在网络频率波动期间控制发电厂的方法和系统与流程

专利2026-02-21  8


本公开涉及调节发电厂的功率输出的方法和系统。


背景技术:

1、电力网络的监管机构和运营商希望所连接的发电厂遵守"电网规范",并为电力网络提供特定服务。

2、例如,一些运营商要求发电厂在电力网络的测量频率偏离正常运行范围或允许范围(也称为频率应急死区)时为电力网络提供支持。

3、采用诸如风力涡轮机或太阳能面板的依靠可变能源的发电机的发电厂在提供此类支持时可能面临特定挑战。例如,此类发电厂的潜在功率输出以不可预测的方式变化。

4、本发明的目的是解决与现有技术相关联的缺点中的一个或多个。


技术实现思路

1、根据第一方面,提供了一种控制发电厂的方法,该发电厂包括至少一个发电机,至少部分地由于为至少一个发电机供能的能源的可变性,发电厂具有可变的可用功率输出,该方法包括:

2、接收发电厂所连接的电力网络的测量频率;

3、确定测量频率是否落入第一频率子带内,第一频率子带与网络定义的频率死区重叠;以及

4、响应于测量频率落入第一频率子带内,并至少部分地基于测量频率,输出第一控制信号,该第一控制信号指示:

5、第一功率偏移量,其应用于发电厂的基线(基准)频率曲线,以生成用于控制发电厂的功率特性的设定点;或

6、用于控制发电厂的功率特性的设定点,该设定点基于应用于发电厂的基线频率曲线的第一功率偏移量。

7、2022p00023wocn(jajnn)

8、这种方法可以帮助因能源可变性而导致经受可变功率输出的发电厂更好地提供频率支持服务。

9、可选地,基线频率曲线在功率轴上的位置至少部分地依据发电厂的可用功率输出而变化。例如,基线频率曲线可以保持其大致形状,但随着可用功率分别增加或减少,在功率轴上向正方向或负方向偏移。

10、例如,基线频率曲线可以是技术人员已知类型的功率-频率("p-f")曲线。

11、第一频率子带可以由第一频率和第二频率界定,其中:

12、第一频率低于第二频率;

13、第二频率低于或等于电力网络的标称频率;并且

14、第一功率偏移量为正值。

15、可选地,当第一功率偏移量为正值时,基线频率曲线可以进一步偏离可用功率输出。例如,在第一频率子带位于电力网络的标称频率以下,使得第一功率偏移量打算响应于测量频率落入第一频率子带内而以增加功率的形式提供频率支持的情况下,可能期望首先以增加旋转储备的形式实现附加的基线偏移量,以确保在需要时有足够的旋转储备可用来提供第一功率偏移量。

16、第二频率处的第一功率偏移量的数值可以为零,使得随着测量频率下降到第二频率以下,设定点无级过渡(stepless transition)。

17、随着测量的网络频率从第二频率朝向第一频率下降,第一功率偏移量将:

18、在第一频率范围内,数值上升;以及

19、在低于第一频率范围的第二频率范围内,保持恒定或以较低的速率上升。

20、第一频率范围可以与第二频率范围连续,第一频率范围和第二频率范围可以覆盖整个第一频率子带。

21、该方法可以包括:

22、确定测量频率是否落入第二频率子带内,第二频率子带与网络定义的频率死区重叠;以及

23、响应于测量频率落入第二子带内,并至少部分地基于测量频率,输出第2022p00023wocn(jajnn)

24、二控制信号,该第二控制信号指示:

25、第二功率偏移量,其应用于发电厂的基线频率曲线,以生成用于控制发电厂的功率特性的设定点;或

26、用于控制发电厂的功率特性的设定点,该设定点基于应用于发电厂的基线频率曲线的第二功率偏移量。

27、第二子带可以由第三频率和第四频率界定,其中:

28、第三频率低于第四频率;

29、第三频率高于或等于电力网络的标称频率;并且

30、第二功率偏移量为负值。

31、第三频率处的第二功率偏移量的数值可以为零,使得随着测量频率上升到第三频率以上,设定点无级过渡。

32、随着测量的网络频率高于第三频率朝向第四频率上升,第一功率偏移量可以:

33、在第三频率范围内,数值下降;以及

34、在高于第三频率范围的第四频率范围内,保持恒定或以较低的速率下降。

35、第三频率范围可以与第四频率范围连续,第三频率范围和第四频率范围可以覆盖整个第二子带。

36、该方法可以包括,响应于测量频率落入另外的子带内,并至少部分地基于测量频率,输出另外的控制信号,该另外的控制信号指示:

37、另外的功率偏移量,其应用于发电厂的基线频率曲线,以生成用于控制发电厂的功率特性的设定点;或

38、用于控制发电厂的功率特性的设定点,该设定点基于应用于发电厂的基线频率曲线的另外的功率偏移量;

39、其中,另外的频率子带不与网络定义的频率死区或任何其他子带重叠。

40、根据第二方面,提供了一种控制发电厂的方法,该方法包括:

41、当且仅当测量频率落入确定频率支持模式处于运行状态的子带内时,实施第一方面的方法。

42、该方法可以包括,在确定频率支持模式处于运行状态的时段开始时,削减发电厂的功率输出,以提供足够的附加旋转储备,从而支持应用于基线曲2022p00023wocn(jajnn)

43、线的任何功率偏移量的最大值。

44、可选地,至少部分地基于通过发电厂的一个或多个发电机的短期超产模式可获得的功率量,发电厂的功率输出被削减的量降低。

45、根据第三方面,提供了一种发电厂控制器,其被配置为执行第一方面或第二方面的方法。

46、根据第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包含指令,当指令被计算机执行时,使计算机执行上述方法。

47、在本发明的范围内,前文各段、权利要求书和/或以下描述及附图中列出的各方面、实施例、示例和替代方案,尤其是其各个特征,均可独立使用或以任何组合使用。也就是说,所有实施例和/或任何实施例的特征可以任何方式和/或组合进行组合,除非这些特征不相容。申请人保留修改任何原始提交的权利要求或相应地提交任何新的权利要求的权利,包括将任何原始提交的权利要求修改为从属于任何其他权利要求和/或包含任何其他权利要求的任何特征的权利,尽管原始并未以这种方式提出权利要求。



技术特征:

1.一种控制发电厂的方法,所述发电厂包括至少一个发电机,至少部分地由于为所述至少一个发电机供能的能源的可变性,所述发电厂具有可变的可用功率输出,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述基线频率曲线在功率轴上的位置至少部分地依据所述发电厂的可用功率输出而变化。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述第一频率子带由第一频率和第二频率界定,其中:

4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述第二频率处的第一功率偏移量的数值为零,使得随着所述测量频率下降到所述第二频率以下,设定点无级过渡。

5.根据权利要求3或4所述的方法,其中,随着测量的网络频率从所述第二频率朝向所述第一频率下降,所述第一功率偏移量将:2022p00023wocn(jajnn)

6.根据权利要求5所述的方法,其中:

7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法,包括:

8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述第二子带由第三频率和第四频率界定,其中:

9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述第三频率处的第二功率偏移量的数值为零,使得随着所述测量频率上升到所述第三频率以上,设定点无级过渡。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法,其中,随着测量的网络频率高于所述第三频率朝向所述第四频率上升,所述第一功率偏移量将:2022p00023wocn(jajnn)

11.根据权利要求10所述的方法,其中:

12.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,响应于所述测量频率落入另外的子带内,并至少部分地基于所述测量频率,输出另外的控制信号,所述另外的控制信号指示:

13.一种控制发电厂的方法,所述方法包括:

14.根据权利要求13所述的方法,包括:

15.一种发电厂控制器,其被配置为执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。


技术总结
一种用于控制包括至少一个发电机(14)的发电厂、诸如风力发电厂(12)的方法(300)和对应的控制器(100)。至少部分地由于为至少一个发电机(14)供能的能源的可变性,发电厂(12)具有可变的可用功率输出。该方法(300)包括接收(302)发电厂(12)所连接的电力网络(16)的测量频率,并确定(304)测量频率是否落入与网络定义的频率死区(52)重叠的第一频率子带(54,56,58,60)内。至少部分地基于测量频率,输出(306)第一控制信号,该第一控制信号指示:第一功率偏移量,其应用于发电厂(12)的基线频率曲线,以生成用于控制发电厂(12)的功率特性的设定点;或用于控制发电厂(12)的功率特性的设定点,该设定点基于应用于发电厂的基线频率曲线的第一功率偏移量。基线频率曲线可以从可用功率输出偏移并随其变化。

技术研发人员:魏牧,B·W·安德森,K·纳伊比,K·K·延森,L·贝兰德,L·S·克里斯滕森,M·R·谢尔莫塞,A·斯文施特鲁普-比耶勒
受保护的技术使用者:维斯塔斯风力系统集团公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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