TW201513527A - 用以將電力饋入供電網之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用以將至少一個風力發電設備(100)或一風力發電廠(112)之電力饋入至具有一線電壓(U)及一電網頻率(f)之一供電網(120)中之方法，其中準備該方法以饋送有效電力(P)及無效電力(Q)，且可憑藉一有效電力控制(R1,R2)依據一電網狀態(U,f)而調整所饋入之該有效電力(P)及/或可憑藉一無效電力控制依據至少一個電網狀態(U,f)而調整所饋入之該無效電力(Q)，且該有效電力控制(R1,R2)或該無效電力控制分別規定欲饋入之一目標值，該值憑藉一調整函數(FS)依據至少一個電網狀態(U,f)而調整，其中憑藉支援點(ST1、ST2、ST3)規定該調整函數(FS)，該等點係由值對([Pi,fi])定義，該等值對中之每一者包括分別關於該有效電力(P)或該無效電力(Q)之一值及關於該電網狀態(U,f)之一值。

Description

用以將電力饋入供電網之方法
本發明係關於一種用以將至少一個風力發電設備或一風力發電廠之電力饋入至一供電網中之方法。此外，本發明係關於一種用以將電能饋入至一供電網中之風力發電設備且本發明係關於用以將電能饋入至一供電網中之包括複數個風力發電設備之一風力發電廠。
圖1中示意性展示一風力發電設備且圖2中示意性展示一風力發電廠。
風力發電設備係眾所周知的且如今主要用於饋入至一供電網中之用途。如此一來，風力發電設備根據頻率及相位且考量供電網上之對應電壓而調整正饋入之電流。此係一基本要求，該基本要求必須在任何情形中滿足，且其由習知風力發電設備滿足。該情形同樣應用於具有複數個風力發電設備之一風力發電廠，該複數個風力發電設備憑藉一聯合共同耦合點(PCC)聯合地饋入至一供電網中。在此情形中，風力發電廠饋入至供電網中。
之前已認識到，不僅可期望分別藉助風力發電設備或風力發電廠將儘可能多電力饋入至供電網(該供電網為簡潔起見在下文中將稱作電網)中，而且亦可期望使用風力發電設備或風力發電廠來支援電網。解決方案之對應提議闡述於專利申請案US 6,784,564、US 6,891,281、US 6,965,174及US 7,462,946中。此等申請案已建議正饋入之電力或正饋入之電流根據其量值及/或類型，依據供電網中之一 電壓或一頻率而加以修改，以便支援供電網。
如今，諸多國家之情況使得風力發電設備佔一供電網中之總輸出之一持續增加比例。因此，存在對憑藉風力發電設備支援電網之一增加需求。優勢度及因此風力發電設備在電網中之影響亦增加。在電網中憑藉風力發電設備或風力發電廠之電網支援亦可對應有效。
本發明之目的因此係解決上文所提及問題中之至少一者。特定而言，將提出將滿足或至少促進風力發電設備支援電網之增加顯著性之一解決方案。特定而言，分別憑藉風力發電設備或風力發電廠之電網支援將定性及/或定量地經改良。應提出至少一個替代解決方案。
根據本發明，提出一種如技術方案1之方法。因此，至少一個風力發電設備或一風力發電廠之電力將饋入至一供電網中。該供電網具有一線電壓及一電網頻率。該方法亦經準備以饋送一有效電力P及一無效電力Q。該方法及因此實施該方法之分別風力發電設備或風力發電廠藉此經準備以饋送有效電力，且亦饋送無效電力。
可藉此憑藉一有效電力控制依據至少一個電網狀態而調整所饋入之有效電力P。有效電力因此非固定預定，或僅依據盛行風饋入，而係依據至少一個電網狀態(諸如例如，電網頻率)而調整。
另外或另一選擇係，所饋入之無效電力Q非固定預定，而係依據至少一個電網狀態(諸如例如，線電壓)而調整。
