RU2696604C1 - Способ компенсации токов, подлежащих подаче из ветроэнергопарка - Google Patents

Способ компенсации токов, подлежащих подаче из ветроэнергопарка Download PDF

Info

Publication number
RU2696604C1
RU2696604C1 RU2018142887A RU2018142887A RU2696604C1 RU 2696604 C1 RU2696604 C1 RU 2696604C1 RU 2018142887 A RU2018142887 A RU 2018142887A RU 2018142887 A RU2018142887 A RU 2018142887A RU 2696604 C1 RU2696604 C1 RU 2696604C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
harmonics
wind
wind power
compensation
Prior art date
Application number
RU2018142887A
Other languages
English (en)
Inventor
Йоханнес БРОМБАХ
Original Assignee
Воббен Пропертиз Гмбх
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 Воббен Пропертиз Гмбх filed Critical Воббен Пропертиз Гмбх
Application granted granted Critical
Publication of RU2696604C1 publication Critical patent/RU2696604C1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F03D7/048—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller controlling wind farms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
    • F03D9/257—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor the wind motor being part of a wind farm
    • 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
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • 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
    • H02J3/24—Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/337—Electrical grid status parameters, e.g. voltage, frequency or power demand
    • 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
    • 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
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат – обеспечение управления и/или компенсации содержания гармоник подлежащего подаче полного тока ветроэнергопарка. Ветроэнергопарк для подачи электрического полного тока в точке сетевого подключения в сеть электроснабжения содержит по меньшей мере одну ветроэнергетическую установку, которая выполнена как компенсационная ветроэнергетическая установка и имеет активный блок компенсации, чтобы генерировать компенсирующий частичный ток с модулированной компенсационной составляющей, причем компенсационная составляющая модулируется активным блоком компенсации, и по меньшей мере одну дополнительную ветроэнергетическую установку, которая выполнена как бескомпенсационная ветроэнергетическая установка, чтобы генерировать не-компенсирующий частичный ток без модулированной компенсационной составляющей, причем компенсирующий частичный ток или соответственно компенсирующие частичные токи и не-компенсирующий частичный ток или соответственно не-компенсирующие частичные токи накладываются для получения подлежащего подаче электрического полного тока в парковой сети, соединяющей ветроэнергетические установки, и компенсирующий частичный ток или соответственно компенсирующие частичные токи генерируются таким образом, что подлежащий подаче полный ток в опорной точке в парковой сети, на участке между парковой сетью и точкой сетевого подключения или в сети электроснабжения, воздействует на возникающий опорный ток или возникающее опорное напряжение, чтобы достичь заданную форму тока для этого опорного тока или соответственно заданную форму напряжения для этого опорного напряжения. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к ветроэнергопарку для подачи электрического полного тока в точке сетевого подключения в сети электроснабжения. Кроме того, настоящее изобретение относится к такой компенсационной ветроэнергетической установке, а также к способу подачи электрического полного тока с помощью такого ветроэнергопарка и к способу генерации тока компенсационной ветроэнергетической установки.
Известно, особенно для ветроэнергопарков, что переменный электрический ток для подачи в сеть электроснабжения генерируется таким образом, что несколько ветроэнергетических установок по меньшей мере с одним преобразователем постоянного тока в переменный (инвертором), соответственно, генерируют частичный ток, который накладывается для получения подлежащего подаче электрического полного ток и подается в сеть электроснабжения. Такие ветроэнергетические установки также известны как генераторы с инверторной связью.
Частичные токи генераторов с инверторной связью генерируются в основном посредством способов модуляции с применением множества инверторов, в частности, каскадных инверторов.
Недостатком при применении таких способов модуляции, в частности, является то, что отдельные частичные токи могут быть сильно нагружены высшими гармониками. Этот эффект может дополнительно негативно усиливаться каскадным выполнением инвертора, в частности, так, что электрический полный ток, подлежащий подаче ветроэнергопарком, более не удовлетворяет требованиям сети электроснабжения.
Далее под гармониками тока следует понимать, по существу, высшие гармонические колебания тока, они могут определяться с помощью ряда известных методов анализа.
Немецкое ведомство по патентам и товарным знакам при поиске по приоритетной заявке к настоящей заявки выявило следующие документы предшествующего уровня техники: WO 01/73518 A1; US 8,971,066 В2; "Harmonic Resonances in Wind Power Plants: Modeling, Analysis and Active Mitigation Methods", F.D. Freijedo et al., IEEE Eindhoven PowerTech, 2015; "Harmonic Challenges and Mitigation in Large Offshore Wind Power Plants", Dong Energy Wind Power, Harmony Symposium, 26. August 2015; "Transient Response of a Wind Energy Conversion System Used as Active Filter", Grazia Todeschini et al., IEEE Transactions on Energy Conversion, Band 26, Nr. 2, Juni 2011.
Задача настоящего изобретения, таким образом, заключается в решении по меньшей мере одной из указанных выше проблем. В частности, должно быть предложено решение, которое может простым способом управлять и/или компенсировать содержание гармоник подлежащего подаче полного тока ветроэнергопарка.
В соответствии с изобретением, предложен ветроэнергопарк для подачи электрического полного тока в электрическую сеть электроснабжения в точке сетевого подключения согласно пункту 1 формулы изобретения. Ветроэнергопарк содержит по меньшей мере одну ветроэнергетическую установку, которая имеет активный блок компенсации, и по меньшей мере одну дополнительную ветроэнергетическую установку, которая выполнена как бескомпенсационная ветроэнергетическая установка.
По меньшей мере одна ветроэнергетическая установка с активным блоком компенсации также упоминается далее как компенсационная ветроэнергетическая установка и выполнена так, чтобы генерировать компенсирующий частичный ток с модулированной компенсационной составляющей, то есть частичный ток, который был модулирован компенсационной составляющей с помощью активного блока компенсации. Для этой цели может, например, применяться активный фильтр, который модулирует ток, генерируемый ветроэнергетической установкой, компенсационной составляющей. Таким образом, компенсационная ветроэнергетическая установка генерирует на первом этапе обычный ток, который на втором этапе модулируется компенсационной составляющей, которая была сформирована посредством активного блока компенсации на первом этапе.
По меньшей мере одна дополнительная ветроэнергетическая установка, которая далее обозначается также как бескомпенсационная ветроэнергетическая установка, не имеет активного блока компенсации в смысле компенсационной ветроэнергетической установки и выполнена так, чтобы генерировать не-компенсирующий частичный ток без модулированной компенсационной составляющей, то есть, в принципе, абсолютно нормальный. Генерация такого не-компенсирующего частичного тока может осуществляться, например, частотным инвертором. Частотный инвертор может, например, использовать широтно-импульсную модуляцию или метод диапазона допуска, но он не выполняет для не-компенсирующего частичного тока никакой дополнительной модуляции в том смысле, что целенаправленно гармонические составляющие или компенсационные составляющие добавляются к генерируемому таким образом току. В любом случае, не осуществляется никакая модуляция с помощью активного блока компенсации.
Кроме того, ветроэнергетические установки ветроэнергопарка, то есть, как компенсационные ветроэнергетические установки, так и бескомпенсационные ветроэнергетические установки, связаны посредством общей парковой сети и осуществляют подачу тока в сеть электроснабжения через общую точку сетевого подключения как один ветроэнергопарк. Генерируемые ветроэнергетическими установками компенсирующий и не-компенсирующий частичные токи, таким образом, накладываются друг на друга в парковой сети, образуя совместный подлежащий подаче электрический полный ток.
