DK2688172T3 - Fremgangsmåde og indretning til adaptiv styring af vindmøller i vindmøllepark - Google Patents

Fremgangsmåde og indretning til adaptiv styring af vindmøller i vindmøllepark Download PDF

Info

Publication number
DK2688172T3
DK2688172T3 DK13168874.9T DK13168874T DK2688172T3 DK 2688172 T3 DK2688172 T3 DK 2688172T3 DK 13168874 T DK13168874 T DK 13168874T DK 2688172 T3 DK2688172 T3 DK 2688172T3
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
transmission system
wind farm
reactive power
short
voltage
Prior art date
Application number
DK13168874.9T
Other languages
English (en)
Inventor
Hongtao Ma
Robert J Nelson
Original Assignee
Siemens Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Ag filed Critical Siemens Ag
Application granted granted Critical
Publication of DK2688172T3 publication Critical patent/DK2688172T3/da

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/16—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Z—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G16Z99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/007—Control circuits for doubly fed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H1/00—Constructional details of impedance networks whose electrical mode of operation is not specified or applicable to more than one type of network
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Claims (19)

1. Vindmøllepark, som er forbundet med et transmissionssystem, hvilken vindmøllepark omfatter: en komponent til bestemmelse af et kortslutningsforhold som reaktion på en kendt mængde af reaktiv effekt (AQ), der tilføres til eller optages fra transmissionssystemet, en transmissionssystem-spænding (V) før tilførsel eller optagelse af den kendte mængde af reaktiv effekt, en ændring i transmissionssystem-spændingen (AV) efter tilførsel eller optagelse af den kendte mængde af reaktiv effekt, en kortslutning-megavolt-ampere-mærkeeffekt for transmissionssystemet (MVAsc) og en samlet megawatt-kapacitet for vindmølleparken (MWt); en styreenhed til styring af en ydelse af vindmølleparken, hvilken styreenhed til udførelse af en styringsalgoritme anvender en eller flere parametre i styringsalgoritmen, der bestemmes som reaktion på kortslutningsforholdet, idet den ene eller de flere parametre bestemmes i komponenten eller i styreenheden.
2. Vindmøllepark ifølge krav 1, hvor komponenten bestemmer kortslutningsforholdet i henhold til en blandt en forudbestemt plan, periodisk, tilfældigt og når som helst der sker en væsentlig ændring i systemkomponenter.
3. Vindmøllepark ifølge krav 2, hvor en væsentlig ændring i systemkomponenter omfatter en blandt et generatorudfald, et transmissionsledningsudfald, genidriftsættelse af en generator og genidriftsættelse af en ledning.
4. Vindmøllepark ifølge krav 1, hvor komponenten bestemmer kortslutningsforholdet ud fra en ligning SCR = MVAsc /MWt hvor MVAsc er et produkt af transmissionssystemets trefase-kortslutningsstrøm, ledningsspændingen før fejlen og kvadratroden af 3, hvor denne størrelse divideres med 1E6, og MWt er den samlede turbine-MWt for vindmølleparken.
5. Vindmøllepark ifølge krav 4, hvor komponenten bestemmer MVAsc ved at tilføre reaktiv effekt til transmissionssystemet eller optage reaktiv effekt fra transmissionssystemet, måle en resulterende spændingsændring og bestemme MVAsc ud fra en ligning AVN = AQ/MVAsc, hvor V er en systemspænding, før trinnet med tilførsel eller optagelse udføres, AV er en ændring i systemspændingen som følge af tilførsel eller optagelse af reaktiv effekt, og AQ er en mængde af tilført eller optaget reaktiv effekt.
6. Vindmøllepark ifølge krav 5, hvor komponenten tilfører reaktiv effekt til transmissionssystemet ved at koble en kondensator til transmissionssystemet eller ved at koble en reaktor fra transmissionssystemet.
7. Vindmøllepark ifølge krav 5, hvor komponenten optager reaktiv effekt fra transmissionssystemet ved at koble en kondensator fra transmissionssystemet eller ved at koble en reaktor til transmissionssystemet.
8. Vindmøllepark ifølge krav 1, hvor den ene eller de flere parametre omfatter en eller flere blandt en proportional forstærkningsværdi, en integral forstærkningsværdi og en øgningsrate-værdi.