有效電力控制或無效電力控制較佳地依據作為一電網狀態之電網敏感性而實施。特定而言，提出有效電力應在電網敏感性增加時減少以便藉此使電網穩定化。
另外，較佳地提出，應同時考量複數個(特定而言，兩個)相依性，因此兩個調整函數。舉例而言，一個調整函數表示依據電網頻率之一有效電力，而另一調整函數表示依據電網敏感性之有效電力。然後考量兩個調整函數中之每一者中之較小者。
如此一來，有效電力控制或無效電力控制分別預定欲饋入之一目標值，該目標值憑藉一調整函數依據至少一個電網狀態而調整。風力發電設備或風力發電廠(特定而言，因此所使用之一換流器)然後轉換此參數且產生一對應電流，特定而言一對應三相電流，藉助該對應三相電流，實施將所要有效電力或所要無效電力分別饋入至供電網中。
提出應憑藉支援點預定義調整函數。此等支援點係各自由一值對定義，該值對由分別關於有效電力之一值或關於無效電力之一值，及關於電網狀態(諸如例如，電網頻率或線電壓)之一值組成。
因此，給予至少兩個此類值對，該等值對可藉此定義調整函數，其中若需要則可包含諸如函數之形式之額外資訊。若兩個支援點(因此兩個值對)用於調整函數或調整函數之一部分區段，則此等支援點可特定而言分別判定調整函數或部分函數之一起點及一終點。
舉例而言，在最簡單情形中，為依據作為一電網狀態之電網頻率而控制有效電力，憑藉兩個支援點用連接此等支援點之一直線針對有效電力定義一調整曲線之一區段。如此一來，第一支援點可憑藉值對(f1,P1)定義且第二支援點可憑藉值對(f2,P2)定義，其中f1及f2各自表示電網頻率之一頻率值且P1及P2表示相關聯電力值。此僅係依據頻率之有效電力之一簡單實例。可較佳地規定額外支援點，且可藉此預定依據電網頻率之所饋入之有效電力之一經改良函數。
根據一項實施例，提出依據一修改準則而修改調整函數。修改準則藉此係判定是否甚至進行一改變之一準則。若需要，則修改準則亦可判定如何進行一改變。修改準則在下文更詳細闡釋，且在一項情形中，可由一外部參數組成。至少部分地實施改變，此乃因至少一個值對經修改。因此，在最簡單情形中，有效電力控制及/或無效電力控制可藉由僅改變一值對而容易適應於修改要求。方法現在可基於一 新組值對、因此一新組支援點及(若需要)關於支援點之間的函數之一新趨向之資訊而判定該函數之該趨向。由於調整函數係根據所提出方法以及基於支援點而計算，因此此重新計算至少在一處理電腦中可行而無需大量工作。
調整函數較佳地至少在若干區段中由複數個部分函數構成。該調整函數亦可針對不同區段實施函數之不同趨向。部分函數中之兩者(且根據一項實施例，僅使用兩個部分函數)一起置於每一支援點處且在此支援點處具有相同值。可藉此容易實施一複合調整函數，且如此一來，可考量不同範圍，特定而言基本電網狀態之不同範圍。在最簡單情形中，藉此可能憑藉三值對(因此憑藉三個支援點)而判定具有兩個部分函數之一調整函數。部分函數或部分函數中之至少一者較佳地各自由兩個以上支援點(然而，特定而言由三個以上支援點)規定。各別調整函數可藉此模型化且因此(舉例而言)兩個部分函數之間的一轉變亦可經修改。由於部分函數在其聯合支援點處具有相同值之事實，因此可避免此兩個部分函數之間的一跳躍。
提出調整函數或其種類之至少一部分函數較佳地係- 一個一次多項式函數，- 一個二次多項式函數，- 一個三次或更高次多項式函數，- 一指數函數，- 一滯後函數，- 一個三角函數，或- 另一非線性函數。
