[发明专利]功率转换器的控制和操作

说明书

操作风力涡轮(1)的方法，该风力涡轮(1)具有发电机(10)和功率转换器(60)。方法可包括：响应于操作状况来确定减小的第一功率设定点(94)；根据减小的第一功率设定点(94)来减小从线路侧转换器(66)到电网(80)的有功功率；确定对于机器侧转换器(62)的减小的功率设定点(92)；减小由机器侧转换器(62)施加到发电机(10)的转矩，使得由发电机(10)根据减小的第二功率设定点(92)来产生有功功率；以及只要第二功率设定点高于第一功率设定点，在一个或多个电阻元件(68)中耗散过剩功率。还提供配置成用于此类方法的风力涡轮。

技术领域

本公开内容涉及用于操作功率转换器(且特别是连接到风力涡轮的功率转换器)的方法。本公开内容还涉及用于操作风力涡轮的方法。且本公开内容还涉及包括连接到功率转换器的发电机的风力涡轮。

背景技术

现代风力涡轮通常用来向电网中供应电。该类风力涡轮大体上包括塔架和布置在塔架上的转子。转子(其典型地包括毂和多个叶片)在风对叶片的影响下进行旋转。所述旋转生成转矩，该转矩通常(normally)通过转子轴直接(“直接驱动”)或通过使用齿轮箱传递到发电机。这样，发电机产生可供应至电网的电。

发电机可通过功率转换器连接到电网。此类功率转换器可包括连接到电网的线路侧转换器、连接到发电机的转子的机器侧转换器，以及在线路侧转换器与机器侧转换器之间的DC链路。

功率转换器调节从发电机输出到电网的功率，且可控制施加到发电机定子的转矩。在风力涡轮的正常操作中，由发电机产生的有功功率将注入到电网中。可由发电机产生的功率取决于主要风速，而且取决于施加到发电机定子的转矩。风力涡轮的控制大体上将取决于主要风速，且大体上将选择叶片的桨距角和施加到定子的转矩，以便最大限度地增加电功率生成和注入到电网中的电功率。

然而，在一些情况下，电网上可出现异常，例如高频。根据一些电网规范，风力涡轮应能够减小从发电机朝电网输出的有功功率。例如，电网规范可规定以每秒25%减小有功功率输出的能力。还可出现其中没有异常(尚未)但要求来自风力涡轮或来自风场的有功功率减小的其它电网状况。

本公开内容涉及设计成能够应对此类电网状况的方法和系统。本公开内容还涉及在风力涡轮关闭的情况下操作的方法。

发明内容

在一方面，提供一种操作风力涡轮的方法，该风力涡轮具有发电机和功率转换器。方法包括：响应于操作状况来确定减小的第一功率设定点；以及根据减小的第一功率设定点来减小从线路侧转换器到电网的有功功率。方法还包括：确定对于机器侧转换器的减小的第二功率设定点；以及减小由机器侧转换器施加到发电机的转矩，使得由发电机根据减小的第二功率设定点来产生有功功率。方法还包括：只要第二功率设定点高于第一功率设定点，在一个或多个电阻元件中耗散过剩功率。

根据该方面，为线路侧转换器提供与为机器侧转换器不同的功率设定点。可选择对于线路侧转换器的功率设定点，以便例如顺应在给定时刻的电网要求。可为机器侧转换器选择不同的功率设定点。可允许两个设定点之间的差异，以便避免发电机或连接到它的(风力)涡轮的操作问题。

技术方案1. 一种操作风力涡轮(1)的方法，所述风力涡轮(1)具有发电机(10)和功率转换器(60)，所述方法包括：

响应于操作状况来确定减小的第一功率设定点(94)；

根据所述减小的第一功率设定点(94)来减小从线路侧转换器(66)到电网(80)的有功功率；

确定对于机器侧转换器(62)的减小的功率设定点(92)；

减小由所述机器侧转换器(62)施加到所述发电机(10)的转矩，使得由所述发电机(10)根据减小的第二功率设定点(92)来产生有功功率；以及

只要所述第二功率设定点高于所述第一功率设定点，在一个或多个电阻元件(68)中耗散过剩功率。