本發(fā)明涉及用于控制風場的方法的領域。此外，本發(fā)明涉及風場控制器和風場。此外，本發(fā)明涉及計算機可讀介質(zhì)和程序元件。

背景技術：
風場通常包括被連接到電網(wǎng)的多個風力渦輪機，該電網(wǎng)在一方面將所產(chǎn)生的能量傳送至消費者，并且另一方面提供頻率、電壓和無功功率支持。一般地，每個風力渦輪機包括風力渦輪機變壓器、風力渦輪機轉(zhuǎn)換器、風力渦輪機發(fā)電機和輔助設備，例如測量設備、閃光燈、偏航電動機等。在失去電網(wǎng)連接的情況下，必須為輔助設備提供功率。例如偏航電動機在電網(wǎng)連接失去時能夠操作可能是重要的。偏航電動機可以例如使風力渦輪機的吊艙旋轉(zhuǎn)至其中機械應力被最小化的位置。因此，提供了一種中央風場應急發(fā)電機，其提供所需有功功率。然而，必須首先激勵風力渦輪機變壓器。因此，風場應急發(fā)電機也必須能夠?qū)诟吆祥l電流的高量的無功功率輸送給所有變壓器。迄今為止，通過使用相對大的柴油發(fā)電機來解決此問題，其適合于向所有變壓器輸送合閘電流。然而，特別地，在離岸風場的情況下，提供用于此類巨大柴油發(fā)電機的平臺可能是困難且昂貴的。因此，可能需要一種用于控制風場的方法、風場控制器、風場、計算機可讀介質(zhì)和程序元件，其允許有較小的風場應急發(fā)電機。

技術實現(xiàn)要素：
可以由根據(jù)獨立權(quán)利要求的主題來滿足此需要。用從屬權(quán)利要求來描述本發(fā)明的有利實施例。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于控制被連接到電網(wǎng)的風場的方法，其中，該風場包括風場應急發(fā)電機和至少第一風力渦輪機，其中，第一風力渦輪機包括風力渦輪機變壓器、風力渦輪機轉(zhuǎn)換器和輔助設備，其中，所述方法包括檢測失去的電網(wǎng)連接、經(jīng)由風場應急發(fā)電機向輔助設備提供有功功率、經(jīng)由風力渦輪機轉(zhuǎn)換器來提供無功功率。例如，風力渦輪機轉(zhuǎn)換器可以是頻率轉(zhuǎn)換器。特別地，風力渦輪機轉(zhuǎn)換器可以是雙饋和/或滿標度系統(tǒng)。執(zhí)行所述方法所需的所有元件在當前風場中通?？捎?。因此，可以容易地用現(xiàn)有風場來執(zhí)行該方法。根據(jù)該方法的第一示例性實施例，該風場還包括用于連接第二風力渦輪機的風力渦輪機開關，并且該方法還包括閉合風力渦輪機開關以便連接第二風力渦輪機。風力渦輪機開關可以例如位于第一風力渦輪機中或第二風力渦輪機中。將風力渦輪機一個接一個地連接可以減小無功功率需求峰值。替換地或另外，可以將風力渦輪機的輻板（radials）一個接一個地連接。根據(jù)該方法的另一示例性實施例，經(jīng)由風力渦輪機轉(zhuǎn)換器來提供無功功率包括提供用于激勵第二風力渦輪機的風力渦輪機變壓器的無功功率。本實施例還可以減少應急發(fā)電機在失去到電網(wǎng)的連接的情況下必須提供的無功功率。根據(jù)該方法的另一示例性實施例，經(jīng)由風場應急發(fā)電機來向輔助設備提供有功功率包括使風場應急發(fā)電機電壓緩慢地從零斜坡向上至標稱值。本實施例可以增強電壓穩(wěn)定性。根據(jù)該方法的又另一示例性實施例，風場包括分路電抗器，特別地可變分路電抗器，并且該方法包括經(jīng)由分路電抗器來補償無功功率。因此，還可以減少風場應急發(fā)電機上的無功功率負載?？勺兎致冯娍蛊骺梢噪S著負載變化而連續(xù)地補償無功功率并從而可以保證電壓穩(wěn)定性?？勺兎致冯娍蛊骺梢詼p少由于切入和切出傳統(tǒng)固定分路電抗器而引起的電壓跳躍。根據(jù)該方法的又另一示例性實施例，風場包括靜態(tài)同步補償器且該方法還包括經(jīng)由靜態(tài)同步補償器來補償無功功率。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種適合于執(zhí)行根據(jù)上文已描述的實施例中的任一項所述的方法的風場控制器。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種風場，包括如上文已介紹的風場控制器、風場應急發(fā)電機和第一風力渦輪機，其中，第一風力渦輪機包括風力渦輪機變壓器和風力渦輪機轉(zhuǎn)換器。