一個一次多項式函數描述一直線。以此方式，可容易定義兩個支援點之間的一函數。如與一個一次多項式函數相比，一個二次多項式函數允許更複雜函數，該等更複雜函數如與一直線相比可基本上以 一彎曲函數之方式連接兩個支援點。如與一直線相比，此彎曲函數有時允許對系統要求之一較佳回應。此二次多項式函數可藉由規定一第三支援點而容易被定義。二次多項式函數可因此唯一地憑藉三個支援點定義。很明顯，超過一純線性行為之一有利調整函數可藉此仍然以最容易設想方式定義。
在一個三次或更高次多項式函數之情形中，可能實施進一步個別化調整函數。取決於參數化，在一個三次多項式函數中可已發生一轉折點。此一轉折點可非所要；然而，彼轉折點或對應基本複雜函數分別可藉此可能避免調整函數中之複數個部分函數之區段之一組合。至少可能將調整函數細分成較少區段。
一指數函數特定而言由一緩慢持續增加斜率表徵，其在適當正負號之情形中亦可為負。可藉此初始地實現結合一頻率增加之一稍微電力下降，舉例而言，針對一頻率相依有效電力參數，該電力下降然後劇烈增加，因此隨增加頻率更快速下降且隨一極其急劇下降高達一最大頻率之有效電力可達到一電力值0。在由於環境(特定而言，本發明拓撲)，電力在一預定義頻率值下必須達到電力值0之條件下，此一負指數函數使得可能維持該電力儘可能長久以使得儘可能少之可用電力被浪費。
透過使用一滯後函數，可能依據基本電網狀態係上升或是下降而達成調整函數中之不同特性。
使用一個三角函數，因此特定而言分別一正弦、餘弦或正切函數或其組合或修改，可達成調整函數之特殊特性，該等特殊特性然後相當容易憑藉規定支援點來實施。舉例而言，類似於可連續微分之一飽和函數之一函數可憑藉一雙曲正切函數而獲得。可特此定義一電壓相依無效電力控制，舉例而言，因此定義一調整函數，該調整函數依據線電壓規定欲饋入之一無效電力。如此一來，此雙曲正切函數之零 點應置於線電壓之標稱電壓之值處。
雙曲函數或對數函數或根函數亦適合作為其他非線性函數，僅舉數例。
根據一項實施例，提出調整函數或其部分函數中之至少一者應藉由至少兩個支援點及其類型(因此調整函數之類型)而判定。特定而言，調整函數之形狀可在圖形方面由函數或部分函數之種類判定。其形狀現在係固定之函數現在可憑藉特定而言安置於函數或部分函數之開頭及結尾處之支援點而具體判定。
調整函數或至少一部分函數較佳地透過使用一個一次多項式函數及藉由規定兩個支援點而較佳地判定。藉此唯一地判定此函數或部分函數。另一選擇係，藉由使用一個二次多項式函數及規定三個支援點來判定調整函數或至少一部分函數。可特此規定一更複雜調整函數，該更複雜調整函數如此一來唯一由此三個支援點判定。
根據一項實施例中，有效電力控制及(另外或其另一選擇係)無效電力控制依據電網敏感性而修改。
電網敏感性此處意指電網對影響電網之一參數之一改變之反應，特定而言與共同耦合點相關。電網敏感性可定義為與一電網影響參數之一差相關之一電網反應之差。特定而言，此處論述之內容係與所饋入有效電力及線電壓位準相關之一定義。簡言之，舉例而言，可針對電網敏感性NS定義以下公式：
此處，△P描述所饋入有效電力(即，所饋入風力發電廠輸出)之改變，且△U描述線電壓U之所得改變。此等差在一極其短時間段內(特定而言在一秒或更少之範圍中)形成，且有利地，替代使用此描述性公式，根據與電力之差相關之電壓之差基於所饋入之風力發電廠輸出P亦形成線電壓U之一部分導出。另一可能電網反應可係電網頻率f之 改變。考量電網敏感性之另一方式將係應用以下公式：
電網敏感性因此較佳地用作欲選擇之有效電力控制及/或欲選擇之無效電力控制之一量度。若電網敏感性至少顯著地改變，則對應有效電力控制及/或對應無效電力控制之類型及/或參數化可修改。類型之一改變在此方面對應於控制之類型之改變，其在此處同義使用。另一選擇係，電網敏感性可直接影響控制，特定而言有效電力控制，即作為一基本電網狀態。
