发电厂中的电生成单元的功率设定点的优先级排序

申请号 CN202080035241.3 申请日 2020-05-04 公开(公告)号 CN113874625B 公开(公告)日 2024-05-03
申请人 维斯塔斯风力系统集团公司; 发明人 M·R·谢尔莫塞; S·耶森;
摘要 本 发明 涉及一种用于控制包括诸如 风 力 涡轮 发 电机 的电力生成单元的 发电厂 的电力生成的方法。电力生成单元可被控制为根据单独的功率设定点生产电力。该方法包括如下步骤:获得一个或多个被优先级排序的电力生成单元的期望目标功率设定点;基于目标功率设定点和发电厂可用于调整所述一个或多个被优先级排序的电力生成单元的功率设定点的可用功率调整余量,确定所述一个或多个被优先级排序的电力生成单元的最终目标功率设定点;以及将所述最终目标功率设定点分派给所述被优先级排序的电力生成单元。
权利要求

1.一种用于控制发电厂(100)的电生成的方法,所述发电厂(100)包括多个电力生成单元(101),所述多个电力生成单元(101)包括至少一个涡轮电机,其中,电力生成系统连接到电网以从所述电力生成单元向电网供应电力,并且其中,所述电力生成单元(101)可被控制为根据单独的功率设定点(Pset)生产电力,所述方法包括:
‑获得一个或多个被优先级排序的电力生成单元的期望目标功率设定点(Ptar),‑基于所述目标功率设定点(Ptar)和发电厂可用于调整所述一个或多个被优先级排序的电力生成单元的功率设定点(Pset)的可用功率调整余量(Pcomp),确定所述一个或多个被优先级排序的电力生成单元的最终目标功率设定点(Ptar_set),
‑将所述最终目标功率设定点分派给所述被优先级排序的电力生成单元,其中,所述方法还包括获得与所述期望目标功率设定点(Ptar)相关联的优先级排序平(prl),
其中,所述最终目标功率设定点(Ptar_set)的确定以优先级排序水平的降序顺序依次确定,
其中,如果无法完全实现针对给定优先级排序的期望目标功率设定点,则所述方法包括基于确定的最终目标功率设定点(Ptar_set)和发电厂参考(Pplant_ref)确定优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元的调整的功率设定点(Pset)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述调整的功率设定点(Pset)基于剩余功率生产直至发电厂参考(Pplant_ref)在所述优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元中的分配来确定。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其包括:
‑获得定义电力生成单元的最小和最大功率生产能力的最小和最大功率限制(Pmin、Pmax),以及
‑确定受限于由所述最小和最大功率限制(Pmin、Pmax)定义的约束和发电厂参考(Pplant_ref)的所述可用功率调整余量(Pcomp)。
4.根据权利要求3所述的方法,还包括基于将一个或多个优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元的当前功率设定点(Pset)与相关联的最小或最大功率限制(Pmin、Pmax)进行比较来确定所述可用功率调整余量(Pcomp)。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其中,确定被优先级排序的电力生成单元的最终目标功率设定点(Ptar_set)包括将所述最终目标功率设定点(Ptar_set)设定为等于所述期望目标功率设定点(Ptar),或者如果所述期望目标功率设定点无法实现,则通过在被优先级排序的电力生成单元中分配所述可用功率调整余量(Pcomp)来确定所述最终目标功率设定点(Ptar_set)。
6.根据权利要求1或2所述的方法,还包括:
