[发明专利]用于防止风力涡轮电力系统的电压骤降的系统及方法

说明书

一种用于防止风力涡轮电力系统(200)的电压骤降的系统和方法(300)包括从风力涡轮电力系统(200)的公共联接点接收功率输入值和电压输入值。该方法(300)还包括将风力涡轮电力系统(200)的极限循环基准点确定为输入值的函数。该方法(300)还包括将极限循环基准点与至少一个预定阈值相比较。如果极限循环基准点大于至少一个预定阈值，则该方法(300)包括确定用于风力涡轮电力系统(200)的真实和无功电压命令的delta值。此外，该方法(300)包括基于delta值确定更新的真实和无功电压命令。因此，该方法(300)还包括基于更新的真实和无功电压命令操作风力涡轮电力系统(200)。

技术领域

本公开内容大体上涉及风力涡轮，并且更具体地涉及用于防止连接到电网上的风力涡轮电力系统的电压骤降的系统及方法。

背景技术

风力认作是目前可用的最清洁、最环境友好的能源中的一种，且风力涡轮在此方面得到增大的关注。现代风力涡轮通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型件原理获得风的动能。例如，转子叶片通常具有翼型件的截面轮廓，使得在操作期间，空气在叶片上流动，从而在侧部之间产生压差。因此，从压力侧朝吸入侧引导的升力作用于叶片上。升力在主转子轴上生成转矩，主转子轴啮合至发电机以用于发电。

在操作期间，风冲击风力涡轮的转子叶片，且叶片将风能转换成旋转地驱动低速轴的机械旋转转矩。低速轴构造成驱动齿轮箱，齿轮箱随后逐步升高低速轴的低转速以在增大的转速下驱动高速轴。高速轴大体上可旋转地联接到发电机上，以便旋转地驱动发电机转子。因此，旋转磁场可由发电机转子感生，且电压可在发电机定子内感生，发电机定子磁性地联接到发电机转子上。在某些实施例中，相关联的电力可传输至涡轮变压器，涡轮变压器通常经由电网断路器连接到电网上。因此，涡轮变压器逐步提升电力的电压振幅，使得变压的电力可进一步传输至电网。

在许多风力涡轮中，发电机转子可电联接到双向功率转换器上，功率转换器包括经由调节的DC链路连结到线路侧转换器上的转子侧转换器。更具体而言，一些风力涡轮(诸如风驱动的双馈感应发电机(DFIG)系统或全功率转换系统)可包括带有AC-DC-AC拓扑的功率转换器。

此外，多个风力涡轮可布置在预定地理位置，且电连接在一起以形成风电场。在一些情况下，风电场的各个独立风力涡轮可经由电网隔离变压器独立地连接到电网上。此外，风电场可经由配电变压器连接到电网上。此外，风力涡轮可布置成一个或多个群集，其中各个群集经由共同的群集变压器连接到电网上。

对于前述风力涡轮布置中的任一种，弱电网可在故障恢复期间产生功率和/或电压振荡以及瞬变电压不稳定的风险。因此，用于防止此风力涡轮电力系统的电压骤降的控制方法将是本领域中受欢迎的。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中阐述，或可从该描述中清楚，或可通过实施本发明认识到。

在一个方面，本主题针对一种用于防止连接到电网上的风力涡轮电力系统的电压骤降的方法。该方法包括经由风力涡轮电力系统的控制器从风力涡轮电力系统的公共联接点接收至少一个输入值。该方法还包括经由控制器将风力涡轮电力系统的极限循环基准点确定为输入值的函数。如本文使用的极限循环基准点代表该至少一个输入值与发生电压骤降处的操作点的接近。该方法还包括将极限循环基准点与至少一个预定阈值相比较。如果极限循环基准点大于该至少一个预定阈值，则该方法包括确定用于风力涡轮电力系统的至少一个命令的delta值。此外，该方法包括基于delta值和该至少一个命令确定至少一个更新的命令。因此，该方法还包括基于该至少一个更新的命令操作风力涡轮电力系统。

在一个实施例中，输入值可包括公共联接点处的功率值和/或公共联接点处的电压值。因此，在另一个实施例中，该方法可包括将风力涡轮电力系统的极限循环基准点计算为功率值和电压值的函数。