Компенсационная ветроэнергетическая установка в соответствии с изобретением выполнена так, чтобы генерировать компенсирующий частичный ток с модулированной компенсационной составляющей таким образом, что при наложении компенсирующего и не-компенсирующего частичных токов, то есть всех частичных токов, генерируется подлежащий подаче полный ток, который в опорной точке формирует образующийся там опорный ток таким образом, что опорный ток достигает заданную форму тока или соответственно заданный ток. В зависимости от случая применения предлагается, что вместо опорного тока рассматривается опорное напряжение, и подлежащий подаче полный ток генерируется таким образом, что это опорное напряжение достигает заданную форму напряжения или соответственно заданное напряжение. Также за счет наложения компенсирующего и не-компенсирующего частичных токов обеспечивается достижение подлежащего подаче полного тока. Рассмотрение опорного напряжения вместо опорного тока предложено, в частности, для опорной точки, которая расположена в сети электроснабжения. В данном случае форма тока менее важна, чем форма напряжения; напротив, при рассмотрении опорной точки в парковой сети или на участке между парковой сетью и точкой сетевого подключения предпочтительным является рассмотрение опорного тока.
Нижеследующие пояснения к вариантам выполнения и эффектам в связи с опорным током применимы с соответствующими изменениями также для опорных напряжений.
Особенно предпочтительным является тот факт, что ветроэнергетическая установка уже существующего ветроэнергопарка простым способом может быть дополнительно оснащена активным фильтром, чтобы таким образом повысить качество подлежащего подаче тока всего ветроэнергопарка.
Для этого опорная точка может находиться в самой парковой сети, между парковой сетью и точкой сетевого подключения или в сети электроснабжения.
Предпочтительно, ветроэнергопарк имеет средство регистрации для регистрации возникающих в опорной точке гармоник опорного тока, и активный блок компенсации выполнен так, чтобы генерировать, в зависимости от зарегистрированных, возникающих в опорной точке гармоник опорного тока, модулированную компенсационную составляющую таким образом, что возникающие в опорной точке гармоники опорного тока или опорного напряжения компенсируются или по меньшей мере уменьшаются или сводятся к минимуму.
Средство регистрации, в частности, выполнено так, чтобы регистрировать гармоники, возникающие в опорной точке, и передавать их в активный блок компенсации. Это может осуществляться как непосредственно, так и опосредованно и/или по кабелю или радио или т.п. Средство регистрации может также быть выполнено как средство измерения или как измерительный приемник.
Активный блок компенсации генерирует модулированную компенсационную составляющую предпочтительно в зависимости от зарегистрированных гармоник так, что гармоники в опорной точке компенсируются или по меньшей мере уменьшаются или сводятся к минимуму. Например, в качестве опорной точки может выбираться точка сетевого подключения, так что компенсационная ветроэнергетическая установка минимизирует гармоники подлежащего подаче полного тока в точке сетевого подключения или полностью устраняет в лучшем случае. Ветроэнергопарк затем осуществляет подачу в сеть электроснабжения, по существу, без гармоник. При этом особенно предпочтительным является то, что одна или несколько ветроэнергетических установок с одним активным блоком компенсации могут практически исключить все гармоники ветроэнергопарка.
Предпочтительно, ветроэнергопарк имеет точно одну ветроэнергетическую установку, или ветроэнергопарк имеет по меньшей мере одну подсеть, которая содержит точно одну компенсационную ветроэнергетическую установку.
Количество компенсационных ветроэнергетических установок, таким образом, согласуется соответственно мощности ветроэнергопарка. В частности, для компенсации гармоник в соответствии с одной из вышеуказанных форм выполнения, компенсационная ветроэнергетическая установка выполнена так, чтобы компенсировать гармоники множества бескомпенсационных ветроэнергетических установок, например, в соотношении больше, чем 1:5, в частности, больше, чем 1:10. Если ветроэнергопарк имеет более 10 ветроэнергетических установок, предлагается разделить его на подсети, так что соответствующий изобретению ветроэнергопарк предпочтительно имеет точно одну компенсационную ветроэнергетическую установку на подсеть. В частности, при компенсации гармоник требуется особенно мало компенсационных ветроэнергетических установок.
В соответствии с изобретением предложена ветроэнергетическая установка для генерации электрической мощности для подачи в сеть электроснабжения согласно пункту 5 формулы изобретения. Она выше и далее по тексту обозначается как компенсационная ветроэнергетическая установка. Компенсационная ветроэнергетическая установка имеет активный блок компенсации, в частности, активный фильтр, чтобы генерировать компенсирующий частичный ток с модулированной компенсационной составляющей, причем компенсационная составляющая модулируется активным блоком компенсации, чтобы достичь или соответственно чтобы генерировать заданную форму тока опорного тока в опорной точке. Таким образом, соответствующая изобретению ветроэнергетическая установка выполнена так, чтобы функционировать как компенсационная ветроэнергетическая установка вышеописанного и далее описанного ветроэнергопарка согласно по меньшей мере одной форме выполнения.
Компенсационная ветроэнергетическая установка, кроме того, выполнена как обычная ветроэнергетическая установка, например, как безредукторная ветроэнергетическая установка с синхронным генератором и полным инвертором, который генерирует обычный частичный ток. Кроме того, компенсационная ветроэнергетическая установка имеет активный блок компенсации, который модулирует этот обычный частичный ток компенсационной составляющей. Таким образом, модуляция осуществляется посредством активного блока компенсации. При этом обычный частичный ток согласно одной форме выполнения модулируется соответственно компенсационной составляющей так, что опорный ток в опорной точке достигает определенную заданную форму тока.
Предпочтительным образом предусмотрено средство регистрации для регистрации возникающих в опорной точке гармоник опорного тока, и активный блок компенсации выполнен так, чтобы, в зависимости от зарегистрированных, возникающих в опорной точке гармоник опорного тока или соответственно опорного напряжения, модулировать компенсационную составляющую так, что возникающие в опорной точке гармоники опорного тока или соответственно опорного напряжения компенсируются или по меньшей мере уменьшаются или сводятся к минимуму.
Таким образом, активный блок компенсации компенсирующей ветроэнергетической установки выполнен так, чтобы с помощью средства регистрации регистрировать гармоники в опорной точке. При этом средство регистрации может быть также составной частью активного блока компенсации или компенсационной ветроэнергетической установки.
Кроме того, активный блок компенсации предпочтительно выполнен так, чтобы модулировать гармоники компенсационной ветроэнергетической установки посредством компенсационной составляющей так, что гармоники опорного тока, возникающие в опорной точке, могут компенсироваться или соответственно сводиться к минимуму.
Предпочтительно, активный блок компенсации расположен на стороне низкого напряжения ветроэнергетической установки.
Активный блок компенсации компенсационной ветроэнергетической установки расположен, например, в качестве активного фильтра на стороне низкого напряжения ветроэнергетической установки. Как правило, сторона низкого напряжения находится на первичной стороне ветроэнергетической установки, имеющей номинальное напряжение менее 1 кВ. Ветроэнергетическая установка тогда соединена соответственно через трансформатор с сетью электроснабжения или парковой сетью, которая имеет, например, номинальное напряжение 10 кВ или 20 кВ. Ветроэнергетическая установка, таким образом, соединена через трансформатор с парковой сетью, и активный блок компенсации расположен на первичной стороне трансформатора.
Кроме того, в соответствии с изобретением предложен способ подачи электрического полного тока в точке сетевого подключения в сеть электроснабжения посредством ветроэнергопарка. Соответствующий изобретению способ включает в себя следующие этапы: регистрация опорного тока, зависимого от полного тока, в опорной точке, генерирование по меньшей мере первого частичного тока полного тока посредством первой ветроэнергетической установки, причем первая ветроэнергетическая установка выполнена как компенсационная ветроэнергетическая установка и имеет активный блок компенсации, модулирование по меньшей мере первого частичного тока посредством компенсационной составляющей с помощью активного блока компенсации первой ветроэнергетической установки, чтобы скомпенсировать или уменьшить гармоники опорного тока или соответственно опорного напряжения, генерирование по меньшей мере второго частичного тока полного тока посредством второй бескомпенсационной ветроэнергетической установки, причем второй сгенерированный частичный ток не модулируется посредством компенсационной составляющей активного блока компенсации, и, таким образом, генерируется не-компенсирующий частичный ток без модулированной компенсационной составляющей, наложение по меньшей мере одного первого компенсирующего частичного тока с по меньшей мере одним вторым не-компенсирующим частичным током в точке наложения для получения электрического полного тока, подлежащего подаче в точке сетевого подключения.
