本公开大体上涉及基于逆变器的资源，并且更特别地涉及用于降低基于逆变器的资源的无功功率命令中的不稳定性以改善工厂级电压/var控制的系统和方法。
背景技术：
1、风电被认为是目前可用的最清洁、最环保的能量源之一，并且风力涡轮在这方面得到了越来越多的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片是用于将风能转化为电能的主要元件。叶片典型地具有翼型件的横截面轮廓，使得在操作期间，空气流过叶片，在其侧面之间产生压差。因此，从压力侧朝向吸力侧导向的升力作用在叶片上。升力在主转子轴上生成扭矩，主转子轴连接到发电机，以用于产生传递到功率电网的电力。功率电网将电能从发电设施输送到最终用户。
2、风功率生成典型地由风电场提供，该风电场包含多个风力涡轮发电机(例如，通常100个或更多个风力涡轮)。典型的风电场具有场级控制器，该控制器在风电场互连点(即，本地风力涡轮发电机连接到电网的点；也可称为公共联接点)处调节电压、无功功率和/或功率因数。在这样的风电场中，场级控制器通过向风电场内的各个风力涡轮发电机发送无功功率或无功电流命令来实现其控制目标。然而，本地风力涡轮发电机在风电场内的某些约束可限制供应无功功率的能力。这样的约束可包括例如电压极限、无功功率极限和/或电流极限。
3、更具体地，当风力涡轮发电机中的一个或多个达到上述约束之一时，本地涡轮级控制器可能无法遵循来自场级控制器的请求的无功功率命令。
4、此外，场级控制器往往要求具有高增益，以满足快速电压调节要求。在正常的电网条件下，高增益可能是足够的。然而，如果电网强度由于意外事件而显著降低，那么高增益可能不利地影响稳定操作。
5、因此，本公开涉及这样的系统和方法：其用于通过为场级控制器配备减小增益的能力，使得风电场可被稳定来降低基于逆变器的资源的无功功率命令中的不稳定性，从而改善场级电压/无功控制(volt/var control)。
技术实现思路
1、本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过本发明的实践获知。
2、在一个方面，本公开涉及一种用于控制功率系统的方法，该功率系统具有连接到电力网的至少一个基于逆变器的资源。该方法包括经由所述至少一个基于逆变器的资源的至少一个控制器监测由系统级控制器发出的一个或多个命令信号。该方法还包括经由所述至少一个基于逆变器的资源的所述至少一个控制器确定由系统级控制器发出的一个或多个命令信号是否包括不稳定性的振荡行为特征。响应于确定由系统级控制器发出的一个或多个命令信号包括不稳定性的振荡行为特征，该方法包括减小系统级控制器的电压-无功(volt-var)调节器的一个或多个增益以降低不稳定性。
3、在实施例中，(多个)命令信号可包括无功功率命令信号。
4、在另一个实施例中，该方法可包括对由系统级控制器发出的一个或多个命令信号滤波或分析中的至少一个。更具体地，在实施例中，该方法可包括对由系统级控制器发出的(多个)命令信号进行滤波和分析。在这样的实施例中，对由系统级控制器发出的(多个)命令信号进行滤波可包括经由多个冲洗滤波器和滞后滤波器对由系统级控制器发出的(多个)命令信号进行滤波。此外，在实施例中，对由系统级控制器发出的(多个)命令信号进行分析可包括：确定(多个)滤波后的命令信号的幅值；放大(多个)滤波后的命令信号的幅值；以及将(多个)滤波后的命令信号的放大的幅值与幅值阈值进行比较。
5、在另外的实施例中，当(多个)滤波后的命令信号的放大的幅值超过幅值阈值时，该方法可包括启动用于对在某个时间段内放大的幅值过零的次数进行计数的计数器。
6、在另外的实施例中，确定由系统级控制器发出的(多个)命令信号是否包括不稳定性的振荡行为特征可包括：将放大的幅值在某个时间段内过零的次数与稳定阈值进行比较；以及当放大的幅值在某个时间段内过零的次数超过稳定阈值时，确定由系统级控制器发出的(多个)命令信号包括不稳定性的振荡行为特征。
7、在若干实施例中，该方法可包括在不稳定性降低之后重置用于对某个时间段内放大的幅值过零的次数进行计数的计数器。