‑向所述一个或多个被优先级排序的电力生成单元的优先级排序水平(prl)指定暂停优先级排序状态,使得未被优先级排序的电力生成单元或者优先级排序水平低于被指定暂停优先级排序状态的优先级排序水平的电力生成单元能够被设定为暂停模式,所述暂停模式将最小功率限制(Pmin)设定为基本为零。
7.一种用于控制发电厂(100)的功率生产的中央控制器(110),所述发电厂(100)包括多个电力生成单元(101),所述多个电力生成单元(101)包括至少一个风力涡轮发电机,其中,所述发电厂连接到电网以从电力生成单元向电网供应电力,并且其中,所述中央控制器被布置为向电力生成单元分派单独的功率设定点,并且其中,所述中央控制器被布置为执行根据权利要求1‑6中任一项所述的方法。
8.一种发电厂(100),其包括多个电力生成单元(101)和根据权利要求7所述的中央控制器(110),所述多个电力生成单元(101)包括至少一个风力涡轮发电机。
9.一种计算机程序产品,其包括软件代码,所述软件代码适于当在数据处理系统上执行时控制发电厂(100),所述计算机程序产品适于执行权利要求1‑6中任一项所述的方法。

说明书全文

发电厂中的电生成单元的功率设定点的优先级排序

技术领域

[0001] 本发明涉及发电厂的控制,特别是具有一个或多个涡轮机的发电厂的控制,并且涉及确定功率设定点并将功率设定点分派(dispatch)到发电厂的电力生成单元。

背景技术

[0002] 发电厂中的风力涡轮机的功率设定点可以根据基于风力涡轮机的单独功率生产(power production)和可用功率平的规则来确定。
[0003] 这样的规则对于实现关于最小化生产成本、最小化风力涡轮机负载和其他标准的功率设定点的最佳分配可以是有利的。然而,在一些情况下,可能期望偏离这些规则以满足更具体的功率生产需求。
[0004] 因此,存在的问题是现有的功率分派方法不适于满足更具体的功率生产需求,因此需要改进的功率分派方法。
[0005] EP 3 149 325A1公开了一种用于控制包括多个风力涡轮发电机的风力发电厂的方法。该方法包括:确定由所述多个风力涡轮发电机提供的所需的无功功率的量,并基于对无功功率的需求将所述多个风力涡轮发电机分组为第一组风力涡轮发电机和第二组风力涡轮发电机;以及响应于控制需求从所述第一组风力涡轮发电机向电网供应无功功率并将所述第二组风力涡轮发电机与电网断开连接,以便最小化有功功率损失。

发明内容

[0006] 本发明的一个目的是改进发电厂的控制以减轻上述问题中的一个或多个,并因此提供一种方法,该方法提供功率分派方法的改进的灵活性。
[0007] 在本发明的第一方面,提出了一种用于控制发电厂的电力生成的方法,所述发电厂包括多个电力生成单元,所述多个电力生成单元包括至少一个风力涡轮发电机。电力生成系统连接到电网以从所述电力生成单元向电网供应电力,并且所述电力生成单元可被控制为根据单独的功率设定点生产电力,所述方法包括:
[0008] ‑获得一个或多个被优先级排序的电力生成单元(一个或多个优先的电力生成单元)的期望目标功率设定点,
[0009] ‑基于所述目标功率设定点和发电厂可用于调整所述一个或多个被优先级排序的电力生成单元的功率设定点的可用功率调整余量,确定所述一个或多个被优先级排序的电力生成单元的最终目标功率设定点,
[0010] ‑将所述最终目标功率设定点分派给所述被优先级排序的电力生成单元。
[0011] 可以为特定的电力生成单元提供目标功率设定点。替代地,可以在不关联到特定的电力生成单元的情况下提供目标功率设定点,其中该关联基于某些标准(例如,确定哪个电力生成单元将有利于满足期望目标功率设定点的标准)来确定。如下这些的组合也是可能的:即,其中为特定的电力生成单元提供一个或多个目标功率设定点;以及,其中剩余的目标功率设定点最初不与特定的电力生成单元相关联。
[0012] 无论目标功率设定点最初是否与诸如特定风力涡轮机的特定电力生成单元相关联,目标功率设定点有利地提供了允许特定的电力生成单元或一组电力生成单元在不影响发电厂的总生产的情况下以期望的功率水平进行生产的选项。因此,可以在不影响电厂级生产和不潜在地违背(breeching)诸如电网频率控制或电网运营商命令的发电厂要求的情况下将单独的功率设定点作为目标(targeted)。
