專利名稱：控制連接到公用電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在公用電網(wǎng)(electric utility grid)發(fā)生故障時控制連接到所述公用電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的方法，根據(jù)權(quán)利要求10的導(dǎo)言的控制系統(tǒng)以及根據(jù)權(quán)利要求15的導(dǎo)言的風(fēng)力渦輪機(jī)。
背景技術(shù)：
典型地，為了能發(fā)電并向遠(yuǎn)離風(fēng)力渦輪機(jī)的用戶供電，將風(fēng)力渦輪機(jī)連接到公用電網(wǎng)。通過所述公用電網(wǎng)的傳輸線或配電線將電力發(fā)送給用戶。
通常通過電網(wǎng)斷開開關(guān)保護(hù)風(fēng)力渦輪機(jī)和其它連接到公用電網(wǎng)的發(fā)電裝置不受公用電網(wǎng)故障的影響。在檢測到故障時，所述開關(guān)將風(fēng)力渦輪機(jī)從公用電網(wǎng)斷開。可以將所述故障定義為某具體限制以上的電網(wǎng)變動，該限制例如，相對于所述電網(wǎng)電壓的額定值，電壓下降超過+/-5％。
在一些情況下，所述公用電網(wǎng)的故障包括短時間內(nèi)的幾次顯著的電壓下降，例如，下陷(sag)或“持續(xù)低電壓(brownout)”，它們屬于公用電網(wǎng)中最常被記錄的電力擾動。
所述風(fēng)力渦輪機(jī)的電網(wǎng)斷開的問題在于如下事實，由于來自風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的電力產(chǎn)生的損失，所述電壓變動在大小和持續(xù)時間上都可能增加。進(jìn)一步，所述斷開的風(fēng)力渦輪機(jī)在被再次連接到公用電網(wǎng)之前需要一段時間。斷開所述風(fēng)力渦輪機(jī)影響從該風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生電力，從而影響效益。
為了風(fēng)力渦輪機(jī)經(jīng)過一個短的電網(wǎng)故障，現(xiàn)有技術(shù)提出了不同的解決方案。然而，當(dāng)所述公用電網(wǎng)的電壓突然消失并且現(xiàn)代的可變速風(fēng)力渦輪機(jī)沒有從所述電網(wǎng)斷開時，其將遭受損壞。由風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)或變頻器中的快速升高的電壓導(dǎo)致所述損壞。當(dāng)由于大電流流過，尤其當(dāng)流到所述變頻器導(dǎo)致電網(wǎng)電壓返回時，將對所述風(fēng)力渦輪機(jī)造成進(jìn)一步損害。
在德國專利申請DE-A10206828中公開的現(xiàn)有技術(shù)建議在整流器和逆變器電路之間的DC鏈路中使用電阻器和功率晶體管，并將其并聯(lián)到所述DC鏈路的電容器。可以進(jìn)進(jìn)出出地切換所述電阻器，以對所述電容器放電，從而消除短時電壓尖峰。
本發(fā)明的一個目的在于建立這樣的技術(shù)，其能夠在公用電網(wǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時控制風(fēng)力渦輪機(jī)，而沒有上述缺點。
本發(fā)明的目的尤其在于產(chǎn)生一種彈性的技術(shù)，不管所述故障的性質(zhì)如何，其能夠在公用電網(wǎng)故障期間以及消除所述故障之后即刻保護(hù)所述風(fēng)力渦輪機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種方法，其在公用電網(wǎng)發(fā)生故障期間控制連接到所述公用電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)，所述方法包括如下步驟并且關(guān)于至少一個電力變換器限制值操作所述電力變換器(power converter)的至少兩個控制單元。
據(jù)此，建立了不包括前述缺點的方法。其優(yōu)點在于，所述方法允許在電網(wǎng)故障期間保護(hù)裝置進(jìn)行更有彈性的控制，其中在處理所述電網(wǎng)故障以及由此的具體后果時可以選擇很多不同的途徑。
