CN205791572U - 用于控制可再生能量系统的控制系统及风场 - Google Patents

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W.G.巴顿
C.荣格
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Abstract

本实用新型涉及一种用于控制可再生能量系统的控制系统和风场。所述控制系统包括通过一个或更多个控制装置实施的电压调节器，通过一个或更多个控制装置实施的电压调节器，通过所述一个或更多个控制装置实施的无功功率极限校正模块。可再生能量系统的无功功率输出可至少部分地基于初始无功功率极限来控制。初始无功功率极限可基于用于可再生能量系统中的发电单元的额定无功功率来确定。当可再生能量系统的无功功率需求与实际无功功率产生之间的差异落出阈值时，初始无功功率极限可调整至更接近可再生能量系统的实际无功功率容量的校正的无功功率极限。

Description

用于控制可再生能量系统的控制系统及风场
技术领域
本主题大体上涉及可再生能量源，并且更具体地涉及用于确定可再生能量系统如风场、太阳能场的无功功率容量的系统及方法。
背景技术
可再生能量系统如风轮机系统、太阳能系统、储能装置等日益用于全世界的发电。可再生能量系统可包括具有在互连点处共同地联接于公用电网的多个发电单元(例如，风轮机)的设备或场。可再生能量系统可包括控制系统，其具有(多个)场水平控制器和(多个)单元水平控制器，以调节可再生能量系统的真实功率输出和无功功率输出。
可需要可再生能量场满足互连点处的无功功率容量来提供期望的功率因数(例如，基于功率因数设置)。在一些情况中，可需要可再生能量系统具有在互连点处提供标称电压的±10%的电压范围中的额定无功功率容量的能力。为了满足该要求，可需要有载抽头切换变压器。在各个发电单元(例如，各个风轮机)处包括有载抽头切换变压器可为昂贵的。作为备选，无功功率容量可通过调整某些电压水平(例如，标称电压带的±5%外的电压水平)下的可再生能量场的有功功率产生来提供。然而，这可需要知道可再生能量场的实际无功功率极限。
可再生能量场的无功功率极限典型地通过聚集场中的独立发电单元的无功功率极限来确定。独立发电单元的无功功率极限典型地限定为用于单元的额定无功功率，并且不基于系统性能来变化。在其中独立发电单元钳位至电压极限的情况中，独立发电单元可不能够提供额定无功功率，因此额定无功功率不是发电单元的实际无功功率极限的良好估计。
因此，存在的需要在于确定各种系统状态下的可再生能量场的实际无功功率极限。可基于实际无功功率容量来减小有功功率产生以便满足功率因数要求的系统和方法将是特别有用的。
发明内容
本公开的实施例的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可从描述学习，或者可通过实施例的实践学习。
本公开的一个示例性方面针对一种用于控制可再生能量系统如风场、太阳能场或其它可再生能量系统的方法。该方法包括通过一个或更多个控制装置至少部分地基于用于可再生能量系统的初始无功功率极限来控制用于可再生能量系统的无功功率输出。该方法还包括通过一个或更多个控制装置确定用于可再生能量系统的无功功率需求与实际无功功率产生之间的差异。当差异落出阈值时，该方法包括通过一个或更多个控制装置确定用于初始无功功率极限的校正因数，以及通过一个或更多个控制装置至少部分地基于校正因数来将初始无功功率极限调整至校正的无功功率极限。该方法还包括通过一个或更多个控制装置至少部分地基于校正的无功功率极限来控制用于可再生能量系统的无功功率输出。
本公开的另一个示例性方面针对一种用于控制可再生能量系统的控制系统。控制系统包括通过一个或更多个控制装置实施的电压调节器。电压调节器构造成至少部分地基于电压误差信号来提供无功功率命令。控制系统还可包括通过一个或更多个控制装置实施的限制器。限制器构造成至少部分地基于用于可再生能量系统的初始无功功率极限来限制无功功率命令。控制系统还包括通过一个或更多个控制装置实施的无功功率极限校正模块。无功功率极限校正模块构造成在用于可再生能量系统的无功功率命令与用于可再生能量系统的实际无功功率产生之间的差异落出阈值时，将初始无功功率极限调整至校正的无功功率极限。校正的无功功率极限朝可再生能量系统的实际无功功率容量校正初始无功功率极限。
