CN114729624A - 混合式发电厂的辅助电力系统控制 - Google Patents

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Abstract

根据本文所述的实施方式，混合式发电厂(310)中的辅助电力系统的控制通过以下方式提供：确定来自外部电网(320)的电网提取阈值；监测混合式发电厂(310)的受电系统(312，313)的电力消耗；监测混合式发电厂(310)的发电量；响应于电力消耗超过电网提取阈值，对储能系统ESS(314)和辅助发电机(315)中的一个或多个的备选电源进行放电；以及实施混合式发电厂(310)的发电量和电力消耗的预测算法。因此，在几个备选来源(314，315)与外部电网(320)之间管理电源，以便在各种风速条件下维持电力时满足电厂运营商定义的标准。

Description

混合式发电厂的辅助电力系统控制
技术领域
本公开提出的实施方式一般涉及到混合风力发电厂。特别是，本公开提供了控制方案，以管理混合风力发电厂中的辅助系统由辅助发电系统供电的时刻和方式。
背景技术
风力涡轮发电机是越来越受欢迎的发电来源，可以单独部署或以若干风力涡轮机的组的形式部署，通常被称为风场。在风场内，可以部署额外的发电和储存系统，以提供混合风力发电厂。这些额外的发电和储存系统可以包括燃料式发电机、太阳能电池板、化学电池、机械电池(如飞轮)或类似物，当由风力涡轮机产生的电力不足以满足那些系统的需求时，它们可以用来向电网或向风力涡轮机中的辅助系统和混合风力发电厂中的支持系统提供附加电力。辅助系统包括各种计算设备、传感器、电机和安全系统(例如，飞机警告灯)，它们被包括在各个单独风力涡轮机中。支持系统包括各种计算设备、传感器和控制器，它们被设置在发电厂中并且与单独风力涡轮机没有关联。取决于辅助和支持系统的电力需求，以及辅助发电系统的能力，混合式发电厂也可以从电网提取电力，以满足辅助和支持系统的需求。
发明内容
本公开的一个实施方式是一种混合式发电厂，包括：多个风力涡轮发电机，其中每一个风力涡轮发电机包括辅助系统，该辅助系统为操作而消耗电力，其中混合式发电厂的电力消耗随时间变化并包括峰值消耗值；至少一个选自以下的备选电源：储能系统；和辅助发电机；与外部电网的共同耦合点，混合式发电厂可以通过该共同耦合点将电力注入到外部电网中或从外部电网提取；以及控制器单元，其与该多个风力涡轮发电机、该至少一个备选电源以及共同耦合点通信，该控制器单元被配置为：确定由混合式发电厂提取的电力；确定以下一项或多项：ESS的充电状态；以及辅助发电机的发电能力；以及控制该至少一个备选电源，以提供附加电力，使从外部电网提取的电力低于电网提取阈值，从而限制在消耗高峰期从外部电网提取的电量。
在具有上面或下面讨论的任何混合式发电厂的另一个方面，该至少一个备选电源包括ESS和辅助发电机，并且其中，控制器单元被进一步配置为：基于偏好算法来控制ESS和辅助发电机中的至少一个以提供附加电力，其中，偏好算法基于用于控制ESS以提供附加电力的时刻的第一电力消耗水平来设置ESS放电阈值，并且其中，偏好算法基于用于启动辅助发电机的时刻的第二电力消耗水平来设置发电机启动阈值。在某些方面，启动阈值是相对于辅助发电机的启动延迟设置的。
在具有上面或下面讨论的任何混合式发电厂的另一个方面，该至少一个备选电源包括ESS和辅助发电机，并且其中，控制器单元被进一步配置为在以下至少一个情况下控制ESS充电：由辅助发电机产生的电力超过混合式发电厂的电力消耗；以及从外部电网提取的电力低于从外部电网提取的电力的电网提取阈值。
在具有上面或下面讨论的任何混合式发电厂的另一个方面，该至少一个备选电源包括ESS和辅助发电机，并且其中，控制器单元被进一步配置为控制ESS以在辅助发电机的启动操作期间提供附加电力，并且一旦辅助发电机是活动的并且辅助发电机的电力输出超过所需的电力，则控制ESS以停止提供附加电力，以保持从外部电网提取的电力低于电网提取阈值。
在具有上面或下面讨论的任何混合式发电厂的另一个方面，控制器单元被进一步配置为控制ESS，以在混合式发电厂将电力注入到外部电网中的同时，维持充电状态高于预先定义的水平。
在具有上面或下面讨论的任何混合式发电厂的另一个方面，控制器单元被进一步配置为控制辅助发电机，以在混合式发电厂将电力注入到外部电网中的同时，维持最低燃料水平高于预先定义的水平。
在具有上面或下面讨论的任何混合式发电厂的另一个方面，基于预测出的辅助系统的电力消耗来设置电网提取阈值。
在具有上面或下面讨论的任何混合式发电厂的另一个方面，基于预报出的由混合式发电厂从外部电网的电力提取来确定电网提取阈值。
在具有上面或下面讨论的任何混合式发电厂的另一个方面，控制器单元被进一步配置为基于在预先定义的时间窗口内测得的最高先前经历的峰值消耗值来调节电网提取阈值。
在具有上面或下面讨论的任何混合式发电厂的另一个方面，控制器单元被进一步配置为最小化从电网提取的电量。
本公开的一个实施方式是一种用于混合式发电厂中的辅助电力系统控制的方法，该方法包括：对于混合式发电厂，确定来自外部电网的电网提取阈值；监测混合式发电厂的受电系统的电力消耗；监测混合式发电厂的发电量；响应于电力消耗超过电网提取阈值，对储能系统(ESS)和辅助发电机中的一个或多个的备选电源进行放电；以及对混合式发电厂的发电量和电力消耗实施预测算法。
在具有上面或下面讨论的任何方法的另一个方面，该方法进一步包括基于在预先定义的时间窗口内测得的最高峰值消耗值来调节电网提取阈值。
在具有上面或下面讨论的任何方法的另一个方面，该方法进一步包括：在预先定义的时间窗口之后将电网提取阈值重置为初始值；以及基于在随后的预先定义的时间窗口内测得的随后的最高峰值消耗值来重新调节电网提取阈值。
在具有上面或下面讨论的任何方法的另一个方面，控制备选电源是进一步响应于风力产生的电力水平低于电力消耗而进行的。
在具有上面或下面讨论的任何方法的另一个方面，该方法进一步包括：响应于达到发电阈值而停止对备选电源进行放电，其中，发电阈值包括：自启用以来从初始充电状态、从ESS供应的总电力；自启用以来从初始燃料水平、从辅助发电机供应的总电力；以及来自混合式发电厂的风力涡轮发电机的电力输出。
在具有上面或下面讨论的任何方法的另一个方面，电网提取阈值是基于连接至外部电网的不同负载的负载灵敏度。
在具有上面或下面讨论的任何方法的另一个方面，停止对备选电源进行放电进一步包括：响应于使辅助发电机联机而停止对ESS进行放电，其中，电力消耗。
