风力涡轮机转换器控制制造技术

一种控制满标度转换器系统的方法，其中电网侧逆变器单元和发电机侧逆变器单元两者都具有并联逆变器的串联连接并在串联连接的逆变器之间的电压电平下形成发电机侧电压中心点和电网侧电压中心点。电压中心点通过中心线导体电耦合。响应于第一转换器串的(ⅰ)电网侧逆变器和(ⅱ)发电机侧逆变器中的至少一个被禁用，通过禁用第二转换器串的(ⅰ)电网侧逆变器和(ⅱ)发电机侧逆变器中的至少一个的有功功率产生或相应地减小第二转换器串的有功功率产生，执行具有降额最大有功功率输出的转换操作，从而防止沿着中心线导体的补偿电流。

Wind turbine converter control

A control method of full scale converter system, which has a parallel inverter grid side inverter unit and generator side inverter unit two series connected between the inverter and series connected voltage level formed by the generator side and grid side voltage center point voltage center. The central point of the voltage is electrically coupled through the center line conductor. In response to the first converter on the grid side inverter (I) and (II) at least one of the generator side inverter is disabled by disabling second converter series grid side inverter (I) and (II) the active power of at least one generator side in the inverter to produce or decrease produce second active power converter on the implementation of conversion has reduced the amount of maximum active power output operation, thereby preventing the compensation current along the center line conductor.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风力涡轮机转换器控制
本专利技术涉及风力涡轮机转换器系统的领域，更具体地涉及被布置成甚至在风力涡轮机转换器系统的部分出现故障或低风速的情况下也维持风力涡轮机转换器系统的部分功率产生的风力涡轮机转换器系统。
技术介绍
EP2492504A1涉及对具有并联连接的转换器单元的风力涡轮机转换器系统中的(多个)转换器单元出现故障进行处理。在转换器单元出现故障的情况下，由有故障的转换器单元转换的功率分布在其它转换器单元当中，遵循其它转换器-单元的最大容量。
技术实现思路
根据第一方面，提供了控制满标度转换器系统的方法，满标度转换器系统用于转换由可变速度风力涡轮机的发电机产生的有功功率以馈送到配电网。转换器系统包括并联连接的发电机侧逆变器的串联连接和并联连接的电网侧逆变器的串联连接。发电机侧逆变器和电网侧逆变器的串联连接背对背地连接在它们的DC侧上以形成公共DC链路。处于串联连接的同一电压电平的发电机侧逆变器和电网侧逆变器形成至少第一和第二转换器串。发电机侧逆变器和电网侧逆变器在串联连接的逆变器之间的电压电平下分别形成发电机侧电压中心点和电网侧电压中心点，其中电压中心点由中心线导体耦合在一起，其中该方法包括使用降额最大有功功率输出来执行转换操作，包括：响应于第一转换器串的(ⅰ)电网侧逆变器和(ⅱ)发电机侧逆变器中的至少一个被禁用，禁用第二转换器串的(ⅰ)电网侧逆变器和(ⅱ)发电机侧逆变器中的至少一个的有功功率产生，或相应地减小第二转换器串的有功功率产生，从而防止沿着中心线的补偿电流。根据第二方面，提供了用于转换由可变速度风力涡轮机的发电机产生的有功功率以馈送到配电网的满标度转换器系统。转换器系统包括转换器控制系统、并联连接的发电机侧逆变器的串联连接和并联连接的电网侧逆变器的串联连接。发电机侧逆变器和电网侧逆变器的串联连接背对背地连接在它们的DC侧上以形成公共DC链路。处于串联连接的同一电压电平的发电机侧逆变器和电网侧逆变器形成至少第一和第二转换器串。