本公开的又一个示例性方面针对一种风场。风场包括多个风轮机和多个风轮机控制器。各个风轮机控制器与多个风轮机中的至少一个相关联。风场还包括风场控制器。风场控制器与风轮机控制器中的各个通信。风场控制器构造成至少部分地基于用于风场的无功功率需求与用于风场的实际无功功率产生之间的差异来将初始无功功率极限调整至校正的无功功率极限。风场控制器还构造成基于校正的无功功率极限来控制风场的无功功率输出。初始无功功率极限通过聚集用于风场中的多个风轮机中的各个的额定无功功率来确定，并且校正的无功功率极限朝风场的实际无功功率容量调整初始无功功率极限。
可对本公开的这些示例性方面作出变型和改型。
各种实施例的这些及其它特征、方面以及优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且连同描述用于阐释相关原理。
附图说明
参照附图的说明书中阐述了针对本领域技术人员的实施例的详细论述，在该附图中：
图1绘出了可根据本公开的示例性方面控制的示例性风轮机；
图2绘出了根据本公开的示例性方面的示例性控制器；
图3绘出了根据本公开的示例性方面的示例性风场；
图4绘出了根据本公开的示例性方面的用于风场的示例性控制拓扑；
图5绘出了根据本公开的示例性方面的用于确定校正的最大无功功率极限的示例性控制拓扑；
图6绘出了根据本公开的示例性方面的用于确定校正的最小无功功率极限的示例性控制拓扑；
图7绘出了根据本公开的示例性方面的控制系统的示例性性能的图解示图；以及
图8绘出了根据本公开的示例性方面的用于控制风场的示例性方法的流程图。
部件列表
10 风轮机
12 塔架
14 支承表面
16 机舱
18 转子
20 [可旋转]毂
22 转子叶片
26 控制器
58 处理器
60 存储器装置
62 通信模块
64 传感器接口
65 传感器
66 传感器
67 传感器
200 风场
202 风轮机
216 风场
218 风场
222 场控制器
226 通信链路
310 电压调节器
312 电压最大值
315 无功功率命令
320 无功功率调节器
322 输出
324 风场
325 [信号]实际无功功率产生
326 风场
330 [信号]最大无功功率极限
330’ 调整的[信号]最大无功功率极限
340 [信号]最小无功功率极限
340’ 调整的[信号]最小无功功率极限
345 估计器模块
350 比例分配算法
360.1 控制器
360.2 控制器
360.n 控制器
362 最大无功功率极限
364 最小无功功率极限
365 实际无功功率产生
367 信号
368 调节器
370 节点
372 节点
374 节点
402 额定无功功率
404 阈值信号
406 无功功率命令325和402之间的差异
408 差异信号
410 差异信号408与额定无功功率402之比
412 校正因数模块
422 校正因数模块
430 校正因数
440 校正因数
500 信号
600 方法
602 方法步骤
604 方法步骤
606 方法步骤
608 方法步骤
610 方法步骤
612 方法步骤
614 方法步骤
616 方法步骤。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其中一个或更多个实例在附图中示出。各个实例经由阐释本发明而非限制本发明来提供。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，可在本发明中作出各种改型和变型，而不背离本发明的范围或精神。例如，示为或描述为一个实施例的部分的特征可与另一个实施例一起使用来产生又一个实施例。因此，意图是，本发明覆盖归入所附权利要求及它们的等同物的范围内的此类改型和变型。
本公开的示例性方面针对用于确定用于可再生能量系统的无功功率容量以在控制无功功率输出时提供校正的无功功率极限的系统及方法。可再生能量系统可包括用于在可再生能量系统水平下调节电压、无功功率和/或功率因数的场或设备水平控制系统。例如，场水平控制系统可包括具有外环无功功率/功率因数调节器的内环电压调节器。电压调节器可至少部分地基于可再生能量系统的无功功率极限来计算无功功率命令。无功功率命令接着可分配至独立的发电单元(例如，使用比例分配算法)。
