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1、(10)申请公布号 CN 103858301 A (43)申请公布日 2014.06.11 CN 103858301 A (21)申请号 201280047539.1 (22)申请日 2012.09.28 PA201170536 2011.09.30 DK H02J 3/24(2006.01) H02J 3/38(2006.01) F03D 7/02(2006.01) F03D 7/04(2006.01) (71)申请人 维斯塔斯风力系统集团公司 地址 丹麦奥胡斯 (72)发明人 JM加西亚 F伦贾努 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 陈松涛 夏青 (54) 。
2、发明名称 用于抑制电网振荡的控制设备 (57) 摘要 本发明涉及一种用于抑制电网振荡的方法。 可以通过控制例如风力涡轮发电机以与电网振荡 反相的方式向电网注入功率来抑制所述电网振 荡。替代控制一个或多个风力涡轮发电机以生成 同一反相功率信号， 控制多个风力涡轮发电机， 使 得它们中的每一个仅生成反相功率信号的一部 分， 并且使得所有的风力涡轮发电机组合生成全 部反相功率信号。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.03.28 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/DK2012/050366 2012.09.28 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/。
3、004252 EN 2013.01.10 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103858301 A CN 103858301 A 1/2 页 2 1. 一种用于抑制公用电网 （401） 中的电网振荡 （201） 的控制设备， 其中所述控制器包 括 ： - 输入端， 所述输入端用于接收与所述公用电网相关的电气参数或用于接收被确定用 于抑制所述电网振荡的主抑制基准信号 （202） ， - 处理器， 所述处理器用于根据输入来确定至少第一和。
4、第二基准信号 (301-305)， 以控 制第一和第二发电机单元 （404） 的发电， 所述第一和第二发电机单元 （404） 连接至所述公 用电网以向所述公用电网 （401） 传输功率， 其中 - 确定所述第一和第二基准信号， 使得通过所述第一和第二发电机单元组合传输至所 述电网的所述功率 （203） 能够抑制所述电网振荡， 并且其中 - 所述第一和第二基准信号均包括起作用部分 （311） 以及所述起作用部分之后的不起 作用部分 （312） ， 所述起作用部分用于对相应的第一和第二发电机单元 （404） 引起控制效 果， 所述不起作用部分不引起控制效果， 其中所述第一和第二基准信号的所述起作用。
5、部分 在时间上间隔开。 2. 根据权利要求 1 所述的控制设备， 其中所述电气参数包括以下参数中的一个或多 个 ： 电压、 有功或无功电流、 有功或无功功率、 电网频率、 负荷角、 以及连接至所述公用电网 的中央发电机的发电机速度。 3. 根据前述权利中的任一项所述的控制设备， 其中根据所述电气参数中的一个或多个 来确定所述第一和第二基准信号， 使得所述第一和第二基准信号 （301-305） 的所述起作用 部分 （311） 的所述控制效果能够抵消所述一个或多个电气参数中存在的不期望的振荡。 4. 根据前述权利中的任一项所述的控制设备， 其中 - 所述主抑制基准信号 （202） 包括相继的第一和。
6、第二起作用部分 （221， 222） ， 其中假定 向所述第一或第二发电机单元 （404） 施加所述主抑制基准信号以控制发电， 则确定所述第 一和第二起作用部分 （221， 222） 以抵消所述电网振荡， 并且其中 - 根据所述主抑制基准信号 （202） 来确定所述第一和第二基准信号 (301-305)， 使得所 述第一基准信号 （301） 的所述起作用部分 （311） 等于所述主抑制基准信号的所述第一起作 用部分 （221） ， 并且使得所述第二基准信号 （302） 的所述起作用部分 （311） 等于所述主抑制 基准信号的所述第二起作用部分 （222） 。 5. 根据前述权利要求中的任一项所。