根據一額外實施例，有效電力控制及/或無效電力控制可依據饋電點處之短路比而修改。
短路比(亦稱作SCR)意指短路電力對所連接負載之比率。短路電力係各別供電網可在風力發電設備或風力發電廠分別連接至之所考量共同耦合點(若在該共同耦合點處存在一短路)處提供之電力。所連接負載分別係所連接風力發電設備或所連接風力發電廠之所連接負載，且因此係(特定而言)欲連接之發電機之標稱電力或分別地風力發電廠之發電機之所有標稱電力之總和。短路比因此係與此所考量共同耦合點相關之供電網之強度之一準則。與該共同耦合點相關之一強供電網具有(舉例而言)SCR=10或更大之幾乎一大短路比。
已認識到，短路比亦可提供關於共同耦合點處之各別供電網之行為之資訊。短路比亦可變化。
當第一次安裝一風力發電廠或風力發電設備時，考量短路比且使有效電力控制及無效電力控制適應其係有利的。較佳地，進一步提出甚至在一風力發電設備或風力發電廠之安裝及試運行之後以一定期為基礎記錄短路比。舉例而言，可使用模擬基於關於電網之拓撲之資訊而記錄短路電力。所連接負載可藉由具有安裝於一風力發電廠處之風力發電設備之知識及/或藉由量測在正常風下所饋入之電力而簡單 地判定。
用以所提出計算且考量短路比之一所連接負載較佳地定義及計算為所有各別當前可用風力發電設備之標稱電力之總和。在此意義上，至少以一時間為基礎，若一個風力發電設備故障，則所連接負載將已改變。短路電流比將藉此亦改變且此可觸發有效電力控制及/或無效電力控制之一改變。
根據一額外實施例，提出所連接負載應考量盛行風狀況而經計算為風力發電廠中當前可用電力之總和，或替代風力發電廠之所連接負載，風力發電廠之當前可用電力之總和應用於計算短路比及/或用作有效電力控制及/或無效電力控制之修改之一修改準則。短路電流比因此針對因此所判定之此風力發電廠輸出重新計算，以便判定此修改方案狀況，或一修改準則亦可直接自風力發電廠中可用之電力導出。
舉例而言，切換狀況可使得諸如一放大因子或一函數之增加之一參數取決於短路電流比或另一準則。舉例而言，可存在一成比例相依性。作為一進一步實例(然而，其非限制性)，可判定一有限值且當短路電流比或另一準則分別超過或下降低於此限制值時進行自一有效電力控制至相同類型之另一有效電力控制之一切換。上述情形同樣應用於無效電力控制之修改方案。
有效電力控制及/或無效電力控制較佳地憑藉一外部參數(舉例而言，憑藉一外部信號)來修改，該外部信號經輸入於實施有效電力控制及/或無效電力控制之一處理電腦上。此一參數規格較佳地由一電網運營商完成，該電網運營商出於彼目的傳輸此一外部信號。
亦可特此修改一或多個參數，或對另一類型或另一種類之有效電力控制或無效電力控制進行一切換。根據一項實施例，亦可傳輸各別有效電力控制或無效電力控制之所要新組態。亦可傳輸欲改變之參 數，或甚至可傳輸一新演算法。
較佳地特此傳輸用以判定支援點之值對。至少提出應傳輸一值對。
根據一項實施例，提出一無效電力控制或分別針對無效電力控制之一調整函數應依據係或可係分別自風力發電設備或風力發電廠饋入之有效電力而修改，特定而言以使得在饋入或可饋入之一較低有效電力之情形中，對一無效電力控制進行一切換，或有效電力經修改以使得取決於量而饋入一較高無效電力，及/或無效電力控制具有取決於量欲饋入之一較高無效電力最終值。
另外，提出經準備用以實施根據所闡述實施例中之一者之一方法之一風力發電設備。特定而言，此一風力發電設備具有一對應處理電腦及一對應頻率換流器，其適於執行此一無效電力饋送及/或有效電力饋送。特定而言，所使用之換流器或所使用之風力發電設備應係具有FACTS能力。
