以便作为共同的衰减信号馈入。但是也考虑，分别为多个振荡特性一起预设有功功率衰减信号和无功功率衰减信号。
因此提出，风能设施或风电厂将有功功率或无功功率馈入到供电网中，以便衰减所检测到的低频振荡。在此，根据预设的有功功率衰减信号(ΔP)和/或无功功率衰减信号(ΔQ)，馈入在具有变流器的风能设施中进行的馈入。所述有功功率衰减信号和/或无功功率衰减信号也能够理解为用于风电厂或风能设施的期望值或期望值信号。
根据另一实施方式提出，将有功功率和/或无功功率分量馈入到电网中，使得改变在供应网中的负载流，以便将供电网移动到不同的工作点或改变的负载流状态。供电网具有工作点，所述工作点通过负载流来表征。因此，根据所检测到的低频振荡来改变、特别是移动所述工作点，使得特别是达到另一、尤其是更稳定的工作点，该工作点特别是对低频振荡具有衰减作用。因此，风电厂能够用作为用于衰减在供电网中的低频振荡的机构。
如果例如在交织电网中执行改变的无功功率馈入，那么能够改变在第一电网部段中的负载流，风电厂连接于所述第一电网部段。在第一电网终端中改变的负载流又能够引起：改变的负载流同样在与第一电网部段耦合的另外的第二电网部段中出现。因此，通过风电厂的馈入，电网中的负载流的状态改变。因此，这能够用于衰减所发生的低频振荡。
优选提出，作为附加的方法步骤，确定电网特性，所述电网特性表征供电网的结构。在此，附加地根据特定的电网特性来预设有功功率衰减信号(ΔP)或无功功率衰减信号(ΔQ)。
特别是认识到，供电网的结构直接影响低频振荡，进而应考虑用于有效衰减。尤其已证实的是，借助风能设施或风电厂进行衰减是普遍可行的，但是对低频振荡的变化的馈入的响应与在电网联接点处存在的电网拓扑相关。在此尤其重要的是现有的直接与供电网耦合的同步机的大小和距离，特别是因为其直接影响供电网的摆动载荷(Schwungmassen)或者电网中的变流器份额，所述变流器份额表明：通过变流器控制的发电机或馈入器馈入的电功率份额占整体馈入的电功率多大份额。
同样重要的是：供电网的结构和扩展；在供电网中，在之前提及的直接耦合的同步发电机之间的阻抗，特别是关于其摆动载荷；以及在风能设施和电网重心、例如市区之间的阻抗。在此可能会发生：与具有少量的变流器控制的发电机或馈入器的电网部段相比，连接有大量具有变流器的发电机的电网部段需要不同的功率馈入，以衰减低频振荡。这能够借助于电网特性来考虑。为此，类似于振荡特性，为电网特性设有用于确定电网特性的识别装置，所述识别装置能够将所检测到的电网特性提供给风电厂的控制装置。附加地或替选地，电网特性也能够预先确定并且在风电厂中实现，尤其在低频振荡的识别装置中实现。也能够考虑，运营供电网或其一部分的电网运营商传输这种信息。
根据一个设计方案，电网特性或电网特性的至少一个重要特征能够形成振荡特性的一部分，或者至少在确定所述振荡特性时予以考虑。例如能够考虑：相邻的发电单元是否正在馈入，或者所述发电单元是否处于特定模式中，在所述特定模式中例如提供系统服务。特别是在相邻的大型发电单元的情况下，这可能会影响电网特性，进而本身理解成系统特性。
优选提出，确定振荡特性包括确定振荡类型，其中在之前描述的振荡类型或振荡类别、厂内振荡、控制模式振荡、区域间振荡和本地厂中振荡之间进行区分。
特别是在此提出，考虑在电网中所检测到的低频振荡的相应的振荡类型，以便执行适配于其的馈入。振荡类型在此特别通过对电网电压的评估或分析来确定。已经认识到，低频振荡的衰减能够根据振荡类型不同地经由有功或无功功率馈入影响。通过振荡类型的这种特性或分类能够有针对性地影响振荡。特别是在此基于以下知识：通过这种分类也能够更好地考虑相应的振荡的原因。
如果例如存在本地厂中振荡，那么所述本地厂中振荡通常也限于本地，并且能够以更有针对性的方式衰减，其方式为：例如在附近馈入无功功率衰减信号，以便由此改变在重要的电网部段处的电压，从而在该处影响功率流，从而衰减本地厂中振荡。
但是，再举另一示例，如果存在区域间振荡，那么会存在大范围的功率振荡，其中功率或能量的量在大型电网区域之间来回振荡。在此，有功功率衰减信号可以在由于振荡刚好存在功率不足的地点和时间有针对性地馈入有功功率。附加地，电网拓扑能够起作用，并且例如可以补充无功功率衰减信号的馈入，这会引起电网部段中的电压变化，从而能够影响在电网部段之间的功率流。
优选提出，有功功率衰减信号(ΔP)和无功功率衰减信号(ΔQ)彼此无关地预设，并且所馈入的有功功率分量或所馈入的无功功率分量以如下方式馈入：即不同的低频振荡类型彼此无关地衰减。
这种有功功率衰减信号或无功功率衰减信号的独立的预设在此能够进行成，使得将分别用于要馈入的有功功率分量或无功功率分量的两个单独的期望值(ΔP、ΔQ)提供给风能设施的控制装置。
优选提出，有功功率衰减信号通过有功功率衰减函数形成，所述有功功率衰减函数接收振荡特性的至少一个第一特征作为输入信号并且输出有功功率衰减信号作为输出信号，并且无功功率衰减信号通过无功功率衰减函数形成，所述无功功率衰减函数接收振荡特性的至少一个第二特征作为输入信号并且输出无功功率衰减信号作为输出信号。因此，对于两个衰减信号提出用于其确定的不同的函数，即特别是分别为自身的函数块，其中两个函数块中的每个函数块接收或输出不同的输入和输出变量。
例如，振荡特性的第一特征能够是振荡频率或振荡频率的变化，然后将所述振荡频率或振荡频率的变化输入到有功功率衰减函数中，并且从中必要时在考虑其它信息的情况下形成有功功率衰减函数，尤其通过微处理器计算。
作为另一示例，振荡特性的第二特征能够是振幅或振幅的变化，然后将所述振幅或振幅的变化输入到无功功率衰减函数中，并且从中必要时在考虑其它信息的情况下形成无功功率衰减函数，尤其通过微处理器计算。