在独立发电单元处，(多个)控制器可包括内环电压调节器，其例如可确定用于控制独立发电单元的命令。对电压调节器的输入可包括基于分配至独立发电单元的无功功率命令来调节发电单元的无功功率的无功功率调节器。无功功率调节器可将电压基准提供至内环电压调节器。基准可箝位至发电单元的电压极限(例如，发电单元的标称电压的±10%)。
与独立发电单元相关联的(多个)控制器可将反馈数据提供至场水平控制系统。反馈可包括指示由独立发电单元输出的实际无功功率、用于发电单元的最小无功功率极限，以及用于发电单元的最大功率极限的信号。这些反馈信号可聚集来生成用于实际无功功率输出、最小无功功率极限以及最大无功功率极限的场或设备水平聚集信号。聚集的最大无功功率极限和最小无功功率极限可用于箝位由场水平控制系统生成的无功功率命令。
根据本公开的示例性方面，确定用于可再生能量系统的无功功率极限可基于当前操作状态来从初始无功功率极限(例如，基于额定无功功率确定)调整，以反映可再生能量系统的实际无功功率容量。更具体而言，在无功功率需求与实际无功功率产生之间的差异超过阈值(例如，大于额定无功功率的5%)的情况下，控制系统可朝可再生能量系统的实际无功功率产生调整无功功率极限。可再生能量系统接着可根据校正的无功功率极限控制，例如，通过将无功功率命令箝位成更接近在可再生能量系统的实际无功功率容量内。
校正的无功功率极限可在操作期间基于无功功率需求与实际无功功率产生之间的差异的大小来动态地调整。一旦无功功率命令与实际无功功率产生之间的差异返回到阈值内，并且/或者可再生能量系统的电压能够遵循由场水平控制系统中的无功功率调节器生成的电压基准，则无功功率极限可调整回它们的初始值。
根据本公开的示例性方面调整无功功率极限可允许可再生能量系统的改进控制以满足无功功率需求。例如，可再生能量系统可至少部分地基于校正的无功功率极限来控制，以在互连点处提供标称电压的±10%的电压范围中的额定无功功率容量。更具体而言，校正的无功功率极限可用于在某些电压水平(例如，标称电压带的±5%外的电压水平)下减小可再生能量系统的有功功率产生，以满足功率因数需求。以该方式，额定无功功率可在各种电网条件下提供，而不需要例如有载抽头切换变压器。
现在参照附图，将详细地论述本公开的示例性实施例。将出于图示和论述的目的参照风力可再生能量系统论述本公开的方面。本领域技术人员使用本文中提供的公开将理解本公开的示例性方面可在其它发电系统如太阳能场、储能系统等中实施。
图1示出了风轮机10的一个实施例的透视图。如所示，风轮机10大体上包括从支承表面14延伸的塔架12、安装在塔架12上的机舱16，以及联接于机舱16的转子18。转子18包括可旋转毂20，以及联接于毂20并且从毂20向外延伸的至少一个转子叶片22。例如，在所示实施例中，转子18包括三个转子叶片22。然而，在备选实施例中，转子18可包括多于或少于三个的转子叶片22。各个转子叶片22可围绕毂20间隔开，以便于使转子18旋转来使得动能能够从风转变成可用的机械能，并且随后转变成电能。例如，毂20可以可旋转地联接于定位在机舱16内的发电机(未示出)，以容许产生电能。
风轮机10还可包括定心于机舱16内的风轮机控制器26。然而，在其它实施例中，控制器26可位于风轮机10的任何其它构件内或风轮机外的位置处。此外，控制器26可通信地联接于风轮机10的任何数量的构件，以便控制此类构件的操作和/或实施控制动作。就此而言，控制器26可包括计算机或其它适合的处理单元。因此，在若干实施例中，控制器26可包括适合的计算机可读指令，其在实施时，将控制器26配置成执行各种不同功能，如，接收、传输和/或执行风轮机控制信号。
现在参照图2，示出了根据本公开的方面的可包括在控制器26内的适合的构件的一个实施例的框图。如所示，控制器26可包括构造成执行多种计算机实施的功能(例如，执行本文中公开的方法、步骤、计算等)的一个或更多个(多个)处理器58和相关联的(多个)存储器装置60。如本文中使用的，用语"处理器"不仅指本领域中称为包括在计算机中的集成电路，而且指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路、专用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、字段可编程门阵列(FPGA)和/或任何其它可编程电路。此外，(多个)存储器装置60大体上可包括(多个)存储器元件，其包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，闪速存储器)、一个或更多个硬盘驱动器、软盘、压缩盘只读存储器(CD-ROM)、压缩盘读/写(CD-R/W)驱动器、磁光盘(MOD)、数字多功能盘(DVD)、闪速驱动器、光学驱动器、固态储存装置和/或其它适合的存储器元件。