尤其是，可以減小dV/dt值，從而避免任何可能例如損壞所述電力變換器的開關(guān)的電壓或電流尖峰。
在本發(fā)明的一個方面，關(guān)于所述電力變換器中的DC鏈路的最小或最大限制電壓值來操作所述至少兩個控制單元，以便保持所述DC鏈路的電壓值在所述最小和最大限制電壓值之間。據(jù)此，可以關(guān)于電壓、溫度值或者表示所述變換器的進(jìn)一步的工作值(work value)加上或減去控制單元，以便滿足和抑制所述故障的后果。
在本發(fā)明的一個方面，所述控制單元包括所述電力變換器的發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)側(cè)電路，該電路被操作，以在達(dá)到所述DC鏈路的所述最小或最大限制值時，將所述電力變換器從所述發(fā)電機(jī)和所述公用電網(wǎng)斷開。據(jù)此，如果所述電網(wǎng)故障過于嚴(yán)重，而在沒有從所述公用電網(wǎng)斷開的情況下不能度過，則其可以保護(hù)所述電力變換器。進(jìn)一步，其可以保存諸如DC鏈路電壓和變換器頻率值的一些最小數(shù)值，當(dāng)所述公用電網(wǎng)返回到正常功能性時，這些值將成為所述電力變換器的初始工作值。
在本發(fā)明的一個方面，所述控制單元進(jìn)一步包括一個或多個電阻器塊(resistor block)，其連接所述電力變換器中的DC鏈路的母線之間的至少一個電阻器。據(jù)此，可以通過所述電阻器將功率從所述DC鏈路的電容器傳到接地面，從而降低DC鏈路電壓。
在本發(fā)明的一個方面，所述至少一個電阻器被可切換地連接到所述母線。據(jù)此，可以減輕與所述塊的連續(xù)操作有關(guān)的所述塊遇到的緊張(strain)。
在本發(fā)明的一個方面，用取決于所述DC鏈路的電壓值的頻率切換所述電阻器塊的每一個。據(jù)此，可以優(yōu)化與電阻器塊有關(guān)的功率減小以及電力變換器的切換。
在本發(fā)明的一個方面，隨著所述DC鏈路的電壓值升高，所述電阻器塊接連變得起作用(active)。據(jù)此，可以將所述塊調(diào)整為所述故障情況的相關(guān)值。
在本發(fā)明的一個方面，在限制的時間段內(nèi)，各個所述電阻器塊是起作用的。據(jù)此，可以確保不會使所述塊工作過長時間，導(dǎo)致?lián)p壞所述控制系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一個方面，各個所述電阻器塊關(guān)于它們的塊溫度被操作并且變得起作用。據(jù)此，可以更加準(zhǔn)確地控制所述塊，并且因而延長所述塊的起作用期間。
本發(fā)明還涉及一種控制系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括所述電力變換器的至少兩個控制單元，在所述故障期間，關(guān)于至少一個電力變換器限制值控制所述電力變換器。據(jù)此，建立了一個先進(jìn)的控制系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一個方面，所述至少兩個單元包括多個電阻器塊，其中，各塊包括至少一個電阻器和開關(guān)。據(jù)此，可以單獨控制所述塊，并且優(yōu)化所述功率減小。
在本發(fā)明的一個方面，所述電阻器塊進(jìn)一步包括溫度測量裝置。
在本發(fā)明的一個方面，所述至少兩個單元還包括通過所述電力變換器的DC鏈路相互連接的所述電力變換器的發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)側(cè)電路。
在本發(fā)明的一個方面，所述系統(tǒng)包括測量DC鏈路電壓值的裝置，以及將所述值與限制值相比較的裝置，所述限制值諸如所述電力變換器中DC鏈路的最小或最大限制電壓值。
本發(fā)明還涉及風(fēng)力渦輪機(jī)，其包括所述電力變換器的至少兩個單元，其中關(guān)于至少一個電力變換器限制值控制所述電力變換器。
在本發(fā)明的一個方面，將所述電力變換器的所述至少兩個單元相互離開一定距離放置，例如，放置在機(jī)艙的不同位置處。據(jù)此，可以拉平來自不同單元的熱影響，以及最小化各個單元的任何必需的冷卻裝置的尺寸。