8、在另外的实施例中，减小系统级控制器的电压-无功调节器的一个或多个增益以降低不稳定性可包括递增地实现增益减小计数器，以用于确定将系统级控制器的电压-无功调节器的一个或多个增益减小多少来降低不稳定性。
9、在又一个实施例中，该方法可包括在不稳定性降低之后重置系统级控制器的电压-无功调节器的一个或多个增益。
10、此外，在实施例中，响应于确定由系统级控制器发出的一个或多个命令信号包括不稳定性的振荡行为特征，该方法可包括还维持传输到电力网的所述至少一个基于逆变器的资源的功率输出。
11、在特定实施例中，系统级控制器可包括高增益以满足电力网的快速电压要求。在这样的实施例中，该方法可包括在确定由系统级控制器发出的(多个)命令信号是否包括不稳定性的振荡行为特征之前接收电力网的强度已经降低某个量的指示。
12、在又一个实施例中，功率系统可包括多个基于逆变器的资源，所述至少一个基于逆变器的资源是所述多个基于逆变器的资源中的一个。此外，在实施例中，功率系统可为风电场，并且所述至少一个基于逆变器的资源可为多个风力涡轮功率系统。
13、在另一方面，本公开涉及一种用于控制风电场的系统，该风电场具有连接到电力网的多个风力涡轮发电机。该系统包括控制器，该控制器配置成执行多个操作，所述操作包括但不限于：监测由风电场的场级控制器发出的无功功率命令信号；确定无功功率命令信号是否包括不稳定性的振荡行为特征；以及响应于确定无功功率命令信号包括不稳定性的振荡行为特征，减小场级控制器的电压-无功调节器的一个或多个增益以降低不稳定性。应当理解，该系统还可包括本文中描述的任何附加特征和/或实施例。
14、参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入并构成本说明书的一部分的附图图示本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
15、技术方案1. 一种用于控制功率系统的方法，所述功率系统具有连接到电力网的至少一个基于逆变器的资源，所述方法包括：
16、经由所述至少一个基于逆变器的资源的至少一个控制器监测由系统级控制器发出的一个或多个命令信号；
17、经由所述至少一个基于逆变器的资源的所述至少一个控制器确定由所述系统级控制器发出的所述一个或多个命令信号是否包括不稳定性的振荡行为特征；和
18、响应于确定由所述系统级控制器发出的所述一个或多个命令信号包括所述不稳定性的振荡行为特征，减小所述系统级控制器的电压-无功调节器的一个或多个增益以降低所述不稳定性。
19、技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述一个或多个命令信号包括无功功率命令信号。
20、技术方案3. 根据技术方案1所述的方法，还包括对由所述系统级控制器发出的所述一个或多个命令信号进行滤波或分析中的至少一个。
21、技术方案4. 根据技术方案3所述的方法，还包括对由所述系统级控制器发出的所述一个或多个命令信号进行滤波和分析，其中，对由所述系统级控制器发出的所述一个或多个命令信号进行滤波还包括经由多个冲洗滤波器和滞后滤波器对由所述系统级控制器发出的所述一个或多个命令信号进行滤波。
22、技术方案5. 根据技术方案4所述的方法，其中，对由所述系统级控制器发出的所述一个或多个命令信号进行分析还包括：
23、确定所滤波后的一个或多个命令信号的幅值；
24、放大所滤波后的一个或多个命令信号的幅值；和
25、将所滤波后的一个或多个命令信号的所放大的幅值与幅值阈值进行比较。
26、技术方案6. 根据技术方案5所述的方法，其中，当所滤波后的一个或多个命令信号的所放大的幅值超过所述幅值阈值时，启动用于对所放大的幅值在某个时间段内过零的次数进行计数的计数器。
27、技术方案7. 根据技术方案6所述的方法，其中，确定由所述系统级控制器发出的所述一个或多个命令信号是否包括所述不稳定性的振荡行为特征还包括：
28、将所放大的幅值在所述某个时间段内过零的次数与稳定阈值进行比较；和
29、当所放大的幅值在所述某个时间段内过零的次数超过所述稳定阈值时，确定由所述系统级控制器发出的所述一个或多个命令信号包括所述不稳定性的振荡行为特征。