此外，控制器26还可包括用以便于控制器26与风轮机10的各种构件之间的通信的通信模块62。例如，通信模块62可包括传感器接口64(例如，一个或更多个模数转换器)，以容许由一个或更多个传感器65,66,67传输的信号转换成可由控制器26理解和处理的信号。此外，应当认识到的是，传感器65,66,67可使用任何适合的手段通信地联接于通信模块62。例如，如图2中所示，传感器65,66,67经由有线连接来联接于传感器接口64。然而，在备选实施例中，传感器65,66,67可经由无线连接联接于传感器接口64，如，通过使用本领域中已知的任何适合的无线通信协议。例如，通信模块62可包括因特网、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、广域网(WAN)如全球微波接入互操作性(WiMax)网络、卫星网络、蜂窝网络、传感器网络、自组网和/或短程网络。就此而言，处理器58可构造成接收来自传感器65,66,67的一个或更多个信号。
传感器65,66,67可为构造成测量风轮机10的任何操作数据点和/或风场的风参数的任何适合的传感器。还应当理解的是，任何其它数量或类型的传感器可被使用并且在任何位置处。例如，传感器可为加速计、压力传感器、应变仪、冲角传感器、振动传感器、MIMU传感器、相机系统、光纤系统、风速计、风向标、声检测和测距(SODAR)传感器、红外激光器、光检测和测距(LIDAR)传感器、辐射计、皮托管、无线电探空测风仪、其它光学传感器，和/或任何其它适合的传感器。应当认识到的是，如本文中使用的，用语"监测器"和其变型指示了风轮机10的各种传感器可构造成提供监测的参数的直接测量或此类参数的间接测量。因此，例如，传感器65,66,67可用于生成关于监测的参数的信号，其接着可由控制器26使用来确定实际状态。
现在参照图3，示出了根据本公开的示例性方面控制的风场200。如所示，风场200可包括多个风轮机202(其包括上述风轮机10)和场控制器222。例如，如所示实施例中所示，风场200包括十二个风轮机，其包括风轮机10。然而，在其它实施例中，风场200可包括任何其它数量的风轮机，如，少于十二个风轮机或大于十二个风轮机。在一个实施例中，风轮机10的控制器26可通过有线连接通信地联接于场控制器222，如，通过经由适合的通信链路226(例如，适合的线缆)连接控制器26。作为备选，控制器26可通过无线连接通信地联接于场控制器222，如，通过使用本领域中已知的任何适合的无线通信协议。此外，场控制器222可大体上构造成类似于用于风场200内的独立风轮机202中的各个的控制器26。
图4绘出了根据本公开的示例性实施例的用于控制风场的示例性控制拓扑。控制拓扑可使用一个或更多个控制装置实施，如，场控制器222和与图3中所示的场200中的独立风轮机相关联的各种独立的控制器26。
如图4中所示，一个或更多个控制装置可实施用于风场的内环电压调节器310和用于风场的外环功率因数/无功功率调节器320。电压调节器310可接收由电压设置点和/或无功功率调节器320的输出322确定的VREF命令。
无功功率调节器320可基于箝位QREF命令与指示风场的实际无功功率输出的QACT信号之间的误差来生成输出322。QREF命令可基于用于风场的无功功率上限324和用于风场的无功功率下限326来箝位。QREF命令可由无功功率(VAR)设置点和/或功率因数设置点确定。例如，QREF命令可确定为tan(pf)*P，其中pf为功率因数设置点，并且P为风场的测量的功率输出Pmeas。