將在以下參考附圖描述本發(fā)明，其中圖1闡明了大型現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機(jī)；圖2闡明了根據(jù)本發(fā)明實施例的具有連接到公用電網(wǎng)的變頻器的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)；圖3闡明了所述變頻器的一部分；圖4a和4b示意性地闡明了過電壓控制單元和所述單元的柵極驅(qū)動器控制信號的例子；圖5闡明了所述過電壓控制單元的控制系統(tǒng)；圖6闡明了所述公用電網(wǎng)電壓的曲線以及在公用電網(wǎng)發(fā)生故障時的中間DC電壓的對應(yīng)曲線；圖7闡明了所述過電壓單元的柵極驅(qū)動器控制信號和所述中間DC電壓的對應(yīng)曲線；以及圖8闡明了在公用電網(wǎng)故障期間所述風(fēng)力渦輪機(jī)的溫度曲線。
具體實施例方式
圖1示出了具有塔架2和位于塔架頂部的風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙3的現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機(jī)1。包括三個風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子5，其被通過伸出機(jī)艙前端的低速軸連接到所述機(jī)艙。
如圖所示，由于作用在葉片上的升力，超過某種程度的風(fēng)將激活所述風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，并且使其在風(fēng)的垂直方向旋轉(zhuǎn)。所述旋轉(zhuǎn)運動被轉(zhuǎn)化為提供給公用電網(wǎng)的電力。
圖2闡明了可變速風(fēng)力渦輪機(jī)的優(yōu)選實施例，其包括雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)6和連接到所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的頻率和電力變換器12。
發(fā)電機(jī)6包括定子7，其通過斷開開關(guān)11和三相變壓器8連接到公用電網(wǎng)，并且可以直接向公用電網(wǎng)提供功率PSt(有功定子功率)和QSt(無功定子功率)或者從所述公用電網(wǎng)接收功率。
通過所述低速軸、傳動裝置以及高速軸(圖中未示出)由風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子(圖1所示的5)機(jī)械地驅(qū)動所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)子被電連接到變頻器12。變頻器12可以將可變的AC電壓轉(zhuǎn)換為中間DC電壓，并隨后轉(zhuǎn)換為具有固定頻率的固定AC電壓。
變頻器12包括轉(zhuǎn)子側(cè)變換器電路13，用以將發(fā)電機(jī)6的AC電壓整流為DC鏈路14處的DC電壓，或者將所述DC電壓轉(zhuǎn)換為將提供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的AC電壓。所述DC鏈路平滑DC鏈路電容器C上的DC電壓。電網(wǎng)側(cè)變換器電路15將所述DC電壓轉(zhuǎn)換為具有優(yōu)選頻率的AC電壓，或者相反。具有所得到的AC電壓和所述優(yōu)選頻率的轉(zhuǎn)子功率，Pr(有功轉(zhuǎn)子功率)和Qr(無功轉(zhuǎn)子功率)，被通過變壓器8傳送給所述公用電網(wǎng)，或者從所述公用電網(wǎng)接收該功率。
不管風(fēng)力以及風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子速度如何變化，可以控制所述風(fēng)力渦輪機(jī)從而以恒定電壓和頻率從發(fā)電機(jī)向公用電網(wǎng)供電。
