ES2593005T3

Continuous reactive power support for wind turbine generators

Abstract

A network (400, 500) of variable speed wind turbines (410, 412) that provides a wind farm and comprising: a plurality of respective wind turbine generators (410, 412) to generate the real power and reactive power, wherein said plurality of wind turbines (410, 412) are connected to an electrical supply network (430) through a common connection point (420) at which each wind turbine (410, 412) includes a variable frequency excitation converter system to control the flow of real power and reactive power, and also in which the excitation systems of the variable frequency converter are capable of contributing to the reactive power independently of the generators; and a control system (430, 450, 460, 470) coupled to each variable speed wind turbine (410, 412) and operable to determine the real and reactive power to be provided by each wind turbine (410, 412) with the In order to provide a desired control at the common connection point (420), the control system (430, 450, 460, 470) comprising an optimization controller that receives a power adjustment signal from a power modulator (470) , a wind park VAR signal from a voltage controller (450), and, optionally, a VAR adjustment signal from a condenser / bypass reactor manager (480), said optimization controller (460) calculating a power command individual reactive for each wind turbine (410, 412) that minimizes the losses of the wind farm system or optimizes a voltage distribution of the collecting system and providing individual reactive power commands to the respective wind turbine (410, 412) to provide the individually commanded reactive power.

ES2593005T3, drawing sheet 1
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6 claims: 2 independent, 4 dependent

  1. 1
    ES 2 593 005 T3 REIVINDICACIONES 1. Una red (400, 500) de turbinas eólicas de velocidad variable (410, 412) que proporciona un parque eólico y que comprende:una pluralidad de generadores de turbinas eólicas respectivas (410, 412) para generar la potencia real y potencia reactiva, en la que dicha pluralidad de turbinas eólicas (410, 412) están conectadas a una red de suministro eléctrico (430) a través de un punto de conexión común (420) en la que cada turbina eólica (410, 412) incluye un sistema de convertidor de excitación de frecuencia variable para controlar el flujo de potencia real y de potencia reactiva, y además en la que los sistemas de excitación del convertidor de frecuencia variable son capaces de contribuir a la potencia reactiva de forma independiente de los generadores;y un sistema de control (430, 450, 460, 470) acoplado a cada turbina eólica de velocidad variable (410, 412) y operable para determinar la potencia real y reactiva a ser proporcionada por cada turbina eólica (410, 412) con el fin de proporcionar un control deseado en el punto de conexión común (420), el sistema de control (430, 450, 460, 470) comprendiendo un controlador de optimización que recibe una señal de ajuste de potencia de un modulador de potencia (470), una señal VAR de parque eólico desde un controlador de tensión (450), y, opcionalmente, una señal de ajuste de VAR de un gestor de condensador/reactor de derivación (480), dicho controlador de optimización (460) calculando un comando de potencia reactiva individual para cada turbina eólica (410, 412) que reduce al mínimo las pérdidas del sistema del parque eólico u optimiza una distribución de tensión del sistema colector y proporcionando comandos de potencia reactiva individual a la turbina eólica respectiva (410, 412) para proporcionar la potencia reactiva comandada individualmente.
  2. 2
    La red (400, 500) de turbinas eólicas de velocidad variable (410, 412) de la reivindicación 1, que comprende además componentes de gestión de potencia conmutados (404, 406) acoplados con las turbinas eólicas (410, 412) y el sistema de control (430, 450, 460, 470), en el que los componentes de gestión de potencia conmutada son controlados por el gestor de condensador / reactor de derivación (480).
  3. 3
    Un procedimiento de control de un parque eólico que comprende:determinar la potencia a proporcionar a un punto de conexión común (420);proporcionar (740) comandos a las turbinas eólicas individuales (410, 412) en un sistema de turbinas múltiples, a partir de un sistema de control (430, 450, 460, 470) acoplado a cada turbina eólica (410, 412), en la que dicha pluralidad de turbinas eólicas (410, 412) están conectadas a una red de suministro eléctrico (430) a través del punto de conexión común (420) en la que cada turbina eólica respectiva (410, 412) incluye un sistema de convertidor de excitación de frecuencia variable para controlar el flujo de potencia real y de potencia reactiva, y además en la que los sistemas de excitación del convertidor de frecuencia variable son capaces de contribuir a la potencia reactiva independientemente de los generadores respectivos de cada turbina eólica (410, 412), los comandos de control de potencia activa y reactiva siendo generados por las turbinas eólicas individuales (410, 412);utilizar el sistema de control (430, 450, 460, 470) acoplado a cada turbina eólica de velocidad variable (410, 412) para determinar la potencia real y reactiva a ser proporcionada por cada turbina eólica (410, 412) a fin de proporcionar la determinada potencia en el punto de conexión común (420), el sistema de control (430, 450, 460, 470) comprendiendo un controlador de optimización que recibe una señal de ajuste de potencia de un modulador de potencia (470), una señal de parque eólico VAR desde un controlador de tensión ( 450), y, opcionalmente, una señal de ajuste de VAR de un gestor de condensador / reactor de derivación (480), dicho controlador de optimización (460) calculando un comando de potencia reactiva individual para cada turbina eólica (410, 412) que reduce al mínimo las pérdidas del sistema de parques eólicos u optimiza una distribución de la tensión del sistema colector;y proporcionar los comandos de potencia reactiva individuales a las turbinas eólicas respectivas (410, 412) para proporcionar la potencia reactiva comandada individualmente.
  4. 4
    El procedimiento de la reivindicación 3, que comprende además el control de encendido componentes de gestión de potencia cunmutada (404, 406), acoplados con la pluralidad de turbinas eólicas (410, 412) y el sistema de control (430, 450, 460, 470).
  5. 5
    El procedimiento de la reivindicación 3, en el que las turbinas eólicas individuales (410, 412) operan como reguladores VAR estáticos bajo cualquier condición de viento.
  6. 6
    El procedimiento de la reivindicación 3, en el que los comandos de las turbinas eólicas individuales (410, 412) incluyen un componente de potencia reactiva en la forma:ES 2 593 005 T3 en la que Q es un punto de operación nominal VAR que se proporciona a todas las turbinas eólicas (410, 412) en un parque eólico y es una pendiente gradual de potencia reactiva/potencia real multiplicada por la potencia (P) de la turbina eólica (410, 412).