本公开的一个实施方式是一种用于混合式发电厂的控制器单元，包括：处理器；以及存储器，该存储器存储指令，当由处理器执行时，该指令使控制器单元响应于检测混合式发电厂中的受电系统的电力消耗而执行操作，该操作包括在混合式发电厂中的风力涡轮发电机产生的电力小于混合式发电厂中的受电系统的电力消耗时的一段时间内，平衡来自储能系统的放电、来自辅助发电机的发电产以及来自外部电网的提取，基于：储能系统的充电状态；燃料辅助发电机的发电能力和启动时间；外部电网的电网提取阈值；以及该段时间的预测出的时间长度。
在具有上面或下面讨论的任何控制器单元的另一个方面，电网提取阈值是基于连接至外部电网的不同负载的负载灵敏度。
在具有上面或下面讨论的任何控制器单元的另一个方面，电网提取阈值被调节以反映在测量周期内测得的最高峰值消耗值，并在测量周期结束时被重置为初始值。在某些方面，测量周期对应于一个月、一年中的一个季度或一年。
附图说明
为了详细了解本公开的上述特征，可以通过参考实施方式对上文简要概述的本公开进行更具体的描述，其中一些实施例在附图中得到说明。然而，需要注意的是，所附的附图只展示本公开的典型实施方式，因此不应视为对其范围的限制，因为本公开可以接受其他同样有效的实施方式。
图1展示根据在本公开中描述的实施方式的风力涡轮机的示意图。
图2展示根据在本公开中描述的实施方式，风力涡轮机的机舱和塔架内部的部件的示意图。
图3展示根据在本公开中描述的实施方式，连接至电网的混合风力发电厂，外部发电机和各种其他负载也连接至该电网。
图4是根据本公开的实施方式的方法400的流程图，该方法用于为混合风力发电厂中的系统供电，使用电源代替或补充风力涡轮发电机。
图5是根据本公开的实施方式，优先考虑由混合风力发电厂来自各种来源的电力提取的方法的流程图。
图6A-6D展示根据本公开的实施方式，在HPP中满足电力需求曲线的几种情况。
图7是根据本公开的一个或多个实施方式的控制器单元的框图。
为了便于理解，在可能的情况下，使用了相同的附图标记来表示图中共同的相同元素。可以设想，在一个实施方式中公开的元素可以在其他实施方式中得到有益的利用，而不需要具体叙述。
具体实施方式
当从混合式发电厂中的风力涡轮发电机以外的来源为混合式发电厂中的辅助和支持系统供电时，发电厂运营商可能对如何为这些系统接收所需的电力有不同的偏好。在某些情况下，运营商可能期望主要依靠在电网上接收的来自外部资源、来自混合式发电厂内的辅助发电机或来自混合式发电厂内的存储设备的电力。这些运营商的偏好可能基于每一个备选电源(例如，辅助发电机和/或储能系统中的一个或多个)的操作开销、备选电源的可用性和容量以及使用备选电源对电网的影响。例如，如果混合式发电厂从电网提取过多的电力，则电网上的其他负载可能会经历反常的影响，但如果混合式发电厂没有从电网提取足够电力，则辅助电源的容量可能会在风力涡轮机可以重新联机之前被耗尽。因此，运营商可以采用一种或多种根据运营商的喜好进行调整的算法，平衡混合式发电厂内的电力提取和发电厂外的电力提取，以满足混合式发电厂的各种操作目标。
正如本文所使用的，“提取”是指从来源向消耗系统提供的电力，而“需求”是指由消耗系统需要的电力。因此，消耗系统可以提取电力以满足需求，而该电力可以从几个不同的来源提取。
示例实施方式
图1是示例性的风力涡轮发电机(WTG)100的示意图。尽管图中的WTG 100被展示为水平轴风力涡轮机，但这里描述的原理和技术也可应用于其他风力涡轮机的实施方案，诸如垂直轴风力涡轮机。WTG 100通常包括塔架102和位于塔架102顶部的机舱104。转子106可以通过延伸出机舱104的低速轴与机舱104连接。如图所示，转子106包括安装在共同轮毂110上的三个转子叶片108，它们在转子平面内旋转，但转子106可以包括任何合适数量的叶片108，诸如一个、两个、四个、五个或更多的叶片108。叶片108(或(多个)机翼)通常各自具有空气动力学形状，带有用于面向风的前缘112、位于叶片108的弦的另一端的后缘114、尖端116以及用于以任何合适方式连接至轮毂110的根部118。
对于一些实施方式，叶片108可以使用变桨轴承120连接至轮毂110，这样，每一个叶片108可以围绕各自的纵向轴线旋转，以调节叶片的桨距。叶片108相对于转子平面的桨距角可以由线性致动器、液压致动器或步进电机控制，例如，连接在轮毂110和叶片108之间。
图2展示WTG 100的机舱104和塔架102内部典型部件的示意图。当风200入射到叶片108上时，转子106就会旋转并带动低速轴202旋转。变速箱204中的齿轮将低速轴202的低转速机械地转换成高速轴208的相对高转速，适合于使用发电机206发电。
控制器210可以感知低速轴202和高速轴208中一个或两个的旋转速度。如果控制器210确定轴的旋转速度过快，则控制器210可以将叶片108变桨出风200，或者通过增加来自发电机206的扭矩，减缓转子106的旋转——即，降低每分钟的转数(RPM)。制动系统212可以通过在轮毂110已经处于或非常接近于静止状态时保持轮毂110不旋转来防止对WTG 100的部件的损坏。控制器210也可以接收来自风速计214(提供风速)和/或风向标216(提供风向)的输入。基于收到的信息，控制器210可以向一个或多个叶片108发送控制信号，以调节叶片108的桨距218。通过调节叶片108的桨距218，转子106(以及因此，轴202、208)的旋转速度可以增加或减少。例如，基于风向，控制器210可以向包括偏航电机220和偏航驱动器222的组件发送控制信号，以使机舱104相对于塔架102旋转，从而使转子106可以被定位为更多(或在某些情况下更少)地面向上风。
图3展示连接至电网320的混合式发电厂(HPP)310，外部发电机330和各种负载340a-b(一般为负载340)也连接至该电网。电网320包括各种变电站和输电线路，它们将HPP310、外部发电机330和各种负载340电性地连接起来。
HPP 310包括一个或多个WTG 100，它们产生的电力在HPP 310内部消耗，在外部由一个或多个连接至电网320的负载340消耗。HPP 310经由共同耦合点(PCC)311连接至电网，以便由该一个或多个WTG 100产生的电力可以被传输到电网320，并使从电网320提取的电力可以被供应给WTG 100的辅助系统312和混合式发电厂310的支持系统313。在不同的实施方式中，PCC 311包括断路器，该断路器可以打开和关闭，以选择性地断开或建立与电网320的电性连接。虽然图示为变压器，但本领域的普通技术人员会意识到，PCC 311的确切位置可以在变压器的电网侧或线路侧。PCC 311可以包括电力计或电网计，以测量从电网320提取的电力，尽管这样的表也可以位于HPP 310的其他位置。
