[发明专利]风力发电系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种风力发电系统，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；用于将所述电能转换成期望的电能用于供应至电网的变换器，其中所述发电机的转子连接至变换器，所述发电机的定子的输出和变换器的输出都连接到所述电网；控制器，用于当转子转速小于预定值时，控制变换器在转子侧吸收无功功率，并增加线路侧的无功功率送出，以满足电网的无功功率需求。

背景技术

随着全球能源资源的日益短缺及环境污染的日益严峻，清洁可再生能源，特别是风能已经得到快速发展。风力涡轮机在该方面备受关注。

已知风力涡轮机的运行与风速有关。例如，风力涡轮机具有用于确定风力发电系统的运行状态的预定的风速阈值。其中一个这样的阈值为切入风速，其被定义为风力发电系统开始发电的风速。另一个阈值为切出风速，其被定义为风力涡轮机能够运行而传递电力的最高风速。通常，在风速高于切出风速时，将停止发电。

基于国际电工技术委员会(International Electro-technical Commission，IEC)标准，将风区划分为四类：一类风区(在该风区的平均风速在8.5米/秒到10米/秒的范围内)、二类风区(在该风区的平均风速在7.5米/秒到8.5米/秒的范围内)、三类风区(在该风区的平均风速在6.0米/秒到7.5米/秒的范围内)、以及四类风区(在该风区的平均风速低于6.0米/秒)。在过去，大部分的技术开发都集中在中高速风区。

发明内容

在一个实施例中，本公开提供了一种风力发电系统，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；用于将所述电能转换成期望的电能用于供应至电网的变换器，其中所述发电机的转子连接至变换器，所述发电机的定子的输出和变换器的输出都连接到所述电网；控制器，用于当转子转速小于预定值时，控制所述变换器在转子侧吸收无功功率，并增加线路侧的无功功率送出，以满足电网的无功功率需求。

在另一个实施例中，本公开提供了一种控制风力发电系统的方法，其中，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、用于将所述电能转换成期望的电能用于供应至电网的变换器，其中所述发电机的转子连接至变换器，所述发电机的定子的输出和变换器的输出都连接到所述电网，其特征在于，包括：当转子转速小于预定值时，控制所述变换器在转子侧吸收无功功率，并增加线路侧提供的无功功率送出，以满足电网的无功功率需求。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面及优点将能够更好理解，其中：

图1是根据本发明的一个具体实施方式的示意性风力发电系统的示意图；

图2是根据本发明的一个具体实施方式的控制器示意图；

图3是根据本发明的一个具体实施方式的控制器的无功功率调节器，电压调节器的示意图；

图4是根据本发明的一个具体实施方式的控制器的管理模块示意图；

图5是根据本发明的一个具体实施方式的风力发电系统控制流程图；

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明所要求保护的主题，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。在以下对这些具体实施方式的详细描述中，本说明书对一些公知的功能或构造不做详细描述以避免不必要的细节而影响到本发明的披露。