电压调节器310可在其由用于风场的电压最大值312和用于风场的电压最小值324箝位之后接收VREF。电压调节器310基于箝位的VREF信号生成无功功率命令315。无功功率命令315可基于最大无功功率极限330和最小无功功率极限340由限制器箝位，以生成箝位的无功功率命令QCMD。如将在下文更详细论述的，最大无功功率极限330和最小无功功率极限340可从初始值(例如，基于额定无功功率确定)调整至校正值，该校正值更精确地反映各种操作情形中的风场无功功率容量。
箝位无功功率命令QREF可根据比例分配算法350分配至与独立风轮机相关联的(多个)控制器。例如，箝位的无功功率命令QREF可分配至与独立风轮机控制器相关联的(多个)控制器360.1,360.2...360.n。如所示，用于各个风轮机的无功功率命令可基于用于风轮机的最大无功功率极限362和用于风轮机的最小无功功率极限364来箝位。最大无功功率极限362和最小无功功率极限364可基于用于风轮机的额定无功功率来确定。用于风轮机的箝位无功功率命令可与指示用于风轮机的实际无功功率产生365的信号相比较以生成误差信号。误差信号可提供至无功功率调节器，其可基于误差信号来生成电压命令。电压命令可与指示风轮机处的实际电压的信号367相比较，以生成用于调节器368的误差信号，调节器368生成用于风轮机的假想电流命令。
如图4中所示，(多个)控制器360.1,360.2,...360.n可提供用于由控制系统使用的各种反馈信号。例如，指示用于风轮机中的各个的最大无功功率极限362、最小无功功率极限364以及实际无功功率产生365的信号可由(多个)控制器360.1,360.2,...360.n提供。指示实际无功功率产生的信号365可聚集在370处，以生成指示用于风场的实际功率产生的信号325。指示用于各个风轮机的最大无功功率极限的信号362可聚集在372处，以生成指示用于风场的最大无功功率极限的信号330。指示用于各个风轮机的最小无功功率极限的信号364可聚集在374处以生成指示用于风场的最小无功功率极限的信号340。
如所示，信号330和340用于箝位由电压调节器310输出的无功功率命令315来生成箝位无功功率命令QCMD。根据本公开的示例性方面，信号330和340可在某些操作状态期间从初始值调整至校正值。例如，如果无功功率命令与场的实际无功功率产生之间的差异落出阈值(例如，关于无功功率需求的额定无功功率的大于或小于5%)，则最大无功功率极限330与最小无功功率极限340可朝场的实际无功功率产生调整，直到差异返回到阈值内。
图5绘出了根据本公开的示例性实施例的用于调整最大无功功率极限330的由一个或更多个控制装置实施的示例性无功功率极限校正模块的控制方案。如所示，阈值信号404可基于用于风场的额定无功功率402的百分比来生成。在图5的实例中，阈值信号404代表额定无功功率402的5%。可使用额定无功功率的其它适合的百分比，而不脱离本公开的范围。在406处，无功功率命令QCMD、实际无功功率产生325以及阈值信号402之间的差异可确定成生成差异信号408。
差异信号408与额定无功功率402之比可在410处确定，并且可提供至校正因数模块412。校正因数模块412可基于差异信号408与额定无功功率402之比来确定用于最大无功功率极限330的校正因数430。例如，在特定实施例中，关于额定无功功率402的差异信号408越大，则校正因数430越大。
校正因数430可用于朝风场的实际无功功率容量调整最大无功功率极限330。例如，最大无功功率极限330、校正因数430以及实际无功功率产生325可提供至估计器模块335。估计器模块335可基于校正因数430朝实际无功功率产生325调整最大无功功率极限330，以生成调整的无功功率极限330'。例如，在校正因数430增大时，调整的最大无功功率极限330'可调整成更接近实际无功功率产生325。在校正因数430减小时，调整的最大无功功率极限330'可调整成更接近初始最大无功功率极限330。
图6绘出了根据本公开的示例性实施例的用于调整最小无功功率极限330的由一个或更多个控制装置实施的示例性无功功率极限校正模块的控制方案。如所示，阈值信号402可基于用于风场的额定无功功率402的百分比来生成。在图6的实例中，阈值信号402代表额定无功功率402的5%。在406处，无功功率命令QCMD、实际无功功率产生325以及阈值信号402之间的差异可确定成生成差异信号408。