附加地或替选地提出，与风电厂控制器的有功功率期望值信号或无功功率期望值信号(PFCU、QFCU)无关地预设有功功率衰减信号(ΔP)或无功功率衰减信号(ΔQ)。为此特别是设有附加的控制单元。所述附加的控制单元能够与风电厂控制单元并联连接，并且能够设立为用于，与风电厂控制装置无关地预设用于有功和无功功率分量的期望值。在此，控制单元能够在识别装置中实现。对此有利的特别是，将用于要馈入的有功或无功功率分量的期望值(ΔP、ΔQ)与风电厂控制装置解耦，并且不必干预风电厂控制装置。
在一个特殊的实施方式中提出，将有功功率衰减信号(ΔP)与有功功率期望值信号以及将无功功率衰减信号(ΔQ)与无功功率期望值信号分别叠加成总信号，并且提供给至少一个风能设施的FACTS控制装置。
根据一个设计方案提出，预设有功功率衰减信号和/或无功功率衰减信号，并且相应地馈入有功功率分量或无功功率分量，使得供电网的工作点移动，以至于减少或避免所检测到的低频电振荡中的至少一个。在此特别是基于如下构思：所述供电网能够是动态的，并且其振荡特性或振荡趋势在此能够与当前的工作点相关。通过所述工作点移动，因此能够影响振荡特征或振荡趋势。
优选提出，借助于FFT分析来确定振荡特性。附加地或替选地提出，借助于小波分析来确定振荡特性。此外附加地或替选地提出，借助于梯度分析来确定振荡特性。
根据一个实施方式提出，
-将有功功率衰减信号预设为调制信号，而将无功功率衰减信号预设为恒定信号，或者
-将无功功率衰减信号预设为调制信号，而将有功功率衰减信号预设为恒定信号。
因此，特别是能够实现两个独立的控制干预，其中有功功率衰减信号和无功功率衰减信号彼此完全不同地预设，即甚至根据类型。在此，调制信号尤其应理解为，例如以1Hz的频率被频率调制的信号。所述信号因此振动，并且该振动通过调制实现。例如，如果低频振荡所具有的相同的频率调制成调制信号，则能够有针对性地抵消低频振荡。在调制时，然后还应注意该相位位置，使得低频振荡被衰减，而不被激励。
但是，对于调制信号，也能够考虑非正弦形的或非理想正弦形的信号形状。另一衰减信号不被调制并且基本上具有仅一个恒定值，即恒定的有功功率值或恒定的无功功率值。
根据一个设计方案提出，
-为了检测供电网的至少一个低频电振荡，和/或
-为了分别确定至少一个所检测到的振荡的振荡特性，提出以下步骤：
-检测供电网的至少一个电信号，和
-借助于小波分析对电信号进行评估，其中经由所检测到的信号与预定的小波母函数的相关性分析来创建与时间相关的频率图像，
-其中在如下情况下优选假定存在低频振荡：
-即当除了基本分量之外，在与时间有关的频率图像中还存在至少一个另外的低频频率分量时。
现在，所述方法首先包括以下步骤：检测供电网的至少一个电信号。在此尤其提出例如在电网联接点处进行电压测量，在该电网联接点处，风能设施或风电厂馈入到供电网中。如果供电网——对此通常假定的——是三相供电网，则优选在此进行三相测量。
然后借助于小波分析来评估电信号。小波分析基本上是已知的，并且就此而言参考相应的专业文献或本领域技术人员的专业知识。但是，现在在此提出，将这种小波分析用于评估电信号，以便能够识别低频振荡。
在所提出的小波分析中，创建与时间相关的频率图像。这经由对所检测到的信号与预定的小波母函数的相关性分析来进行。因此，所述小波母函数被预定，即能够被预设。在此，所述小波母函数例如能够固定地预设和存储，或者也能够考虑小波母函数的改变。也能够考虑，分别进行多个分析，其中分析分别使用不同的小波母函数。
在任何情况下，在对所检测到的信号与预定的小波母函数进行相关性分析时，都会得出与时间相关的频率图像。因此，在与时间相关的频率图像中关于时间绘制频率。例如，为了可视化使用图表，所述图表将横坐标用作为时间轴，并且绘制频率值作为纵坐标。但是，所述值并非作为单个值绘制，而是更确切地说在其出现的密度的意义上绘制，其方式为：例如能够经由颜色代码分配百分比能量。
这特别是图形显示类型，但是，这种图形显示所基于的信息也能够作为值或值集在过程计算机中进一步评估，即使在未可视化的情况下也如此。
现在优选提出，如果在时间相关的频率图像中除了基本分量之外还存在至少一个另外的低频分量，则假定存在低频振荡。就此而言应重复的是，时间相关的频率图像虽然能够以图形方式示出，但是为了进一步评估并非必须以图形方式示出。与时间相关的频率图像在此特别表示：也能够在不同的时间点存在不同强度、即不同幅度的不同频率。因此，不存在单独的数字，也不存在单独的与时间相关的标量函数，而是存在与时间相关的信息，即在任何时间的很多频率信息。这在此称为与时间相关的频率图像。
基本分量在此通常是电网额定频率，但是其中实际电网频率可能会偏离电网额定频率，其中尽管仅预期小的偏差，这也能够相应地反映在与时间相关的频率图像中，只要用于偏离电网额定频率的精度是足够的。但是，所述基本分量并不重要，除了所述基本分量能够被容易地辨识并且不应解释为所识别到的低频振荡。因此，能够忽略该基本分量或者在进一步评估中扣除该基本分量，并且仅研究除了该基本分量之外的剩余部分，以便能够识别低频振荡。
那么如果例如在所述与时间相关的频率图像中频繁地并且以足够的强度出现在4至6Hz的范围内的频率，那么能够认为识别出在4至6Hz的范围内的低频振荡。例如，能够将阈值用作强度的基础。此外或替选地，能够将在时间上分布的时间最小分量用作基础，以便假定识别到的低频振荡。那么如果例如在所观察的时间段中仅在整个时间段的10％的范围内出现低频振荡，那么例如能够认为这不足以识别低频振荡。而如果其在较大部分上发生，例如在时域内超过50％，那么可以将这视为识别到低频振荡，但是必要时仅当强度足够高时才如此。这应仅适合于图解说明，并且原则上能够基于不同的标准，例如不同的阈值。
基于这样确定的振荡特性，能够有针对性地预设用于衰减的相应的有功功率和/或无功功率。特别是，对于振荡特性的不同的特征能够分别彼此独立地预设有功和/或无功功率馈入。例如能够根据振荡形式，即振荡是否是正弦形的、三角形的、矩形的或者以其它形式畸变，调制有效功率。同时，例如能够根据振荡的频率来辨识供电网的工作点并且通过无功功率馈入的固定变化来移动所述供电网的工作点。所提出的小波分析特别好地适合于：辨识振荡特性的这些示例性提及的特征或其它特征，进而能够实现有针对性的有功功率馈入和/或无功功率馈入。