另外，提出經準備用以實施根據所闡述實施例中之一者之一方法之一風力發電廠。特定而言，該風力發電廠經準備以將有效電力及無效電力饋入至一供電網中且亦使用一可修改有效電力控制及/或一可修改無效電力控制。此風力發電廠較佳地使用一共同耦合點來將電力饋入至供電網中。若風力發電廠係具有FACTS能力的則對該風力發電廠而言亦係有利的。
憑藉憑藉圖1展示具有一塔架102及一機艙104之一風力發電設備100。具有三個轉子葉片108及一旋轉體110之一轉子106安置於機艙104上。當在操作中，轉子106係藉由風而致使一旋轉移動且藉此驅動機艙104中之一發電機。
圖2展示具有(舉例而言)可係相同或不同之三個風力發電設備100之一風力發電廠112。三個風力發電設備100因此表示一風力發電廠112之基本上隨機數目個風力發電設備。風力發電設備100經由一風力發電廠電網114提供其電力，特定而言所產生電力。由個別風力發電設備100產生之電流或電力分別累加。更通常，將提供一變壓器116，該變壓器使電壓在風力發電廠處步升以然後在饋電點118(其亦通常稱作一PCC)處將其饋入至供電網120中。圖2僅係一風力發電廠112之一簡化圖解說明，其未展示(舉例而言)一控制，但當然存在一控制。此外，風力發電廠電網114可經以不同方式設計，舉例而言，在每一風力發電設備100之輸出處包含一變壓器，以提及僅另一項實施例。
圖3圖解說明一風力發電設備100，該風力發電設備將一三相發電機電流供應至一整流器2，舉例而言，該整流器又連接至一換流器4，該換流器產生一三相交流電以便憑藉一變壓器6將此電流饋入至一供電網10中之一饋電點8(PCC)中。換流器4憑藉一控制單元12控制，該控制單元可由一或複數個處理電腦形成，舉例而言。控制單元12亦利用所量測值，舉例而言，根據其輸出之三相電流之振幅、頻率及相位之所關注電流及電壓。出於此目的，憑藉圖解說明方式展示一量測回饋14。
圖3之結構亦展示控制單元12亦考量一電力設定點且換流器4因此經控制以使得其輸出此一所要電力P。理想地，由換流器4輸出之電力P與目標電力Psoll完全相等，以使得P=Psoll。另外，可針對本發明考量因素理想地假定，所產生之電力P亦係饋入至電網10中之電力。在本發明之考量因素之情形中，目標電力與在饋入程序及動態程序中所產生之電力之間的損失可因此被忽視。
圖3之結構現在展示依據頻率f分別判定或定義此有效電力設定點Psoll，亦及藉此理想地欲饋入之有效電力P。為此，存在兩個調整函數FS1及FS2可用，其在此處展示表示進一步調整函數。現在展示一開關S及一協作開關S'，其圖解說明取決於開關之位置，因此取決於所作出之選擇，有效電力Psoll可分別憑藉第一調整函數FS1或第二調整函數FS2定義。分別憑藉開關S或S'之挑選選項在此態樣中僅係一圖解說明，且此一挑選選項亦可實施於控制單元12中，舉例而言以使得控制單元12因此直接接收電網頻率f。另外，此切換較佳地實施於處理電腦中，其中該電腦存取一對應資料記憶體，舉例而言，取決於所選擇之調整函數，其中所要調整函數儲存於該資料記憶體中。
圖3圖解說明欲饋入之有效電力之一調整函數及因此一有效電力控制可經修改。此處，憑藉實例方式展示依據電網頻率f之一有效電力控制。圖解說明亦表示對依據另一電網狀態(諸如線電壓或電網頻率之一修改)之一控制。類似地，隨電網狀態而變之一無效電力控制亦可以本文中所闡述及所展示之方式實施。此處同樣地，不同電網狀態可用作無效電力控制之初始參數。
圖4(舉例而言)展示在根據一項實施例定義基本調整函數時之一頻率相依有效電力控制。為便於圖解說明，上述情形使用調整函數FS2作為一實例展示，該實例亦經包含作為圖之示意性表示中之一象形圖。調整函數FS1在圖4中同樣展示為一虛線，在任何速率下只要其 不同於調整函數FS2且基本上對應於如圖3中所使用及象形圖中所指示之調整函數FS1。