差异信号408与额定无功功率402之比可在410处确定，并且可提供至校正因数模块422。校正因数模块422可基于差异信号408与额定无功功率402之比来确定用于最小无功功率极限340的校正因数430。例如，在特定实施例中，关于额定无功功率402的差异信号408越大，则校正因数440越大。
校正因数440可用于朝风场的实际无功功率容量调整最小无功功率极限340。例如，最小无功功率极限340、校正因数440以及实际无功功率产生325可提供至估计器模块345。估计器模块345可基于校正因数440朝实际无功功率产生325调整最小无功功率极限340，以生成调整的无功功率极限340'。例如，在校正因数440增大时，调整的最大无功功率极限340'可调整成更接近实际无功功率产生325。在校正因数440减小时，调整的最大无功功率极限340'可调整成更接近初始最大无功功率极限330。
回头参照图4，调整的最大无功功率极限330'和调整的最小无功功率极限340'可由限制器使用来箝位电压调节器310的输出315以生成新的无功功率命令QCMD，其更接近地遵循风场的实际无功功率容量。
图7绘出了基于由于独立风轮机处的电压箝位而引起的实际无功功率容量的减小的、控制系统的示例性性能的图解示图。图7绘制了沿水平轴线的时间和沿垂直轴线的无功功率的大小。信号500代表由于独立风轮机处的电压箝位而引起的、风场随着时间的过去的实际无功功率容量的减小。更具体而言，在时间t30处，实际无功功率容量减小至大约7000kvar。用于场的无功功率设置点QSETPOINT保持在8000kvar处。如所示，QCMD开始增大以试图实现由QSETPOINT指定的无功功率产生。根据本公开的示例性方面，控制系统生成校正因数以将指示最大无功功率极限的信号330减小至代表系统的实际无功功率容量的调整的最大无功功率极限330'。如所示，信号330'更接近地遵循指示系统的实际无功功率容量的信号500。
在时间t114处，设置点QSETPOINT减小至5000kvar，而真实无功功率容量500以7000kvar高于设置点。如所示，调节器减小QCMD以遵循设置点。这引起无功功率命令QCMD与实际无功功率容量500之间的差异减小。结果，用于调整最大无功功率极限的校正因数减小，使得调整的无功功率极限330'朝初始最大无功功率极限300移回。
图8绘出了根据本公开的示例性方面的用于控制可再生能量系统的示例性方法(600)的流程图。方法(600)可由一个或更多个控制装置实施，如，本公开中阐述的控制装置的任何实例。此外，图8出于图示和论述的目的绘出了以特定顺序执行的步骤。本领域技术人员使用本文中提供的公开将理解，本文中公开的方法中的任一种的各个步骤可以以任何方式修改、改造、扩展、省略和/或重新布置，而不脱离本公开的范围。
在(602)处，该方法包括基于初始无功功率极限来控制无功功率输出。例如，如图4中所示，由电压调节器310输出的无功功率命令可至少部分地基于初始最大无功功率极限330和/或初始最小无功功率极限340来限制，以生成无功功率命令QCMD。初始无功功率极限可例如至少部分地基于独立发电单元的额定无功功率来确定。例如，初始无功功率极限可通过聚集用于可再生能量系统中的多个发电单元中的各个的额定无功功率来确定。
在(604)处，该方法包括确定用于可再生能量系统的无功功率需求(例如，如由无功功率命令代表的)与实际无功功率产生之间的差异。例如，可确定QCMD与指示实际无功功率产生的信号325之间的差异。
在(606)处，差异可与阈值相比较。例如，阈值可为用于可再生能量系统的额定无功功率的5%。当差异在阈值内时，该方法继续基于初始无功功率极限控制可再生能量系统的无功功率输出。当差异在阈值外时，该方法确定用于初始无功功率极限的校正因数(608)。校正因数可用于朝可再生能量系统的实际无功功率产生调整初始无功功率极限。在实施例中，校正因数可基于可再生能量系统的无功功率需求与实际无功功率产生之间的差异的大小来确定。
在(610)处，无功功率极限基于校正因数调整。例如，无功功率极限可调整至校正的无功功率极限。校正的无功功率极限可更接近可再生能量系统的实际无功功率容量。校正因数可用于生成校正的最大无功功率极限和/或校正的最小无功功率极限。
在(612)处，该方法包括至少部分地基于校正的无功功率极限来控制无功功率输出。例如，由电压调节器310输出的无功功率命令可至少部分地基于校正的最大无功功率极限330'和/或校正的最小无功功率极限340'来限制，以生成无功功率命令QCMD。