辅助系统312与单独WTG 100相关并且包括受电系统，该受电系统包括但不限于：控制器210；风速计214、风向标216或其他传感器；偏航电机220、偏航驱动器222、叶片变桨电机或其他电机/驱动器；安全照明；除冰系统、冷却系统；或即使在WTG 100不产生电力时也需要被供电(或有可用电力)用于操作的类似物。支持系统313与整个HPP 310相关，或与HPP 310中除WTG 100以外的独立部件相关，并包括受电系统，该受电系统包括但不限于：发电厂控制器计算设备；各种传感器；被供电的致动器(例如，用于断路器控制)；照明；以及即使在WTG 100不产生电力时也需要被供电(或有可用电力)用于操作的类似物。辅助系统312和支持系统313在此被统称为“受电系统”，任何对受电系统的提及都包括只有部分或全部辅助系统312被牵连、只有部分或全部支持系统313被牵连、以及部分或全部辅助系统和支持系统被牵连的使用情况。换句话说，可以理解的是，在各种用例和示例中，一些受电系统可能是离线的。
HPP 310包括一个或多个备选电源，该备选电源包括一个或多个储能系统(ESS)314和/或一个或多个辅助发电机315，该储能系统和辅助发电机可以用于补充由WTG 100产生并输出到电网320的电力，或在WTG 100无法提供足够电力时，除电网320外或代替电网向受电系统供电。ESS 314可以包括可以有选择地储存和释放电力的各种化学电池、电容器或机械电池(例如，飞轮)。辅助发电机315包括各种燃料式发电机(例如，柴油、丙烷、天然气、氢气、生物质)和可再生式发电机(例如，光伏发电机、水力发电机)。ESS 314和辅助发电机315可以在HPP 310连接至电网320时使用，以补充或平滑输出到电网320的电力，或补充、平滑或替代从电网320提取的电力，以替代或补充来自WTG 100的电力。ESS 314和辅助发电机315也可以在HPP 310没有连接至电网320或以其他方式被孤立时使用，以协助HPP 310的冷启动，以平滑连接至电网320，或在没有其他电源可用时向受电系统产生电力。
外部发电机330代表连接至电网320的一个或多个发电站或发电厂，该发电站或发电厂可以包括其他风场、混合式发电厂、水力发电大坝、燃料式蒸汽发电厂(例如煤、天然气、核能或生物质)，或类似物。在混合式发电厂310从电网320提取电力时，外部发电机330向混合式发电厂310提供该电力。
负载340代表连接至电网320的各种电力消费者，包括工业、住宅、商业和政府消费者。电网320的不同部分上的各种负载340可能有不同的需求曲线，电网320以不同方式管理该需求曲线。例如，电网运营商可以向各种发电机发出信号，使其在全天的需求增加和减少时联机或脱机。在另一个示例中，电网运营商可以取决于一天中的用电时间或在一个时间段内的用电高峰来收取不同的费率，以鼓励消费者分散负载。
取决于电网320的条件(包括线路容量；外部发电机330的数量、位置和过剩容量；现有负载340的电力适应和提取；等)，向电网320添加新的负载340或增加电网320上的现有负载340的提取可能会扰乱其他负载340的操作。例如，在HPP 310开始作为新的负载而不是电网320的发电机从电网320提取电力时，电网320上的增加的电力需求可能会导致其他一些负载340经历“褐色中断(brown out)”、减载、电力适应设备(例如，不间断电源(UPS)单元)的启用以及其他有害影响。在HPP 310的峰值电力需求相应较高时，这些影响可能更加明显；在较短的时间范围内要求的电量比在较长的时间范围内要求的相同电量对电网320造成的压力更大。附加地，电网控制器(例如，PCC 311中的发电厂控制器)可以限制HPP 310在给定时间范围内能够消耗多少电力。
因此，发电厂控制器单元(例如，被包括在支持系统313中的计算设备)基于ESS314的充电水平和输出能力、发电能力(包括额定输出的预期持续时间)和辅助发电机的启动延迟、为从电网320获取电力而设置的峰值提取阈值以及将会要求外部/辅助电力的预测时间长度来平衡来自ESS 314、辅助发电机315的输出和从电网320提取的电力。辅助发电机的启动延迟表明启动发电机所需的时间，例如，从收到发电的命令到发电之间的时间。备选电源的容量包括对电源的峰值或额定输出的测量，以及对持续时间的测量(例如，电池的SoC、燃料式发电机的燃料水平与消耗率、太阳能电池的剩余日光时间)，还可以包括对这些数值的修改，以考虑环境条件(例如，云层将太阳能电池的效率降低到额定输出的X％)，发电余量(例如，为特殊使用情况保留X％的SoC或燃料容量)，以及计划操作条件(例如，将X％的电池阵列离线维护，燃料交付计划每D天一次)。
图4是根据本公开的实施方式，用电源代替或补充WTG 100，为HPP 310中的系统供电的方法400的流程图。使用哪种备选电源、从备选电源提取多少电力以及提取多长时间，可以基于各种条件来决定，关于图5有更详细的描述。
方法400从区块410开始，其中HPP 310的运营商为HPP 310确定从电网320的电网提取阈值。电网提取阈值定义在给定情况下，由于电网要求、运营商偏好和HPP 310的能力，HPP 310被期望或允许从电网320提取的电量。例如，电网320可以规定，每单位时间内的提取被限制为xkW(千瓦)，这样从HPP 310的提取就不会破坏向连接至电网320的其他负载340的电力供给的稳定性。在另一个示例中，运营商可能倾向于在从电网320提取电力之前，提取存储在ESS 314中的电力或从辅助发电机315可用的电力，或将来自电网的提取限制在每单位时间内低于y kW。在另一个示例中，如果每单位时间从电网320的提取超过z kW，则HPP310中的断路器或熔断器可以跳闸或断开回路。
在各种实施方式中，电网提取阈值可以基于一天中的时间、一年中的时间、先前峰值提取等来改变。例如，电网运营商可以允许HPP 310的运营商在一天中与其他负载340的较低需求相关的时间内提取更多电力。在另一个示例中，在燃料式辅助发电机315的燃料储备低于给定设置点时、在太阳能辅助发电机315的夜间或阴天期间、在ESS 314或辅助发电机315的维护期间等，HPP 310的运营商可以提高电网提取阈值，以改变在给定情况下可以从电网提取多少电力。