根據(jù)第一實施例，風場還包括第二風力渦輪機且第一風力渦輪機包括用于連接第二風力渦輪機的風力渦輪機開關。根據(jù)另一實施例，風場還包括分路電抗器，特別是可變分路電抗器。根據(jù)另一實施例，風場還包括靜態(tài)同步補償器。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種在上面存儲有用于處理物理對象的計算機程序的計算機可讀介質(zhì)，該計算機程序在被數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時適合于控制和/或執(zhí)行如上文所闡述的方法。計算機可讀介質(zhì)可以可被計算機或處理器讀取。計算機可讀介質(zhì)可以是例如但不限于電、磁、光學、紅外或半導體系統(tǒng)、設備或傳輸介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)可以包括以下介質(zhì)中的至少一個：計算機可分發(fā)介質(zhì)、程序存儲介質(zhì)、記錄介質(zhì)、計算機可讀存儲器、隨機存取存儲器、可擦除可編程只讀存儲器、計算機可讀軟件分發(fā)包、計算機可讀信號、計算機可讀電信信號、計算機可讀印刷品以及計算機可讀壓縮軟件包。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種用于處理物理對象的程序元件，該程序元件在被數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行時適合于控制和/或執(zhí)行如上文所述的方法。可以將該程序元件用任何適當?shù)木幊陶Z言實現(xiàn)為計算機可讀指令代碼，諸如，例如JAVA、C++，并且可以將其存儲在計算機可讀介質(zhì)（可移動磁盤、易失性或非易失性存儲器、嵌入式存儲器/處理器等）上。指令代碼可操作用于對計算機或任何其他可編程設備進行編程以執(zhí)行預定功能。該程序元件可以可從網(wǎng)絡獲得，諸如萬維網(wǎng)，其可以從該網(wǎng)絡被下載?？梢越柚谟嬎銠C程序或軟件來實現(xiàn)本發(fā)明。然而，還可以借助于一個或多個特定電子電路或硬件來實現(xiàn)本發(fā)明。此外，還可以以混合的形式、即以軟件模塊和硬件模塊的組合來實現(xiàn)本發(fā)明。應注意的是已參考不同的主題描述了本發(fā)明的實施例。特別地，已參考方法類型權(quán)利要求描述了某些實施例，而其他實施例是參考設備類型權(quán)利要求描述的。然而，本領域的技術人員將從以上和以下描述得出結(jié)論，除非被另外通知，除屬于一個類型的主題的特征的任何組合之外，還將關于不同主題的特征之間、特別是方法類型權(quán)利要求的特征與設備類型權(quán)利要求的特征之間的任何組合視為與本文檔一起公開。根據(jù)將在下文描述的實施例的示例，本發(fā)明的上文定義的方面和其他方面是顯而易見的，并且參考實施例的示例來解釋。下面將參考實施例的示例來更詳細地描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此。附圖說明圖1示出了風場的示例性實施例。圖2示出了典型穩(wěn)態(tài)交流發(fā)電機無功功率能力曲線。具體實施方式圖中的圖示是示意性的。圖1示出了被連接到電網(wǎng)2的風場1的示例性實施例。風場1包括風力渦輪機3、4、5和6以及風場應急發(fā)電機7，其可分別經(jīng)由風力渦輪機開關8、9、10、11和風場應急發(fā)電機開關12連接到電網(wǎng)2。然而，風場1可以包括多于明確地提到的四個風力渦輪機。每個風力渦輪機包括風力渦輪機變壓器13、14、15、16、風力渦輪機轉(zhuǎn)換器17、18、19、20、風力渦輪機發(fā)電機21、22、23、24以及輔助設備25、26、27、28。如圖1中所示，輔助設備25、26、27、28可以被獨立地連接到風力渦輪機變壓器13、14、15、16并與風力渦輪機轉(zhuǎn)換器17、18、19、20電流地隔離。風力渦輪機轉(zhuǎn)換器17、18、19、20兩者可以是用于雙饋和/或滿標度發(fā)生器系統(tǒng)的頻率轉(zhuǎn)換器。