所述DC鏈路進(jìn)一步包括至少兩個過電壓控制單元B1、Bn，電阻器塊，其被連接在DC鏈路的兩個母線之間。各控制單元被并聯(lián)到DC鏈路電容器C，并且包括串聯(lián)的至少電阻器R和可控電力開關(guān)SP。所述控制單元的當(dāng)前實施例還包括與電阻器和電力開關(guān)(power switch)反并聯(lián)的二極管。可以開啟或關(guān)閉所述電力開關(guān)，以便通過電阻器引導(dǎo)電流，并由此在電阻器中耗散功率P1、Pn。當(dāng)通過控制單元的電阻器導(dǎo)通電流，從而將電荷從DC鏈路電容器中清除時，可以降低DC鏈路電壓UDC。因此，在不能將一些或者全部功率PR導(dǎo)向公用電網(wǎng)的時間段，可以將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的功率耗散為過電壓控制單元中的功率P1、Pn。
定子和轉(zhuǎn)子的斷開開關(guān)11使得發(fā)電機(jī)從所述公用電網(wǎng)斷開，例如，這與風(fēng)力渦輪機(jī)上的維護(hù)工作或者公用電網(wǎng)中的孤立情形有關(guān)。進(jìn)一步，如果在較長時間內(nèi)持續(xù)涉及顯著電壓下降的電網(wǎng)故障，則可以將所述風(fēng)力渦輪機(jī)從所述公用電網(wǎng)斷開。
圖3闡明了變頻器的一部分，所述變頻器包括轉(zhuǎn)子側(cè)變換器電路的支路以及所述DC鏈路。所述支路是三相脈沖寬度調(diào)制(PWM)變頻器的一相，并且包括具有反并聯(lián)二極管的諸如絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的兩個電力開關(guān)SP。
DC鏈路電容器C和所述至少兩個過電壓控制單元B1、Bn被連接到DC鏈路的正負(fù)母線。
進(jìn)一步，所述附圖示意性地闡明了如何在所述至少兩個過電壓控制單元B1、Bn的電阻器中耗散功率，從而降低所述DC鏈路電壓?？刂扑鰡卧拈_關(guān)，使得可關(guān)于包括所述單元的變頻器的過電壓值和/或溫度同時或者在不同時間段在所述電阻器中耗散功率，如以下將進(jìn)行進(jìn)一步解釋的。
圖4a和4b示意性地闡明了所述過電壓控制單元以及控制所述單元的柵極驅(qū)動器控制信號G1、G2的例子。
圖4a闡明了本發(fā)明的一個實施例，其涉及連接到DC鏈路14的母線系統(tǒng)并且與DC鏈路電容器C并聯(lián)的四個過電壓控制單元B1-B4。
各個控制單元被示意性地描述為，包括電阻器R和由柵極驅(qū)動器控制信號G1或G2控制的開關(guān)SP。使用第一控制信號G1控制前兩個控制單元B1、B2，即，例如在風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙或塔架內(nèi)部的不同放置的單元中耗散相同量的功率。使用第二控制信號G2控制后兩個控制單元B3、B4，即，在不同放置的單元中耗散相同量的功率。
圖4b闡明了控制所述單元的柵極驅(qū)動器控制信號G1、G2的例子。所述附圖闡明了第一信號G1在某時間段內(nèi)從低關(guān)閉值變?yōu)楦唛_啟值，由此過電壓控制單元B1和B2將耗散功率。隨后，第二信號G2在某時間段內(nèi)從低關(guān)閉值變?yōu)楦唛_啟值，由此過電壓控制單元B3和B4將耗散功率。
所述例子闡明，控制所述過電壓控制單元，以便在不同的時段耗散功率，其中，所述時段是不同的持續(xù)時間，即，在所述控制單元中耗散不等量的功率。
然而，可以為單獨的控制單元選擇一些控制策略，例如，利用相同或不同值的電阻器以及利用相同或不同的時間段進(jìn)行控制。通過電阻器值和時間段的選擇，可以將控制單元面對的功率量化分為，例如，各單元相同的功率量或者不同的功率量。
圖5闡明了根據(jù)本發(fā)明的過電壓控制單元的控制系統(tǒng)的實施例。
所述系統(tǒng)包括來自測量裝置的對于微處理器μP的一些輸入值，諸如公用電網(wǎng)UNet的測量電壓值、變頻器12的DC鏈路電壓值UDC，以及控制單元B1-Bn的溫度。
所述微處理器進(jìn)一步包括到參數(shù)和數(shù)據(jù)存儲器PS的連接，其中所述存儲器可以保存限制值和閾值，諸如最大和最小DC鏈路電壓值以及溫度值。
所述最大值定義了對于變頻器的所述開關(guān)的危險的和可能導(dǎo)致?lián)p壞的過電壓。所述最小值定義了欠電壓，其導(dǎo)致將流經(jīng)所述變頻器的開關(guān)的危險的和可能導(dǎo)致?lián)p壞的電流。
所述溫度限制值定義了這樣的溫度值，其中，所述控制單元或變頻器在此溫度將被損壞。所述限制值還可包括時間值，諸如，控制單元可以是起作用的并且面對功率的最長時間段。進(jìn)一步，可以在存儲器中存儲閾值電壓或溫度值，其中所述值定義了對諸如激勵更多控制單元的動作進(jìn)行初始化的情形。
可以在存儲器中存儲其它值，諸如過電流值，其指示的變頻器開關(guān)的控制信號的更短終止(shorter termination)，例如用以限制風(fēng)力渦輪機(jī)的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流。
所述微處理器關(guān)于所述測量的和存儲的值通過柵極驅(qū)動器GD1-GDn控制多個控制單元B1-Bn。所述附圖闡明了每個柵極驅(qū)動器控制兩個控制單元，并且通常用相同的柵極驅(qū)動器控制信號來開關(guān)所述控制單元。然而，需要理解，可以通過所述微處理器和柵極驅(qū)動器單獨控制各個控制單元，或者僅通過一個柵極驅(qū)動器來控制兩個以上單元。
所述控制系統(tǒng)的優(yōu)選實施例可涉及兩個或四個控制單元，但是如果在給定應(yīng)用中具有優(yōu)勢，例如，在功率非常高的變頻器中的更多單元，也可以選擇其它數(shù)量。
圖6闡明了公用電網(wǎng)電壓UNet的曲線以及公用電網(wǎng)發(fā)生故障時的中間DC鏈路電壓UDC的對應(yīng)曲線的例子。
在所述例子中所述公用電網(wǎng)電壓被被示意性地闡明為曲線，其在電網(wǎng)故障期間從額定值迅速下降到非常接近零電壓的值。
DC鏈路電壓的對應(yīng)曲線包括由于所述DC鏈路電容器的能量存儲導(dǎo)致的傾斜。然而，所述值也降低，并最終達(dá)到值UDCmin，其中，所述轉(zhuǎn)子開關(guān)和電網(wǎng)側(cè)變換器電路被去激勵，從而將所述變頻器與所述發(fā)電機(jī)和所述公用電網(wǎng)分開。進(jìn)一步，去激勵在所述DC鏈路的母線之間連接的控制單元，并且因此，停止對所述DC鏈路電容器的放電。從而電壓UDC保持為值UDCmin，直到消除所述公用電網(wǎng)故障，并且所述公用電網(wǎng)電壓恢復(fù)其額定值，此時，電壓UDC也將返回其正常值。
據(jù)此，將初始電流值限制為電壓UDC，其保持在值UDCmin，直到電網(wǎng)電壓返回。
圖7進(jìn)一步闡明了所述控制系統(tǒng)中的多個過電壓單元的柵極驅(qū)動器控制信號G1、G2以及電網(wǎng)故障期間所述中間DC電壓UDC的對應(yīng)曲線。
所述附圖初始地闡明了所述電網(wǎng)故障如何導(dǎo)致過電壓增長到值U1(接近于Umax的值)。為了保護(hù)所述變頻器和所述風(fēng)力渦輪機(jī)，兩個柵極驅(qū)動器控制信號都變?yōu)楦咧?，從而激勵對?yīng)的控制單元。一段時間之后，所述電壓降低到較低值U4，并且一個控制信號變?yōu)榈椭?；去激勵對?yīng)的控制單元，并且隨后，另一個控制信號變?yōu)榈椭?；在所述電壓保持降低時去激勵最后一個控制單元。通過去激勵所有控制單元，所述電壓再次上升，并且所述控制系統(tǒng)可以再次激勵一個或多個控制單元，以便控制所述電壓，直到電網(wǎng)故障消失。
圖8闡明了公用電網(wǎng)故障期間所述風(fēng)力渦輪機(jī)的控制單元的溫度曲線，其中，所述故障開始于時刻t1。此時激勵所述一個或多個控制單元，并且面對由于它們對于變頻器的DC鏈路中的過電壓的限制而導(dǎo)致的功率量。于是，溫度曲線上升，并且在時刻t2達(dá)到活動的控制單元的溫度限制Tmax值。所述微處理器進(jìn)一步激勵控制單元，并且所述溫度在時刻t3降低到溫度限制Tmin，以及，結(jié)果，去激勵至少一個單元。繼續(xù)對活動的控制單元的數(shù)目進(jìn)行控制，直到電網(wǎng)故障消失。
已經(jīng)參考具體例子對本發(fā)明進(jìn)行了示例。
然而，可以理解，本發(fā)明不限于以上描述的具體例子，也可以用于各種類型的應(yīng)用，例如，連接到相同變頻器的多個風(fēng)力渦輪機(jī)。進(jìn)一步的應(yīng)用涉及連接到滿量程變頻器(full scale frequency converter)的風(fēng)力渦輪機(jī)的感應(yīng)和同步發(fā)電機(jī)。