在区块420，运营商监测HPP 310中的受电系统的电力消耗(例如，提取要求)。例如，电厂运营商可以使用设置在HPP 310中的一个或多个电力计或电网计来监测来自电网320的电力提取。电力提取要求表明HPP 310中的受电系统所需的电量，该电量随着不同系统根据HPP 310的操作要求启用和停用而变化。一些受电系统可以表现出恒定电力提取，例如，飞机警告灯、传感器、发电厂控制器计算设备等。其他受电系统可以表现出间歇性或可变的电力提取，例如，基于环境温度和天气条件来启用或停用的除冰系统，用于调节WTG100的叶片108或机舱104相对于风向的方向的各种电机等。
在各种实施方式中，运营商可以预测作为监测电力消耗的一部分或响应于监测电力消耗，预测在不久的将来需要多少电力/能源。发电厂运营商可以使用统计和机器学习模型来监测当前的电力提取要求，以锁定在某些时间和某些条件下需要向HPP 310提供多少电力和能源。例如，可以经由历史提取和需求数据、当前监测数据以及气象模型和其他预报数据来训练机器学习模型。
在程序区块430，发电厂运营商确定受电系统的电力提取是否超过由WTG 100产生的电力。在由WTG 100产生的电力足以为受电系统供电时，方法400返回到区块420，以便发电厂运营商继续监测受电系统的电力提取要求。在由WTG 100产生的电力不足以为受电系统供电时，方法400进行到区块440。对于一些实施方式，作为区块430的一部分，发电厂运营商可以有选择地停用各种受电系统，以减少HPP 310的电力提取要求(例如，使非必要的系统离线，直到WTG 100恢复到发电状态)，以优先考虑返回到区块420，而不是进行到区块440。
在区块440，发电厂运营商启用一个或多个备选电源，诸如对ESS 314进行放电或启用辅助发电机315。由ESS 314和/或辅助发电机315提供的电力与来自受电系统的需求之间的任何差异由电网320提供。在由电网320和备选电源提供的电力不足以满足来自受电系统的电力需求时，发电厂运营商可以优先考虑各种系统接收电力，而不是其他系统。如本文所使用的，术语“启用的”、“已启用的”、“启用”和其变体是指被控制以产生电力的电源。例如，在启用电源时，该电源被控制为处于活动状态，使得在电源保持启用的同时，产生或储存在该电源的电力被提供给一个或多个系统。类似地，术语“非活动的”、“已不启用的”、“不启用的”、“不启用”、“正不启用”、“停用的”、“已停用的”、“停用”及其变体指的是被控制为不产生电力或停止向一个或多个系统产生电力的电源。例如，活动的电源可以被停用，以控制该电源停止向相连的系统产生电力，并且电源将保持停用或不活动，直到发电厂运营商下次控制电源以产生电力(例如重新启用该电源)。
在区块450，发电厂运营商观察从电网320提取的电力是否在给定时间长度内超过历史峰值电网提取。当在给定时间长度内从电网320提取的电力高于类似时间长度内的任何历史电网提取时，方法400进行到区块460。当在给定时间长度内从电网320提取的电力小于或等于先前观察到的在类似时间长度内从电网320提取的电量时，方法400进行到区块470。
在区块460，发电厂运营商可选地调节电网提取阈值(从在区块410中最初确定的值)，以说明从电网320提取的电力在给定时间段中超过先前观察到的值。在各种实施例中，历史峰值电网提取可以在对应于运营商的测量周期的每天、每月、每季度、每年等中被重置，以便在调节电网提取阈值时确定并使用历史峰值电网提取达给定时间段。例如，电网运营商可以基于计费周期内的最高观察到的峰值电网提取率来对由HPP 310消耗的电力的不同速率进行评估，一旦阈值被越过，则在给定周期内再次达到该阈值对所消耗的电力的总评估没有影响，而超过随后的阈值将会对总评估有影响，因此要避免。在另一个示例中，HPP310可能不知道电网320上的其他负载340对电力提取峰值有多敏感，而在HPP 310以各种峰值从电网320提取电力时，运营商会了解其他负载340是否受到不利影响，并可以相应地调节电网提取阈值。在测量周期结束时(或在随后的测量周期开始时)，运营商将电网提取阈值重置为初始值，该初始值可以是零或另一个预先定义的初始值，以试图将电网提取保持在以下(直到消耗达到该初始值)。例如，运营商可以在任何给定月份努力保持电网提取低于X kW。如果电网提取在第一月中超过X kW(即，X+Y kW)，则运营商在第一月的剩余时间里努力保持电网提取低于X+Y kW，但在第二月开始时将会再次努力保持电网提取低于X kW以下。
在区块470，发电厂运营商处理由备选电源产生的、超出由HPP 310的内部系统使用的电力的任何多余电力。对于一些实施方式，发电厂运营商将多余电力注入到电网320中。在一些实施方式中，发电厂运营商使用由辅助发电机315产生的多余电力以对ESS 314进行充电。
在区块480，发电厂运营商确定HPP 310是否达到发电阈值。发电厂运营商设置发电阈值以表明停用HPP 310中的一个或多个备选电源的时刻。例如，发电厂运营商可以将发电阈值设置为在以下时刻被满足：在WTG 100产生足够电力以满足或超过受电系统的需求至少n秒时。在另一个示例中，发电阈值可以在充电状态(SoC)或燃料水平达到给定的ESS314或辅助发电机315的预先定义的水平时(例如，为了维持黑启动能力)被满足。在达到发电阈值时，方法400进行到区块490。否则，方法400返回到区块420以继续监测电力提取要求，以满足受电系统的需要。
在区块490，响应于满足发电阈值，发电厂运营商停用一个或多个备选电源。在各种实施方式中，一旦停用，则由于HPP 310中的条件变化，电源可以被重新启用(按区块440)。例如，在辅助发电机315联机时被停用的ESS 314可以在电力需求超过辅助发电机315的输出能力时被重新启用。在另一个示例中，在SoC水平达到给定值(例如，20％充电)时被停用的ESS 314可以在被重新充电超过给定值后被重新启用。方法400在区块490之后返回到区块420以继续监测电力提取要求，以满足受电系统的需要。