此外，提供了風力渦輪機轉(zhuǎn)換器開關29、30、31、32和風力渦輪機發(fā)電機開關33、34、35、36以分別地將風力渦輪機轉(zhuǎn)換器17、18、19、20連接至風力渦輪機變壓器13、14、15、16并將風力渦輪機發(fā)電機21、22、23、24連接至風力渦輪機轉(zhuǎn)換器17、18、19、20。此外，風力渦輪機3、4、5、6可以包括風力渦輪機開關37、38、39、40，其可以用來經(jīng)由在各輻板上通向下一個風力渦輪機的電纜41、42、43、44來建立到其他風力渦輪機的連接。即使在失去電網(wǎng)連接的情況下，也必須向風力渦輪機3、4、5、6的輔助設備25、26、27、28提供功率。因此，提供了風場應急發(fā)電機7。風場應急發(fā)電機7是同步發(fā)電機，其在離岸風場的情況下可以放置在離岸平臺上。同步發(fā)電機可以提供具有恒定頻率的有功功率。在失去電網(wǎng)連接的情況下，風場應急發(fā)電機7將通過集電極電網(wǎng)中的電纜和風力渦輪機變壓器13、14、15、16來對輔助設備進行供電。風場應急發(fā)電機可以提供的有功功率通常不僅取決于風場應急發(fā)電機的額定總功率，而且也取決于生成的有功功率。圖2示出了風場應急發(fā)電機的通常功率能力曲線，其中，總功率已被歸一化至1。x軸示出了無功功率R。負值對應于無功功率導入，即超前功率因數(shù)，并且正值對應于導出無功功率，即滯后功率因數(shù)。在y軸上示出了有功功率A。分別可以辨別第一、第二、第三、第四和第五操作區(qū)域45、46、47、48和49。應避免第一操作區(qū)域，因為電壓不穩(wěn)定。使風場發(fā)電機在第五操作區(qū)域中操作可以導致風場應急發(fā)電機的轉(zhuǎn)子過熱。一般地，應在第三操作區(qū)域中、即可接受穩(wěn)態(tài)操作區(qū)域中操作風力渦輪機應急發(fā)電機。然而，風場應急發(fā)電機可以為瞬態(tài)事件消耗/提供更多無功功率達幾秒。例如，在短時間段內(nèi)，其可以在第二操作范圍46內(nèi)或在第四操作范圍48內(nèi)操作。按一般規(guī)律（asaruleofthumb），風場應急發(fā)電機可以在不被損壞或失去輸出電壓的控制的情況下在超前功率因數(shù)負載中承載達到其額定無功功率能力的10%。然而，如果許多此類暫態(tài)事件相互前后地快速地發(fā)生，則可能出現(xiàn)問題。這可以導致過熱的發(fā)電機。超前功率因數(shù)的最常見來源是具有用于電動機的輸入濾波器和功率因數(shù)修正設備的輕負載通用電力系統(tǒng)（UPS）。在超前功率因數(shù)負載之前用滯后功率因數(shù)負載來加載風場應急發(fā)電機可以改善穩(wěn)定性。即使在失去電網(wǎng)連接的情況下，也必須激勵風力渦輪機變壓器。這可以導致高無功合閘電流，由于風力渦輪機變壓器的非線性磁特性，其可以比標稱電流高幾倍。根據(jù)圖1中描述的示例性實施例，在失去到電網(wǎng)2的連接的情況下，風場應急發(fā)電機7將首先經(jīng)由風力渦輪機開關8連接到風力渦輪機3以及其風力渦輪機變壓器13。風力渦輪機應急發(fā)電機7可以處理風力渦輪機變壓器13的無功功率需求。因此，風場應急發(fā)電機7可以經(jīng)由風力渦輪機變壓器13來供應風力渦輪機3的輔助設備25。風力渦輪機轉(zhuǎn)換器17然后可以提供附加無功功率。因此，可以在不用無功功率需求使風場應急發(fā)電機7過載的情況下經(jīng)由風力渦輪機開關9、10、11將其他風力渦輪機、特別是風力渦輪機9、10和11連接到電網(wǎng)2。風力渦輪機轉(zhuǎn)換器18、19、20然后可以提供其他無功功率，使得風力渦輪機開關37、38、39、40可以被閉合以連接在各個輻板上通向下一個風力渦輪機的電纜41、42、43、44。為了概括本發(fā)明的上述實施例，可以陳述較小風場應急發(fā)電機可以是足夠的。這在其中在平臺上可獲得有限地方的離岸風場的情況下可能是特別有利的。應注意的是術語“包括”不排除其他元件或步驟且冠詞“一”或“一個”的使用不排除多個。并且，可以將與不同實施例相關聯(lián)地描述的元件組合。還應注意的是不應將權(quán)利要求中的參考標號理解為限制權(quán)利要求的范圍。