根據圖4，調整函數FS2憑藉自標稱頻率fN至頻率f3之電網頻率f展示。此調整函數具有一部分函數，該部分函數由頻率f1至頻率f3判定。此部分函數係一個二次多項式函數且可通常稱作P=a+b．f+c．f 2。
使用支援點ST1、ST2及ST3以便規定此部分函數。此等支援點之各別點由一圓圈強調提示。此等支援點由以下值對定義：ST 1=(f 1,P 1)；ST 2=(f 2,P 2)且ST 3=(f 3,P 3)。
很明顯，一連續調整函數FS2藉此容易定義，該函數如與經展示為一虛線之第一調整函數FS1相比具有優點。所示之第二調整函數FS2尤其適於電網支援，此乃因其可以一頻率相依方式減小有效電力，其中同時，如與第一參考調整函數FS1相比，可饋入更多電力。上述情形在第二支援點ST2處最明顯，在其處第二調整函數FS2比第一調整函數FS1饋入實質上更多電力。如此一來，將上述情形在此程度上規定更有利調整函數FS2係極其簡單的，此乃因僅定義所示三個支援點ST1、ST2及ST3。第一支援點ST1或第三支援點ST3分別憑藉第二調整函數之此部分區段之特定起點及終點而使調整函數FS2之規格變得可能。第一調整函數FS1及第二調整函數FS2在此等支援點處具有相同值。此等值之協議可容易實施，只要此等點分別精確地定義為一第一支援點ST1或一第三支援點ST3。此第二調整函數FS2之趨向可容易憑藉中間支援點ST2改良。在頻率f2下所饋送之一所要較高電力可藉此直接規定，舉例而言。
圖4因此圖解說明憑藉支援點分別規定一頻率相依有效電力控制或一適當調整函數之一方式。在一實際應用中，電力值P1可對應於分別基本風力發電設備或基本風力發電廠之標稱電力。頻率f1可係一臨 限值頻率，在其處開始，電力在一進一步增加電網頻率f之情形中必須減小。值P3可對應於電力值0且相關聯電網頻率f3可表示一上限頻率，超過其不再饋入電力。電力值P2表示一輔助電力，其可如上文所闡述選擇，具體而言使電力增加。因此，此第二支援點ST2之電網頻率f2係介於臨限值頻率f1與最高頻率f3之間的一值且有利地以此兩個值之間的一等距間隔選擇。另外，在圖示中標繪另一頻率fN，其可表示電網頻率之標稱頻率。在此情形中，調整函數FS2在標稱頻率fN下在第一支援點與電力值P1之間水平地延續，以使得在此區中不發生電力減小。
圖5選擇一調整函數FS之規格之一額外實例。此調整函數FS依據線電壓U規定一無效電力Q。在圖5中，僅考量線電壓U1直至線電壓U3之部分函數。針對小於U1直至標稱線電壓UN之線電壓，調整函數可水平延續且取值0，以使得在該區中不饋入無效電力，或應分別饋入。超過線電壓U3，無效電力同樣以一恆定值(即，值Q3)延伸。另一選擇係，亦可提供，風力發電設備亦針對此範圍中之電壓關閉。
所示調整函數FS現在由支援點ST1、ST2及ST3規定，該等支援點此處具有與圖3中相同之名稱，但當然具有完全不同值；具體而言，其係由以下值對規定：ST 1=(U 1,Q 1)；ST 2=(U 2,Q 2)且ST 3=(U 3,Q 3)。
因此，此處以一相當簡單方式規定依據線電壓U之無效電力之一調整函數。其具有值Q1，特定而言具體而言0，只要線電壓尚未超過電壓值U1。隨著線電壓U進一步增加，無效電力Q增加至值Q3，其達到線電壓值U3。為達成一劇烈增加，針對在開頭右側之無效電力，具有一負號，然而針對線電壓值U2規定第二支援點ST2，根據量具有一對應高無效電力值Q2。具有一負號之一高無效電力可藉此初始地極其快速地饋入以便能夠藉此快速地抵消線電壓之一額外增加，尤其當存 在去往電網或電網中之連接線之一長及/或支配感應存取線時。另外，一類似或完全相同調整函數(基本上憑藉點(UN,Q1)鏡像之點)可用於一電壓降。然後提出，以相同方式，即在線電壓對應下降低於標稱電壓值UN之情形中，應饋入彼正無效電力以便抵消電壓之一進一步下降。