Таким образом, на первом этапе регистрируются гармоники опорного тока в опорной точке, это может осуществляться, например, с помощью обычных средств измерения. Если в качестве опорной точки выбрана точка сетевого подключения, то опорный ток соответствует подлежащему подаче полному току. Если опорная точка находится вне ветроэнергопарка, то опорный ток только частично зависит от подаваемого полного тока. Таким образом, опорный ток тогда включает в себя множество подаваемых токов различных генераторов и по меньшей мере часть подаваемого полного тока.
На втором этапе затем генерируется частичный ток посредством компенсационной ветроэнергетической установки и затем модулируется активным блоком компенсации так, что зарегистрированные или соответственно возникающие в опорной точке гармоники компенсируются соответствующим образом. Для этого частичный ток модулируется компенсационной составляющий с помощью активного блока компенсации. При этом учитывается, что ток в опорной точке составляется из этого частичного тока с компенсационной составляющей и из других частичных токов, которые не модулируются для компенсации. При этом компенсация осуществляется, в частности, в зависимости от предварительно вычисленного заданного значения и/или так, что возникающие гармоники сводятся к минимуму, в частности, устраняются.
Таким образом, предложенный способ позволяет осуществлять простым способом компенсацию гармоник посредством нескольких компенсационных ветроэнергетических установок, то есть обычных ветроэнергетических установок, которые были оснащены и/или модернизированы активным фильтром. Оптимально, требуется только одну ветроэнергетическую установку ветроэнергопарка оснащать блоком компенсации.
В предпочтительной форме выполнения, соответствующий изобретению способ выполнен как способ регулирования с обратной связью и/или оптимизирован с помощью сетевого анализа ветроэнергопарка.
Предпочтительным образом, для компенсации или соответственно снижения гармоник задается заданное значение гармоник, и генерирование по меньшей мере одного первого компенсирующего частичного тока с модулированной компенсационной составляющей осуществляется в зависимости от заданного значения гармоник, в частности, так, что заданное значение гармоник для генерации образует задающий (управляющий) параметр, чтобы задать гармоники по меньшей мере одного компенсирующего частичного тока или чтобы задать полные гармоники наложенного полного тока, особенно в случае места, отличного от опорной точки.
За счет задания заданных значений гармоник, можно модулировать наложенный полный ток почти произвольным образом. Таким образом, может генерироваться как полный ток, который почти свободен от гармоник, так и полный ток, который еще имеет только определенные гармоники, которые ослабляют, например, имеющиеся в сети электроснабжения гармоники. Для этого предпочтительно применяется регулирование, при котором заданные значения гармоник применяются в качестве управляющих параметров регулирования, чтобы генерировать произвольный опорный ток в опорной точке.
Предпочтительным образом, для регистрации гармоник в опорной точке, используется средство наблюдения состояния, причем средство наблюдения состояния регистрирует гармоники в опорной точке за вычетом достигнутой посредством по меньшей мере одного первой компенсирующего тока компенсации в качестве некомпенсированных гармоник, и для генерирования по меньшей мере одного первого компенсирующего частичного тока с модулированной компенсационной составляющей учитываются нескомпенсированные гармоники.
За счет этого может достигаться то, что подлежащие компенсации гармоники хорошо регистрируются и в том случае, если компенсация является эффективной, если, таким образом, в идеальном случае в опорной точке из-за компенсации больше не возникают гармоники. Но в этом случае компенсация все же должна продолжаться, хотя в опорной точке гармоники не распознаются. Для этого, компенсация ориентируется на нескомпенсированные гармоники, то есть гармоники в опорной точке за вычетом компенсации, достигнутой посредством по меньшей мере одной первой модулированной компенсационной составляющей. Эти нескомпенсированные гармоники предпочтительно регистрируются с помощью средства наблюдения состояния. Таким образом, для регулирования используется регулятор, который выполнен как средство наблюдения или средство оценки.
Предпочтительно, опорная точка представляет собой точку сетевого подключения.
За счет этого обеспечивается возможность того, что ветроэнергопарк, применяющий соответствующий изобретению способ, генерирует подлежащий подаче в сеть полный ток, который не имеет гармоник или соответственно имеет только незначительные гармоники. Это особенно предпочтительно для ветроэнергопарков, которые соединены со слабой сетью.
Предпочтительно, опорная точка находится за пределами ветроэнергопарка, причем предложенный способ дополнительно содержит следующие этапы: определение заданных значений гармоник в зависимости от гармоник, зарегистрированных в опорной точке, управление активным блоком компенсации в зависимости от определенных заданных значений гармоник, чтобы генерировать гармоники в соответствии с заданными значениями гармоник и генерировать по меньшей мере один первый частичный ток с модулированной компенсационной составляющей так, что подлежащий подаче полный ток имеет соответствующие гармоники.
В качестве опорной точки выбирается, например, узловая точка в сети электроснабжения. Это желательно особенно тогда, если соответствующий изобретению способ выполняется ветроэнергопарком, который, по отношению к опорной точке, является основной системой подачи энергии или соответственно сетевым генератором. Если гармоники возникают только в опорной точке, они могут пересчитываться и в качестве заданных значений выдаваться на компенсационные ветроэнергетические установки. Ветроэнергопарк, содержащий компенсационные ветроэнергетические установки, генерирует тогда определенные гармоники в точке сетевого подключения ветроэнергопарка. Полный ток, сгенерированный таким образом, затем подается в сеть электроснабжения и накладывается там так, что в опорной точке гармоники, а именно, в частности, гармоники напряжения компенсируются, и сеть электроснабжения стабилизируется.
Предпочтительно, проверяется, превышают ли гармоники в опорной точке предельные значения, особенно для 5-й, 7-й, 11-й, 13-й, 17-й и/или 19-й гармоники, и опционально, модулирование по меньшей мере одной модулирующей компенсационной составляющей первого частичного тока осуществляется только тогда, когда гармоники в опорной точке превысили по меньшей мере одно предельное значение.
Согласно данному варианту выполнения, таким образом, только тогда исходят из гармоник или соответственно выполняют способ, когда определенное предельное значение было превышено. Только при превышении предельных значений тогда активируется компенсация и осуществляется модуляция компенсационной составляющей. Активный модуль компенсации, таким образом, временно неактивен. Такой подход особенно хорошо подходит для того, чтобы предотвращать раскачивание (подъем колебаний) в компенсационной ветроэнергетической установке, ветроэнергопарке и/или в сети электроснабжения.
В особенно предпочтительном варианте выполнения проверяется, превышают ли предельное значение 5-я, 7-я, 11-я, 13-я, 17-я и/или 19-я гармоники. Чтобы улучшить качество в опорной точке, выбираются целенаправленно один или несколько критериев проверки. При этом 5-я, 7-я, 11-я, 13-я, 17-я и/или 19-я гармоники особенно хорошо пригодны, так как они часто генерируется инверторами более высокого порядка, и количество таких инверторов с увеличением децентрализованной генерации неуклонно растет и будет продолжать расти. Поэтому способ особенно хорошо подходит для сетей электроснабжения с преобладанием инверторов.
Предпочтительным образом, проверка на гармоники в опорной точке включает в себя анализ расходимости, и при обнаружении расходимости определенные заданные значения сохраняются до тех пор, пока расходимость продолжается. Таким образом, проверяется, являются ли значения расходящимися и указывающими на подъем колебаний.
Предложено, что при подъеме колебаний в сети, в частности при гармониках, никакие заданные значения более не передаются на активные блоки компенсации, или соответственно модулирование посредством активного фильтра приостанавливается. Таким образом, способ компенсации гармоник останавливается, когда существует угроза нестабильности сети электроснабжения. Следовательно, соответствующий изобретению способ можно применять также и в небольших, децентрализованных сетях, которые склонны к подъему колебаний.