发电机侧逆变器和电网侧逆变器在串联连接的逆变器之间的电压电平下分别形成发电机侧电压中心点和电网侧电压中心点，其中电压中心点由中心线导体耦合在一起。转换器控制系统被编程以使转换器系统利用降额最大有功功率输出来执行转换操作，包括：响应于第一转换器串的(ⅰ)电网侧逆变器和(ⅱ)发电机侧逆变器中的至少一个被禁用，禁用第二转换器串的(ⅰ)电网侧逆变器和(ⅱ)发电机侧逆变器中的至少一个的有功功率产生，或相应地减小第二转换器串的有功功率产生，从而防止沿着中心线导体的补偿电流。本专利技术的可选实施例的一般描述根据第一方面，提供了控制满标度转换器系统的方法，满标度转换器系统用于转换由可变速度风力涡轮机的发电机产生的有功功率以馈送到配电网。满标度转换器将可变频率电流(其频率取决于风速)转换成固定频率电流(例如50Hz电流)以馈送到电力网。电力网在本文中也被称为“配电网”或简单地被称为“电网”。满标度转换器是将发电机的100％的可变频率AC功率输出转换(当不忽视转换损耗时)成馈送到电网中的固定频率AC有功功率的转换器。满标度转换器系统包括并联连接的发电机侧逆变器的串联连接和并联连接的电网侧逆变器的串联连接。并联连接的发电机侧逆变器的串联连接例如耦合到发电机，而并联连接的电网侧逆变器的串联连接例如耦合到变压器。发电机侧逆变器是将可变频率AC电流转换成DC电流的整流器，而电网侧逆变器用于将DC电流转换成固定频率AC电流。因此例如，两个发电机侧逆变器彼此并联连接，其中处于第一电压电平的这些并联连接的逆变器串联连接到处于第二电压电平的两个其它发电机侧逆变器，这两个其它发电机侧逆变器彼此并联连接。同样例如，两个电网侧逆变器彼此并联连接，其中处于第一电压电平的这些并联连接的逆变器串联连接到处于第二电压电平的两个其它电网侧逆变器，这两个其它电网侧逆变器彼此并联连接。发电机侧逆变器和电网侧逆变器的串联连接背靠对地连接在它们的DC侧上以形成公共DC链路。这个背对背连接例如通过连接处于同一电压电平的电网侧逆变器和发电机侧逆变器的串联连接的并联连接的逆变器的正电位导体和负电位导体来实现。处于串联连接的同一电压电平的发电机侧逆变器和电网侧逆变器形成至少第一和第二转换器串。因此例如，在正电位下操作的发电机侧逆变器在本文中也被称为第一转换器串的发电机侧逆变器，第一转换器串是例如正转换器串。正转换器串的这些发电机侧逆变器串联连接到在负电位下操作的并联连接的发电机侧逆变器，其在本文中也被称为第二逆变器的发电机侧逆变器，第二逆变器是例如负转换器串。发电机侧逆变器和电网侧逆变器在串联连接的逆变器之间的电压电平下分别形成发电机侧电压中心点和电网侧电压中心点。通过将处于正电位的发电机侧逆变器的串联连接的发电机侧逆变器连接到处于负电位的串联连接的发电机侧逆变器，例如形成发电机侧电压中心点。同样，通过将处于正电位的电网侧逆变器的串联连接的电网侧逆变器连接到处于负电位的串联连接的电网侧逆变器，例如形成电网侧电压中心点。发电机侧电压中心点和电网侧电压中心点由中心线导体电气地连接。因而，连接到正电位导体以及连接到中心线导体的逆变器形成例如处于正电位的第一转换器串(正转换器串)。同样，连接到负电位导体以及连接到中心线导体的逆变器形成例如处于负电位的第二转换器串(负转换器串)。然而，“第一”和“第二”到正转换器串或负转换器串的分配是可互换的。该方法包括利用降额最大有功功率输出来执行转换操作。转换操作在本文中被称为将由风力涡轮机发电机产生的可变频率AC电流转换成固定频率AC电流以馈送到电网的操作。降额最大功率输出取决于所安装的转换器单元的实际数量，例如风力涡轮机转换器系统的最大有功功率输出的12.5％、25％或50％。术语“最大有功功率输出”在本文中被用作例如由转换器系统的物理上限给出的有功功率输出的阈值。利用降额最大有功功率输出来执行转换操作因此是利用有功功率输出的减小的上限来执行转换操作。利用降额最大功率输出来执行转换操作包括：响应于第一转换器串的(ⅰ)电网侧逆变器和(ⅱ)发电机侧逆变器中的至少一个被禁用，禁用第二转换器串的(ⅰ)电网侧逆变器和(ⅱ)发电机侧逆变器中的至少一个的有功功率产生。当第一转换器串的电网侧或发电机侧逆变器被禁用时，第一转换器串的瞬时有功功率输出由所禁用的发电机侧或电网侧逆变器的瞬时有功功率输出减小。另外，第一转换器串的最大有功功率输出由所禁用的发电机侧或电网侧逆变器的最大有功功率输出减小。响应于第一转换器串的(ⅰ)发电机侧逆变器或(ⅱ)电网侧逆变器中的至少一个被禁用，第二转换器串的(ⅰ)电网侧逆变器和(ⅱ)发电机侧逆变器中的至少一个的有功功率产生例如有意被禁用，即，不是由于(多个)逆变器的故障，禁用第二转换器串的(多个)逆变器。这是也减小第二转换器串的瞬时有功功率输出以及最大有功功率输出的方式。如果逆变器被禁用，则这个逆变器的有功功率产生也被禁用。替代地，第二转换器串的有功功率产生相应地减小。