圖5亦圖解說明根據量進一步增加無效電力值Q3之可能性，該無效電力初始地表示針對無效電力饋送之根據量之一最大值。特定而言，提出應在引起此處所圖解說明之無效電力饋送之風力發電設備或風力發電廠饋送較少有效電力或甚至無有效電力時提供此一進一步增加。舉例而言，可提供一準則，藉此可當所饋入之有效電力下降低於其標稱電力之50%(僅舉一例示性值)時根據量使最大無效電力值增加。為給予另一實例，若根本不饋入任何有效電力，則亦可提出無效電力值Q3之一改變。已展示當饋入較少有效電力時可饋入一較高無效電力。
為對調整函數FS進行此一修改，為獲得如一虛線所示之調整函數FS'，僅第三支援點ST3必須改變成經修改支援點ST3'。第二支援點ST2亦可經修改，然在圖5中所示之圖解說明中，其尚未經修改。特此可達成的係針對欲饋入之無效電力之根據量之增加函數(其已極其強)不需進一步增加，而替代地，僅上文所提及之第三支援點ST3增加至ST3'。
圖5因此分別展示三個支援點ST1、ST2及ST3或ST3'之規格且可藉此固定地定義一個二次多項式函數。調整函數Fs之另一部分區段分別配置於第一支援點ST1處且同樣配置於第三支援點ST3或ST3'處。另一選擇係，可將另一函數視為一基礎，舉例而言，一雙曲正切函數或根函數。
2‧‧‧整流器
4‧‧‧換流器
6‧‧‧變壓器
8‧‧‧饋電點
10‧‧‧供電網/電網
12‧‧‧控制單元
14‧‧‧量測回饋
100‧‧‧風力發電設備
102‧‧‧塔架
104‧‧‧機艙
106‧‧‧轉子
108‧‧‧轉子葉片
110‧‧‧旋轉體
112‧‧‧風力發電廠
114‧‧‧風力發電廠電網
116‧‧‧變壓器
118‧‧‧饋電點
120‧‧‧供電網
f‧‧‧電網頻率/頻率
f1‧‧‧頻率值/頻率/臨限值頻率
f2‧‧‧頻率值/頻率/電網頻率
f3‧‧‧頻率/電網頻率/最高頻率
fN‧‧‧標稱頻率/頻率
FS‧‧‧調整函數
FS1‧‧‧調整函數/第一調整函數/第一參考調整函數
FS2‧‧‧調整函數/第二調整函數
P‧‧‧有效電力/風力發電廠輸出/電力
P1‧‧‧電力值
P2‧‧‧電力值
P3‧‧‧值
Q‧‧‧無效電力
Q1‧‧‧值
Q2‧‧‧值/無效電力值
Q3‧‧‧值/無效電力值
S‧‧‧開關
S'‧‧‧協作開關/開關
ST1‧‧‧支援點/第一支援點
ST2‧‧‧支援點/第二支援點/中間支援點
ST3‧‧‧支援點/第三支援點
ST'3‧‧‧經修改支援點
U‧‧‧線電壓
U1‧‧‧電壓值/線電壓
U2‧‧‧線電壓/線電壓值
U3‧‧‧線電壓/線電壓值
UN‧‧‧標稱線電壓/標稱電壓值
現在下文參考附圖使用實施例作為實例更詳細闡述本發明。
圖1示意性展示一風力發電設備。
圖2示意性展示一風力發電廠。
圖3示意性展示根據用以饋入之一項實施例使用根據本發明之一方法之一風力發電設備。
圖4針對一頻率相依有效電力控制憑藉支援點圖解說明一調整函數之規格。
圖5針對一線電壓相依無效電力控制之實例憑藉支援點及一變化選項圖解說明調整函數之規格。
f‧‧‧電網頻率/頻率
f1‧‧‧頻率值/頻率/臨限值頻率
f2‧‧‧頻率值/頻率/電網頻率
f3‧‧‧頻率/電網頻率/最高頻率
fN‧‧‧標稱頻率/頻率
FS1‧‧‧調整函數/第一調整函數/第一參考調整函數
FS2‧‧‧調整函數/第二調整函數