[0013] 例如,可能期望将旧的或有问题的单元优先用于较低的生产,以使磨损最小化。电力生成单元可以优选地用于较高的功率生产,例如,在该单位正在接受需要最大生产的测试的情况下。
[0014] 在另一示例中,在不同电力生成单元有不同所有者的园区中,单独的所有者将在不影响发电厂的总生产的情况下通过设定期望目标功率设定点来对他们的电力生成单元的功率生产进行一些控制。
[0015] 发电厂的可用功率调整余量是可从未被指定(assign)最终目标功率设定点的电力生成单元获得的补偿功率。因此,可用功率调整余量基于受限于发电厂的所需总功率生产的可用补偿单元的功率生产可以增大或减小多少来确定。
[0016] 根据一个实施例,该方法还包括获得与期望目标功率设定点相关联的优先级排序水平。有利地,该优先级排序水平使得能够对功率设定点进行有区别的优先级排序。
[0017] 根据一个实施例,所述最终目标功率设定点的确定以优先级排序水平的降序顺序依次确定。
[0018] 根据一个实施例,如果无法完全实现针对给定优先级排序的期望目标功率设定点,则该方法包括:基于确定的最终目标功率设定点和发电厂参考确定优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元(非优先的电力生成单元)的调整的功率设定点。
[0019] 根据一个实施例,所述调整的功率设定点基于剩余功率生产直至发电厂参考(a remaining power production up to the power plant reference)在优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元中的分配来确定。
[0020] 作为在优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元中分配剩余功率生产的替代方案,优先级排序较低的电力生成单元中优先级排序最高的那些电力生成单元可以从发电厂的剩余可用功率调整余量(即,其仍然可以从优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元确定)确定它们的功率设定点(即使它们的原始目标设定点无法被满足)。
[0021] 根据一个实施例,该方法包括:
[0022] ‑获得定义电力生成单元的最小和最大功率生产能力的最小和最大功率限制,以及
[0023] ‑确定受限于由所述最小和最大功率限制定义的约束和发电厂参考的所述可用功率调整余量。
[0024] 通常应满足发电厂参考设定的发电厂的总功率生产。诸如风力涡轮机的电力生成单元可能具有必须遵守的最小功率生产和最大功率生产(例如标称功率生产或其他最大功率生产值)。
[0025] 根据一个实施例,该方法包括基于将所述一个或多个优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元的当前功率设定点与相关联的最小或最大功率限制进行比较来确定所述可用功率调整余量。
[0026] 例如,功率调整余量——在需要最大化目标功率设定点的情况下——可以被确定为优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元的当前功率设定点的总和与最小功率限制的总和之间的差。类似地,功率调整余量——在需要最小化目标功率设定点的情况下——可以被确定为优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元的最大功率限制的总和与当前功率设定点的总和之间的差。
[0027] 根据一个实施例,该方法包括确定受限于发电厂参考的约束的一个或多个被优先级排序的电力生成单元的最终目标功率设定点。
[0028] 根据一个实施例,确定被优先级排序的电力生成单元的最终目标功率设定点包括将最终目标功率设定点设定为等于期望目标设定点,或者如果期望目标设定点无法实现,则通过在被优先级排序的电力生成单元中分配可用功率调整余量来确定最终目标功率设定点。
