用于在高电压条件期间连续操作多个电能生成机器的方法和控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电能生成机器的领域。具体地，本发明涉及用于在多个电能生成机器 的公共禪合点处的高电压条件期间连续操作多个电能生成机器的方法。另外，本发明涉及 用于在多个电能生成机器的公共禪合点处的高电压条件期间连续操作多个电能生成机器 的控制器。另外，本发明涉及能量设施，诸如风能或太阳能光伏电站（plant)和计算机程序 或自动控制。
【背景技术】
[0002] 为了向电力网供给功率，电能生成机器、特别是由集中式电站控制器控制的诸如 风力场中的多个风轮机或太阳能电站中的多个太阳能光伏机之类的多个电能生成机器需 要遵照某些要求。例如，电能生成机器可能需要提供在所连接的传输或分布系统上的高电 压条件期间保持在线并且继续产生功率的能力。该可W被描述为高压穿越（HVRT)能力。 HVRT能力将会要求电能生成机器在高电压条件期间保持连接到电力网W增强电网（grid) 的稳定性。
[0003]EP2 209 205A1公开了一种用于操作具有转子驱动发电机的风电站W用于向提 供电网电压的电网递送电功率的方法。该方法包括，当过量电压在电网中占优势时，将来自 风电站的无效或无功功率馈送至电网W便降低电压，并且包括监视发生W确定是否电压在 可预确定时间内降低至可预确定参考值和/或大于或等于可预确定无效电流参考值的无 效或无功电流被递送。然而，该方案对调节有功功率产生W释放风轮机的无功能力没有做 出规定。此外，该种所公开的方法排他地应用于具有可用无功电流的转子驱动风轮机。该 方法还要求相当大量的分析W建立必要的可预确定值，其可能随站点不同而变化。
[0004] 可能存在对于高电压条件期间通过使用中央电站控制器的简单、有效且高效的电 压调整的需要。
【发明内容】
[0005] 该需要可W通过根据独立权利要求的主题来满足。通过从属权利要求来描述本发 明的有利实施例。
[0006] 根据本发明的一方面，提供了一种用于在多个电能生成机器的公共禪合点处的高 电压条件期间连续操作多个电能生成机器的方法。所述方法包括a)感测超过所准许的电 压水平的公共禪合点处的电压水平；b)W使得多个电能生成机器的无功能力增加的方式来 缩减（州rtail)多个电能生成机器的有功功率输出；C)W使得从多个电能生成机器可得到 或者可由其提供的无功电气分量（electriccomponent)(例如无功电流或无功功率）增加 的方式建立存在于公共禪合点处的电气量（electricquantity)的设定点；W及d)W使得 公共禪合点处的高电压条件被至少部分地纠正（remedy)的方式基于所建立的电气量的设 定点而控制多个电能生成机器中的至少一个。
[0007] 电能生成机器可W是润轮机，特别是风轮机、太阳能光伏机或汽轮机或燃气轮 机。多个电能生成机器可W安装在关于彼此的紧密邻近区域中并且可W形成电能生成田 (farm)或场（park)或电站。在该样的电能生成电站内，由多个电能生成机器生成的电功率 在公共集电器总线（总线汇流条）处聚集，所述公共集电器总线此后还被命名为公共禪合点 (PCC)。当在公共禪合点处测量或感测的电压水平或电压值高于所准许的连续电压水平的 情况下，人们论及高电压条件。
[0008] 在包括产生交流电功率的电能生成机器的系统中的电功率输出通常被描述为有 功功率输出P和无功功率输出Q的总和。有功功率或实际功率是用于在特定时间中执行禪 合到系统的负载处的工作的系统的容量，而无功功率不执行禪合到系统的负载处的工作。 对应于有功功率的电流部分(其与到接地电压的线同相）称为有功电流并且对应于无功功 率的电流部分(其与到接地电压的线九十度异相)被称为无功电流。电能生成机器的无功能 力是生成无功电流和无功功率的能力，其与无功电流幅度和电压幅度的乘积成比例。无功 电流和无功功率可W用于控制系统电压。
[0009] 生成设施或电能生成机器正常是电流受限或功率受限的。典型地，转换器是电流 受限的并且同步发电机和其它电磁机是功率受限的。也就是说，转换器正常具有可W产生 的总电流的限制。在发电机和其它电磁机中，存在电压和电流能力之间的某种折衷，但是 电压和电流的乘积(与功率成比例）一般构成操作限制。无论如何，如果期望增加无功电流 (或无功功率)，降低来自生成源的有功电流或有功功率W使附加无功能力可用于电压调整 是有益的。
[0010] 依照本发明，如果感测或检测到高系统电压水平，换言之感测或测量到的电压水 平或电压的值超过所准许的电压水平，多个电能生成机器的有功功率输出被缩减或降低W 允许机器产生用于电压控制的更多无功电流。特别地，W使得多个电能生成机器的无功电 流能力增加的方式缩减有功功率输出。因此，多个电能生成机器可W能够生成或产生更多 无功电流W降低系统电压。
[0011] 为了增加由多个电能生成机器提供的无功电流，可W建立或选取存在于公共禪合 点处的电气量的设定点。特别地，电气量可W是存在于公共禪合点处的电流和/或电压。另 夕F，所建立的设定点可W确保由多个电能生成机器提供的无功电流增加。可使得公共 禪合点处的高电压条件被至少部分地纠正的方式基于所建立的电气量的设定点而控制多 个电能生成机器中的至少一个电能生成机器。
[0012] 根据示例性实施例，无功电气分量是无功电流I。或无功功率Q。
[0013] 根据另外的示例性实施例，所建立的电气量的设定点是存在于公共禪合点处的电 压的设定点。
[0014] 建立存在于公共禪合点处的电压的设定点可W允许用于增加由多个电能生成机 器提供的无功电流的高效方式。作为结果，该允许纠正公共禪合点处的高电压条件的高效 方式。
[0015] 根据另外的示例性实施例，W使得由多个电能生成机器可提供的无功电气分量可 W增加的方式降低由多个电能生成机器提供的有功电气分量。
[0016] 如熟悉本领域的技术人员所公知的，发电站通常被描述为当它们降低系统电压时 吸收(而不是提供）无功功率。如在本文档中所使用的，所提供的无功功率有时通过使用发 电机惯例而被表征为"超前"无功功率，因为无功电流的相位相比于到该相位的接地电压的 相位提前90电角度(使用电流离开发电机的惯例)。尽管该有时按惯例被表征为负无功功 率，但是附加超前无功功率要求附加无功电流和附加无功能力W降低系统电压。
[0017] 降低有功电流Ip可W允许增加无功电流I。的高效方式，并且因此允许纠正公共禪 合点处的高电压条件的更加高效的方式。
[001引根据另外的示例性实施例，有功电气分量是有功电流Ip或有功功率P。
[0019]根据另外的示例性实施例，W使得获得多个电能生成机器所提供的最大电流Imay或最大视在功率（a卵arentpower)Sm"的方式增加无功电气分量。
[0020] 视在功率S被给定为S=而护I，其中P为系统的有功功率并且Q为系统的无 功功率。例如，同步机器的最大视在功率Sm。油Smax3 3VgIp给定，其中Vg为rms相电 压并且Ip为rms相线-地电流。
[0021] 特别地，获得或保持在最大水平处的总电流或视在功率可W允许纠正公共禪合点 处的高电压条件的更加高效且稳定的方式。
[0022] 根据另外的示例性实施例，无功电流能力I。依照关系=犯,-!；：)增加 或者超前无功功率能力依照关系= ^(i'L增加。
[002引特别地，关系I;;=本思t韦'"：)或Q=胃可W通过W使得完全利用 生成机器的方式降低有功电流或有功功率来允许可W由机器提供的无功电流或超前无功 功率中的增加。
[0024]根据另外的示例性实施例，多个电能生成机器中的至少一个是风轮机。根据另外 的示例性实施例，多个电能生成机器形成风电站。
[0025]特别地，连接到电力网的使用风能的电能生成机器需要满足某些电网要求W便维 护电力网的总体稳定性。由于风不能被控制，将风轮机从电力网断开W便防止高电压条件 可能是必要的。然而，由于一些区域中的增加量的风能产生，断开风轮机，特别是断开多个 风轮机还可能负面地影响电力网的操作。特别地，所描述的方法可W有利地在高电压条件 期间为风轮机提供高压穿越，使得润轮机可W能够保持在线，该提供有功功率和电压支持， 尽管是W降低的有功功率水平，其正在支持系统的操作。
[0026]根据另外的实施例，多个电能生成机器中的至少一个是太阳能光伏机。
[0027] 根据另外的方面，提供了一种用于在多个电能生成机器的公共禪合点处的高电压 条件期间连续操作多个电能生成机器的控制器。控制器包括用于从感测超过所准许的电压 水平的公共禪合点处的电压水平的传感器接收传感器信号的接收单元和处理单元，所述处 理单元用于a)W使得多个电能生成机器的无功能力增加的方式缩减多个电能生成机器的 有功功率输出；b)W使得由多个电能生成机器可提供的无功电气分量增加的方式建立存在 于公共禪合点处的电气量的设定点；W及C)W使得公共禪合点处的高电压条件被至少部 分地纠正的方式基于所建立的电气量的设定点而控制多个