根据另一设计方案提出，检测至少一个另外的频率分量的幅度的时间变化曲线。该信息也能够有利地从与时间相关的频率图像中提取。通过检测另外的频率分量的幅度的这种变化曲线，特别是能够识别频率分量的变化。尤其能够识别：幅度是否增大或减小。特别是如果幅度增大，即随着时间增大，那么能够推断出可能会触发干预的紧急情况。那么，根据另一频率分量的随时间增大的幅度，应执行衰减措施，尤其应将衰减的电信号馈入到供电网中。
但是也能够考虑，幅度发生变化，而没有显示出明显的下降或增长趋势。从幅度的变化的类型中，必要时能够得出关于供电网中的情况的结论。
通过记录时间变化曲线，特别是能够为有针对性地抵销这种频率分量的馈入信号建立基础。
根据一个实施方式提出，使用具有以下列表中的至少一个特征的小波母函数：
1.小波母函数配置为是可缩放的。
小波母函数特别能够描述为时间信号，即作为关于时间变化的函数，例如：
Figure BDA0002883544810000111
在该式中，函数f(t)应形成小波母函数，并且所述函数是可缩放的，特别是根据时间可缩放的。这能够通过如下方式实现：在该示例性的小波母函数中相应地选择因子k。例如，具有因子k＝1的所述小波母函数能够被称为基本函数或未缩放函数，并且通过改变因子k能够执行缩放。如果例如选择k＝2作为因子，则将导致所述小波母函数的压缩。但是，甚至在频域内考虑相同的小波母函数也会引起：通过改变因子k，能够根据频率对函数进行缩放，即能够根据频率将其压缩或扩展。因此，小波母函数配置为是可缩放的。为此，预设在示例中示出的因子k，经由所述因子能够实现缩放。
通过根据时间或频率的这种可缩放性能够检测不同的频率。特别是关于此，或者除此之外，能够实现对测试频域的选择。
2.小波母函数配置为是可时移的。
这例如能够表示：在上文示出的进行图解说明的示例小波母函数中使用具有偏移量的时间来代替时间t。在该式中因此例如能够通过“t+t0”来代替“t”。然后这引起为时间t0的移动，其中所述时间t0也能够为负。通过小波母函数的这种移动，必要时能够更好地获得下述信息：何时出现相应的频率，即要识别的低频振荡。优选地，借助相同的小波母函数多次执行小波分析，但是其中作为唯一的区别，分别使用时移的小波母函数。由此，然后能够创建多个与时间相关的频率图像，进而在其中必要时，根据如何在时间上关于分析信号使用小波母函数，主要的低频振荡，即主要的低频频率在不同的部位处、但是也以不同的表现出现。例如直观来说，根据所述低频振荡或所述低频频率在小波母函数的中心以何种程度出现，所述低频振荡或所述低频频率能够在与时间相关的频率图像中不同强地出现。
3.小波函数在频域和时域中均具有局部性。在此，局部性应理解为：小波母函数不是均匀分布的，即在时域中和在频域中都不是均匀分布的。例如，正弦函数在时域中是均匀分布的，进而在时域中不具有局部性，因为其在整个所观察的区域中以相同的幅度均匀地振动。狄拉克脉冲在时域中具有(强的)局部性，但是——至少在理论上——在频域中不具有局部性，因为其在频域中对应于白噪声。
但是在此提出，在频域和时域中都存在局部性。该特征例如满足上述示例函数。即对于t＝0，所述特征具有最大值，在任何其它部位都不达到该最大值。因此，所述特征在区域t＝0中具有局部性。在该区域之外，也存在该特征，但是随着时间增加而逐渐减弱，或者随着时间间隔增加而朝向负方向逐渐减弱。
该示例性的小波母函数在频域中也具有局部性，因为其也就是在该处使用的cos函数的频率中具有其主要表现。预防性地要指出的是，上述图解说明的示例小波母函数当然不是精确给出的，因为在该处cos函数与时间相关，因此在实际实现时仍必须归一化为时间或基本频率。如果将其例如归一化为或者对应于1Hz作为基本频率，那么其最大值相应地在频域中为1Hz。
借助这种局部性，特别也实现：在对所检测到的电信号进行小波分析时，检测其时间上的不均匀性。换言之，因此能够特别好地检测：何时出现低频振荡或相应地出现低频。
4.优选地，小波母函数具有为零的积分。那么如果在所使用的整个小波母函数上形成积分，则结果为零。由此特别地，尽管存在小波母函数的局部性仍实现，所述小波母函数在时域中在正的和负的范围中、即直观而言在时间轴的上方和下方以平衡的方式构成。在频域中使用时或者在将时域转换到频域中时，这也能够是特别有利的，因为在一定程度上避免直流分量。
5.莫利特小波、多贝西D20小波或墨西哥帽被用作为小波母函数。所述小波母函数对于本领域技术人员而言是原则上已知的，但是在此认识到：所述小波母函数对于识别低频振荡特别好地有意义。此外，墨西哥帽能够通过上文图解说明的示例小波母函数来定义。
优选提出，预设有功功率衰减信号(ΔP)，用于衰减区域间振荡或控制模式振荡。附加地或替选地提出，预设无功功率衰减信号(ΔQ)，用于衰减厂内振荡、局部厂中振荡、区域间振荡或控制模式振荡。
已经认识到，仅低频振荡的特定的振荡类型会被有功功率影响，进而需要考虑振荡类型，以便能够有针对性地衰减低频振荡。下面的表格1在此示出，相应的振荡类型如何能够被有功功率馈入(P)或无功功率馈入(Q)影响。
Figure BDA0002883544810000121
Figure BDA0002883544810000131
表格1
优选提出，有功功率分量或无功功率分量根据振荡类型在预设的时间段内增加地馈入，减少地馈入，脉冲式地增加地或减少地馈入，以交替的脉冲序列交替增加地和减少地馈入，和附加地或替选地斜坡状上升地或下降地馈入。