[0029] 根据一个实施例,该方法包括向所述一个或多个被优先级排序的电力生成单元的优先级排序水平指定暂停优先级排序状态,使得未被优先级排序的电力生成单元或者优先级排序水平低于被指定暂停优先级排序状态的优先级排序水平的电力生成单元能够被设定为暂停模式,所述暂停模式将最小功率限制设定为零或基本为零。
[0030] 有利地,通过将一个或多个电力生成单元设定为暂停状态,释放了更多的补偿功率容量,以使被优先级排序的电力生成单元能够生产最大功率。
[0031] 本发明的第二方面涉及一种用于控制发电厂的功率生产的中央控制器,该发电厂包括多个电力生成单元,该多个电力生成单元包括至少一个风力涡轮发电机,其中,该发电厂连接到电网以从电力生成单元向电网供应电力,并且其中该中央控制器被布置为向电力生成单元分派单独的功率设定点,并且其中该中央控制器被布置为执行根据第一方面所述的方法。
[0032] 本发明的第三方面涉及一种发电厂,该发电厂包括多个电力生成单元和根据第二方面所述的中央控制器,该多个电力生成单元包括至少一个风力涡轮发电机。
[0033] 本发明的第四方面涉及一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括软件代码,该软件代码适于当在数据处理系统上执行时控制发电厂,该计算机程序产品适于执行第一方面的方法。
[0034] 一般而言,本发明的各个方面和实施例可以在本发明的范围内以任何可能的方式组合和耦合。参考下文描述的实施例,本发明的这些和其他方面、特征和/或优点将变得显而易见并得到阐明。附图说明
[0035] 本发明的实施例将仅通过示例并参考附图进行描述,其中:
[0036] 图1示出了包括多个电力生成单元和风力涡轮机的发电厂,
[0037] 图2示出了发电厂的中央控制器的示例,
[0038] 图3示出了根据优先级排序水平确定功率设定点的步骤,以及
[0039] 图4示出了用于确定功率设定点的计算示例。

具体实施方式

[0040] 图1示出了包括多个电力生成单元101(诸如风力涡轮机)的发电厂100。发电厂100可以是仅包括可再生电力生成单元的可再生发电厂。一般而言,电力生成单元101可以由不同类型的电力生成单元(例如不同类型的可再生电力生成单元,诸如太阳能电力单元103(例如光伏太阳能面板)和风力涡轮机)组成。不同类型的电力生成单元101还可以包括基于化石的电力生成单元(例如,柴油发动机)。根据一个实施例,发电厂100的电力生产单元101中的至少一个是风力涡轮机。发电厂100可以包括至少三个相同或不同类型的电力生成单元101,即不同类型电力生成单元的混合。例如,发电厂100可以仅由风力涡轮机102组成并且在这种情况下为至少三个风力涡轮机102。在另一示例中,发电厂100包括至少两个风力涡轮机102和至少一个或两个其他的电力生成单元101。
[0041] 发电厂可与电网(未示出)连接,以用于从电力生成单元101向电网供应电力。
[0042] 发电厂100由中央控制器110控制。中央控制器110被布置为根据发电厂参考Pplant_ref(其定义了从发电厂100供应到电网的期望功率)控制电力生成单元101的电力生成。此外,中央控制器被布置为将功率设定点Pset分派给电力生成单元,即将单独的功率设定点分派给每个电力生成单元101,该单独的功率设定点设定期望的功率生产。功率设定点Pset可以由中央控制器110根据发电厂参考Pplant_ref来确定,使得功率设定点Pset的总和对应于发电厂参考Pplant_ref。
[0043] 在整个说明书中,功率参考被用于风力发电厂的需求功率,而功率设定点被用于单独的电力生成单元的需求功率。
[0044] 因此,中央控制器110或中央控制器所包括的分派器的目标是确保尽可能快地输送需求功率(例如来自传输系统运营商(TSO)的需求功率),这适用于发电厂参考Pplant_ref的增大和减小。
[0045] 风力涡轮机101可以包括塔架和具有至少一个转子叶片(诸如三个叶片)的转子。该转子连接到机舱,机舱安装在塔架的顶部并适于驱动位于机舱内的发电机。转子可通过风的作用旋转。转子叶片的由风引起的旋转能量经由轴传递到发电机。因此,风力涡轮机能够借助于转子叶片将风的动能转换为机械能,并且随后借助于发电机将其转换为电能。发电机可以包括用于将发电机交流电转换为直流电的电力转换器和用于将直流电转换为将被注入到电网中的交流电的电力逆变器。
[0046] 风力涡轮机102或其他电力生成单元101的发电机可被控制为生产与中央控制器110提供的功率设定点Pset对应的功率。对于风力涡轮机,可以通过调整转子叶片的桨距或通过控制电力转换器以调整功率生产,来根据功率设定点调整输出功率。其他电力生成单元101也存在类似的调整可能性。
[0047] 在本文中,诸如发电厂参考Pplant_ref、功率设定点Pset、可用功率Pav和生产功率Pprod的任何对功率的参考可以定义有功、无功或视在功率水平。根据一个实施例,功率水平(诸如Plant_ref、Pset、Pav、Pprod和其他相关功率水平)是有功功率水平。
[0048] 风力涡轮机102的可用功率Pav可以基于当前风速和限制功率生产的其他参数来确定。在本文中,可用功率Pav被定义为风力涡轮机在给定风力条件下的最大可能功率输出。因此,可用功率将接近于根据特定涡轮机的功率优化功率曲线的功率输出。本文使用的功率曲线被理解为特定涡轮机的功率系数(Cp)优化功率曲线。换句话说,功率曲线表示涡轮机在正常操作下作为风速的函数的最大功率输出。
[0049] 图2例示了分派器201的布置。在该示例中,电力生成单元101是风力涡轮发电机102,但是电力生成单元也可以包括风力涡轮发电机和其他类型的电力生成单元的混合。因此,为了使描述保持一般性,除非特定内容涉及风力涡轮机示例,否则是对电力生成单元
101进行参考。
[0050] 可以看出,分派器201被公开为中央控制器110的一部分。分派器接收发电厂参考Pplant_ref并基于多个状态反馈信号确定功率设定点Pset(例如用于各个风力涡轮发电机WTG1、WTG2、...、WTGn的功率设定点Pset1、Pset2、...、Psetn)。该反馈信号包括单独的电力生成单元的可用功率Pav1...Pavn和单独的电力生成单元的生产功率Pprod1...Prodn。
[0051] 功率设定点Pset还可以根据中央控制器110接收到的目标功率设定点Ptar来确定。目标功率设定点Ptar与特定优先级排序的电力生成单元101相关联并设定期望功率。目标功率设定点Ptar可以由风力涡轮机的所有者、电网运营商、维护人员或其他人员设定或提供。可以为一个或多个电力生成单元101设定目标功率设定点。具有相关联的目标功率设定点的一个或多个电力生成单元101被定义为被优先级排序的电力生成单元。
[0052] 被优先级排序的电力生成单元101可以设置有不同的优先级排序水平prl,使得具有最高优先级排序的那些电力生成单元101的目标功率设定点Ptar的优先级排序高于优先级排序较低的电力生成单元101。
[0053] 优先级排序水平prl被指定给特定风力涡轮机的目标功率设定点。因此,优先级排序水平prl与特定电力生成单元101和特定目标功率设定点相关联。
[0054] Pav1是在给定时间可从风力涡轮机102获得的功率,其基于当前风速和限制功率生产的其他参数计算。因此,电力系统的可用功率因此是单独的可用功率的集合。Pprod1是特定风力涡轮机102在给定时间生产的功率。
[0055] 在发电厂参考Pplant_ref增大的情况下,基于单独的电力生成单元的可用功率Pav1...Pavn来确定单独的功率设定点Pset的确定。在发电厂参考Pplant_ref减小的情况下,基于单独的电力生成单元的生产功率Pprod1…Prodn来确定单独的功率设定点Pset的确定。
[0056] 电力生成单元101的实际功率生产Pprod1..Prodn被馈送到馈电线,该馈电线经由变压器连接到公共耦合点(PCC)。在PCC处,集合功率生产借助于功率计进行测量。测量功率(P测量)被传送到PPC。
[0057] 除了目标功率设定点Ptar之外,可以设定与目标功率设定点Ptar相关联并因此与特定电力生成单元101相关联的优先级排序水平prl。