图5是根据本公开的实施方式，用于优先考虑由HPP 310来自各种来源的电力提取的方法500的流程图。方法500可以与在图6A-6D中展示的情景600a-d一起理解。图6A-6D展示根据本公开的实施方式，用于满足HPP 310中的电力需求曲线610的几个情景600a-d。在每一个情景600a-d中，电力需求曲线610代表由HPP 310中的WTG 100输出的电力与其中的受电系统的需求之间的差异。在不同的实施方式中，电力需求曲线610可以代表这样一种情况，即WTG 100正在产生小于受电系统的要求的稳定电力(包括当WTG 100不产生电力时)，并且受电系统正在提取可变的电量。在另一个实施方式中，电力需求曲线610代表这样一种情况，即受电系统正在提取稳定的电量，但WTG 100正在产生可变的电力。在另一些实施方式中，电力需求曲线610代表这样一种情况，即由WTG 100产生的电力是变化的，并且来自受电系统的需求也随时间变化。
如图6A-6D所示，电力需求曲线610的正值代表对来自受电系统的电力需求大于WTG 100在给定时间所能提供的以及运营商从电网320、ESS 314和辅助发电机315中的一个或多个供应的。相反，电力需求曲线610的负值代表WTG 100产生足够电力以超过受电系统的电力需求的时间段，任何多余电力可以在各种实施方式中被提供给电网320或被储存在ESS314中。
方法500从区块510开始，其中发电厂运营商识别出HPP 310中的受电系统的电力消耗超过HPP 310中的WTG 100的现有发电能力。例如，在由WTG 100产生的电力不足以满足这些需求时(例如，在风速较低期间，在维修检查期间，或在WTG 100旋转不能产生足够电力时的另一事件中)，为了操作整个HPP 310的受电系统，HPP 310可以从电网320、ESS 314、或辅助发电机315中的一个或多个提取电力。随着各种受电系统的联机，要求不同的电量，或离线，以及WTG 100产生不同的电量，电力需求可能随时间变化。
图6A展示带有从-P1(对应于电力盈余P1)到P9的需求范围的从t0到t15的时间内的电力需求曲线610。电力需求曲线610表现出对应于在电力需求曲线610上表明的最高电力的峰值消耗值620(即，本示例中的P9)，以及对应于电力需求曲线610下方面积的总电力需求630。为了满足由电力需求曲线610表明的受电系统的需求，发电厂控制器可以对ESS 314进行放电，使用从辅助发电机315提供的电力，或从电网320提取电力。峰值消耗值620(也称为电厂辅助峰值需求)指的是HPP 310的辅助系统的被供电的需求的最高水平，这可以基于对HPP 310可以消耗多少电力的了解，这可以基于一个WTG 100的消耗率和HPP 310中的WTG100的数量。
在一些实施方式中，峰值消耗值620可以指来自HPP 310中的单一WTG 100的电力需求(在这种情况下被称为独立辅助峰值需求)。在包括不同结构和电力需求的WTG 100的异质部署中，电厂辅助峰值需求可以被确定为独立辅助峰值需求的总和，而包括单一结构和电力需求的WTG 100的同质部署可以由WTG 100的数量乘以独立峰值需求来确定。
在各种实施方式中，电力需求曲线610是由发电厂控制器使用的带有一个或多个预测算法的预测措施，使得在受电系统需要给定电量之前，受电系统向发电厂控制器表明预测出的电力需求。例如，在传感器识别出WTG 100将会启用电机以调节叶片108相对于风的方向时，发电厂控制器可以预测在向(一个或多个)电机供电前至少n秒将这些叶片108移到风中需要多少电力。在另一个示例中，当发电厂控制器识别出风将不足以驱动WTG 100以满足电力需求曲线610时，发电厂控制器可以先发制人地开始启用辅助发电机315，允许辅助发电机315保持启用，从电网320对ESS 314进行充电，或类似的。峰值消耗值620可以对应于发电厂控制器可以在事件发生前预测或一旦事件发生则做出反应(或测量其电力消耗)的一个需要大量消耗电力的全电厂事件或同时发生在WTG 100中的几个单独事件。在一个示例中，当在WTG 110上风处预测或测量风况时，发电厂控制器可以预测将所有或几个WTG100在同一时间偏航进入或离开风时需要多少电力。在另一个示例中，在预报或测量出温度条件时，发电厂控制器可以预测在HPP 310中的所有或几个WTG 100上运行除冰或升温系统将会需要多少电力。
图6B-6D展示不同的情景600b-d，通过这些情景，运营商可以满足由电力需求曲线610表明的电力需求，基于不同的放电阈值和各种电源的能力来优先考虑在各种情景中使用从ESS 314、辅助发电机315和电网320可用的电力。在所展示的每一个情景600b-d中，表明用于满足总电力需求630的来源，以及峰值电网提取640，其表明在给定情景600b-d中需要从电网320提取的最高电量。例如，ESS电力650表明总电力需求630中的通过从ESS 314提取电力来满足的部分，发电机电力660表明总电力需求630中的通过从辅助发电机315提取电力来满足的部分，电网电力670表明总电力需求630中的通过从电网320提取电力来满足的部分，风能电力680表明总电力需求630中的由WTG 100产生的部分。独立地或共同地，在用于减少或延迟从外部电网320提取电力时，ESS电力650和发电机电力660可以被称为抵消电力(offset power)。
图6B总体上展示情景600b，其中发电厂运营商在辅助发电机315的启用期间使用来自ESS 314的电力，并在从电网320提取电力之前补充辅助发电机315的输出。从时间t0到t2，在辅助发电机315联机的同时，ESS电力650被提取以满足受电系统的需求。从时间t2到t15，辅助发电机315提供规定的发电机电力660的峰值。发电机电力660的峰值可以超过电力需求曲线610(例如，从时间t2到t3或t10到t12)，多余电力可以被提供以对ESS 314进行充电或输出到电网320。在来自受电系统的峰值电力需求超过辅助发电机315的能力时(例如，从t4到t6或t12到t13)，ESS 314与辅助发电机315一起被放电以满足受电系统的电力需求。然而，如果ESS 314和辅助发电机315的综合电力输出能力低于峰值需求，则运营商可以提取电网电力670以满足需求中的差异。相反，在来自ESS 314、辅助发电机315和WTG 100中的一个或多个的输出电力大于峰值需求时(例如，从t2到t3，t10到t12，以及t14到t15)，多余电力可以被传输给电网320或被提供以对ESS 314进行充电。如图6B表明的，ESS 314提供最多价值P2的峰值电力，辅助发电机315提供最多价值P3的峰值电力，而电网320则提供内部提供的综合电力与电力需求曲线610之间的任何差异。因此，P9的峰值消耗值620可能导致只有P4(即P9-P3-P2)的峰值电网提取640，这导致对电网320的压力较小，对与其连接的其他负载340的不利影响较小。