Предпочтительным образом, электрический полный ток генерируется с помощью ветроэнергопарка согласно по меньшей мере одной вышеописанной форме выполнения, и/или по меньшей мере один модулированный частичный ток генерируются посредством ветроэнергетической установки согласно по меньшей мере одному из вышеописанных вариантов выполнения ветроэнергетической установки.
В соответствии с изобретением предложен способ генерации по меньшей мере одной компенсационной составляющей посредством активного блока компенсации соответствующей изобретению ветроэнергетической установки, в частности, согласно по меньшей мере одной вышеописанной форме выполнения ветроэнергетической установки, причем модулированный посредством активного блока компенсации частичный ток предоставляется на стороне низкого напряжения ветроэнергетической установки.
Настоящее изобретение далее будет описано в качестве примера более подробно с помощью вариантов осуществления со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг. 1a показывает схематичный вид ветроэнергетической установки,
Фиг. 1b схематично показывает обычный ветроэнергопарк,
Фиг. 2 показывает один вариант выполнения соответствующего изобретению ветроэнергопарка,
Фиг. 3а показывает предпочтительный вариант выполнения соответствующего изобретению ветроэнергопарка, причем опорная точка является точкой сетевого подключения,
Фиг. 3b показывает схематичное представление гармоник предпочтительного варианта выполнения соответствующего изобретению ветроэнергопарка, причем опорная точка является точкой сетевого подключения,
Фиг. 4а показывает особенно предпочтительный вариант выполнения соответствующего изобретению ветроэнергопарка, причем опорная точка находится в сети электроснабжения,
Фиг. 4b показывает схематичное представление гармоник предпочтительного варианта выполнения соответствующего изобретению ветроэнергопарка, причем опорная точка находится в сети электроснабжения,
Фиг. 5 показывает ход выполнения способа для соответствующего изобретению способа, и
Фиг. 6 показывает ход выполнения способа для другого соответствующего изобретению способа в предпочтительной форме выполнения.
Фиг. 1а показывает ветроэнергетическую установку 100 для генерации электрической мощности для подачи в сеть электроснабжения и/или в сеть ветроэнергопарка, содержащего ветроэнергетическую установку 100. Ветроэнергетическая установка содержит мачту 102 и гондолу 104. В гондоле 104 размещены аэродинамический ротор 106 с тремя роторными лопастями 108 и обтекателем 110. При работе ротор 106 приводится ветром во вращательное движение и тем самым приводит в действие генератор в гондоле 104.
Фиг. 1b показывает обычный ветроэнергопарк 150, например, с тремя ветроэнергетическими установками 100 для генерации электрической мощности посредством генератора 112, причем ветроэнергетические установки 100 могут быть одинаковыми или различными. Три ветроэнергетические установки 100, таким образом, являются характерными в принципе для любого количества ветроэнергетических установок 100 ветроэнергопарка 150. Ветроэнергетические установки 100 предоставляют свою мощность, а именно, в частности, выработанный ток в парковую сеть 152, соответственно, как частичный ток. При этом соответственно выработанные частичные токи или мощности отдельных ветроэнергетических установок 100 суммируются в парковой сети 152 и подаются на трансформатор 154, который также обозначается как парковый трансформатор 154. Парковый трансформатор 154 предусмотрен и выполнен таким образом, чтобы преобразовывать с повышением напряжение в парковой сети 152 и затем предоставлять электрическую мощность в сеть электроснабжения, в частности, через соединительную линию 156, которая соединяет ветроэнергопарк 150 в точке 158 сетевого подключения с сетью 160 электроснабжения. Точка 158 сетевого подключения также обычно обозначается как точка подачи или PCC и является точкой, в которой ветроэнергопарк 150 подключен к сети электроснабжения и подает в сеть свою электрическую мощность. Опционально, точка 158 сетевого подключения может иметь дополнительный трансформатор. Фиг. 1b является только упрощенным представлением обычного ветроэнергопарка 150, которое, например, не показывает управление, хотя, конечно, устройство управления присутствует. Также, например, парковая сеть 152 может быть выполнена иначе, при этом, например, также имеется трансформатор на выходе каждой ветроэнергетической установки 100, или несколько ветроэнергетических установок 100 образуют частичную сеть, множество которых образует парковую сеть 152.
Фиг. 2 показывает форму выполнения соответствующего изобретению ветроэнергопарка 250 для подачи электрического полного тока Cinj' в точке 258 сетевого подключения в сеть 260. Ветроэнергопарк 250 содержит несколько ветроэнергетических установок 200a, 200b, причем каждая ветроэнергетическая установка вырабатывает, соответственно частичный ток CWinda, CWindb, CWindc электрического полного тока Cinj'. По меньшей мере одна ветроэнергетическая установка 200а ветроэнергопарка 250 содержит активный блок 270 компенсации и выполнена как компенсационная ветроэнергетическая установки 200а, чтобы вырабатывать компенсирующий частичный ток с модулирующей компенсационной составляющей CWinda, причем компенсационная составляющая модулируется активным блоком 270 компенсации. Кроме того, соответствующий изобретению ветроэнергопарк 250 содержит по меньшей мере одну дополнительную ветроэнергетическую установку 200b, которая в качестве бескомпенсационной ветроэнергетической установки 200b выполнена так, чтобы вырабатывать не-компенсирующий частичный ток без компенсационной составляющей CWindb, которая по отношению к модуляции активным блоком компенсации является немодулированной, то есть немодулированной компенсационной составляющей. В качестве не-компенсирующего частичного тока, таким образом, в принципе вырабатывается только синусоидальный ток, который, однако, непреднамеренно может отклоняться от идеального синусоидального тока. Таким образом, бескомпенсационные ветроэнергетические установки 200b не имеют активного блока компенсации. Компенсирующий частичный ток с модулированной компенсационной составляющей CWinda и не-компенсирующий частичный ток без модулированной компенсационной составляющей CWindb накладываются в ветроэнергопарке 252 для получения подаваемого в сеть электрического полного тока Cinj. Он в идеальном случае без потерь вводится в точке 258 сетевого подключения в сеть 260 электроснабжения в качестве электрического полного тока Cinj'. Обычно, ветроэнергопарк также содержит участок 256, например, соединительную линию между ветроэнергопарком 252 и точкой 258 сетевого подключения, который может приводить к потерям. Специалисту известно, каким образом учитывать такие участки, например, согласовывать соответствующим образом токи и/или напряжения.
Компенсирующий частичный ток с модулированной компенсационной составляющей CWinda вырабатывается, соответственно, таким образом, что подлежащий подаче полный ток Cinj' воздействует на опорный ток, чтобы достичь заданную форму тока CSet для этого опорного тока. Опорный ток может возникать в опорной точке 270а, 270b, 270c в парковой сети 252 на участке 256 между парковой сетью и точкой сетевого подключения или в сети 260 электроснабжения. Таким образом, компенсирующий частичный ток с модулирующей компенсационной составляющей CWinda вырабатывается так, что опорный ток, возникающий в опорной точке 270а, 270b и/или 270с, соответствует заданному току, в частности, соответствует по своей форме тока заданному току CAct.
Кроме того, соответствующий изобретению ветроэнергопарк 250 может иметь дополнительные ветроэнергетические установки 200с, которые выполнены, например, как бескомпенсационные ветроэнергетические установки.
Кроме того, в предпочтительной форме выполнения ветроэнергетические установки 200а, 200b, 200с соответствующего изобретению ветроэнергопарка 250 выполнены как безредукторные ветроэнергетические установки и имеют синхронный генератор с полным инвертором.