[0058] 如上所述,功率设定点Pset的确定还可以基于目标功率设定点Ptar。目标设定点Ptar(诸如Ptar1..Ptarn)可以针对特定的电力生成单元101(诸如风力涡轮机WTG1...WTGn中的特定的电力生成单元)设定。当提供优先级排序水平prl时,功率设定点Pset根据目标功率设定点Ptar和相关联的优先级排序水平prl两者来确定。
[0059] 由于针对给定优先级排序水平prl的目标功率设定点Ptar可能无法完全实现,例如Ptar可能太高或太低,因此,基于目标功率设定点Ptar的功率设定点Pset的确定可能涉及对一个或多个被优先级排序的电力生成单元101的一个或多个最终目标功率设定点Ptar_set的中间确定。
[0060] 给定电力生成单元101的最终目标功率设定点Ptar_set基于目标功率设定点Ptar和其他电力生成单元可用于实现目标功率设定点的可用功率调整余量(即,其可用于调整被优先级排序或优先级排序较高的电力生成单元101的功率设定点Pset)来确定。可用功率调整余量的总和给出了发电厂可用于调整功率设定点的可用功率调整余量Pcomp。
[0061] 可用功率调整余量Pcomp给出了可用于实现期望目标功率设定点的补偿功率。
[0062] 可以根据最小和最大功率限制Pmin、Pmax来约束每个电力生成单元的功率生产。对于风力涡轮机102,最小功率限制Pmin可以从功率生产规格中给出,即最小功率限制由最小功率生产能力或其他定义的最小功率限制(诸如用户定义的功率限制)定义。风力涡轮机
102的最大功率限制Pmax可以由标称功率规格(即最大功率能力)、由可用功率Pav或其他用户定义的最大功率限制给出。
[0063] 如图2所示,最小和最大功率限制Pmin、Pmax可以由中央控制器110或其他处理单元确定,并由功率设定点处理单元202用于确定最终目标功率设定点Ptar_set。
[0064] 因此,可用功率调整余量——其等效于电力生成单元101的功率设定点的可能的最小和最大变化ΔPmin、ΔPmax——可以基于当前功率设定点Pset以及最小和最大功率限制Pmin、Pmax来确定。最终目标功率设定点Ptar_set可以基于可用功率调整余量,或等效地基于最小和最大功率限制Pmin、Pmax并同时使用当前功率设定点Pset来确定。
[0065] 换句话说,可用功率调整余量可以通过将一个或多个优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元的当前功率设定点Pset与相关联的最小或最大功率限制Pmin、Pmax进行比较来确定。
[0066] 可用正功率调整余量(即功率增大)的总和给出了发电厂的总可用正调整功率Pcomp。类似地,可用负功率调整余量(即功率降低)的总和给出了发电厂的总可用负调整功率Pcomp。因此,一般而言,可用正功率调整余量的总和(以可用功率增大或可用功率减小的形式)给出了发电厂的总可用正调整功率Pcomp。
[0067] 例如,在需要最大化目标功率设定点Ptar的情况下的功率调整余量Pcomp可以被确定为Pcomp=SUM(Pset)–SUM(Pmin),并且类似地,在需要最小化目标功率设定点Ptar的情况下的功率调整余量Pcomp可以被确定为Pcomp=SUM(Pmax)–SUM(Pset),其中总和基于相关的电力生成单元101。
[0068] 因此,总可用正调整功率Pcomp根据剩余电力生成单元的可用功率增大还是可用功率减小来确定取决于目标功率设定点Ptar应该增大还是减小以满足期望的功率目标。图3示出了可以如何结合确定最终目标功率设定点Ptar_set使用优先级排序水平prl的示例。
在步骤301中,最初获得具有最高的相关联优先级排序水平prl的一个或多个目标功率设定点Ptar。
[0069] 在步骤302中,关于与实际优先级排序水平prl相关联的电力生成单元101的最小和最大功率限制Pmin、Pmax检查目标功率设定点Ptar是否可实现。在步骤302中,进一步检查电力生成单元中的剩余电力生成单元(即优先级排序较低或未被优先级排序的电力生成单元)是否能够通过调整它们的功率设定点来进行补偿,使得具有实际优先级排序水平的单元101的功率设定点可以完全或部分调整到目标功率设定点Ptar。