在(614)处，可确定无功功率需求(如基于校正的无功功率极限确定的)与实际无功功率产生之间的差异。在(616)处，可确定差异是否在阈值内(例如，用于可再生能量系统的额定无功功率的5%)。如果差异不在阈值内，则该方法可继续基于如图8中所示的校正因数来调整初始无功功率极限。如果差异返回到在阈值内，则该方法可基于初始无功功率极限来控制无功功率输出(602)。
尽管可在一些图中示出而在其它图中未示出各种实施例的特定特征，但这仅是为了方便。根据本公开的原理，附图的任何特征可与任何其它图的任何特征组合来参照和/或要求权利。
该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (11)

1.一种用于控制可再生能量系统的控制系统，所述控制系统包括：
通过一个或更多个控制装置实施的电压调节器，所述电压调节器构造成至少部分地基于电压误差信号来提供无功功率命令；
通过所述一个或更多个控制装置实施的限制器，所述限制器构造成至少部分地基于用于所述可再生能量系统的初始无功功率极限来限制所述无功功率命令；
通过所述一个或更多个控制装置实施的无功功率极限校正模块，所述无功功率极限校正模块构造成在用于所述可再生能量系统的所述无功功率命令与用于所述可再生能量系统的实际无功功率产生之间的差异落出阈值时，将所述初始无功功率极限调整至校正的无功功率极限；
其中所述校正的无功功率极限朝所述可再生能量系统的所述实际无功功率容量校正所述初始无功功率极限。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述初始无功功率极限通过聚集用于所述可再生能量系统中的多个发电单元中的各个的额定无功功率来确定。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述阈值包括用于所述可再生能量系统的额定无功功率的5%。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述校正的无功功率极限至少部分地基于校正因数来确定，所述校正因数基于用于所述可再生能量系统的无功功率需求与用于所述可再生能量系统的所述实际无功功率产生之间的差异来确定。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述无功功率命令至少部分地基于用于所述可再生能量系统的功率因数设置点来确定。
6.一种风场，包括：
多个风轮机；
多个风轮机控制器，各个风轮机控制器与所述多个风轮机中的至少一个相关联；以及
风场控制器，所述风场控制器与所述风轮机控制器中的各个通信，所述风场控制器构造成至少部分地基于用于所述风场的无功功率需求与用于所述风场的实际无功功率产生之间的差异来将初始无功功率极限调整至校正的无功功率极限，所述风场控制器还构造成基于所述校正的无功功率极限来控制用于所述风场的所述无功功率输出；
其中所述初始无功功率极限通过聚集用于所述风场中的多个风轮机中的各个的额定无功功率来确定，并且所述校正的无功功率极限朝所述风场的实际无功功率容量调整所述初始无功功率极限。
7.根据权利要求6所述的风场，其特征在于，所述风场控制器构造成至少部分地基于用于所述风场的无功功率需求与用于所述风场的实际无功功率产生之间的差异，通过确定所述差异落出阈值并且在所述差异落出所述阈值时将所述初始无功功率极限调整至所述校正的无功功率极限来将初始无功功率极限调整至校正的无功功率极限。
8.根据权利要求7所述的风场，其特征在于，所述初始无功功率极限至少部分地基于校正因数来调整至所述校正的无功功率极限，所述校正因数基于所述无功功率需求与所述实际无功功率产生之间的差异来确定。
9.根据权利要求7所述的风场，其特征在于，所述阈值为用于所述风场的额定无功功率的5%。
10.根据权利要求6所述的风场，其特征在于，所述风场控制器构造成在所述多个风轮机控制器之间分配所述无功功率命令。
11.根据权利要求6所述的风场，其特征在于，所述风场控制器构造成至少部分地基于功率因数设置点来控制所述风场的所述无功功率输出。
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