[发明专利]风力发电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种风力发电系统，其特征在于，包括：

用于产生机械能的风力涡轮机；

用于将所述机械能转换成电能的发电机；

连接在所述发电机和电网之间的变换器，其中所述发电机的转子连接至所述变换器，所述发电机的定子的输出和所述变换器的输出都连接到所述电网；

控制器，所述控制器用于当转子转速小于预定值时，控制所述变换器以便吸收转子侧无功功率，并增加线路侧无功功率传输，以满足所述电网的无功功率需求。

2.如权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于，所述控制器包括管理模块，所述管理模块配置成当所述转子转速小于预定值时，根据转子侧电压的最大承受电压值，转子侧电压采样值，以及电网侧目标无功电流，得到定子侧目标无功电流，其中所述控制器根据所述定子侧目标无功电流管理所述转子侧无功功率和所述线路侧无功功率。

3.如权利要求2所述的风力发电系统，其特征在于，所述管理模块包括依次连接的转子侧加法器、积分器、限幅器和运算器，其中通过所述转子侧加法器、所述积分器、所述限幅器处理所述转子侧电压的所述最大承受电压值和所述转子侧电压采样值，以产生结果，并且然后所述结果和所述电网侧目标无功电流通过所述运算器处理以得到所述定子侧目标无功电流。

4.如权利要求2所述的风力发电系统，其特征在于，所述控制器包括无功功率调节器和电压调节器，其中所述无功功率调节器根据电网侧无功功率预设值以及电网侧无功功率反馈值得到电网侧目标电压，并将所述电网侧目标电压输入到所述电压调节器，所述电压调节器根据所述电网侧目标电压以及电网侧电压反馈值得到所述电网侧目标无功电流。

5.如权利要求2所述的风力发电系统，其特征在于，所述控制器包括无功电流加法器，所述无功电流加法器配置成从所述电网侧目标无功电流减去所述定子侧目标无功电流，以便得到线路侧无功电流。

6.如权利要求5所述的风力发电系统，其特征在于，所述控制器包括：转子侧无功电流调节器，所述转子侧无功电流调节器根据所述定子侧目标无功电流生成转子侧控制电压信号，以便控制转子侧电压；和线路侧无功电流调节器，所述线路侧无功电流调节器根据所述线路侧目标无功电流生成线路侧控制电压信号，以便控制线路侧电压。

7.一种控制风力发电系统的方法，所述风力发电系统包括：用于产生机械能的风力涡轮机；用于将所述机械能转换成电能的发电机；连接在所述发电机和电网之间的变换器，其中所述发电机的转子连接至所述变换器，所述发电机的定子的输出和所述变换器的输出都连接到所述电网，其特征在于，所述方法包括：

当转子转速小于预定值时，控制所述变换器以便吸收转子侧无功功率，并增加线路侧无功功率传输，以满足所述电网的无功功率需求。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，控制所述变换器以便吸收转子侧无功功率，并增加线路侧无功功率传输包括

当所述转子转速小于预定值时，根据转子侧电压的最大承受电压值、转子侧电压采样值以及电网侧目标无功电流，得到定子侧目标无功电流；和

根据所述定子侧目标无功电流以及所述电网侧目标无功电流得到线路侧无功电流。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，控制所述变换器以便吸收转子侧无功功率，并增加线路侧无功功率传输包括根据所述定子侧目标无功电流生成转子侧电压控制信号，以及根据所述线路侧目标无功电流生成线路侧电压控制信号。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，控制所述变换器以便吸收转子侧无功功率，并增加线路侧无功功率传输包括根据电网侧无功功率预设值和电网侧无功功率反馈值得到电网侧目标电压，以及根据所述电网侧目标电压和电网侧电压反馈值得到所述电网侧目标无功电流。