增加或减少的有功功率分量/无功功率分量在此涉及在下述工作点存在的有功功率分量或无功功率分量，在该工作点处在供电网中未识别到低频振荡。如果例如风能设施在时间点t1以100％的有功功率分量(满负载)运行，而不具有无功功率分量，那么能够在预设的时间段内对风电厂进行控制，使得当识别到低频振荡时，将风能设施节流到80％的有功功率，并且将电容性无功功率分量馈入到供电网中。该变型方案对应于有功功率分量的减少和无功功率分量的增加。
已经认识到，借助于改变的馈入，能够将供电网移动到具有改变的负载流的不同的工作点中，或者能够移动供电网的工作点。不同的工作点在此描述在供电网中改变的负载流状态，这引起低频振荡被衰减。此外还认识到，风电厂不必持久地馈入改变的功率(P或Q)，而是通过短暂改变的功率馈入，能够将供应网持久地移动到另一系统状态中。在此特别提出，具有改变的功率馈入的预定的时间段解释为比低频振荡的半波更长。因此，预设的时间段位于几毫秒至几秒的范围内，例如0.3到30秒的范围内。
在此特别优选的是下述变型方案：在预设的时间段内减少地馈入有功功率分量。在此基于以下知识：通过减少有功功率，减少进入供电网的功率流，即：至少减少了风电厂不再馈入的份额，进而不期望的低频振荡较小程度地受到能量激励。
优选提出，振荡特性包括如下列表中的至少一个附加特征，即振荡信号的相位位置
Figure BDA0002883544810000141
振荡信号的振幅或振荡信号的表征性频谱。
振荡信号的相位位置尤其描述：振荡信号或低频振荡在其相对于参考信号的相位角中如何。这例如能够是振荡相对于预设的参考信号的相位位置，所述参考信号也能够是任意的信号。因此，在馈入相应调制的衰减信号时应考虑的绝对相位位置是尤其重要的。
振荡信号的振幅描述：相对于振荡信号的算术平均值的位置的最大偏移。频谱特别是涉及下述谱，所述谱通过应用傅立叶变换来确定。但是，振荡的所提到的特征原则上是已知的，并且就此而言参考相应的专业文献或本领域技术人员的专业知识。在此特别提出，将这些特性用于表征振荡，以便基于此控制衰减。
检测到振荡信号的位置例如能够以GPS坐标的形式存在。因此能够评估在供电网或子电网部段中低频振荡的空间运动。
优选提出，供电网的电网特性是或包括至少一个电网灵敏度，所述电网灵敏度描述关于在电网联接点处馈入的功率的变化的在电网联接点处的电压的变化。电网灵敏度是用于对风电厂进行预期的控制以将电能馈入到电网中的重要信息。这种电网灵敏度是尤其关于电网联接点的特性。所述电网灵敏度与电网特征、如电网拓扑相关，但是也与当前的电网状态相关。所述电网灵敏度基本上表明，在电网联接点处的电压对影响做出响应的敏感程度，进而所述电网灵敏度表明，供电网在该处的敏感程度。如果发电机是风能设施或具有多个风能设施的风电厂，则波动的风速是外部变量，所述外部变量可能经由风能设施影响电网，进而影响在联接点处的电压。因此，风速的波动还会对联接点处的电压产生强的或弱的影响，进而也相应地存在关于风速的波动的高的或弱的电网灵敏度。
附加地或替选地提出，供电网的电网特性是或包括电网拓扑，所述电网拓扑描述电网的结构性构造和/或描述在电网中所连接的消耗器和发电机的类型、数量和联接位置。因此，电网拓扑也能够描述或包含现有的同步机的大小和距离，其中特别地，它们的摆动载荷也能够是重要的，或者描述或包含在供电网中的变流器份额。同样能够考虑供电网的结构性构造和空间扩展。在此，发电机的类型能够在小型发电机或大型发电机之间区别。此外，距电网重心、如大城市的距离也能够归于电网拓扑。
附加地或替选地提出，供电网的电网特性是或包括至少一个电网阻抗，尤其是在电网联接点处的电网阻抗。在电网特性的一个特殊的实施方式中考虑的其它阻抗是在供应网中的直接耦合的同步发电机之间的阻抗，以及在风能设施和电网重心、如市区之间的阻抗，所述同步发电机特别是由于它们的摆动载荷会产生很大的影响，。
附加地或替选地提出，供电网的电网特性是或包括电网电压的电网频率(fGrid)。所述电网频率通常为50Hz或60Hz。
附加地或替选地提出，供电网的电网特性是或包括尤其在电网联接点处的至少一个短路电流比。短路电流比在此涉及联接点的供应网的短路功率相对于风电厂的联接功率之比，尤其所考虑的风电厂的所有风能设施的额定功率的总和。在一个特殊的实施方式中，电网运营商提供关于供电网的上述特征的信息。
优选提出，借助于分析方法从列表中确定至少一个电网特性，所述列表包括：用于确定电网灵敏度的电网灵敏度分析；用于确定电网拓扑的电网拓扑分析；和用于确定表征性频率和表征性频谱的电网频率分析。在此执行所列出的分析方法，以确定电网特性或确定电网特征，并且在此能够在风电厂投入运行之前或者在风电厂运行期间确定。尤其当供电网的特性未知时，才执行所述分析方法。
优选提出，电网灵敏度分析包括以下步骤：
-改变所馈入的有功功率，和附加地或替选地改变所馈入的无功功率，和
-确定在电网联接点处的电压对所馈入的有功功率的以及附加的或替选的无功功率的变化的频率响应或幅度响应。
在一个特殊的实施方式中提出，通过根据有功功率计算电网电压的偏导数和/或根据无功功率计算电压的偏导数来确定频率响应或幅度响应。因此分别对于有功功率或无功功率变化来确定电网电压的频率和幅度的变化速率。在此，尤其确定电网电压对于改变的有功功率馈入的频率变化以及电网电压对于改变的无功功率的幅度变化。
优选提出，电网拓扑分析或所述电网拓扑分析至少包括以下步骤：根据电网规划或距离测量来确定电网的结构和扩展。电网规划在此能够从电网运营商处获得。
附加地或替选地，电网拓扑分析或所述电网拓扑分析能够包括以下步骤：检测在供电网中的两点之间的电网阻抗。在一个特殊的实施方式中提出，检测在风能设施和电网重心之间的电网阻抗，其中电网重心优选描述电网联接点或电网区域，在该电网联接点或电网区域处连接有至少一个发电站，所述发电站具有直接与供电网耦合的至少一个同步发电机。
附加地或替选地，电网拓扑分析或所述电网拓扑分析能够包括以下步骤：根据电网运营商的预设或者通过计算来确定短路电流比。