图6C总体上展示情景600c，其中与图6B中的情景600b中的ESS 314的峰值输出P2相比，发电厂运营商已提供带有较低峰值输出P1的ESS 314。因此，从图6C中的时间t0到t2和t4到t6，运营商提供电网电力670以补充ESS电力650和发电机电力660，而来自图6B中的等效时间的电力需求630由ESS电力650和发电机电力660满足，没有电网电力670。因此，在情景600c中，由于在情景600c中来自ESS 314的较低输出，峰值电网提取640比在情景600b中更高(即，P5而不是P4)。在各种实施方式中，在电网320对增加新负载更有韧性时，或在与提取电网电力670相关的开销更低时，运营商可能宁愿从电网320提取更多电力(按情景600c)，以确定尺寸和部署较小的ESS 314，以对ESS 314进行更缓慢地放电(例如，以确保与电力提取相对更久)。附加地，如图6C中从时间t13到t15所示，运营商可以从电网电力670、发电机电力660和/或风能电力680提取超过电力需求曲线的电力以对ESS 314进行充电。
图6D总体上展示情景600d，其中发电厂运营商将ESS 314保持在备用状态，以补充来自辅助发电机315的电力输出。从时间t0到时间t2，在辅助发电机315联机的同时，电力需求由电网电力670满足。在辅助发电机315是活动的同时(例如，从时间t2到时间t13)，提供P3的发电机电力660，该电力发电机可能等于、小于或大于由受电系统在给定时间的电力需求。在发电机电力660超过电力需求曲线610时，多余电力可以被提供给电网320或被储存在ESS 314中。在发电机电力660小于电力需求曲线610时，ESS 314可以放电(例如，从t4到t7或t7到t9)，或者可以从电网提取附加电力(例如，从t12到t13)。如图所示，电网电力670从时间t12到t14被提取，峰值电网提取640为P4。在各种实施方式中，由于ESS 314的SoC水平(例如，已经完全放电或从时间t3到t9放电到储备电力水平)，ESS 314可能不会从时间t12到t14放电，并且辅助发电机315可以在预期风能电力680重新联机的情况下或由于燃料水平(例如，耗尽燃料，节省燃料到储备水平)，从时间t13到t14停止输出电力，以节省燃料。
因此，对是否启用给定电源或对ESS 314进行充电以及启用给定电源或对ESS进行充电的时刻的确定可以基于各种阈值和输入标准，以基于电源的操作特性(例如，输出率、总电力容量)来满足运营商偏好。发电厂运营商可以采用偏好算法以在不同时间规定不同阈值，并响应于操作条件和预报事件更新阈值。例如，随着运营商了解到电网的韧性，电网提取阈值可以随着时间的推移被调节。在另一个示例中，响应于天气预报数据表明长时间的低风速，运营商可以调节用于优先考虑各种电源的阈值。
发电厂运营商一般可以将用于提供额外电力(以抵消或减少从电网320提取以向辅助系统供电的电量)的电力系统归为三个类别：ESS 314；燃料式发电机(例如，柴油、天然气、生物质等发电机)；以及非燃料式发电机(例如，太阳能电池板、水轮机、地热泵)。发电厂运营商可以基于各种系统的稳定性和性能特点(例如，操作时间、操作成本、安全等级、启动/停止响应时间)来优先考虑在不同情况下使用不同的额外电源。因此，第一发电厂运营商可能会与面临相同辅助电源需求的第二发电厂运营商相比不同地优先考虑使用哪些电源。例如，第一发电厂运营商可以运行柴油发电机以提供基本辅助电力需求(例如，高达XkW)并且运行ESS 314以提供超出柴油发电机的能力的基本辅助电力需求(例如，从X kW到YkW)。与此相反，第二发电厂运营商可以控制ESS 314发电机以提供基本辅助电力需求(例如，高达X kW)并且控制柴油发电机以提供超出ESS 314的能力的基本辅助电力需求(例如，从X kW到Y kW)。
通常，发电厂控制器可以优先考虑可再生或非燃料式发电机(例如，太阳能、风能、水能、地热发电机)，但可以改变使用来自ESS 314或燃料式发电机的电力的时刻。例如，在电池(或其他ESS 314)被设置为比燃料式发电机更低的使用优先级时，电池被保留在备用状态，以快速响应由辅助系统所要求的电力中的波动，这可以增加HPP 310整体的稳定性。然而，在燃料式发电机被设置为比电池(或其他ESS 314)更低的使用优先级时，发电厂控制器可以节约燃料。发电厂控制器还可以基于这些电源的不同启动延迟来优先考虑在给定时间使用哪种备选电源。例如，燃料式发电机的启动阈值可能比ESS 314的启动阈值更长，因此，发电机的启动阈值可以基于该发电机预计需要多长时间才能联机。在某些方面，由于ESS 314具有较短的启动时间，ESS放电阈值可以被设置为低于电网提取阈值或发电机启动阈值，使得HPP 310在从电网或发电机提取电力之前从ESS 314提取电力。在某些方面，ESS放电阈值和发电机启动阈值是基于彼此设置的，使得HPP 310在等待发电机联机的同时从ESS 314提取电力，并且一旦发电机联机就可以停止从ESS 314提取电力。附加地，HPP 310可以在发电机的关闭程序期间或在发电机操作时从ESS 314提取电力，但来自HPP 310的电力消耗超过由发电机输出的电力。
在区块520，发电厂运营商确定ESS放电阈值是否被满足。在ESS放电阈值被满足时，方法500进行到区块525，其中ESS 314被放电以在内部向HPP 310和其中的受电系统产生电力。在ESS放电阈值未被满足时，方法500进行到区块530。
ESS放电阈值可以由HPP 310的不同运营商以不同方式设置，以考虑不同的操作参数/偏好、HPP 310中ESS 314的尺寸/容量、ESS 314中的充电水平以及ESS 314的储备能力水平。例如，发电厂运营商可以部署ESS 314，该ESS(通过软件或物理特性)被限制为在给定时间段内输出不超过给定的峰值电力水平或电力总量。在另一个示例中，运营商可以规定，在HPP 310连接至电网320的同时，ESS 314要维持最小SoC，以备HPP 310与电网320断开并需要储备电力(例如，穿越电量或黑启动电量)。在另一个示例中，发电厂运营商可以在ESS314中保留一定量的充电或为燃料式发电机保留燃料，以提供有功电力注入，以调整HPP310相对于电网320的频率响应。