Фиг. 3а показывает предпочтительную форму выполнения 350 соответствующего изобретению ветроэнергопарка, как показано на фиг. 2. Ветроэнергопарк 350 содержит по меньшей мере одну компенсационную ветроэнергетическую установку 300а с активным блоком 370 компенсации и дополнительные бескомпенсационные ветроэнергетические установки 300b, 300с. Каждая из ветроэнергетических установок 300а, 300b, 300с вырабатывает, соответственно, частичный ток CWinda, CWindb, CWindc, причем модулирующая компенсационная составляющая компенсационной ветроэнергетической установки CWinda вырабатывается активным блоком 370 компенсации, который предпочтительно выполнен как активный фильтр. Выработанные таким образом компенсирующие и не-компенсирующие частичные токи накладываются в трехфазной парковой сети 352 для получения подлежащего подаче полного тока Cinj'. Подлежащий подаче полный ток Cinj' через парковый трансформатор 354 и соединительную линию 356 вводится в сеть 360 электроснабжения в точке 358 сетевого подключения.
С помощью средства 370d регистрации в точке 358 сетевого подключения регистрируется опорный ток CAct и передается на активный блок 370 компенсации. Активный блок 370 компенсации модулирует компенсационную составляющую так, что компенсирующий частичный ток CWinda сводит к минимуму гармонику опорного тока CAct, в частности, компенсирует. В установившемся состоянии, подлежащий подаче полный ток Cinj' соответствует, таким образом, опорному току CAct, причем он, по существу, не имеет гармоник. Ветроэнергопарк 350, таким образом, осуществляет подачу в сеть электроснабжения без гармоник.
Фиг. 3b показывает схематичное представление гармоник 380 предпочтительной формы выполнения соответствующего изобретению ветроэнергопарка согласно фиг. 3а. Для упрощенной иллюстрации, только первые три гармоники схематично показаны в p.u., а именно, соответствующие амплитуды соответствующей частотной составляющей. Каждая ветроэнергетическая установка соответствующего изобретению ветроэнергопарка формирует частичный ток, который имеет гармоники 382а, 382b, 382c. Они суммируются в парковой сети в полный ток, подлежащий вводу, который также имеет гармоники 384. Активный блок компенсации соответствующей изобретению ветроэнергетической установки модулирует компенсационную составляющую теперь так, что при наложении некомпенсирующих частичных токов, которые имеют гармоники 388b, 388c, и компенсирующих токов, которые имеют гармоники 388a, формируется подлежащий подаче полный ток, который имеет минимальные гармоники 390. Таким образом, полный ток, подлежащий подаче соответствующим изобретению ветроэнергопарком, больше не имеет в точке сетевого подключения, по существу, никаких гармоник 390.
Фиг. 4а показывает особенно предпочтительную форму выполнения соответствующего изобретению ветроэнергопарка аналогично тому, как показано на фиг. 2. Ветроэнергопарк 450 имеет по меньшей мере одну компенсационную ветроэнергетическую установку 400a с активным блоком 470 компенсации и другие бескомпенсационные ветроэнергетические установки 400b, 400c. Каждая из ветроэнергетических установок 400а, 400b, 400с соответственно генерирует частичный ток CWinda, CWindb, CWindc, причем модулирующая компенсационная составляющая компенсационной ветроэнергетической установки CWinda вырабатывается активным блоком 470 компенсации, который предпочтительно выполнен как активный фильтр. Выработанные таким образом компенсирующие и не-компенсирующие частичные токи накладываются в трехфазной парковой сети 452 для получения подлежащего подаче полного тока Cinj'. Подлежащий подаче полный ток Cinj' через парковый трансформатор 454 и соединительную линию 456 вводится в сеть 460 электроснабжения через сетевой трансформатор.
С помощью средства 470d регистрации в точке сетевого подключения регистрируется возникающее опорное напряжение CAct или его гармоники. Из зарегистрированных таким образом гармоник определяются компенсационные гармоники, и определяются заданные значения CSet, которые передаются на активный блок 470 компенсации. Активный блок 470 компенсации модулирует компенсационную составляющую так, что компенсирующий частичный ток CWinda сводит к минимуму гармонику опорного напряжения CAct, в частности, компенсирует. В установившемся состоянии, таким образом, опорное напряжение CAct имеет желательную форму напряжения. Ветроэнергопарк 450, таким образом, целенаправленно осуществляет подачу в сеть электроснабжения с некоторыми гармониками так, что гармоники опорного напряжения минимизируется в сети электроснабжения. Таким образом, гармоники напряжения сети электроснабжения сводятся к минимуму.
Фиг. 4b показывает схематичное представление гармоник 480 предпочтительной формы выполнения соответствующего изобретению ветроэнергопарка согласно фиг. 4а. Для упрощенной иллюстрации, только первые три гармоники схематично показаны в p.u. Каждая ветроэнергетическая установка соответствующего изобретению ветроэнергопарка генерирует частичный ток, который имеет гармоники 482а, 482b, 482c. Они суммируются в парковой сети для получения полного тока, подлежащего подаче, который также имеет гармоники 484. Активный блок компенсации соответствующей изобретению ветроэнергетической установки модулирует компенсационную составляющую теперь так, что при наложении не-компенсирующих частичных токов, которые имеют гармоники 488b, 488c, и компенсирующих токов, которые имеют гармоники 488a, генерируется подлежащий подаче полный ток, который имеет заданные гармоники 390. Таким образом, полный ток, подлежащий подаче предложенным ветроэнергопарком, больше имеет в точке сетевого подключения некоторые гармоники 390, причем множество остальных гармоник сведено к минимуму.
Фиг. 5 схематично показывает ход выполнения способа 500 для соответствующего изобретению способа для подачи электрического полного тока в точке сетевого подключения в сеть электроснабжения с помощью соответствующего изобретению ветроэнергопарка.
На первом этапе 510 регистрируются гармоники опорного тока в опорной точке, в частности, в точке сетевого подключения, например, с помощью цифровых средств для регистрации гармоник и токов.
Гармоники, зарегистрированные таким образом, передаются на активные блоки компенсации или компенсационные ветроэнергетические установки, что обозначено линией 515, и, при необходимости, оцениваются.
Активные блоки компенсации, которые предпочтительно расположены на стороне низкого напряжения компенсационной ветроэнергетической установки, модулируют на следующем этапе 520 компенсационные составляющие так, что гармоники, зарегистрированные в опорной точке, по меньшей мере уменьшаются или компенсируются. Это также может быть сделано, например, путем установки заданного значения.
Ввиду постоянно меняющихся преобладающих условий ветров и колебаний в сети электроснабжения, соответствующий изобретению способ представляет собой способ регулирования с обратной связью, в котором опорный ток корректируется до заданного тока. Это показано на фиг. 5 пунктирной линией 531.
Фиг. 6 схематично показывает ход выполнения способа 600 для другого соответствующего изобретению способа для подачи электрического полного тока в точке сетевого подключения в сеть электроснабжения с помощью соответствующего изобретению ветроэнергопарка.
На первом этапе 610 регистрируются гармоники опорного напряжения в опорной точке, в частности, в точке сетевого подключения, например, с помощью цифровых средств для регистрации гармоник и напряжений.
Затем на следующем этапе 620 в зависимости от зарегистрированных в опорной точке гармоник вычисляются компенсационные гармоники. Компенсационные гармоники представляют собой, в частности, такие гармоники, которые при наложении с другими гармониками вызывают ослабление полных гармоник по меньшей мере частично. Фазовое положение этих гармоник в идеальном случае сдвинуто по фазе относительно компенсирующих гармоник на 180°.
На следующем этапе 630 из вычисленных компенсационных гармоник по меньшей мере для одного активного блока компенсации ветроэнергетической установки ветроэнергопарка определяются значения гармоник, чтобы сформировать определенные компенсационные гармоники посредством активного блока компенсации.
Заданные значения гармоник передаются на следующем этапе 640 по меньшей мере на один активный блок компенсации.