更進(jìn)一步，可以理解，尤其可以以多種變形來設(shè)計所述變頻器，例如，設(shè)計為基于晶閘管的整流器和逆變器系統(tǒng)。
進(jìn)一步，可以理解，如果測量值直接或間接地對應(yīng)于上述電壓和溫度值，則本發(fā)明可以使用各種的測量值，例如，用電流值代替電壓值。如果至少在電網(wǎng)故障期間中所述測量對應(yīng)于以上所建議的，則也可以改變風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)中的測量位置。
清單1.風(fēng)力渦輪機(jī)2.風(fēng)力渦輪機(jī)塔架3.風(fēng)力渦輪機(jī)機(jī)艙4.風(fēng)力渦輪機(jī)轂5.風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子6.感應(yīng)發(fā)電機(jī)7.發(fā)電機(jī)的定子側(cè)，其包括與斷開開關(guān)和電網(wǎng)變壓器的連接8.公用電網(wǎng)發(fā)電機(jī)9.具有電壓UNet的公用電網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)10.發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)，其包括與變頻器的連接12.變頻器13.轉(zhuǎn)子側(cè)變換器電路14.在轉(zhuǎn)子和電網(wǎng)側(cè)變換器電路之間的DC鏈路15.電網(wǎng)側(cè)變換器電路16.與斷開開關(guān)和電網(wǎng)變壓器的變換器連接17.過電壓控制單元的控制系統(tǒng)Bn第n個過電壓控制單元C.DC鏈路電容器D.與電力開關(guān)反并聯(lián)的二極管En.啟用控制信號Gn.第n個柵極控制信號GDn第n個柵極驅(qū)動單元I.電流PR，QR有功和無功轉(zhuǎn)子功率通量PSt，QSt有功和無功定子功率通量P1，Pn在過電壓情形下通過控制單元的功率通量PS.參數(shù)/數(shù)據(jù)存儲器
R.電阻器SP電力開關(guān)，諸如絕緣柵雙極晶體管(IGBT)t.時間[秒]T.溫度[攝氏度]U.電壓[伏特]UNet公用電網(wǎng)電壓UDCDC鏈路中的電壓
權(quán)利要求
1.一種控制風(fēng)力渦輪機(jī)的方法，其在公用電網(wǎng)發(fā)生故障期間控制連接到所述電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中所述風(fēng)力渦輪機(jī)包括發(fā)電機(jī)和電力變換器，所述方法包括如下步驟檢測所述公用電網(wǎng)中的故障，以及關(guān)于至少一個電力變換器限制值操作所述電力變換器的至少兩個控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制風(fēng)力渦輪機(jī)的方法，其中，關(guān)于所述電力變換器中的DC鏈路的最小或最大限制電壓值來操作所述至少兩個控制單元，以便保持所述DC鏈路的電壓值在所述最小和最大限制電壓值之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制風(fēng)力渦輪機(jī)的方法，其中，所述控制單元包括所述電力變換器的發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)側(cè)電路，該電路被操作，以在達(dá)到所述DC鏈路的所述最小或最大限制值時，將所述電力變換器從所述發(fā)電機(jī)和所述公用電網(wǎng)斷開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任何一個所述的控制風(fēng)力渦輪機(jī)的方法，其中，所述控制單元進(jìn)一步包括一個或多個電阻器塊，其連接所述電力變換器中的DC鏈路的母線之間的至少一個電阻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制風(fēng)力渦輪機(jī)的方法，其中，所述至少一個電阻器被可切換地連接到所述母線。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的控制風(fēng)力渦輪機(jī)的方法，其中，用取決于所述DC鏈路的電壓值的頻率切換所述電阻器塊的每一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求4到6中任何一個所述的控制風(fēng)力渦輪機(jī)的方法，其中，隨著所述DC鏈路的電壓值升高，所述電阻器塊接連變得起作用。