[0070] 如果可用于调整功率设定点的一个或多个优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元的可用功率调整余量足以实现目标功率设定点Ptar,则完全补偿是可能的。如果可用功率调整余量Pcomp仅允许部分满足目标功率设定点Ptar,则选择部分补偿。
[0071] 在步骤303中,如果完全补偿是可能的,则将与实际优先级排序水平prl相关联的电力生成单元101的最终目标功率设定点Ptar_set设定为目标功率设定点Ptar。等效地,将与实际优先级排序水平prl相关联的电力生成单元101的功率设定点Pset设定为目标功率设定点Ptar,或者等效地,将目标功率设定点Ptar分派给与实际优先级排序水平prl相关联的电力生成单元101。
[0072] 步骤302可以由功率设定点处理单元202执行。包括将功率设定点Pset设定为最终目标功率设定点Pset_tar的步骤303可以由分派器201执行。
[0073] 在步骤305中,如果无法进行完全补偿,则根据可用功率调整余量Pcomp设定与实际优先级排序水平prl相关联的电力生成单元101的最终目标功率设定点Ptar_set,例如通过在具有实际优先级排序水平的电力生成单元101中分配可用功率调整余量的总和。因此,可以由优先级排序较低或未被优先级排序的电力生成单元补偿的功率的量例如被平均地分配在具有较高优先级排序水平的电力生成单元中。
[0074] 包括根据可用补偿功率Pcomp确定功率设定点Pset的步骤305可以由分派器201执行。
[0075] 如果执行了步骤303,则在步骤304中,检查是否存在未处理的较低优先级排序水平prl。如果是这种情况(即存在),则该过程以步骤301继续进行,其中获得具有次最高相关联的优先级排序水平prl的一个或多个目标功率设定点Ptar。然后以与先前处理的目标功率设定点Ptar相同的方式处理这些目标功率设定点。
[0076] 在步骤304中,如果不存在进一步未处理的较低优先级排序水平,或者如果在步骤305中已经执行了部分补偿,则基于先前确定的最终目标功率设定点Ptar_set和发电厂参考Pplant_ref执行对剩余的优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元的正常分派。也就是说,为剩余的电力生成单元确定调整的功率设定点Pset,使得分派给多个电力生成单元的功率设定点Pset的总和满足发电厂参考Pplant_ref,即,发电厂参考Pplant_ref对发电厂100应该生产的功率设定约束。
[0077] 因此,可以基于为优先级排序较高的电力生成单元确定的最终目标功率设定点Ptar_set和发电厂参考Pplant_ref来确定调整的功率设定点Pset。例如,可以基于确定剩余功率生产直至发电厂参考Pplant_ref在优先级排序较低和/或未被优先级排序的电力生成单元中的分配来确定调整的功率设定点Pset。在没有给出目标功率设定点的情况下,可以根据发电厂100使用的分派方案来执行分配。
[0078] 通过根据它们相关联的优先级排序水平prl处理目标功率设定点Pset,最终目标功率设定点Ptar_set将以优先级排序水平的降序顺序依次确定。
[0079] 如上所述,最终目标功率设定点Ptar_set被分派给被优先级排序的电力生成单元,或者等效地,从期望目标功率设定点Pset或从确定的最终目标功率设定点Ptar_set确定的功率设定点Pset被分派给被优先级排序的电力生成单元。