На следующем этапе 650 по меньшей мере один активный блок компенсации затем генерирует модулирующую компенсационную составляющую, посредством которой гармоники в опорной точке в сети электроснабжения по меньшей мере частично компенсируются. Ветроэнергопарк, таким образом, осуществляет подачу в сеть электроснабжения в точке сетевого подключения целенаправленно с определенными гармониками в зависимости от заданного заданного значения.
В предпочтительной форме выполнения регистрация гармоник 610 включает в себя проверку 612, присутствуют ли гармоники, в частности, превышены ли предопределенные предельные значения. При этом наблюдаются, в частности, 5-я, 7-я, 11-я, 13-я, 17-я и/или 19-я гармоника. Если обнаружены такие гармоники, то затем опционально может выполняться генерация компенсационных составляющих для компенсации этих гармоник. Таким образом, в частности, определенные гармоники в сети электроснабжения контролируются и компенсируются посредством соответствующего изобретению ветроэнергопарка. Для этого ветроэнергопарк, в частности, в точке сетевого подключения содержит целенаправленно модулированные гармоники.
Кроме того, проверка на гармоники включает в себя анализ расходимости гармоник. При условии, что при осуществлении способа гармоники сходятся с убыванием, способ продолжает выполняться.
Если, однако, установлена расходимость N гармоник, то есть подъем колебаний сети электроснабжения в области гармоник, вычисленные заданные значения сдерживаются. Генерация компенсационных составляющих, таким образом, замораживается на их последнем заданном значении, что указывается посредством линии F.
Расходимость гармоник может тогда либо далее контролироваться, и при установленных убывающих по сходимости гармониках продолжаться, или способ приостанавливается с использованием мертвой зоны в течение определенного времени, и затем способ вновь начинает осуществляться самостоятельно спустя время простоя.
Ввиду постоянно меняющихся преобладающих условий ветров и колебаний в сети электроснабжения, соответствующий изобретению способ представляет собой способ регулирования обратной связью, в котором опорный ток корректируются до заданного тока. Это указано на фиг. 6 пунктирной линией 691.

Claims (46)

1. Ветроэнергопарк для подачи электрического полного тока в точке сетевого подключения в сеть электроснабжения, причем
ветроэнергопарк содержит по меньшей мере
- одну ветроэнергетическую установку, которая выполнена как компенсационная ветроэнергетическая установка и имеет активный блок компенсации, чтобы генерировать компенсирующий частичный ток с модулированной компенсационной составляющей, причем компенсационная составляющая модулируется активным блоком компенсации
и содержит по меньшей мере
- одну дополнительную ветроэнергетическую установку, которая выполнена как бескомпенсационная ветроэнергетическая установка, чтобы генерировать не-компенсирующий частичный ток без модулированной компенсационной составляющей,
причем
компенсирующий частичный ток или соответственно компенсирующие частичные токи и не-компенсирующий частичный ток или соответственно не-компенсирующие частичные токи накладываются с получением подлежащего подаче электрического полного тока в парковой сети, соединяющей ветроэнергетические установки,
и
компенсирующий частичный ток или компенсирующие частичные токи генерируются таким образом, что подлежащий подаче полный ток в опорной точке
- в парковой сети,
- на участке между парковой сетью и точкой сетевого подключения или
- в сети электроснабжения
воздействует на возникающий опорный ток или на возникающее опорное напряжение, чтобы достичь заданную форму тока для этого опорного тока или соответственно заданную форму напряжения для этого опорного напряжения.
2. Ветроэнергопарк по п. 1, отличающийся тем, что
- предусмотрено средство регистрации для регистрации возникающих в опорной точке гармоник опорного тока или соответственно опорного напряжения, причем
- активный блок компенсации выполнен с возможностью генерировать, в зависимости от зарегистрированных, возникающих в опорной точке гармоник опорного тока, модулирующую компенсационную составляющую таким образом, что возникающие в опорной точке гармоники компенсируются или по меньшей мере уменьшаются или сводятся к минимуму.
3. Ветроэнергопарк по п. 1 или 2, отличающийся тем, что
- ветроэнергопарк имеет точно одну ветроэнергетическую установку, или
- ветроэнергопарк имеет по меньшей мере одну подсеть, которая содержит точно одну компенсационную ветроэнергетическую установку.
4. Ветроэнергетическая установка для генерации электрической мощности для подачи в сеть электроснабжения, причем ветроэнергетическая установка имеет активный блок компенсации, чтобы генерировать компенсирующий частичный ток с модулированной компенсационной составляющей, причем компенсационная составляющая модулируется активным блоком компенсации, чтобы достичь заданную форму тока опорного тока или заданную форму напряжения опорного напряжения в опорной точке, причем ветроэнергетическая установка выполнена с возможностью функционировать как компенсационная ветроэнергетическая установка ветроэнергопарка по одному из пп. 1-3.
5. Ветроэнергетическая установка по п. 4, отличающаяся тем, что
- предусмотрено средство регистрации для регистрации возникающих в опорной точке гармоник опорного тока или соответственно опорного напряжения, и
- активный блок компенсации выполнен так, чтобы, в зависимости от зарегистрированных, возникающих в опорной точке гармоник, модулировать компенсационную составляющую так, что возникающие в опорной точке гармоники компенсируются или по меньшей мере уменьшаются или сводятся к минимуму.
6. Ветроэнергетическая установка по п. 4 или 5, отличающаяся тем, что
активный блок компенсации расположен на стороне низкого напряжения ветроэнергетической установки.
7. Способ для подачи электрического полного тока в точке сетевого подключения в сеть электроснабжения посредством ветроэнергопарка, включающий в себя следующие этапы:
- регистрация опорного тока, зависимого от полного тока, или опорного напряжения, зависимого от полного тока, в опорной точке,
- генерирование по меньшей мере первого частичного тока полного тока посредством первой ветроэнергетической установки, причем первая ветроэнергетическая установка выполнена как компенсационная ветроэнергетическая установка и имеет активный блок компенсации,
- модулирование компенсационной составляющей по меньшей мере одного первого частичного тока посредством активного блока компенсации первой ветроэнергетической установки для компенсации или уменьшения гармоник опорного тока или соответственно опорного напряжения,
- генерирование по меньшей мере одного второго частичного тока полного тока посредством второй бескомпенсационной ветроэнергетической установки, причем второй сгенерированный частичный ток не модулируется посредством компенсационной составляющей активного блока компенсации, и, таким образом, генерируется не-компенсирующий частичный ток без модулированной компенсационной составляющей,
- наложение по меньшей мере одного первого компенсирующего тока с по меньшей мере одним вторым не-компенсирующим частичным током в точке наложения для получения электрического полного тока, подлежащего подаче в точке сетевого подключения.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что для компенсации или соответственно снижения гармоник задают заданное значение гармоник, и генерирование по меньшей мере одного первого компенсирующего частичного тока с модулированной компенсационной составляющей осуществляют в зависимости от заданного значения гармоник, в частности, так, что заданное значение гармоник для генерации образует задающий параметр, чтобы задать гармоники по меньшей мере одного компенсирующего тока или чтобы задать полные гармоники наложенного полного тока, в частности для места, отличного от опорной точки.
9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что
- для регистрации гармоник в опорной точке используют средство наблюдения состояния,
- средство наблюдения состояния регистрирует гармоники в опорной точке за вычетом компенсации, достигнутой посредством по меньшей мере одного первого компенсирующего частичного тока, в качестве нескомпенсированных гармоник, и
- для генерирования по меньшей мере одного первого компенсирующего частичного тока с модулированной компенсационной составляющей учитывают нескомпенсированные гармоники.
10. Способ для подачи электрического полного тока по одному из пп. 7-9, отличающийся тем, что опорная точка является точкой сетевого подключения.
11. Способ для подачи электрического полного тока по одному из пп. 7-9, отличающийся тем, что опорная точка находится за пределами ветроэнергопарка и, в частности, регистрируется опорное напряжение, дополнительно содержащее следующие этапы:
- определение заданных значений гармоник в зависимости от гармоник, зарегистрированных в опорной точке,
- управление активным блоком компенсации в зависимости от определенных заданных значений гармоник для генерирования гармоник в соответствии с заданными значениями гармоник и генерирования по меньшей мере одного первого частичного тока с модулированной компенсационной составляющей так, что подлежащий подаче полный ток имеет соответствующие гармоники.
12. Способ подачи электрического полного тока по одному из пп. 7-11, отличающийся тем, что
- проверяют, превышают ли гармоники в опорной точке предельные значения, в частности для 5-й, 7-й, 11-й, 13-й, 17-й и/или 19-й гармоники, и опционально модулирование по меньшей мере одной модулирующей компенсационной составляющей первого частичного тока осуществляют только тогда, когда гармоники в опорной точке превысили по меньшей мере одно предельное значение.
13. Способ для подачи общего электрического тока по одному из пп. 7-12, отличающийся тем, что
проверка на гармоники в опорной точке включает в себя анализ расходимости, и при установлении расходимости определенные заданные значения сохраняют до тех пор, пока расходимость продолжается.
14. Способ для подачи электрического полного тока по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что электрический полный ток генерируют с помощью ветроэнергопарка по одному из пп. 1-3, и/или по меньшей мере один компенсирующий частичный ток с модулированной компенсационной составляющей генерируют посредством ветроэнергетической установки по одному из пп. 4-6.
15. Способ генерирования по меньшей мере одной модулированной компенсационной составляющей частичного тока посредством активного блока компенсации ветроэнергетической установки по одному из пп. 4-6, отличающийся тем, что по меньшей мере одну сгенерированную посредством активного блока компенсации модулирующую компенсационную составляющую предоставляют на стороне низкого напряжения ветроэнергетической установки.
RU2018142887A 2016-05-06 2017-05-05 Способ компенсации токов, подлежащих подаче из ветроэнергопарка RU2696604C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016108394.1 2016-05-06
DE102016108394.1A DE102016108394A1 (de) 2016-05-06 2016-05-06 Verfahren zur Kompensation von einzuspeisenden Strömen eines Windparks
PCT/EP2017/060794 WO2017191308A1 (de) 2016-05-06 2017-05-05 Verfahren zur kompensation von einzuspeisenden strömen eines windparks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2696604C1 true RU2696604C1 (ru) 2019-08-05

Family

ID=58671678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018142887A RU2696604C1 (ru) 2016-05-06 2017-05-05 Способ компенсации токов, подлежащих подаче из ветроэнергопарка

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11095124B2 (ru)
EP (1) EP3453096A1 (ru)
JP (1) JP6748225B2 (ru)
KR (1) KR20190002676A (ru)
CN (1) CN109155525B (ru)
BR (1) BR112018072173A2 (ru)
CA (1) CA3021965C (ru)
DE (1) DE102016108394A1 (ru)
RU (1) RU2696604C1 (ru)
WO (1) WO2017191308A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016115431A1 (de) * 2016-08-19 2018-02-22 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern einer Windenergieanlage
DE102017112491A1 (de) * 2017-06-07 2018-12-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Windparks
DE102017113006A1 (de) * 2017-06-13 2018-12-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz mittels einer umrichtergeführten Einspeisevorrichtung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2482418A1 (en) * 2011-02-01 2012-08-01 Siemens Aktiengesellschaft Active desynchronization of switching converters
RU2011142739A (ru) * 2009-03-23 2013-04-27 Воббен Алоис Способ работы ветровой энергетической установки
WO2014131454A1 (de) * 2013-02-28 2014-09-04 Siemens Aktiengesellschaft Windparkanbindung mit diodengleichrichter

Family Cites Families (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4633400A (en) * 1984-12-21 1986-12-30 Conoco Inc. Method for waveform feature extraction from seismic signals
US5092343A (en) * 1988-02-17 1992-03-03 Wayne State University Waveform analysis apparatus and method using neural network techniques
US5499178A (en) * 1991-12-16 1996-03-12 Regents Of The University Of Minnesota System for reducing harmonics by harmonic current injection
US5345375A (en) * 1991-12-16 1994-09-06 Regents Of The University Of Minnesota System and method for reducing harmonic currents by current injection
US6326796B1 (en) * 1997-07-07 2001-12-04 Nissin Electric Co., Ltd. Harmonic measuring method and a current injection device for harmonic measurement
US6282104B1 (en) * 2000-03-14 2001-08-28 Applied Power Corporation DC injection and even harmonics control system
NO20001641L (no) * 2000-03-29 2001-10-01 Abb Research Ltd Vindkraftanlegg
DE10119624A1 (de) * 2001-04-20 2002-11-21 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
US7071579B2 (en) * 2002-06-07 2006-07-04 Global Energyconcepts,Llc Wind farm electrical system
EP1571746B1 (en) * 2004-03-05 2018-09-12 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Active power regulating system of a wind farm
US20150035467A1 (en) * 2005-06-17 2015-02-05 Ctm Magnetics, Inc. Permanent magnet inductor filter apparatus and method of use thereof
WO2008137836A1 (en) * 2007-05-04 2008-11-13 The University Of Alabama Converter control of variable-speed wind turbines
US20090055030A1 (en) * 2007-08-21 2009-02-26 Ingeteam, S.A. Control of active power reserve in a wind-farm
US8198753B2 (en) * 2007-10-31 2012-06-12 Caterpillar Inc. Power system with method for adding multiple generator sets
US7944068B2 (en) * 2008-06-30 2011-05-17 General Electric Company Optimizing converter protection for wind turbine generators
US7999418B2 (en) * 2008-12-22 2011-08-16 General Electric Company Electrical system and control method
US8693228B2 (en) * 2009-02-19 2014-04-08 Stefan Matan Power transfer management for local power sources of a grid-tied load
AT508183B1 (de) * 2009-04-20 2011-06-15 Hehenberger Gerald Dipl Ing Verfahren zum betreiben einer windkraftanlage
AT508182B1 (de) * 2009-04-20 2011-09-15 Hehenberger Gerald Dipl Ing Verfahren zum betreiben einer energiegewinnungsanlage, insbesondere windkraftanlage
US8847562B2 (en) * 2009-07-27 2014-09-30 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Reactive power compensation in electrical power system
EP2478610B1 (en) * 2009-09-15 2021-11-24 Rajiv Kumar Varma Utilization of distributed generator inverters as statcom
EP2354541B1 (en) * 2010-01-20 2014-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Wind farm power control based on matrix reflecting a power load distribution between individual wind turbines
CA2795315C (en) * 2010-04-15 2017-08-15 Alstom Technology Ltd Hybrid 2-level and multilevel hvdc converter
US8405251B2 (en) * 2010-04-20 2013-03-26 General Electric Company Method and apparatus for reduction of harmonics in a power supply
CN102263414A (zh) * 2010-05-25 2011-11-30 新能动力（北京）电气科技有限公司 电能变换装置与系统
EP2397688A1 (en) * 2010-06-16 2011-12-21 Siemens Aktiengesellschaft Electric power control system and electric power facility comprising the electric power control system
US8618694B2 (en) * 2010-06-30 2013-12-31 Vestas Wind Systems A/S System, method, and computer program product for utilizing a wind park as a variable power system stabilizer
US20120019007A1 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 Nelson Robert J Method and apparatus for minimizing harmonic currents in a wind turbine park