30、技术方案8. 根据技术方案6所述的方法，还包括在所述不稳定性降低之后重置用于对在所述某个时间段内所放大的幅值过零的次数进行计数的所述计数器。
31、技术方案9. 根据技术方案1所述的方法，其中，减小所述系统级控制器的所述电压-无功调节器的所述一个或多个增益以降低所述不稳定性还包括：
32、递增地实现增益减小计数器，以用于确定将所述系统级控制器的所述电压-无功调节器的所述一个或多个增益减小多少以降低所述不稳定性。
33、技术方案10. 根据技术方案1所述的方法，还包括在所述不稳定性降低之后重置所述系统级控制器的所述电压-无功调节器的所述一个或多个增益。
34、技术方案11. 根据技术方案1所述的方法，还包括：响应于确定由所述系统级控制器发出的所述一个或多个命令信号包括所述不稳定性的所述振荡行为特征，还维持传输到所述电力网的所述至少一个基于逆变器的资源的功率输出。
35、技术方案12. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述系统级控制器包括高增益以满足所述电力网的快速电压要求，其中，所述方法还包括在确定由所述系统级控制器发出的所述一个或多个命令信号是否包括所述不稳定性的振荡行为特征之前接收所述电力网的强度已经降低某个量的指示。
36、技术方案13. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述功率系统包括多个基于逆变器的资源，所述至少一个基于逆变器的资源是所述多个基于逆变器的资源中的一个。
37、技术方案14. 根据技术方案10所述的方法，其中，所述功率系统包括风电场，并且所述至少一个基于逆变器的资源包括多个风力涡轮功率系统。
38、技术方案15. 一种用于控制风电场的系统，所述风电场具有连接到电力网的多个风力涡轮发电机，所述系统包括：
39、控制器，其配置成执行多个操作，所述多个操作包括：
40、监测由所述风电场的场级控制器发出的无功功率命令信号；
41、确定所述无功功率命令信号是否包括不稳定性的振荡行为特征；和
42、响应于确定所述无功功率命令信号包括所述不稳定性的振荡行为特征，减小所述场级控制器的电压-无功调节器的一个或多个增益以降低所述不稳定性。
43、技术方案16. 根据技术方案15所述的系统，其中，所述多个操作还包括对由所述场级控制器发出的所述无功功率命令信号进行滤波或分析中的至少一个。
44、技术方案17. 根据技术方案16所述的系统，还包括对由所述场级控制器发出的所述无功功率命令信号进行滤波和分析，其中，对由所述场级控制器发出的所述无功功率命令信号进行滤波还包括经由多个冲洗滤波器和滞后滤波器对由所述场级控制器发出的所述无功功率命令信号进行滤波，其中，对由所述场级控制器发出的所述无功功率命令信号进行分析还包括：
45、确定所滤波后的无功功率命令信号的幅值；
46、放大所滤波后的无功功率命令信号的幅值；和
47、将所述无功功率命令信号的所放大的幅值与幅值阈值进行比较，
48、其中，当所滤波后的无功功率命令信号的所放大的幅值超过所述幅值阈值时，启动用于对在某个时间段内放大的幅值过零的次数进行计数的计数器。
49、技术方案18. 根据技术方案17所述的系统，其中，确定所述无功功率命令信号是否包括所述不稳定性的振荡行为特征还包括：
50、将所放大的幅值在所述某个时间段内过零的次数与稳定阈值进行比较；和
51、当所放大的幅值在所述某个时间段内过零的次数超过所述稳定阈值时，确定由所述场级控制器发出的所述一个或多个命令信号包括所述不稳定性的振荡行为特征。
52、技术方案19. 根据技术方案15所述的系统，其中，减小所述场级控制器的所述电压-无功调节器的所述一个或多个增益以降低所述不稳定性还包括：
53、递增地实现增益减小计数器，用于确定将所述场级控制器的所述电压-无功调节器的所述一个或多个增益减小多少以降低所述不稳定性。
54、技术方案20. 根据技术方案15所述的系统，还包括：响应于确定所述无功功率命令信号包括所述不稳定性的所述振荡行为特征，还维持向所述电力网传输的所述风电场的功率输出。