9. Vindmøllepark ifølge krav 1, hvor komponenten bestemmer kortslutningsforholdet på basis af et bestemt forhold mellem reaktans og modstand (X/R) i transmissionssystemet.
10. Vindmøllepark ifølge krav 1, hvor komponenten bestemmer kortslutningsforholdet på basis af synchrophasor-information.
11. Vindmøllepark ifølge krav 1, hvor vindmølleparken omfatter en flerhed af delparker, der er forbundet via transmission-luftledninger, og hvor fremgangsmåden udføres uafhængigt for hver delpark.
12. Fremgangsmåde til adaptiv styring af en vindmøllepark i henhold til en bestemt kortslutningsstyrke af et transmissionssystem, hvortil vindmølleparken leverer effekt, hvor en flerhed af parametre til anvendelse i en vindmølle-park-styringsalgoritme er tilgængelige, hvilken fremgangsmåde omfatter: (a) bestemmelse af et kortslutningsforhold som reaktion på tilførsel til eller optagelse fra transmissionssystemet af en kendt mængde af reaktiv effekt (ΔΟ), bestemmelse af en transmissionssystem-spænding (V) før tilførsel eller optagelse af den kendte mængde af reaktiv effekt, bestemmelse af en ændring af transmissionssystem-spændingen (AV) efter tilførsel eller optagelse af den kendte mængde af reaktiv effekt, bestemmelse af en kortslutning-megavolt-ampere-mærkeeffekt for transmissionssystemet (MVAsc) og bestemmelse af en samlet megawatt-kapacitet for vindmølleparken (MWt); (b) udvælgelse af en eller flere parametre til anvendelse i styringsalgoritmen ud af flerheden af parametre som reaktion på systemkortslutningsforholdet bestemt i trin (a); og (c) styring af ydelsen af vindmølleparken i henhold til styringsalgoritmen under anvendelse af den ene eller de flere parametre.
13. Fremgangsmåde ifølge krav 12, hvor et bestemmelsestrin udføres i henhold til en blandt en forudbestemt plan, periodisk, tilfældigt og når som helst der sker en væsentlig ændring i systemkomponenter.
14. Fremgangsmåde ifølge krav 12, hvor bestemmelsestrinnet omfatter bestemmelse af systemkortslutningsforholdet ud fra en ligning SCR = MVAsc / MWt hvor MVAsc er et produkt af transmissionssystemets trefase-kortslutningsstrøm, ledningsspændingen før fejlen og kvadratroden af 3, hvor denne størrelse divideres med 1E6, og MWt er den samlede turbine-MWt for vindmølleparken.
15. Fremgangsmåde ifølge krav 14, yderligere omfattende: tilførsel af reaktiv effekt til transmissionssystemet eller optagelse af reaktiv effekt fra transmissionssystemet; måling af en resulterende spændingsændring; og bestemmelse af et udtryk, MVAsc, ud fra AV/V = AQ/MVAsc, hvor V er en systemspænding, før trinnet med tilførsel eller optagelse udføres, AV er en ændring i systemspændingen som følge af tilførsel eller optagelse af reaktiv effekt, og ΔΟ er en mængde af tilført eller optaget reaktiv effekt.
16. Fremgangsmåde ifølge krav 14, hvor tilførsel af reaktiv effekt til transmissionssystemet omfatter at koble en kondensator til transmissionssystemet eller koble en reaktor fra transmissionssystemet, og hvor optagelse af reaktiv effekt fra transmissionssystemet omfatter at koble en kondensator fra transmissionssystemet eller koble en reaktor til transmissionssystemet.
17. Fremgangsmåde ifølge krav 12, hvor den ene eller de flere parametre omfatter en eller flere blandt en proportional forstærkning, en integral forstærkning og en øgningsrate.
18. Fremgangsmåde ifølge krav 12, hvor et bestemmelsestrin yderligere omfatter bestemmelse af systemkortslutningsforholdet på basis af et blandt et forhold mellem reaktans og modstand (X/R) i systemet og synchrophasor-information.
19. Fremgangsmåde ifølge krav 12, hvor vindmølleparken omfatter en flerhed af delparker, der er forbundet via transmission-luftledninger, og hvor fremgangsmåden udføres uafhængigt for hver delpark.
DK13168874.9T 2012-07-17 2013-05-23 Fremgangsmåde og indretning til adaptiv styring af vindmøller i vindmøllepark DK2688172T3 (da)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/550,699 US9190845B2 (en) 2012-07-17 2012-07-17 Method and apparatus for adaptively controlling wind park turbines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK2688172T3 true DK2688172T3 (da) 2018-03-19

Family

ID=48626260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK13168874.9T DK2688172T3 (da) 2012-07-17 2013-05-23 Fremgangsmåde og indretning til adaptiv styring af vindmøller i vindmøllepark