此外，根据本发明提出一种风电厂或一种风能设施。这样的风电厂或这样的风能设施包括：用于检测供电网中的至少一个低频电振荡的至少一个测量装置；用于分别确定至少一个所检测到的振荡的振荡特性的识别装置；用于预设有功功率衰减信号(ΔP)和/或无功功率衰减信号(ΔQ)的控制装置；和用于根据有功功率衰减信号馈入有功功率分量或者根据无功功率衰减信号馈入无功功率分量的馈入装置。
因此，风电厂或风能设施设立为用于，借助于馈入装置将有功功率和无功功率馈入到具有电网电压的供电网中，其中电网电压具有电网额定频率。电网额定频率在此通常为50Hz或60Hz。借助于测量单元检测到的低频电振荡在此具有下述频率，其中所述频率例如能够低于电网额定频率的一半。因此，根据该示例提出，检测在低于25Hz或30Hz的频域内，优选在5-15Hz的频域内，尤其在0.2-3Hz的频域内的低频振荡。为此，所述测量装置能够构成为电压测量设备并且测量供电网的至少一个电网电压。
除了测量装置之外，风电厂或风能设施还包括识别装置，用于分别确定至少一个所检测到的振荡的振荡特性，其中振荡特性描述所检测到的振荡的至少一个特征。识别装置在此能够设为过程计算机或者在这种过程计算机上实现。因此提出，将识别装置作为硬件或计算机程序的一部分实现。特别是，识别装置配置用于，接收和处理测量装置的测量数据或关于由测量装置检测到的振荡的信息。因此，识别装置能够评估测量装置的测量或所检测到的电网电压，并且经由下述特征来表征低频振荡，所述特征例如为振荡信号的相位位置、振荡信号的振幅、低频振荡的表征性频谱或探测到振荡信号的位置。
作为风电厂或风能设施的其它组件，提出一种用于预设有功功率衰减信号ΔP以及附加地或替选地预设无功功率衰减信号ΔQ的控制装置。控制装置在此也能够是识别装置的一部分。控制装置特别是配置用于，根据特定的振荡特性来产生有功功率衰减信号ΔP和无功功率衰减信号ΔQ，并且将其提供给馈入单元。控制装置在此同样能够设置在过程计算机上或者作为计算机程序的一部分实现。
附加地，风电厂或风能设施也包括馈入装置，用于根据有功功率衰减信号馈入有功功率分量或者根据无功功率衰减信号馈入无功功率分量，其中根据特定的振荡特性来预设有功功率衰减信号(ΔP)或无功功率衰减信号(ΔQ)。馈入单元在此优选是可控变流器或逆变器。
根据一个实施方式提出，风电厂或风能设施尤其借助于测量装置、识别装置、控制装置以及馈入装置，设立为用于，执行根据上述实施方式之一的方法。
概括地，因此利用：现代风能设施的有功功率和无功功率都能够非常快速地调制。该想法在此借助于风能设施或风电厂馈入到电网中，以便能够衰减低频振荡。尤其有利的是，进行无功功率馈入，因为所述无功功率馈入对风能设施的发电量仅具有非常小的影响。但是，并非所有类型的低频振荡或振荡信号都能通过无功功率信号衰减，如上述表格1所示出的。因此，尤其提出使用有功功率和无功功率的适当的分配，以便一方面能够将可能的发电量损失最小化，而另一方面能够获得最佳的衰减结果。在此，在第一步骤中辨识低频振荡，以便然后相应地调整馈入。
附图说明
下面根据实施方式参考附图示例性地阐述本发明。
图1示意性地示出风能设施。
图2示意性地示出风电厂。
图3示意性地示出用于控制风电厂的控制结构。
图4示意性地示出电网电压的两个电压变化曲线。
图5示意性地示出用于控制风电厂的流程图。
具体实施方式
图1示出具有塔102和吊舱104的风能设施100。在吊舱104上设置有转子106，所述转子具有三个转子叶片108和整流罩110。转子106在运行中通过风置于转动运动，从而驱动吊舱104中的发电机。
图2示出示例性地具有三个风能设施100的风电厂112，所述风能设施能够是相同的或不同的。因此，这三个风能设施100基本上代表了风电厂112的任意数量的风能设施。风能设施100经由电厂电网114提供其功率，即尤其是所产生的电流。在此，将各个风能设施100分别所产生的电流或功率相加，并且通常设有变压器116，所述变压器将电场中的电压升压转换，以便然后在通常也称为PCC的馈入点118处馈入到供电网120中。图2仅是风电厂112的简化图，所述简化图例如没有示出控制装置，尽管当然存在控制装置。电厂电网114例如也能够不同地设计，其方式为：例如在每个风能设施100的输出端处也存在变压器，仅例举另一实施例。
图3示出用于控制风电厂以衰减低频振荡的控制结构302。为了图解说明，在图3中仅示出一个风能设施300，该风能设施能够是风电厂的多个风能设施之一，如其例如在图2中所示出的那样。风能设施300经由电网联接点304连接到供电网306上。供电网306在下文中简化地也称为电网或网络，其中这些术语被视为同义词。
风能设施300具有发电机308，所述发电机通过风运行进而产生电能。在一个实施方式中，发电机308构成为电励磁的多相同步发电机，其具有两个分别星形联接的三相系统，这通过在图3的发电机308中的两个星形符号图解说明。这样产生的交流电流，即在所述示例中为6相交流电流，借助整流器310整流，并且作为直流电流经由相应的直流线路312从塔316的吊舱314向下传输至逆变器318，所述直流线路能够包括多条单个线路。
逆变器318从直流电流产生交流电流，即在所示出的示例中为三相交流电流，以馈入到电网306中。为此，由逆变器318产生的交流电压还借助于变压器320升压转换，以便然后在电网联接点304处馈入到电网306中。所示出的变压器320使用星形-三角形电路，即在初级侧的星形电路和在次级侧的三角形电路，这在此仅作为一个实施方式的示例示出。
除了馈入有功功率P之外，馈入到电网306中也能够包括馈入无功功率Q，这通过作用箭头322图解说明。对于具体的馈入，逆变器318通过相应的控制单元324来操控，其中控制单元324也能够在结构上与逆变器318组合。所述控制装置324设为FACTS控制装置。缩写FACTS在此代表术语“Flexible AC Transmission System”，其也在德语专业术语中使用。尤其，这样的FACTS控制装置配置为用于，将具有可预设的频率和相位的电流馈入到供电网306中或者从供电网中提取。特别是，因此四象限运行是可行的，所述四象限运行能够馈入和/或提取有功功率和无功功率。