P‧‧‧有效電力/風力發電廠輸出/電力
P1‧‧‧電力值
P2‧‧‧電力值
P3‧‧‧值
ST1‧‧‧支援點/第一支援點
ST2‧‧‧支援點/第二支援點/中間支援點
ST3‧‧‧支援點/第三支援點

Claims (10)

  1. 一種用以將至少一個風力發電設備(100)或一風力發電廠(112)之電力饋入至具有一線電壓(U)及一電網頻率(f)之一供電網(120)中之方法，其中該方法經準備以饋送一有效電力(P)及一無效電力(Q)，且可憑藉一有效電力控制(R1,R2)依據一電網狀態(U,f)而調整所饋入之該有效電力(P)，及/或可憑藉一無效電力控制依據至少一個電網狀態(U,f)而調整所饋入之該無效電力(Q)，且該有效電力控制(R1,R2)或該無效電力控制分別規定欲饋入之一目標值，該等目標值中之每一者依據至少一個電網狀態(U,f)憑藉一調整函數(FS)而調整，其中憑藉支援點(ST1、ST2、ST3)規定該調整函數(FS)，該等支援點係由值對([Pi,fi])定義，該等值對中之每一者定義分別關於該有效電力(P)或無效電力(Q)之一值，及關於該電網狀態(U,f)之一值。
  2. 如請求項1之方法，其中依據一修改準則而修改該調整函數(FS)，且其中藉由修改該等值對([Pi,fi])中之至少一者來實施該修改。
  3. 如請求項1或2中任一項之方法，其中該調整函數(FS)至少在若干區段中由複數個部分函數構成，且該等部分函數中之至少兩者一起置於該等支援點中之一者(ST1)處且在此支援點(ST1)處具有相同值。
  4. 如請求項1或2中任一項之方法，其中該調整函數(FS)或其該等部分函數中之至少一者取決於其種類而係一個一次多項式函數，一個二次多項式函數，一個三次或更高次多項式函數，一指數函數，一滯後函數，一個三角函數，或另一非線性函數。
  5. 如請求項1或2中任一項之方法，其中藉由至少兩個支援點(ST1、ST2、ST3)及其類型而判定該調整函數(FS)或其該等部分函數中之至少一者。
  6. 如請求項1或2中任一項之方法，其中如下判定該調整函數(FS)或其該等部分函數中之至少一者透過使用一個一次多項式函數及兩個支援點(ST1、ST2)之規格，或透過使用一個二次多項式函數及三個支援點(ST1、ST2、ST3)之規格。
  7. 如請求項1或2中任一項之方法，其中依據以下各項而修改該調整函數(FS)一電網敏感性(NS)， 一短路比(SCR)，及/或一外部參數，特定而言憑藉一外部信號。
  8. 如請求項7之方法，其中依據以下各項而調整該調整函數(FS)該線電壓，該電網頻率，及/或該電網敏感性。
  9. 一種用以將電力(P)饋入至一供電網(120)中之風力發電設備(100)，其中該風力發電設備(100)使用如上述請求項中任一項之一方法來饋入電力。
  10. 一種用以將電力(P)饋入至一供電網(120)中之風力發電廠(112)，其中該風力發電廠(112)使用如請求項1至8中任一項之一方法來饋入電力。
TW103116143A 2013-05-07 2014-05-06 用以將至少一個風力發電設備或一風力發電廠之電力饋入至一供電網中之方法與用以將電力饋入至一供電網中之風力發電設備及風力發電廠 TWI524624B (zh)

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TWI762922B (zh) * 2020-05-06 2022-05-01 楊明坤 模組化智慧微電網可變相位電壓逆變器

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