7、述的控制设备， 其中对于所述第一和第二基准信 号 （301-305） 的每一个来说， 所述不起作用部分 （312） 的持续时间长于先前的起作用部分 （311） 的持续时间。 6. 根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备， 其中所述处理器被进一步配置为在 所述第一和第二发电机单元中分配所述第一和第二基准信号。 7. 根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备， 其中所述处理器被配置为确定用于 控制三个或更多发电机单元 （404） 的发电的三个或更多基准信号 （301-305） ， 并且周期性 向所述发电机单元施加所述基准信号。 8. 根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备， 其中 - 所述控制。
8、设备包括输入端 （420） ， 所述输入端用于接收表示多个所述发电机单元 （404） 中的每一个发电机单元的结构性振动状态的振动值， 其中 - 所述处理器被配置为确定用于控制三个或更多发电机单元的发电的三个或更多基准 权 利 要 求 书 CN 103858301 A 2 2/2 页 3 信号， 并且其中 - 所述处理器被配置为根据每一个发电机单元的所述结构性振动状态而向所述发电机 单元施加所述基准信号。 9. 根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备， 其中 - 所述控制设备包括输入端 （421） ， 所述输入端用于接收所述发电机单元 （404） 中的一 个发电机单元的部件的振荡幅值和振荡相位。
9、， 其中 - 所述处理器被配置为安排向所述发电机单元施加基准信号 （301-305） 的时间， 以抵 消通过所述振荡幅值和所述振荡相位限定的所述振荡。 10. 根据权利要求 9 所述的控制设备， 其中所述振荡幅值和所述振荡相位是风力涡轮 发电机的塔架 （101） 的振荡幅值和振荡相位。 11. 根据权利要求 9 所述的控制设备， 其中所述振荡幅值和所述振荡相位是所述发电 机单元中的一个发电机单元的发电机速度。 12. 根据权利要求 1 所述的控制设备， 其中所述发电机单元是风力涡轮发电机或风力 涡轮发电厂。 13. 一种风力涡轮发电机， 包括根据权利要求 1 所述的控制设备。 14. 一种用于。
10、抑制公用电网 （401） 中的电网振荡 （201） 的方法， 其中所述方法包括 ： - 接收与所述公用电网相关的电气参数或接收被确定用于抑制所述电网振荡的主抑制 基准信号 （202） ， - 根据输入来确定至少第一和第二基准信号 （301-305） ， 以控制第一和第二发电机单 元 （404） 的发电， 所述第一和第二发电机单元 （404） 连接至所述公用电网以向所述公用电 网传输功率， 其中 - 确定所述第一和第二基准信号， 使得通过所述第一和第二发电机单元组合传输至所 述电网的所述功率 （203） 能够抑制所述电网振荡， 并且其中 - 所述第一和第二基准信号均包括起作用部分 （311） 以。
11、及所述起作用部分之后的不起 作用部分 （312） ， 所述起作用部分用于对相应的第一和第二发电机单元 （404） 引起控制效 果， 所述不起作用部分不引起控制效果， 其中所述第一和第二基准信号的所述起作用部分 在时间上间隔开， 以及 - 向所述第一和第二发电机单元施加所述基准信号， 以抑制所述电网振荡。 权 利 要 求 书 CN 103858301 A 3 1/8 页 4 用于抑制电网振荡的控制设备 技术领域 0001 本发明涉及抑制公用电网的电气振荡。 背景技术 0002 已知的是由于不同发电机单元之间的扰动或坏的控制坐标的原因， 可能使得在电 网中传输的电功率的例如频率和电压开始发生振荡。。
