[发明专利]用于模块化多电平变换器的控制系统

权利要求书

1.一种用于风力涡轮发电机的电力变换系统，其包括具有来自发电机的AC电压输入以及至DC链路的DC电压输出的机器侧变换器，其中，所述机器侧变换器是包括一个或多个变换器支路的模块化多电平变换器，所述一个或多个变换器支路对应于所述发电机的电气上的相应的一相或多相，所述变换器支路中的每者包括多个变换器单元，

所述系统进一步包括：

向所述机器侧变换器提供栅极信号的变换器控制模块以及被配置为估计所述发电机的平均电频率的电频率估计模块；

其中，所述栅极信号由所述变换器控制模块实施单元均衡算法而生成，所述栅极信号具有对应于所述发电机的电气上的至少一相的至少一个平均切换频率；

其中，所述变换器控制模块被配置为依据所述发电机的所述平均电频率来调制所述栅极信号的所述平均切换频率，

其中，通过载波信号和参考信号的比较执行所述栅极信号的确定，所述载波信号具有平均载波频率，所述变换器控制模块被配置为将所述载波信号的所述平均载波频率改变为与所述风力涡轮发电机的风力涡轮机桨叶的平均旋转频率成比例。

2.根据权利要求1所述的电力变换系统，其中，所述变换器控制模块将所述平均切换频率确定为与所述发电机的所述平均电频率成比例。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的电力变换系统，其中，所述变换器控制模块被配置为通过调制所述载波信号的所述平均载波频率而调制所述栅极信号的所述平均切换频率。

4.根据权利要求1到3中的任一项所述的电力变换系统，其中，所述变换器控制模块被配置为确定所述发电机的所述平均电频率是否超过了预定阈值，并且作为响应将所述平均切换频率设定至预定限度水平，从而保持所述系统的稳定性。

5.根据权利要求4所述的电力变换系统，其中，所述预定阈值是根据所述风力涡轮发电机的测量工作参数计算的可变阈值。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的电力变换系统，其中，所述预定阈值是最小速度阈值。

7.根据权利要求4或权利要求5所述的电力变换系统，其中，所述预定阈值是最大速度阈值。

8.根据权利要求1到7中的任一项所述的电力变换系统，其中，所述电频率估计模块包括锁相环或速度传感器。

9.根据权利要求1到8中的任一项所述的电力变换系统，包括具有来自所述机器侧变换器的DC电压输入以及至变压器的AC电压输出的线路侧变换器，其中，所述线路侧变换器是包括一个或多个变换器支路的模块化多电平变换器，所述一个或多个变换器支路对应于所述发电机的电气上的相应的一相或多相，所述变换器支路中的每者包括多个变换器单元，并且其中，所述电力变换系统被配置为向所述线路侧变换器提供栅极信号。

10.一种风力涡轮发电机，其包括根据权利要求1到9中的任一项所述的电力变换系统。

11.一种控制风力涡轮发电机的电力变换系统的方法，所述电力变换系统包括具有来自发电机的AC电压输入以及至DC链路的DC电压输出的机器侧变换器，其中，所述机器侧变换器是包括一个或多个变换器支路的模块化多电平变换器，所述一个或多个变换器支路对应于所述发电机的电气上的相应的一相或多相，所述变换器支路中的每者包括多个变换器单元，

所述方法包括以下步骤：

估计所述发电机的平均电频率；

生成具有至少一个平均切换频率并且对应于所述发电机的至少一相的栅极信号，所述栅极信号通过实施单元均衡算法而生成，通过载波信号和参考信号的比较执行所述栅极信号的确定，所述载波信号具有平均载波频率，所述载波信号的所述平均载波频率被改变为与所述风力涡轮发电机的风力涡轮机桨叶的平均旋转频率成比例；

依据所述发电机的所述平均电频率来调制所述栅极信号的所述平均切换频率；以及

将所述栅极信号传送至所述模块化多电平变换器。