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9190845B2 (da)
EP (1) EP2688172B1 (da)
CN (1) CN103541860B (da)
DK (1) DK2688172T3 (da)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140312620A1 (en) * 2013-04-17 2014-10-23 General Electric Company Method and apparatus for improving grid stability in a wind farm
US10042374B2 (en) 2014-06-13 2018-08-07 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Method and apparatus for determining a weakened grid condition and controlling a power plant in a manner appropriate to the grid condition
US10041476B2 (en) * 2014-09-02 2018-08-07 Siemens Industry, Inc. Systems, methods and apparatus for improved energy management systems with security-oriented probabilistic wind power generation dispatch
ES2811843T3 (es) * 2014-10-24 2021-03-15 Vestas Wind Sys As Método para operar una planta de energía eólica en un entorno de red de distribución débil y una planta de energía eólica
DE102015000551A1 (de) * 2015-01-20 2016-07-21 Dürr Systems GmbH Rotationszerstäuberturbine
US9973123B2 (en) * 2016-03-16 2018-05-15 General Electric Company System and method for controlling a generator
US9970417B2 (en) * 2016-04-14 2018-05-15 General Electric Company Wind converter control for weak grid
CN108808725B (zh) * 2017-05-05 2023-03-21 通用电气公司 用于风电场的无功功率控制的系统及方法
EP3631930B1 (en) * 2017-05-31 2021-10-27 Vestas Wind Systems A/S Improvements relating to voltage control in renewable power plants
US10819103B2 (en) 2017-12-07 2020-10-27 General Electric Company Systems and methods for isolating faults in electrical power systems connected to a power grid
CN111492551B (zh) * 2017-12-20 2023-07-04 维斯塔斯风力系统集团公司 可再生能源发电厂的自适应有功功率控制
EP3815210B1 (en) * 2018-06-26 2024-07-31 Vestas Wind Systems A/S Enhanced multi voltage dip ride through for renewable energy power plant with battery storage system
US10985611B2 (en) 2019-04-10 2021-04-20 General Electric Company System and method for estimating grid strength
CN114342202A (zh) 2019-07-03 2022-04-12 维斯塔斯风力系统集团公司 用于电网阻抗和动态估计的方法
CN110729757B (zh) * 2019-09-18 2021-11-02 国网江苏省电力有限公司 一种用于确定近直流落点风电场并网容量的系统及方法
CN111049175B (zh) * 2019-12-20 2022-07-01 中国电力科学研究院有限公司 柔性直流接入弱交流电网时的临界短路比计算方法及系统
US11233402B2 (en) 2020-01-06 2022-01-25 General Electric Company System and method for stabilizing weak grids with one or more wind farms connected thereto
CN114233570B (zh) * 2021-11-19 2023-12-08 上海电气风电集团股份有限公司 风力机组的功率控制方法
EP4304040A1 (en) * 2022-06-28 2024-01-10 Vestas Wind Systems A/S Method and system for improving grid stability based on infeed of renewable energy

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3032685A1 (de) * 2001-09-28 2016-06-15 Wobben Properties GmbH Verfahren zum betrieb einer windenergieanlage
BRPI0819413A2 (pt) * 2007-12-28 2015-05-05 Vestas Wind Sys As "método para controlar uma voltagem de grade e método para determinar o ganho de processo de um controlador de voltagem"
US20090295231A1 (en) * 2008-05-30 2009-12-03 Gaffney Shawn J Intelligent Power Collection Network
US8655495B2 (en) * 2009-06-24 2014-02-18 Vestas Wind Systems A/S Current control of a wind park
EP2494671B1 (en) * 2009-10-27 2020-08-12 Vestas Wind Systems A/S Wind power plant with optimal power output
US8787052B2 (en) * 2011-12-13 2014-07-22 General Electric Company Methods and systems for controlling a power conversion device

Also Published As

Publication number Publication date
EP2688172A3 (en) 2016-10-19
CN103541860A (zh) 2014-01-29
EP2688172A2 (en) 2014-01-22
US20140021720A1 (en) 2014-01-23
CN103541860B (zh) 2018-02-23
US9190845B2 (en) 2015-11-17
EP2688172B1 (en) 2018-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2688172T3 (da) Fremgangsmåde og indretning til adaptiv styring af vindmøller i vindmøllepark
US8994200B2 (en) Power system frequency inertia for power generation system
CN105830303B (zh) 风力发电站的无功功率回路的重新配置
Blaabjerg et al. Power electronics for modern wind turbines
CA2780327C (en) Power oscillation damping employing a full or partial conversion wind turbine
US7908036B2 (en) Power production control system and method
Kou et al. Frequency support from a DC-grid offshore wind farm connected through an HVDC link: A communication-free approach
RU2597235C2 (ru) Способ управления устройством для ввода электрического тока в сеть электроснабжения
US7002259B2 (en) Method of controlling electrical rotating machines connected to a common shaft
US20110285130A1 (en) Power System Frequency Inertia for Wind Turbines
EP2704282A2 (en) Voltage control for wind turbine generators
CN104620460B (zh) 低电压或高电压事件期间的发电设备控制
US10554044B2 (en) System and method for optimizing reactive power generation of a wind farm
RU2649868C2 (ru) Способ управления ветроэнергетическими установками
Zobaa et al. A comprehensive review of power quality issues and measurement for grid-integrated wind turbines
CN111433454B (zh) 功率升降速率控制
Shilpi Modelling and analysis of fault ride through techniques in a power network with Type 4 wind generation
Zhang Investigations of grid-connected wind power system: low voltage ride through and power quality issues
Akwarandu Wind Mills and Transmission System Interaction