12、 还已知的是可以通过注入相对于电网 振荡具有恰当的相位的电功率来抵消或抑制电网中的这种振荡。然而， 注入这种电功率可 能激发产生抑制电功率的发电设备中的机械共振。 0003 因此， 问题是当控制发电机以抑制电网振荡时， 可能不利地激发发电机中的振动。 发明内容 0004 总的来说， 本发明优选寻求减轻或消除与电网振荡的抑制相关的上述问题。具体 而言， 可以将本发明的目的看作提供一种方法， 所述方法解决了发电厂中的机械共振的激 发的问题或现有技术中的其他问题。 0005 为了更好地解决所关注的这些问题中的一个或多个， 在本发明的第一方面， 提供 一种用于抑制公用电网中的电网振荡的控制设备， 所述。
13、控制设备包括 ： 0006 - 输入端， 所述输入端用于接收与所述公用电网相关的电气参数或用于接收被确 定用于抑制所述电网振荡的主抑制基准信号， 0007 - 处理器， 所述处理器用于根据输入确定至少第一和第二基准信号， 以控制第一和 第二发电机单元的发电， 所述第一和第二发电机单元连接至所述公用电网以向所述公用电 网传输功率， 其中 0008 - 确定所述第一和第二基准信号， 使得通过所述第一和第二发电机单元组合传输 至所述电网的所述功率能够抑制所述电网振荡， 并且其中 0009 - 所述第一和第二基准信号均包括起作用部分 （active part） 以及所述起作用部 分之后的不起作用部分 。
14、（passive part） ， 所述起作用部分用于对相应的第一和第二发电机 单元引起控制效果， 所述不起作用部分不引起控制效果， 其中所述第一和第二基准信号的 所述起作用部分在时间上间隔开。 0010 所述第一和第二基准信号的起作用部分在时间上间隔开， 并且因此可以限定所述 第一和第二基准信号， 使得时间间隔的起作用部分提供电网振荡的抑制效果。由于每个基 准信号的起作用部分继之以不起作用部分， 所以在不起作用部分周期期间能够至少部分衰 减可能通过起作用部分激发的共振。因此， 由于基准信号不连续提供控制效果并且由于所 述起作用部分分配在不同的基准信号中， 所以能够抑制电网振荡而没有激发发电机单。
15、元的 部件中的主要共振。 0011 应理解的是针对多于两个发电机单元， 通常确定多于两个基准信号。 例如， 可以生 成十个基准信号以用于例如十个不同的发电机单元。 0012 在实施例中， 所述电气参数包括以下参数中的一个或多个 ： 电压、 有功或无功电 说 明 书 CN 103858301 A 4 2/8 页 5 流、 有功或无功功率、 电网频率、 发电机速度以及连接至所述公用电网的中央发电机的负荷 角。所述负荷角被定义为在任意指定的负荷 （实际功率） 下场磁极的中心线相对于电枢的磁 动势 （mmf） 波形的轴的角偏移。可以在电网上的公共连接点或其它电网位置处测量所述电 气参数。例如， 可以在。
16、所述发电机单元的输出端处测量电压参数。所述发电机速度可以被 直接测量为发电机的旋转速度。或者， 所述电气参数可以根据其它测量电气值来评估。 0013 在实施例中， 根据所述电气参数中的一个或多个电气参数来确定所述第一和第二 基准信号， 使得所述第一和第二基准信号的起作用部分的控制效果抵消所述一个或多个电 气参数中的不期望的振荡。 例如， 在所述电气参数中存在所述电网振荡的情况下， 可以确定 所述起作用部分， 使得来自多个基准信号的起作用部分一起形成相对于电网振荡具有恰当 的相位的所注入电功率的变化 （variation） ， 以抵消所述电网振荡。 0014 在实施例中， 所述主抑制基准信号包括。
17、相继的第一和第二起作用部分， 其中假定 向所述第一或第二发电机单元施加所述主抑制基准信号以控制发电， 则确定所述第一和第 二起作用部分以抵消所述电网振荡， 并且 0015 - 根据所述主抑制基准信号来确定所述第一和第二基准信号， 使得所述第一基准 信号的所述起作用部分等于所述主抑制基准信号的所述第一起作用部分， 并且使得所述第 二基准信号的所述起作用部分等于所述主抑制基准信号的所述第二起作用部分。 0016 因此， 替代根据所述电气参数确定所述基准信号， 所述基准信号可以直接根据所 述主抑制基准来确定， 所述主抑制基准可以已经通过另一系统或通过所述控制设备来确 定。 0017 在实施例中， 对。
18、于所述第一和第二基准信号的每一个来说， 所述不起作用部分的 持续时间长于先前的起作用部分的持续时间。 所述不起作用部分长于所述起作用部分可能 是有利的， 使得在不起作用部分期间具有足够的时间来衰减通过先前的起作用部分激发的 共振。 0018 在实施例中， 所述处理器被进一步配置为在所述第一和第二发电机单元中分配所 述第一和第二基准信号。 0019 在实施例中， 所述处理器被配置为确定用于控制三个或更多发电机单元的发电的 三个或更多基准信号， 并且周期性向所述发电机单元施加所述基准信号。通过依次施加基 准信号， 依次施加基准信号的所述起作用部分。 从而， 使得相对于基准信号的数量每个基准 信号的。
19、所述不起作用部分的持续时间相等并且最大化。 0020 在实施例中， 所述控制设备包括输入端， 所述输入端用于接收表示多个所述发电 机单元中的每一个发电机单元的结构性振动状态的振动值， 所述处理器被配置为确定用于 控制三个或更多发电机单元的发电的三个或更多基准信号， 并且所述处理器被配置为根据 每一个发电机单元的所述结构性振动状态而向所述发电机单元施加所述基准信号。 0021 因此， 替代依次施加所述基准信号， 可以施加所述基准信号， 使得例如具有最低振 动幅值的发电机单元将接收所述基准信号。因此， 结构性振动状态可以是振动幅值。 0022 在实施例中， 所述控制设备包括输入端， 所述输入端用于。
20、接收所述发电机单元的 一个发电机单元的部件的振荡幅值和振荡相位， 并且所述处理器被配置为安排向所述发电 机单元施加基准信号的时间， 以抵消通过所述振荡幅值和所述振荡相位限定的所述振荡。 0023 因此， 可以向发电机单元施加所述基准信号， 使得所述基准信号的效果引起共振 说 明 书 CN 103858301 A 5 3/8 页 6 的最小激发并且可能提供所述发电机单元的部件中存在的共振的抑制。 0024 例如， 所述振荡幅值和所述振荡相位可以是风力涡轮发电机的塔架的振荡幅值和 振荡相位。 0025 替代地， 所述振荡幅值和所述振荡相位是所述发电机单元中的一个发电机单元的 发电机速度。由于所述发。
21、电机单元的部件的共振振动影响所述发电机速度， 所以可以处理 所述发电机速度以提取共振部件的所述振荡幅值和所述振荡相位。 0026 在实施例中， 所述发电机单元是风力涡轮发电机或风力涡轮发电厂。 0027 本发明的第二方面涉及包括根据第一方面的所述控制设备的风力涡轮发电机。 0028 用于抑制电网振荡的所述控制设备可以位于所述风力涡轮发电机内， 替代地可以 位于其它地方， 只要所述控制设备能够接收例如与电网振荡相关的电气参数并且能够向个 体发电机单元发送抑制基准信号。 0029 因此， 用于抑制电网振荡的所述控制设备可以是风力涡轮发电机的一部分。 0030 本发明的第三方面涉及一种用于抑制公用电。
22、网中的电网振荡的方法， 所述方法包 括 ： 0031 - 接收与所述公用电网相关的电气参数或接收被确定用于抑制所述电网振荡的主 抑制基准信号， 0032 - 根据输入来确定至少第一和第二基准信号， 以控制第一和第二发电机单元的发 电， 所述第一和第二发电机单元连接至所述公用电网以向所述公用电网传输功率， 其中 0033 - 确定所述第一和第二基准信号， 使得通过所述第一和第二发电机单元组合传输 至所述电网的功率能够抑制所述电网振荡， 并且其中 0034 - 所述第一和第二基准信号均包括起作用部分以及所述起作用部分之后的不起 作用部分， 所述起作用部分用于对相应的第一和第二发电机单元引起控制效果。
23、， 所述不起 作用部分不引起控制效果， 其中所述第一和第二基准信号的所述起作用部分在时间上间隔 开， 0035 - 向所述第一和第二发电机单元施加所述基准信号， 以抑制所述电网振荡。 0036 总的来说， 本发明涉及一种用于抑制电网振荡的方法。可以通过控制例如风力涡 轮发电机以与电网振荡反相的方式向电网注入功率来抑制所述电网振荡。 替代控制一个或 多个风力涡轮发电机以生成同一反相功率信号， 控制多个风力涡轮发电机， 使得它们中的 每一个仅生成反相功率信号的一部分， 并且使得所有的风力涡轮发电机组合生成全部反相 功率信号。 0037 总之， 可以通过本发明的范围内的任何可能的方式来组合和结合本发。
24、明的各方 面。参考下面描述的实施例， 本发明的这些和其它方面、 特征、 和 / 或优点将变得显而易见 并且得到阐明。 附图说明 0038 将仅通过示例的方式来参考附图描述本发明的实施例， 在附图中 ： 0039 图 1 示出了风力涡轮发电机 100， 0040 图 2 示出了公用电网中的振荡 201， 0041 图 3 示出了根据主抑制基准信号 202 来确定抑制基准信号， 说 明 书 CN 103858301 A 6 4/8 页 7 0042 图 4 示出了功率输送系统， 其包括主电网 401、 连接至电网 401 的发电机单元 404 以及用于抑制电网振荡的控制系统 413， 并且 004。
25、3 图 5 示出了用于确定个体抑制基准信号 301-305 的处理器 521-533 的不同实施 例。 具体实施方式 0044 图 1 示出了风力涡轮发电机 100， 其包括塔架 101 和机舱 102。通过风的作用转子 叶片 103 的转子组件是可转动的。 0045 风导致的转子叶片 103 的转动能量可以经由轴传输至机舱中的发电机。因此， 风 力涡轮发电机 100 能够利用转子叶片将风的动能转换为机械能， 并且随后利用发电机转换 为电功率。 0046 风力涡轮发电机可以连接至电网， 以用于将所发的电功率供应至电网。 0047 已知的是由于扰动的原因可能使得例如在电网中传输的电功率的频率、 。
26、电压和电 流开始发生振荡。 还已知的是可以通过向电网注入具有用于抵消振荡的恰当相位的功率信 号来抵消或抑制电网中的这种振荡。原理上抑制功率信号与振荡处于反相， 尽管通常抑制 信号相对于主要反相抑制信号具有相位偏移， 以生成最佳的抑制。 0048 图 2 示出了电网中的振荡， 例如以振荡电压幅值 201（即， 正弦峰值幅值或 RMS 幅 值） 的形式。根据电网振荡 201 的测量结果， 可以生成用于抑制振荡的功率基准 202。通过 将功率基准 202 供应至例如风力涡轮机或多个风力涡轮机， 生成相对于电网振荡具有恰当 相位的电功率 203 并且将所述电功率 203 注入电网。作为示例， 可以通过。
27、相对于不期望的 电网振荡以反相的方式将电功率注入电网或相对于不期望的电网振荡具有特定的相位来 抑制电网电压或电网频率中的振荡。 0049 在这里给出为什么能够通过将功率注入电网来抑制电网振荡的解释。 如果存在诸 如电网频率振荡的电网振荡， 则主发电机 （例如， 核电站的发电机） 的速度发生振荡。通过在 正确的时刻使得发电机加速和中断， 能够抑制电网振荡。通过向电网注入抑制功率振荡来 改变发电机经历的电气转矩， 进行主发电机的中断和加速。 0050 可以基于发电机单元和电网的模型来确定功率抑制基准 202， 使得功率基准优化 电网振荡的抑制。例如， 可以通过确定基准信号来确定功率抑制基准 202。
28、， 当应用至所述模 型时， 所述基准信号优化电网振荡的抑制， 其中电网振荡可以从所测量的或评估的电气参 数导出。通过使用来自电网的一个或多个信号的反馈， 并且通过将提取电网反馈信号的振 荡部分的滤波器来处理所述一个或多个信号， 可以确定功率抑制基准。然后根据反馈信号 和控制结构来校正抑制基准信号的相位和幅值。 0051 如图2中所示， 基准信号202和相移功率信号203可以不需要与不期望的振荡201 严格反相， 而是可以相对于不期望的振荡具有 1 和 2 的相移， 以便获得最大的抑制效 果。 0052 当振荡功率基准 202 用于控制例如风力涡轮机的发电时， 基准信号可以使得例如 叶片桨距调整。
29、， 以便使得发电适于功率基准202。 桨距的调整可能不利地激发不同风力涡轮 机部件的结构性振动， 例如激发叶片 103、 轴或塔架 101 的振动。由于振动可能减少寿命或 损坏部件， 所以这种振动的激发是不期望的。 说 明 书 CN 103858301 A 7 5/8 页 8 0053 除了主功率抑制基准 202 之外的其他基准信号可以用于控制注入到电网的有功 功率和 / 或无功功率的量。例如， 可以定义电流基准， 当被施加至例如风力涡轮发电机的控 制器时， 所述电流基准影响注入到电网的功率的量。由于不同类型的抑制基准 202 可以用 于控制注入到电网的抑制功率， 所以通常使得基准为主抑制基准。
30、 202， 所述主抑制基准 202 可以为主功率抑制基准 202、 电流基准或等效的基准信号。 0054 可以对除了风力涡轮发电机之外的其他发电机单元进行功率控制以抑制电网振 荡201。 这种发电机单元还可以具有能够被不利地机械激发的结构， 例如太阳能热电厂或其 他燃气轮机发电厂 （de-central gas turbine plants） 的涡轮轴。因此， 关于使得结构性 振动的激发最小化， 这种其他发电机单元可能遭受与风力涡轮发电机相同的挑战。由于关 于不利激发的机械共振， 风力涡轮发电机和具有涡轮驱动发电机的其他发电机单元给出相 同的挑战， 所以仅风力涡轮发电机 100 或风力涡轮发电。
31、厂被用作通用发电机单元的示例。 0055 根据本发明的实施例， 为了减小或避免结构性振动的激发， 确定用于个体风力发 电厂的多个个体基准信号， 使得对于有限的时间段单个基准信号仅使得调整单个风力涡轮 发电机的发电。从而仅持续有限的时间段激发振动， 并且因此能够避免由于持续的激发导 致振动幅值增大。还确定多个基准信号使得当它们被施加至多个风力涡轮发电机时， 它们 影响风力涡轮发电机单元的发电。从而， 能够获得的是多个个体基准信号对电网的抑制效 果对应于单个功率抑制基准 202 的抑制效果。 0056 图3示出了如何根据主功率抑制基准信号202来确定多个个体基准信号301-305。 通过将主基准信。
32、号 202 的相继的 （succeeding） 半周期 221、 222 划分为子信号来确定个体 基准信号 301-305， 所述子信号被指定至基准信号 301-305 中的一个。 0057 主基准信号的相继的半周期 221、 222 还可以被称为起作用部分， 其中如果主基准 信号被施加至风力涡轮发电机以控制注入至电网的功率， 则确定起作用部分以抵消电网振 荡。 0058 个体基准信号 301-305， 例如第一和第二基准信号 301、 302， 均包括起作用部分 311 和不起作用部分 312， 所述起作用部分 311 是从主基准信号 202 划分的部分， 例如半周 期， 所述不起作用部分 。
33、312 紧接在起作用部分 311 之后。因此， 第一基准信号 301 的起作用 部分等于主基准信号 202 的第一起作用部分， 第二基准信号 302 的起作用部分等于主基准 信号 202 的第二起作用部分， 以此类推。 0059 起作用部分 311 对被施加基准信号 301 的风力涡轮发电机引起控制效应， 而不起 作用部分 312 不对所述风力涡轮发电机引起控制效应。针对不起作用部分的全部持续时 间， 不起作用部分可以具有零值。 0060 不起作用部分 312 的持续时间可以取决于个体基准信号 301-305 的数量。即， 基 准信号越多， 不起作用部分的持续时间可以越长。主功率抑制基准 20。
34、2 的半周期可以周期 性分配在个体基准信号中， 或根据其他标准， 例如风力涡轮发电机的部件的振动幅值， 所述 半周期可以分配在个体基准信号中。 0061 优选地， 不起作用部分312的持续时间长于相继的起作用部分311的持续时间， 以 便确保在第一基准的第二相继起作用部分 312 被施加至风力涡轮发电机之前， 充分衰减可 能已经被第一基准信号 202 的第一起作用部分 311 激发的振动。 0062 个体信号中的一个信号的起作用部分 311 的持续时间等于或基本等于相应划分 说 明 书 CN 103858301 A 8 6/8 页 9 的起作用部分的持续时间或主功率抑制基准信号 202 的半周。
35、期。 0063 起作用部分 311、 313 的持续时间可以基本等于电网电压信号的周期的一半。因 此， 如果将要抑制的振荡的频率改变， 则可以根据实际的频率改变起作用部分 311、 313 的 持续时间。 0064 当第一至第五基准信号 301-305 被施加至例如第一至第五风力涡轮发电机时， 从 第一至第五风力涡轮发电机注入到电网的功率中的变化等于被施加主功率抑制基准 202 的单个风力涡轮机注入的功率中的变化。因此， 通过将主功率抑制基准信号 202 划分为个 体基准信号 301-305 并且将所述基准信号施加至个体风力涡轮发电机， 获得通过个体风力 涡轮发电机组合传输至电网的功率实现电网。
36、振荡的抑制， 如同主功率抑制基准被施加至单 个风力涡轮发电机。 0065 可以如上所述直接根据主功率抑制基准202来确定个体基准信号301-305。 因此， 如果获得主功率抑制基准 202， 则可以确定个体基准信号 301-305 而无需测量的或评估的 与公用电网相关的电气参数， 例如测量的电网功率值。 0066 替代地或另外地， 可以直接从电网的电气参数直接确定个体基准信号 301-305 而 无需主功率抑制基准 202 的初始确定。由于个体基准信号 301-305 对应于主功率抑制基 准 202， 所以可以大体上以与确定主功率抑制基准 202 相同的方式根据电气参数来确定个 体基准信号 3。
37、01-305。因此， 可以根据电气参数的一个或多个来确定第一至第五基准信号 301-305， 使得第一至第五基准的起作用部分的控制效果抵消一个或多个电气参数中的不 期望的振荡。 0067 与公用电网相关的电气参数可以是电网电压、 有功或无功电网电流、 有功或无功 电网功率或电网频率。 电气参数也可以是传输功率至公用电网的中央电功率发电机的发电 机速度。 这种电气参数可以是从用于抑制电网振荡的控制设备的位置远程测量的以及从发 电机单元远程测量的。 0068 图 4 示出了发电机 402例如核电站的发电机 - 其向主电网 401 供应电能。例如 风力涡轮发电机形式的发电机单元 404 也经由变压器。
38、站 405 向电网供应电功率。在发电厂 403 中可以集合多个发电机单元 404。 0069 发电机单元 404 可以是单个风力涡轮发电机 404、 风力涡轮发电厂 403、 诸如太阳 能热发电机的其他个体发电机、 或包括多个发电机的发电厂。 0070 抑制控制器411连接至公共连接点410， 即， 位于变压器站405的电网侧处的点， 以 用于根据与公用电网相关的测量或评估的电气参数 （即， 从测量或评估的电网电压、 有功或 无功电网电流、 有功或无功电网功率、 电网频率或发电机 402 的发电机速度的值） 来确定主 功率抑制基准 202。 0071 所确定的主功率抑制基准 202 被供应至抑。
39、制分配器 （dispatcher） 412， 所述抑制 分配器 412 例如如上所述通过将主功率抑制基准 202 划分为半周期 221、 222 并且从所述半 周期限定个体基准 301-305， 来从所述主功率抑制基准 202 确定诸如第一至第五基准信号 301-305 的个体抑制基准。 0072 图 4 示出了本发明的实施例的控制设备 413 的一个实施例， 其中控制设备 413 既 包括抑制控制器411又包括抑制分配器412。 因此， 对于该实施例来说， 控制设备413包括 ： 输入端， 其用于接收测量或评估的与公用电网相关的电气参数 ； 以及输出端， 其用于向发电 说 明 书 CN 10。
40、3858301 A 9 7/8 页 10 机单元 404 或分配器发送所确定的基准信号 301-305 以分配基准信号 301-305。 0073 根据另一实施例， 无需使用测量或评估的与公用电网相关的电气参数， 例如， 测量 的电网功率值， 而是根据主功率抑制基准 202 来确定个体基准信号 301-305。在本发明的 该实施例中， 控制设备 413 包括 ： 处理器， 其用于从主功率抑制基准 202 来确定基准信号 301-305（即， 处理器等于抑制分配器 412） ； 输入端， 其用于接收所述主功率抑制基准 202 ； 以及输出端， 其用于所确定的基准信号 301-305。 0074 。
41、根据再一实施例， 个体基准信号 301-305 可以直接根据电网的电气参数直接确定 而无需主功率抑制基准 202 的初始确定。在本发明的该实施例中， 控制设备 413 包括 ： 处理 器， 其用于如上所述直接根据电网的电气参数来确定基准信号 301-305 ； 输入端， 其用于接 收所述电气参数 ； 以及输出端， 其用于所确定的基准信号 301-305。 0075 因此， 处理器的功能取决于如何确定个体控制基准。 因此， 处理器被理解为能够根 据上面解释的三个实施例中的任意一个来确定个体基准信号 301-305 的处理器或控制系 统， 即， 处理器也可以被理解为被配置为执行抑制控制器 411 。