在区块530，发电厂运营商确定发电机启动阈值是否被满足。在发电机启动阈值被满足时，方法500进行到区块535，其中辅助发电机315被启用以在内部向HPP 310和其中的受电系统产生电力。在发电机启动阈值未被满足时，方法500进行到区块540。
因为辅助发电机315可能需要一段时间来启动并达到规定输出能力，运营商可以设置发电机启动阈值，使得辅助发电机315在电力需求曲线610达到辅助发电机315的峰值输出率之前被启用。同样，运营商可以设置发电机启动阈值(或停用阈值)，以允许辅助发电机315在电力需求曲线610下降到辅助发电机315的峰值输出率以下之后保持活动(例如，在预期以后的电力需求会更高的情况下)。附加地，运营商可以基于启动延迟和/或预测出的电力需求来设置用于何时停用或关闭辅助发电机315的辅助发电机315的停用阈值。例如，可以设置停用阈值，以在预期更高的未来需求的情况下保持辅助发电机315启用地产生电力，从而减少快速连续地停用/重新活动辅助发电机315的需要，或在等待辅助发电机315重新启动的同时以其他方式依靠电网320或ESS 314产生电力。在一些实施方式中，来自辅助发电机315的多余电力可以被供应给电网320，或可以用于对HPP 310中的ESS 314进行充电。
在区块540，发电厂运营商确定SoC阈值是否被满足。在SoC阈值被满足时，方法500进行到区块545，其中ESS 314被充电。在SoC阈值未被满足时，方法500进行到区块550。
在各种实施例中，SoC阈值表明在从辅助发电机315和/或电网320为受电系统产生电力的同时，要对ESS 314进行充电的条件。SoC阈值可以规定ESS 314中的充电水平，该充电水平表明来自辅助发电机315的多余电力将在何时被用于对ESS 314进行充电并且达到何种充电水平，以及来自电网320的附加电力将在何时由ESS 314提取并且达到何种充电水平。例如，为了避免峰值电网提取超过规定值，ESS 314可以用于在满足受电系统的电力需求方面补充辅助发电机315，但需要足够的充电以能够提供该电力。因此，ESS 314可以在预期高峰值电力需求的情况下被预先充电，以便有足够电力可以用于放电，从而在稍后的时间需要来自电网320的较低峰值提取来为受电系统供电，从而减少来自受电系统的高峰值提取对连接至电网320的其他负载340的不利影响。
根据SoC阈值和由发电厂运营商实施的充电逻辑，ESS 314可以在各种情况下从各种来源充电。在一些实施方式中，ESS 314从WTG 100充电，以避免能源缩减，诸如当缩减经常发生时。在一些实施方式中，在预期即将放电(例如，在未来m分钟内预测放电)或不断充电/放电的情况下，ESS 314从电网320充电，以平衡能源消耗的波动，并且预测置信度低。在其他实施方式中，ESS 314从发电机(例如，燃料式或非燃料式的发电机)充电，以在预测置信度低时平衡能量消耗的波动。
在区块550，运营商从电网320提取受电系统的需求(按区块510确定)和对ESS 314进行充电的需求(按区块545)与从对ESS(按区块525)进行放电所提供的和一旦辅助发电机315被启用所提供的电力(按区块535)之间的差异。然后，方法500可以得出结论。
图7是控制器单元700的框图，根据一个或多个实施方式，该控制器单元可以用于WTG 100或HPP 310中的一个或多个，以控制发电厂中的几个发电机单元和ESS 314。控制器单元700包括一个或多个计算机处理器710和存储器720。该一个或多个处理器710代表任何数量的处理元件，每一个元件可以包括任何数量的处理核心。存储器720可以包括易失性存储器元件(诸如随机存取存储器)、非易失性存储器元件(诸如固态、磁性、光学或基于闪存的存储)，以及它们的组合。此外，存储器720可以被分布在不同的介质(例如，网络存储或外部硬盘)中。
如图所示，该一个或多个处理器710与通信系统730通信耦合，以经由光缆、电线和/或无线电信号与各种传感器750以及与WTG 100、ESS 314和辅助发电机315相关的其他控制器单元700发送/接收通信。在一些实施方式中，各种传感器750与受控制器单元700控制的发电机单元相连。在其他实施方式中，各种传感器750独立于受控制器单元700控制的发电机单元。例如，控制几个有燃料式辅助发电机315的控制器单元700可以向这些辅助发电机315的各种泵(例如燃料泵)发送设置点，并从与这些辅助发电机315相关的各种电压/电流水平、温度和燃料水平传感器接收传感器数据，但也可以从与WTG 100和其他不受控制器单元700控制的受电系统相关的传感器750以及与发电机单元不相关的传感器接收传感器数据。
存储器720可以包括多个用于执行本文所述的各种功能的“模块”。在一个实施方式中，每一个模块包括可由一个或多个处理器710执行的程序代码。然而，其他实施方式可以包括部分或完全以硬件(即回路)或固件实施的模块。存储器720包括辅助控制逻辑740，使控制器单元700能够优化与控制器单元700通信的各种发电机单元和ESS 314操作的设置点，以便为HPP 310中的各种受电系统产生电力。对于一些实施方式，辅助控制逻辑740预装有各种控制方案的设置点，这些控制方案在各种情况下优先考虑电网320、ESS 314或辅助发电机315的使用，诸如通过示例与图4、5和6A-6D相关地描述。
在前文中，提到了本公开中提出的实施方式。然而，本公开的范围并不限于具体描述的实施方式。相反，上面提供的特征和元素的任何组合，无论是否与不同的实施方式相关，都被考虑用来实施和实践所考虑的实施方式。此外，尽管本文公开的实施方式可以实现比其他可能的解决方案或比现有技术的优势，但给定实施方式是否实现了特定的优势并不限制本公开的范围。因此，本文所描述的方面、特征、实施例和优点仅仅是展示性的，不被视为所附权利要求的要素或限制，除非在权利要求中明确提及。
正如本领域技术人员所理解的那样，本文所公开的实施方式可以体现为一种系统、方法或计算机程序制品。因此，各方面可以采取完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施方式的形式，这些方面在这里都可以被称为“回路”、“模块”或“系统”。此外，各方面可以采取体现在一个或多个其上体现有计算机可读程序代码的计算机可读介质中的计算机程序制品的形式。
本发明可以是一种系统、一种方法，和/或一种计算机程序制品。计算机程序制品可以包括计算机可读存储介质(或介质)(例如，便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、磁性存储设备或上述的任何适当组合)，其上具有计算机可读程序指令，用于使处理器执行本发明的各个方面。