JP5644396B2 (ja) * 2010-08-06 2014-12-24 株式会社明電舎 電力変換装置の高調波電流抑制装置および高調波電流抑制方法
US20120081824A1 (en) * 2010-09-29 2012-04-05 Krishnaswamy Gururaj Narendra Method and apparatus for sub-harmonic protection
SE536410C2 (sv) * 2010-10-12 2013-10-15 Ferroamp Elektronik Ab Anordning för begränsning av en elektrisk ström
PL2630510T3 (pl) * 2010-10-19 2019-03-29 Siemens Aktiengesellschaft Rozkład i łagodzenie zakłócenia występującego na połączeniu elektrycznym pomiędzy systemem wytwarzania energii elektrycznej a siecią energetyczną
US8704390B2 (en) * 2010-12-07 2014-04-22 Vestas Wind Systems A/S Dynamic adjustment of power plant output based on electrical grid characteristics
EP2466737A3 (en) * 2010-12-17 2016-04-27 Vestas Wind Systems A/S A wind turbine generator
EP2477302A1 (en) * 2011-01-18 2012-07-18 Siemens Aktiengesellschaft Control of the distribution of electric power generated by a wind farm between an AC power transmission link and a DC power transmission link
EP2485358B2 (en) * 2011-02-07 2021-12-22 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S System and method for mitigating an electric unbalance of a three-phase current at a Point of Common Coupling between a wind farm and a power grid
PT2487780T (pt) * 2011-02-14 2020-02-25 Siemens Ag Controlador para um conversor de potência e respetivo método de funcionamento
US10110010B2 (en) * 2011-04-15 2018-10-23 Deka Products Limited Partnership Modular power conversion system
US10075016B2 (en) * 2011-05-20 2018-09-11 Thomas Alexander Wilkins Waveform distortion mitigation in power systems
US8780592B1 (en) * 2011-07-11 2014-07-15 Chilicon Power, LLC Systems and methods for increasing output current quality, output power, and reliability of grid-interactive inverters
US9134746B2 (en) * 2011-09-16 2015-09-15 Varentec, Inc. Systems and methods for harmonic resonance control
US9046077B2 (en) * 2011-12-28 2015-06-02 General Electric Company Reactive power controller for controlling reactive power in a wind farm
US20130193766A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Atlantic Grid Operations A., Llc Control and protection of a dc power grid
EP2662944B1 (en) * 2012-05-09 2019-11-27 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Wind turbine control for a weak grid by reducing active power output
CN103390896B (zh) * 2012-05-09 2015-11-25 华锐风电科技(集团)股份有限公司 混合级联多电平静止同步补偿装置和风电机组供电系统
JP5768770B2 (ja) * 2012-06-29 2015-08-26 株式会社デンソー 回転機の制御装置
DE102012212777A1 (de) * 2012-07-20 2014-01-23 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern eines Windparks
US9184652B2 (en) * 2012-08-28 2015-11-10 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for inverter output current harmonic reduction
DE102012215422A1 (de) * 2012-08-30 2014-03-06 Wobben Properties Gmbh Windpark
US8860237B2 (en) * 2012-10-15 2014-10-14 General Electric Company System and method of selecting wind turbine generators in a wind park for curtailment of output power to provide a wind reserve
US9671442B2 (en) * 2012-11-30 2017-06-06 General Electric Company System and method for detecting a grid event
US9490724B2 (en) * 2013-01-07 2016-11-08 Aeg Power Solutions Bv Methods for controlling electrical inverters and electrical inverters and systems using the same
KR101410731B1 (ko) * 2013-02-13 2014-06-24 한국전기연구원 고압직류송전용 모듈형 멀티레벨 컨버터의 순환전류 억제 방법
DE102013208474A1 (de) * 2013-05-08 2014-11-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz
US10158230B2 (en) * 2013-06-18 2018-12-18 Vestas Wind Systems A/S Compensating electrical harmonics on the electrical grid
CN103337877B (zh) * 2013-06-26 2015-07-08 华中科技大学 一种用于风力发电系统的直流电压控制单元及方法
US9203333B2 (en) * 2013-09-05 2015-12-01 General Electric Company System and method for voltage control of wind generators
GB2515358B (en) * 2013-11-06 2017-01-18 Reactive Tech Ltd Grid Frequency Response
DE102014000784A1 (de) * 2014-01-22 2015-07-23 Senvion Se Windpark mit Vorsteuerung im Leistungsregler
US9444323B2 (en) * 2014-01-22 2016-09-13 Solidstate Controls, Llc Power conversion system having a harmonic distortion limiter
EP2905864B1 (en) * 2014-02-06 2020-11-04 GE Renewable Technologies Wind B.V. Methods of operating a set of wind turbines and systems
US9915243B2 (en) * 2014-02-24 2018-03-13 General Electric Company System and method for automatic generation control in wind farms
US9453497B2 (en) * 2014-03-18 2016-09-27 General Electric Company Method for operating a wind farm
US20160204610A1 (en) * 2014-07-04 2016-07-14 Stefan Matan Intelligent battery backup at a distributed grid node
DE102014216210A1 (de) 2014-08-14 2016-02-18 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Formspule für ein Statorblechpaket
ES2910456T3 (es) 2014-09-12 2022-05-12 Sungrow Power Supply Co Ltd Método y dispositivo para monitorización y supresión de resonancia
DE102015205348A1 (de) * 2015-03-24 2016-09-29 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Steuern eines Synchrongenerators einer getriebelosen Windenergieanlage
CN105098834B (zh) 2015-08-12 2018-02-13 国网山东省电力公司潍坊供电公司 一种用于双馈风电场的分工况分模式电压控制方法
CN105405063A (zh) * 2015-10-30 2016-03-16 武汉大学 基于主成分分析法的光伏电站接入方案综合决策方法
US10784685B2 (en) * 2017-05-08 2020-09-22 General Electric Company Electrical power systems and subsystems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2011142739A (ru) * 2009-03-23 2013-04-27 Воббен Алоис Способ работы ветровой энергетической установки
EP2482418A1 (en) * 2011-02-01 2012-08-01 Siemens Aktiengesellschaft Active desynchronization of switching converters
WO2014131454A1 (de) * 2013-02-28 2014-09-04 Siemens Aktiengesellschaft Windparkanbindung mit diodengleichrichter

Also Published As

Publication number Publication date
CA3021965A1 (en) 2017-11-09
JP2019516338A (ja) 2019-06-13
DE102016108394A1 (de) 2017-11-09
US11095124B2 (en) 2021-08-17
CN109155525B (zh) 2022-10-28
US20190067943A1 (en) 2019-02-28
CA3021965C (en) 2023-09-26
EP3453096A1 (de) 2019-03-13
WO2017191308A1 (de) 2017-11-09
KR20190002676A (ko) 2019-01-08
BR112018072173A2 (pt) 2019-02-12
CN109155525A (zh) 2019-01-04
JP6748225B2 (ja) 2020-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2594005T3 (en) Control unit for damping power oscillation
US10907613B2 (en) Damping mechanical oscillations of a wind turbine
RU2648269C2 (ru) Способ ввода электрической мощности в сеть электроснабжения
Alawasa et al. Modeling, analysis, and suppression of the impact of full-scale wind-power converters on subsynchronous damping
DK2384540T3 (en) Power system frequency inertia for a power generation system
DK2574776T3 (en) A method and system for damping resonance in windmills
EP2463997B1 (en) System and method for control of a grid connected power generating system
Mohod et al. Power quality issues &it’s mitigation technique in wind energy generation
RU2696604C1 (ru) Способ компенсации токов, подлежащих подаче из ветроэнергопарка
Fang et al. Grid-connected power converters with distributed virtual power system inertia
KR20110009072A (ko) 풍력 발전 장치 및 그 제어 방법
Schramm et al. Damping torsional interharmonic effects of large drives
US10554160B2 (en) System and method for operating a pumped storage power plant with a double fed induction machine
US20210215135A1 (en) Method for controlling a wind power installation
CN111313434B (zh) 谐振系数控制方法、次同步抑制方法、装置及控制器
US11552584B1 (en) System and methods to address tower damping in a grid forming power generating asset
Saborío-Romano et al. APPENDIX J2
Montilla-DJesus et al. A coordinated system of control in an offshore wind farm
CN117223184A (zh) 受迫振荡的控制
Montilla-Djesus et al. System of control in an offshore wind farms with HVdc link