42、和抑制分配器 412 的功能。 0076 图 5A-C 示出了控制设备 413 的处理器 531-533 的三个实施例。在图 5A 中， 处理 器 531 等于抑制控制器 411 和抑制分配器 412， 使得根据电气参数 541 来确定个体基准信 号 301-305。在图 5B 中， 处理器 532 直接根据主功率抑制基准 202 来确定个体基准信号 301-305。在图 5C 中， 处理器 533 直接根据电气参数 541 来确定个体基准信号 301-305。 0077 处理器， 例如抑制分配器 412 可以进一步被配置为在发电机单元 404 中分配个体 功率抑制基准信号301-305。 替。
43、代地或另外地， 分配个体基准信号301-305的能力可以位于 单独的分配器单元， 例如位于风力涡轮发电厂的位置。应理解的是个体基准信号 301-305 可以被施加至位于诸如单个厂 403 的单个位置或多个位置的发电机单元 404。 0078 控制设备 413， 例如处理器， 可以被配置为周期性地向发电机单元 404 施加基准信 号 301-305， 以使得例如每个基准信号的不起作用部分的持续时间最大化。 0079 在另一实施例中， 控制设备 413 被配置为根据有多少个发电机单元的元件发生振 动来确定哪一个发电机单元 404 将接收接下来的个体抑制基准 301 或接下来的起作用部 分 311。。
44、通过这种方式， 能够向具有最低振荡幅值的发电机单元 404 施加抑制基准信号， 并 且从而避免其中振动相对较大， 例如大于预设阈值的发电机单元 404 的振动的进一步的激 发。 0080 根据该实施例， 控制设备 413 可以进一步包括输入端 420， 其用于接收表示多个发 电机单元中的每一个发电机单元的结构性振动状态的振动值， 并且根据每个发电机单元的 结构性振动状态来向发电机单元施加或分派基准信号。 结构性振动状态可以包括发电机单 元的元件的振动幅值。 发电机单元的振动状态可以通过发电机单元的传感器系统来测量或 评估并且发送至控制设备 413。 0081 向发电机单元施加抑制基准信号 30。
45、1-305 使得能够抑制电网振荡 201， 并且也可 以激发发电机单元404的部件的结构性振动。 然而， 能够向发电机单元404施加抑制基准信 号 301-305， 即， 起作用部分 311， 使得结构性振动被抑制或使得结构性振动的激发最小化。 0082 作为示例， 可以使得发电机的轴， 例如连接风力涡轮发电机的叶片与齿轮箱的轴， 发生振荡， 并且从而使得发电机速度发生振荡。可以施加抑制基准 301-305 以抵消发电机 速度中的振荡 ； 例如， 如果发电机速度的半周期增大， 则可以施加抑制基准 301-304 以抵消 说 明 书 CN 103858301 A 10 8/8 页 11 发电机速。
46、度的增大并且同时有助于抑制电网振荡。作为示例， 通过向发电机单元 404 施加 抑制基准信号 301-304- 例如具有减小发电并且从而减小发电机速度的效果的起作用半周 期 311、 312， 可以抵消发电机振荡的速度的增大。 0083 尽管已经在附图和上述描述中具体地示出和描述了本发明， 但是这种示出和描述 应被认为是示意性或示范性的， 而不是限制性的 ； 本发明不限于所公开的实施例。 本领域技 术人员通过对附图、 说明书和所附权利要求的学习， 在实践所要求保护的发明时能够理解 和实现所公开的实施例的其他变化。 在权利要求中， 词语 “包括” 并不排除其他元件或步骤， 并且不定冠词 “一” 。
47、或 “一个” 不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中所 记载的多个项的功能。 事实是记载在互不相同的从属权利要求中的某些测量结果并不表示 这些测量结果的组合不能被有利地使用。权利要求中的附图标记不应被理解为限制范围。 说 明 书 CN 103858301 A 11 1/5 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 103858301 A 12 2/5 页 13 图 2 说 明 书 附 图 CN 103858301 A 13 3/5 页 14 图 3 说 明 书 附 图 CN 103858301 A 14 4/5 页 15 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103858301 A 15 5/5 页 16 图 5 图 5C 说 明 书 附 图 CN 103858301 A 16 。