[0080] 如图2所示,暂停优先级排序状态P_prl可以被提供给中央控制器110。暂停优先级排序状态P_prl是包括给定优先级排序水平prl的命令。如果优先级排序较高的电力生成单元只能通过暂停的电力生成单元101的增加的功率调整余量Pcomp全部或部分实现目标功率,则未被优先级排序的电力生成单元或优先级排序水平低于暂停优先级排序状态P_prl的优先级排序水平的电力生成单元可以具有被设定为暂停模式的选项。也就是说,暂停优先级排序状态P_prl将给定电力生成单元(例如风力涡轮机102)的最小功率限制Pmin设定为零或基本为零。因此,一个或多个电力生成单元100的暂停状态释放了额外的电力,该额外的电力可以由优先级排序水平处于或高于暂停优先级排序状态P_prl的优先级排序水平的电力生成单元使用。如果基于非暂停单元101的功率调整余量Pcomp无法实现目标功率设定点Ptar,则暂停优先级排序状态P_prl可以由中央控制器110自动设定(如果任何暂停优先级排序状态被设定的话)。
[0081] 图4示出了具有四个电力生成101单元0‑3(在该示例中是风力涡轮机)的发电厂100的示例。为简单起见,最大功率Pmax被设定为3000kW,最小功率被设定为500kW。
[0082] 在表1的示例中,发电厂参考Pplant_ref为7000kW。已分别为电力生成单元0和1设定了3000kW和2000kW的目标功率设定点Ptar,以及2和1的优先级排序水平prl。单元2和3的可用功率调整余量Pcomp的总和为至少7000kW–2*500kW=6000kW,这意味着可以满足单元0和1的目标功率设定点Ptar。
[0083] 单元2具有Ptar=2000kW。由于单元3的不能生产低于500kW的功率,因此单元2的Ptar只能通过Ptar_set=Pset=1500kW来部分实现。因此,单元3的Pset被设定为500kW。
[0084] 在表2的示例中,发电厂参考Pplant_ref为5000kW。已分别为电力生成单元0和1设定了3000kW和2000kW的目标功率设定点Ptar,以及为1的相同的优先级排序水平prl。单元2和3的可用功率调整余量Pcomp的总和为至少5000kW–2*500kW=4000kW,这意味着只能部分满足单元0和1的目标功率设定点Ptar。受限于可用的4000kW,平均分配它们的目标Ptar的降低,分别将2500和1500的功率设定点给与单元0和1。由于单元2和3没有可用的功率调整余量Pcomp,因此它们的功率设定点被设定为500kW。
[0085] 在表3的示例中,发电厂参考Pplant_ref为8000kW。已分别为电力生成单元0和1设定了1500kW和1000kW的目标功率设定点Ptar,以及2和1的优先级排序水平prl。单元2和3的可用功率调整余量Pcomp的总和(在这种情况下,期望单元0和1的低生产)意味着单元0和1的生产总和可以降低到8000kW–2*3000kW=2000kW,这意味着可以满足单元0和1的目标功率设定点Ptar。
[0086] 单元2具有Ptar=2000kW。由于单元3不能生产超过3000kW的功率,因此单元2的Ptar只能通过Ptar_set=Pset=2500kW来部分实现。因此,单元3的Pset被设定为3000kW。
[0087] 在表3的示例中,发电厂参考Pplant_ref为5000kW并且设定了暂停优先级排序P_prl=2。在这种情况下,单元1(具有prl=1)的目标功率设定点Ptar可以被满足。单元0无法满足其目标,但由于暂停优先级排序,优先级排序水平低于2的单元可以被暂停,以帮助单元0尽可能接近其目标功率设定点Ptar=2500。由于Pplant=5000kW,单元0的Ptar_set=Pset为2000kW。在没有暂停优先级排序的情况下,单元2和3将各自以Pset=500kW结束,这意味着单元0将仅被给与Pset=1000kW。
[0088] 尽管本发明已经结合特定实施例进行了描述,但不应将其解释为以任何方式限于所提出的示例。本发明的范围将根据所附的权利要求来解释。在权利要求的上下文中,术语“包括”或“包含”不排除其他可能的元素或步骤。此外,提及诸如“一”或“一个”等的参考不应被解释为排除多个。权利要求中关于附图中指示的元件的参考符号的使用也不应被解释为限制本发明的范围。此外,在不同权利要求中提到的单独的特征可能可以有利地组合,并且在不同权利要求中提及这些特征并不排除特征的组合是不可能的和有利的。
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