特别是，图3应图解说明基本的有效结构，并且各个元件的具体布置也能够与所示出的不同地选择。例如变压器320能够设置在塔316的外部。
控制单元324尤其操控逆变器318，使得控制馈入到电网306中的方式和方法。在此承担如下任务，如何使要馈入的电流匹配于在电网306中的情况，尤其是电网306中的电压的频率、相位和幅度。此外，控制单元324设为用于，控制当前馈入到电网306中的功率的有功功率P和无功功率Q的份额。
在此，在电网304中，尤其是在电网联接点304处进行测量并且相应地进行评估。替选地，也能够在逆变器318的输出端子处进行测量，这在图3中没有示出。
与已知的电压控制系统相反，测量在电网中或在电网联接点304处或在风能设施的连接端子处的电压，并且随后将所述电压提供给风电厂控制器326和检测单元328，这用虚线箭头334表示。在方框326中的缩写FCU在此代表术语“电厂控制单元”，进而也在德国本领域技术人员的一般表达习惯中描述风电厂控制器。在方框328中的缩写PSOD代表术语“Power System Oscillation Damping”，即：能量系统中的振荡的衰减，进而也在德国本领域技术人员的一般表达习惯中描述低频振荡的衰减。
与风电厂控制器326相比，检测单元328在此设置和设立为用于检测供电网的至少一个低频电振荡，其方式尤其为：所述检测单元评估所检测到的电网电压。为此，检测单元328能够具有低通滤波器和评估单元，以便对低频振荡的表征性的频域进行滤波并且对电网电压进行分析。在此，检测单元例如能够执行分析方法，如FFT分析、小波分析或梯度分析。
分析或评估的结果是振荡特性，所述振荡特性描述所检测到的振荡的至少一个特性。因此，检测单元分别为低频振荡确定振荡特性。在一个具体的示例中，检测单元以参数矢量或参数集的形式创建振荡特性，其中将所检测到的低频振荡的特征存储为条目，例如所检测到的低频振荡的振荡类型和频率。如果发生多个低频振荡，那么能够确定多个振荡特性，即例如能够分别为振荡创建两个参数集。
因此，检测单元328检测在供电网中的一个或多个低频电振荡，并且分别确定至少一个所检测到的振荡的振荡特性，其中振荡特性描述所检测到的振荡的至少一个特征。
在检测单元328检测到在供电网中的一个或多个低频电振荡并且经由振荡特性表征之后，基于对低频振荡的评估或表征的结果来预设有功功率衰减信号ΔP和无功功率衰减信号ΔQ。因此提出，不仅考虑简单的极限值，而且首先通过分析来表征低频振荡。表征低频振荡的原因尤其在于，改进关于振荡的单个信息，如频率值，以便也能够一起考虑振荡的原因。
根据所示出的实施方式，预设两个衰减信号ΔP和ΔQ在此并行地进而与预设功率期望值PFCU和QFCU无关地进行，所述功率期望值由风电厂控制器326产生。随后，为控制装置324提供并行产生的衰减信号ΔP和ΔQ以及风电厂控制器的功率期望值PFCU和QFCU。为此，在节点336处将信号ΔP、ΔQ、PFCU和QFCU相加成两个总期望值信号，各一个用于有功功率和用于无功功率。然后，控制装置324根据两个总期望值信号来控制逆变器318，进而闭合用于功率控制的控制回路。
图3还示出用于附加地根据特定的电网特性来预设有功功率衰减信号(ΔP)或无功功率衰减信号(ΔQ)的元件。为此，由电网测量单元338检测供电网306的结构或特征，例如电网灵敏度、短路电流比或电网拓扑，或者如果所述特征是已知的，将所述特征存储在电网测量单元338中。然后，在通过检测单元328预设有功功率衰减信号ΔP或无功功率衰减信号ΔQ时，除了振荡特性之外，还要考虑电网特性。电网测量单元338在此也能够是检测单元328的一部分。电网测量单元例如能够设立为用于，将功率馈入到供电网中并且检测电网的响应，特别是电网电压的响应，并且从中推导出电网的特性，例如电网灵敏度。
最后，图3还图解说明风能设施的发电机的控制装置。发电机的控制装置在吊舱的区域中设有功率控制块330和功率评估块332。在所示出的实施方案的示例中，功率控制块330尤其控制他励同步发电机的励磁，即励磁电流。功率评估块332评估输送给整流器310的功率，并且将其与由整流器310经由直流线路312输出至逆变器318的功率进行比较。该评估的结果继续提供给功率控制块330。
图4示意性地示出电网电压的两个电压变化曲线。为此，在所示出的图中，关于以秒为单位的时间绘制出风能设施的连接端子上的电网电压的标幺值。在时间点t＝1s时，电压变化曲线在电网故障之后出现，所述电网故障引起电网电压的直至电网电压的0.6pu的大幅电压下降。随后，电网电压在大约t＝1.1再次大幅升高。该脉冲状的激励能够引起，供电网能够被激励成低频振荡，所述供电网是能振荡的能量系统。
在时间点tx，由检测单元328检测低频振荡并且例如作为控制模式振荡表征，所述控制模式振荡由脉冲状电压突变激励。自该时间点起，现在由检测单元预设有功和无功功率衰减信号，使得通过风电厂的改变的馈入来衰减低频振荡。出现电网电压400的稳定的变化曲线。
与此相比，电网电压402的变化曲线示出下述情况，在所述情况中不使用检测单元328并且不预设衰减信号。低频振荡由于缺少起衰减作用的有功或无功功率馈入而进入谐振并且振荡。
图5示出按照根据本发明的方法的流程图。在此，在第一步骤S1中，检测供电网的至少一个低频电振荡。因此，步骤S1也能够理解为测量步骤。随后，在步骤S2中，分别确定至少一个所检测到的振荡的振荡特性，其中振荡特性描述所检测到的振荡的至少一个特征。因此，步骤S2能够被理解为表征步骤，其中例如经由振荡类型1、频率f1和振幅A1来表征第一低频振荡，以及经由类型2、f2、A2来表征第二低频振荡。在此，通过双箭头502表明，能够进行与转换表格500的比较502，以便将在步骤S2中执行的评估的结果与振荡类型关联。此外，也能够将有功功率衰减信号ΔP的或无功功率衰减信号ΔQ的期望值存储在转换表格中，并且对应于表征性的低频振荡读取。
在另一步骤S3中，预设有功功率衰减信号，并且附加地或替选地预设无功功率衰减信号，分别用于衰减至少一个通过振荡特性表征的低频振荡。在此，根据特定的振荡特性来预设有功功率衰减信号ΔP或无功功率衰减信号ΔQ。在最后的步骤S4中，随后根据有功功率衰减信号来馈入有功功率分量，或者根据无功功率衰减信号来馈入无功功率分量。
在此可选地提出，除了步骤S2之外，还进行另一步骤S21，即确定表征供电网的结构的电网特性，其中附加地根据所确定的电网特性来预设有功功率衰减信号ΔP或无功功率衰减信号ΔQ。该附加的可选的变型方案在图5中用虚线箭头示出。因此，在馈入有功功率和无功功率以衰减低频振荡时，通过电网特性也考虑电网的结构或特性。
概括地因此提出，通过附加的方法来探测振动或低频振荡并且根据系统或电网的振荡特征以及可选的电网特征来生成衰减信号ΔP和ΔQ。在此特别利用：提供通过P&Q对振荡类型的不同的可影响性。特别是，追求如下控制目的，用于在风能或风电长层面衰减所谓的电力系统振荡的方法借助于有针对性的有功和无功功率馈入(ΔP和ΔQ衰减信号)实现。
因此借助所提出的方法，确定振荡信号，其中尤其是检测低频振荡信号的频率和相位位置。在此确定振荡特性。随后，根据振荡特性并且附加地或替选地根据电网特性来产生适合的衰减信号。在此，电网特性能够借助于电网灵敏度分析或者借助于分析方法进行，所述电网灵敏度分析以确定对馈入ΔP和ΔQ的响应的方式进行，所述分析方法例如为电网拓扑或振荡频率分析。基于此，随后通过风能设施馈入衰减信号。
根据上述实施方式的方法在此能够实现，无需附加地利用电网设施，衰减低频振荡和实现更稳定的电网运行。此外，能够通过改进系统安全性来实现对变流器供应的馈入技术的接受度的提高，并且能够通过风力发电站将由能量传输系统中的低频振荡引起的风险最小化。

Claims (19)

1.一种用于控制风电厂(112)的方法，以衰减在供电网(306)中的低频振荡，所述低频振荡尤其是次同步谐振，其中所述供电网(306)具有电网电压，所述电网电压具有额定电网频率，其中所述风电厂(112)具有连接到所述供电网(306)上的至少一个风能设施(100，300)，所述方法包括以下步骤：
-检测所述供电网的至少一个低频电振荡，
-分别确定至少一个所检测到的振荡的振荡特性，其中所述振荡特性描述所检测到的振荡的至少一个特征；
-预设有功功率衰减信号(ΔP)和/或无功功率衰减信号(ΔQ)，分别用于衰减通过所述振荡特性表征的低频振荡；
-根据所述有功功率衰减信号馈入有功功率分量，或者根据所述无功功率衰减信号馈入无功功率分量，其中
-根据所确定的振荡特性来预设所述有功功率衰减信号(ΔP)或所述无功功率衰减信号(ΔQ)。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
-所述供电网(306)具有工作点，所述工作点通过负载流来表征，和
-将所述有功功率分量和/或所述无功功率分量馈入到所述供电网(306)中，使得改变所述供应网(306)中的负载流，以便能够改变所述供电网(306)的工作点。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
附加地执行下述方法步骤：
-确定电网特性，所述电网特性表征所述供电网的结构，其中附加地根据所确定的电网特性来预设所述有功功率衰减信号(ΔP)或所述无功功率衰减信号(ΔQ)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
确定振荡特性包括确定振荡类型，其中尤其在下述振荡类型之间进行区分：
-厂内振荡，所述厂内振荡表示在供电网部段中的连接于所述供电网(306)的多个发电单元之间的振荡，
-控制模式振荡，所述控制模式振荡描述通过连接于所述供电网(306)的发电单元、消耗器单元或转换器单元的反馈控制引起的振荡，
-区域间振荡，所述区域间振荡表示在多个供电网部段之间的振荡，和
-本地厂中振荡，所述本地厂中振荡表示在连接于所述供电网(306)上的发电单元与所述供电网(306)之间的振荡。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-所述有功功率衰减信号(ΔP)和所述无功功率衰减信号(ΔQ)彼此独立地预设，尤其地，
-所述有功功率衰减信号通过有功功率衰减函数形成，所述有功功率衰减函数接收所述振荡特性的至少一个第一特征作为输入信号并且输出所述有功功率衰减信号作为输出信号，和
-所述无功功率衰减信号通过无功功率衰减函数形成，所述无功功率衰减函数接收所述振荡特性的至少一个第二特征作为输入信号并且输出所述无功功率衰减信号作为输出信号，
和/或
与风电厂控制器的有功功率期望值或无功功率期望值(PFCU，QFCU)无关地预设所述有功功率衰减信号(ΔP)和所述无功功率衰减信号(ΔQ)，和
-将所馈入的有功功率分量或所馈入的无功功率分量馈入，使得不同的低频振荡类型彼此无关地衰减。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
借助于如下确定振荡特性：
-FFT分析，
-小波分析，
-梯度分析。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-预设所述有功功率衰减信号(ΔP)，以衰减区域间振荡或控制模式振荡，
和/或
-预设所述无功功率衰减信号(ΔQ)，用于衰减厂内振荡、本地厂中振荡、区域间振荡或控制模式振荡。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-所述有功功率分量或所述无功功率分量根据特定的振荡特性在预设的时间段内
-增加地馈入，
-减少地馈入，
-脉冲式地增加地或减少地馈入，
-以交替的脉冲序列交替增加地和减少地馈入，和/或
-斜坡状上升地或下降地馈入。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-所述振荡特性是下述列表中的至少一个特征或包括下述列表中的至少一个特征：
-所述振荡信号的相位位置
Figure FDA0002883544800000041
-所述振荡信号的振幅，
-所述低频振荡的表征性频谱，和
-探测到所述振荡信号的位置。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-所述供电网(306)的电网特性是下述列表中的至少一个特征或包括下述列表中的至少一个特征：
-电网电压的电网频率(fGrid)，
-电网灵敏度，所述电网灵敏度描述相对于馈入的功率的变化的在所述电网联接点(304)处的电压的变化，
-电网拓扑，所述电网拓扑描述所述电网的结构性构造和/或描述在所述电网(306)中所连接的消耗器和发电机的类型、数量和联接位置，
-电网阻抗，尤其是在所述电网联接点(304)处的电网阻抗，
-短路电流比，尤其是在所述电网联接点(304)处的短路电流比。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
借助于下述列表中的分析方法确定至少一个电网特性：
-用于确定所述电网灵敏度的电网灵敏度分析，
-用于确定所述电网拓扑的电网拓扑分析；和
-用于确定所述表征性频率和所述表征性频谱的电网频率分析。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-电网灵敏度分析或所述电网灵敏度分析包括以下步骤：
-改变所馈入的有功功率(P)，和/或改变所馈入的无功功率(Q)，和
-确定在所述电网联接点(304)处的电压对所馈入的有功功率(P)的和/或无功功率的变化的频率响应或幅度响应，尤其通过根据所述有功功率(P)计算所述电压的偏导数和/或根据所述无功功率(Q)计算所述电压的偏导数来确定。
13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-电网拓扑分析或所述电网拓扑分析包括如下列表中的至少一个步骤：
-根据电网规划或距离测量来确定所述电网的结构和扩展，
-确定在所述供电网(306)中的两点之间的电网阻抗，尤其在风能设施(100、300)和电网重心之间的电网阻抗，其中所述电网重心优选描述如下电网联接点(304)或电网区域，至少一个发电站连接于所述电网联接点或电网区域，所述发电站具有直接与所述供电网(306)耦合的至少一个同步发电机，和
-根据电网运营商的预设或者通过计算来确定短路电流比。
14.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-将所述有功功率衰减信号(ΔP)预设为调制信号，而将所述无功功率衰减信号(ΔQ)预设为恒定信号，或者
-将所述无功功率衰减信号(ΔQ)预设为调制信号，而将所述有功功率衰减信号(ΔP)预设为恒定信号。
15.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中
-为了检测所述供电网(306)的至少一个低频电振荡，和/或
-为了分别确定至少一个所检测到的振荡的振荡特性，提出以下步骤：
-检测所述供电网(306)的至少一个电信号，和
-借助于小波分析对所述电信号进行评估，其中经由所检测到的信号与预定的小波母函数的相关性分析来创建与时间相关的频率图像，
-其中在如下情况下优选假定存在低频振荡：
-除了基本分量之外，在所述与时间相关的频率图像中还存在至少一个另外的低频频率分量，。
16.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-检测至少一个另外的频率分量的幅度的时间变化曲线。
17.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
小波母函数或所述小波母函数具有下述列表中的至少一个特征，所述列表具有下述特征：
I)将所述小波母函数配置为是可缩放的，尤其是根据时间或频率可缩放的，
II)将所述小波母函数配置为是可时移的，
III)所述小波母函数在频域和时域中具有局部性，
IV)所述小波母函数在时域中具有为0的积分，
V)将下述列表中的小波函数用作为小波母函数，所述列表包括：
a.莫利特小波，
b.多贝西D20小波，
c.墨西哥帽。
18.一种风电厂(112)或风能设施(100，300)，其中所述风电厂(112)或所述风能设施(100，300)设立为用于，将有功功率和无功功率馈入到具有电网电压的供电网(306)中，其中所述电网电压具有电网额定频率，并且其中所述风电厂(112)或所述风能设施(100，300)包括：
-用于检测所述供电网(306)中的至少一个低频电振荡的测量装置，
-用于分别确定至少一个所检测到的振荡的振荡特性的识别装置，其中所述振荡特性描述所检测到的振荡的至少一个特性，
-用于预设有功功率衰减信号(ΔP)和/或无功功率衰减信号(ΔQ)的控制装置，和
-用于根据所述有功功率衰减信号馈入有功功率分量或者根据所述无功功率衰减信号馈入无功功率分量的馈入装置，其中
-所述控制装置被配置成用于：根据特定的振荡特性来预设所述有功功率衰减信号(ΔP)或所述无功功率衰减信号(ΔQ)。
19.根据权利要求18所述的风电厂(112)或风能设施(100，300)，
其特征在于，
所述风能设施(100，300)或所述风电厂(112)，尤其是所述控制装置，设立为用于，执行根据权利要求1至17中任一项所述的方法。
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