参照根据本公开提出的实施方式的方法、装置(系统)和计算机程序制品的流程图展示和/或框图来描述本公开的各方面。可以理解的是，流程图展示和/或框图中的每一个区块，以及流程图说明和/或框图中的区块的组合，都可以通过计算机程序指令实施。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，以产生机器，从而使通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令产生用于实施流程图和/或框图中的一个或多个区块规定的功能/行为的手段。
图中的流程图和框图展示根据各种实施方式的系统、方法和计算机程序制品的可能的实施方案的结构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每一个区块可以代表代码的模块、段或部分，该模块、段或部分包括一个或多个用于实施规定的逻辑功能的可执行指令。还应注意的是，在一些备选的实施方案中，在区块中指出的功能可能不按图中指出的顺序出现。例如，连续显示的两个区块实际上可能基本上是同时执行的，或者这些区块有时可能以相反的顺序执行，这取决于所涉功能。还要指出的是，框图和/或流程图展示中的每一个区块，以及框图和/或流程图展示中的块的组合，可以通过执行规定的功能或行为的基于特殊用途的硬件系统、或特殊用途硬件和计算机指令的组合来实施。
鉴于上述情况，本公开的范围是由后面的权利要求书确定的。

Claims (18)

1.一种混合式发电厂(310)，包括：
多个风力涡轮发电机(100)，其中，每一个风力涡轮发电机包括辅助系统(312)，所述辅助系统为操作而消耗电力，其中，混合式发电厂的电力消耗随时间变化并且包括峰值消耗值(620)；
至少一个选自以下的备选电源：
储能系统(ESS)(314)；以及
辅助发电机(315)；
与外部电网(320)的共同耦合点(311)，混合式发电厂能够通过所述共同耦合点将电力注入到外部电网中或从外部电网提取；以及
控制器单元(700)，其与所述多个风力涡轮发电机、所述至少一个备选电源和共同耦合点通信，所述控制器单元被配置为：
确定由混合式发电厂提取的电力；
确定以下一项或多项：
ESS的充电状态；以及
辅助发电机的发电能力；以及
控制所述至少一个备选电源，以提供附加电力，以保持从外部电网提取的电力低于电网提取阈值，从而限制在峰值消耗时从外部电网提取的电量。
2.根据权利要求1所述的混合式发电厂，其中，所述至少一个备选电源包括ESS和辅助发电机，并且其中，控制器单元被进一步配置为：
基于偏好算法来控制ESS和辅助发电机中的至少一个，以提供附加电力，其中，偏好算法基于用于控制ESS以提供附加电力的时刻的第一电力消耗水平来设置ESS放电阈值，以及其中，偏好算法基于用于启动辅助发电机的时刻的第二电力消耗水平来设置发电机启动阈值。
3.根据权利要求2的混合式发电厂，其中，启动阈值是相对于辅助发电机的启动延迟设置的。
4.权利要求1-3中任一项的混合式发电厂，其中，所述至少一个备选电源包括ESS和辅助发电机，以及其中，控制器单元被进一步配置为在以下至少一个情况下控制ESS充电：
由辅助发电机产生的电力超过混合式发电厂的电力消耗；以及
从外部电网提取的电力低于从外部电网提取的电力的电网提取阈值。
5.根据权利要求1-4中任一项的混合式发电厂，其中，所述至少一个备选电源包括ESS和辅助发电机，以及其中，控制器单元被进一步配置为控制ESS，以在辅助发电机的启动操作期间提供附加电力，并且控制ESS，以便一旦辅助发电机是活动的并且辅助发电机的电力输出超过所需的电力则停止提供附加电力，以保持从外部电网提取的电力低于电网提取阈值。
6.根据权利要求1-5中任一项的混合式发电厂，其中，控制器单元被进一步配置为控制ESS，以在混合式发电厂将电力注入到外部电网中的同时，维持充电状态高于预先定义的水平。
7.根据权利要求1-6中任一项的混合式发电厂，其中，控制器单元被进一步配置为控制辅助发电机，以在混合式发电厂将电力注入到外部电网中的同时维持最低燃料水平高于预先定义的水平。
8.根据权利要求1-7中任一项的混合式发电厂，其中，电网提取阈值是基于预测出的辅助系统的电力消耗来设置的。
9.根据权利要求1-8中任一项的混合式发电厂，其中，电网提取阈值是基于预报出的由混合式发电厂从外部电网的电力提取来确定的。
10.根据权利要求1-9中任一项的混合式发电厂，其中，控制器单元被进一步配置为基于在预先定义的时间窗口内测得的最高先前经历的峰值消耗值来调节电网提取阈值。
11.根据权利要求1-10中任一项的混合式发电厂，其中，控制器单元被进一步配置为最小化从电网提取的电量。
12.一种方法，包括：
对于混合式发电厂(310)，确定来自外部电网(320)的电网提取阈值；
监测混合式发电厂的受电系统的电力消耗；
监测混合式发电厂的发电量；
响应于电力消耗超过电网提取阈值，对储能系统(ESS)(314)和辅助发电机(315)中的一个或多个的备选电源进行放电；以及
实施混合式发电厂的发电量和电力消耗的预测算法。
13.根据权利要求12的方法，进一步包括：
根据在预先定义的时间窗口内测得的最高峰值消耗值来调节电网提取阈值。
14.根据权利要求13的方法，进一步包括：
在预先定义的时间窗口之后，将电网提取阈值重置为初始值；以及
基于在随后的预先定义的时间窗口内测得的随后的最高峰值消耗值来重新调节电网提取阈值。
15.根据权利要求12-14中任一项的方法，其中，控制备选电源是进一步响应于风力产生的电力水平低于电力消耗而进行的。
16.根据权利要求12-15中任一项的方法，进一步包括：
响应于达到发电阈值，停止对备选电源进行放电，其中，发电阈值包括：
自启用以来从初始充电状态、从ESS供应的总电力；
自启用以来从初始燃料水平、从辅助发电机供应的总电力；以及
来自混合式发电厂的风力涡轮发电机的电力输出。
17.根据权利要求12-16中任一项的方法，其中，电网提取阈值基于连接至外部电网的不同负载的负载灵敏度。
18.根据权利要求12-17中任一项的方法，其中，停止对备选电源进行放电，进一步包括：
响应于使辅助发电机联机，停止对ESS进行放电，其中，电力消耗。
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