8.根據(jù)權(quán)利要求4到7中任何一個所述的控制風(fēng)力渦輪機(jī)的方法，其中，在有限的時間段內(nèi)，各個所述電阻器塊是起作用的。
9.根據(jù)權(quán)利要求4到8中任何一個所述的控制風(fēng)力渦輪機(jī)的方法，其中，各個所述電阻器塊關(guān)于它們的塊溫度被操作并且變得起作用。
10.一種控制系統(tǒng)，用于在公用電網(wǎng)發(fā)生故障期間控制連接到所述電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)，所述系統(tǒng)包括檢測所述公用電網(wǎng)中的故障的裝置，以及電力變換器，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括在所述故障期間關(guān)于至少一個電力變換器限制值控制的所述電力變換器的至少兩個控制單元(B1-Bn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述至少兩個單元包括多個電阻器塊，其中，各塊包括至少一個電阻器(R)和開關(guān)(SP)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻器塊進(jìn)一步包括溫度測量裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求10到12中任何一個所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述至少兩個單元還包括通過所述電力變換器的DC鏈路相互連接的所述電力變換器的發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)側(cè)電路。
14.根據(jù)權(quán)利要求10到13中任何一個所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括用于測量DC鏈路電壓值的裝置，以及用于將所述值與限制值相比較的裝置，所述限制值諸如所述電力變換器中的DC鏈路的最小或最大限制電壓值。
15.一種連接到公用電網(wǎng)(9)的風(fēng)力渦輪機(jī)，其包括發(fā)電機(jī)(6)，連接到所述發(fā)電機(jī)和公用電網(wǎng)的電力變換器(12)，以及根據(jù)權(quán)利要求10到14中任何一個所述的控制系統(tǒng)，其包括關(guān)于至少一個電力變換器限制值控制的所述電力變換器的至少兩個單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，將所述電力變換器的所述至少兩個單元(B1-Bn)相互離開一定距離放置，例如，放置在機(jī)艙的不同位置處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在公用電網(wǎng)(9)發(fā)生故障期間控制連接到該電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的方法。所述方法包括如下步驟檢測所述公用電網(wǎng)中的故障，以及關(guān)于至少一個電力變換器限制值操作所述電力變換器(12)的至少兩個控制單元。本發(fā)明還涉及用于連接到公用電網(wǎng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的控制系統(tǒng)以及風(fēng)力渦輪機(jī)。
文檔編號F03D9/00GK101091305SQ200480044765
公開日2007年12月19日 申請日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者J·G·尼爾森, C·埃斯本森 申請人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司