为了提供示例，第二转换器串的有功功率产生减小，使得第二转换器串的有功功率输出等于第一转换器串的减小的有功功率输出，其通过第一转换器串的(ⅰ)发电机侧逆变器和(ⅱ)电网侧逆变器中的至少一个被禁用而减小。第二转换器串的最大有功功率输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制满标度转换器系统的方法，所述满标度转换器系统用于转换由可变速度风力涡轮机的发电机产生的要馈送到配电网的有功功率，所述转换器系统包括：并联连接的发电机侧逆变器的串联连接和并联连接的电网侧逆变器的串联连接，所述发电机侧逆变器和所述电网侧逆变器的串联连接背对背地连接在它们的DC侧上以形成公共DC链路，其中，在所述串联连接的同一电压电平下的发电机侧逆变器和电网侧逆变器形成至少第一转换器串和第二转换器串，其中，所述发电机侧逆变器和所述电网侧逆变器在串联连接的所述逆变器之间的电压电平下分别形成发电机侧电压中心点和电网侧电压中心点，其中，所述电压中心点由中心线导体耦合在一起，其中，所述方法包括利用降额最大有功功率输出来执行转换操作，包括：响应所述第一转换器串的(ⅰ)所述电网侧逆变器和(ⅱ)所述发电机侧逆变器中的至少一个被禁用，禁用所述第二转换器串的(ⅰ)所述电网侧逆变器和(ⅱ)所述发电机侧逆变器中的至少一个的有功功率产生，或相应地减小所述第二转换器串的有功功率产生，从而防止沿着所述中心线导体的补偿电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.16 DK PA2015702221.一种控制满标度转换器系统的方法，所述满标度转换器系统用于转换由可变速度风力涡轮机的发电机产生的要馈送到配电网的有功功率，所述转换器系统包括：并联连接的发电机侧逆变器的串联连接和并联连接的电网侧逆变器的串联连接，所述发电机侧逆变器和所述电网侧逆变器的串联连接背对背地连接在它们的DC侧上以形成公共DC链路，其中，在所述串联连接的同一电压电平下的发电机侧逆变器和电网侧逆变器形成至少第一转换器串和第二转换器串，其中，所述发电机侧逆变器和所述电网侧逆变器在串联连接的所述逆变器之间的电压电平下分别形成发电机侧电压中心点和电网侧电压中心点，其中，所述电压中心点由中心线导体耦合在一起，其中，所述方法包括利用降额最大有功功率输出来执行转换操作，包括：响应所述第一转换器串的(ⅰ)所述电网侧逆变器和(ⅱ)所述发电机侧逆变器中的至少一个被禁用，禁用所述第二转换器串的(ⅰ)所述电网侧逆变器和(ⅱ)所述发电机侧逆变器中的至少一个的有功功率产生，或相应地减小所述第二转换器串的有功功率产生，从而防止沿着所述中心线导体的补偿电流。2.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于从所述发电机接收到低于所述降额最大有功功率输出的AC输入功率，通过禁用所述第一转换器串的(ⅰ)所述电网侧逆变器和(ⅱ)所述发电机侧逆变器中的至少一个并且通过禁用所述第二转换器串的(ⅰ)所述电网侧逆变器和(ⅱ)所述发电机侧逆变器中的至少一个来执行具有所述降额最大有功功率输出的转换操作。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一转换器串的(ⅰ)所述电网侧逆变器和(ⅱ)所述发电机侧逆变器中的至少一个由于故障而被禁用。4.根据权利要求1到3中的任一项所述的方法，其中，响应于转换器串的电网侧逆变器被禁用，同一转换器串的发电机侧逆变器的有功功率产生也被禁用，并且当转换器串的发电机侧逆变器被禁用时，同一转换器串的电网侧逆变器的有功功率产生也被禁用。5.根据权利要求1到4中的任一项所述的方法，其中，禁用电网侧逆变器或发电机侧逆变器的有功功率产生包括不再将脉冲宽度调制命令发送到被禁用的发电机侧逆变器或电网侧逆变器。6.根据权利要求1到5所述的方法，其中，所述转换器系统包括在所述发电机侧逆变器的AC侧上的至少一个断路器，所述至少一个断路器用于通过断开所述发电机侧逆变器与所述发电机之间的连接来禁用所述发电机侧逆变器，并且所述转换器系统包括在所述电网侧逆变器的所述AC侧上的至少一个断路器，所述至少一个断路器用于通过断开所述电网侧逆变器与所述变压器之间的连接来禁用所述电网侧逆变器。7.根据权利要求3到6中的任一项所述的方法，其中，通过下列操作中的至少一个来检测(ⅰ)所述发电机侧逆变器和(ⅱ)所述电网侧逆变器中的至少一个的故障：(ⅰ)比较在转换器串功率输入和转换器串功率输出处进行的(ⅰ)电流、(ⅱ)电压、(ⅲ)功率测量中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·G·尼尔森，S·安德森，L·赫勒，D·D·团，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统集团公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK