开关转换器的主动去同步制造技术

公开了开关转换器的主动去同步。描述了一种发电机场地（100），例如风力场地，包括诸如风力涡轮机设备的至少两个发电机设备（102a、102b、102c），其中，每个发电机设备包括用于提供电输出功率（106）的开关转换器（104）。此外，提供了一种用于向开关转换器（104）提供开关参数设置（120a、120b、120c）的中央控制器（118）。所述至少两个发电机设备（102a、102b、102c）中的每一个还包括用于接收例如以GPS信号的形式的公共时间信号（129）的定时单元（127）。所述至少两个发电机设备（102a、102b、102c）中的每一个的开关转换器（104）被配置为用于用基于公共时间信号（129）的时间协调响应于各开关参数设置来控制至少一个开关参数（120a、120b、120c）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电机场地(power generator park)的领域且特别地涉及具有包括开关转换器(switching converter)的发电机设备的发电机场地。
技术介绍
谐波干扰是在发电中使用频率转换器的缺点之一。频率转换器的开关电路是产生谐波振荡的主要源头之ー。用于减少所述谐波影响的多个措施是已知的，例如电网滤波器(grid filter),增加开关频率,或者用光纤来削减(paring)多个润轮机以便使润轮机之间的开关阶段(switching phase)去同步。然而，已知措施具有昂贵、增加电损耗且在削减润轮机的情况下在物理范围方面受到限制的缺点中的至少ー个。 鉴于上述情况，存在对使得能够在基本上避免或至少减少上面确定的问题中的一个或多个的同时提供具有至少两个发电机设备的发电机场地的改进技术的需要。
技术实现思路
由根据独立权利要求的主题来满足此需要。由从属权利要求来描述本文公开的主题的有利实施例。根据本文公开的主题的第一方面，提供了ー种发电机场地，其包括包含第一发电机设备和第二发电机设备的至少两个发电机设备，其中，每个发电机设备包括用于提供电输出功率的开关转换器。发电机场地还包括用于向第一发电机设备的开关转换器提供第一开关參数设置并向第二发电机设备的开关转换器提供第二开关參数设置的中央控制器，其中，所述至少两个发电机设备中的每ー个还包括用于接收公共时间信号的定时单元。所述至少两个发电机设备中的每ー个的开关转换器被配置为用于以基于公共时间信号的时间协调响应于各开关參数设置来控制至少ー个开关參数。这方面基于这样的思想，即通过提供公共时间信号和因此的公共时基，能够暂时地协调开关參数设置。在这里，在实施例中，此思想允许协调各开关參数设置，使得由每个发电机设备产生的谐波干扰被发电机场地的ー个或多个其它发电机设备的谐波干扰減少。然而，由单个发电机设备的开关參数设置的时间协调实现的此类阻尼(damping)要求对其执行时间协调(temporal coordination)的非常准确的时基。为此，提供了用于姆个发电机设备的定时单元以借助于公共时间信号来提供公共时基(time base)。在本文中一般地，术语“公共时间信号”包括单个信号，或者在其它实施例中，从单个源或从多个源接收的多个信号。此外，应在广泛的意义上解释术语“公共时间信号”，以允许从公共时间信号重构提取公共时基的任何形式覆盖公共时间信号。根据实施例，定时单元包括全球定位系统(GPS)接收机。在这种情况下，从以由全球定位系统传送的至少ー个全球定位信号的形式提供的公共时间信号导出公共时基。由于借助于全球定位系统来计算对象的位置要求准确的公共时基，所以此准确的公共时基还可以用于使开关频率设置并最終使依照本文公开的主题的开关转换器的开关操作去同歩。然而，应理解的是根据本文公开的主题的实施例，可以使用公共时间信号或公共时基的其它源。公共时间信号的另ー示例是从原子钟发射的时间信号或根据在IEEE 1588标准中定义的已知网络时间协议(NTP)或精密时间协议(PTP)提供的时间信号。然而，GPS系统提供高度准确的时基且可以低成本在全球的几乎任何位置上可用。根据实施例，发电机场地还包括用于测量发电机场地的输出功率中的谐波干扰的测量单元。该测量单元还被配置为用于响应于测量的谐波干扰来提供干扰信号。根据实施例，所述中央控制器被配置为用于根据干扰信号来提供第一开关參数设置和第二开关參数设置以从而减少输出功率中的谐波干扰。因此，通过不同发电机设备的开关參数设置的合适时间协调，能够实现谐波干扰的阻尼。此外，在实施例中，该测量提供ー种闭环系统，其中，可以将中央控制器配置为用于响应于测量的谐波干扰来适配开关參数，从而使由发电机场地提供的输出功率中的谐波干扰最小化或至少减少该谐波干扰。本文公开的主题的其它实施例是开环系统。根据另ー实施例，每个发电机设备或至少某些发电机设备可以包括用于确定作用在各发电机设备的开关转换器上的阻抗的阻抗确定单元。在实施例中，阻抗确定单元被配置为用于通过使用涡轮机中和接入点处的电压、电流和相位的測量来计算作用在开关转换器上的阻抗。在实施例中，阻抗确定単元包括用于测量涡轮机中和接入点处的电压、电流和相位的测量子単元。此外，在实施例中，中央控制器被配置为用于根据作用在其开关转换器上的阻抗将例如第一开关參数设置和第二开关參数设置的开关參数设置提供给至少两个发电机设备中的相应的ー个。例如，在实施例中，第一发电机设备和第二发电机设备每个包括用于分别測量第一发电机设备和第二发电机设备的开关转换器处的阻抗的测量単元。此外，在实施例中，中央控制器被配置为用于根据第一发电机设备的开关转换器处的阻抗来提供第一开关參数设置并根据第二发电机设备的开关转换器处的阻抗来提供第二开关參数设置。考虑开关转换器处的阻抗，可以使定义单独频率转换器的时间协调的分布策略最优化。在实施例中，分布策略定义在哪个负载处且用哪个开关參数设置操作哪个转换器。例如，如果开关转换器由于其输出端处的低阻抗而提供高功率，则假设此开关转换器的谐波干扰是相对高的。在这种情况下，可以至少部分地由用于两个或更多其它开关转换器的各开关參数设置及其时间协调来补偿具有高功率输出的开关转换器的谐波干扰。根据另ー实施例，发电机场地包括活动性単元，其提供指示所述至少两个发电机设备中的哪些发电机设备处于其中发电机设备产生输出功率的活动状态的活动性信号。例如，根据对电网中的电能的需要，可以将ー个或多个发电机设备设置为其中发电机设备不产生输出功率的不活动状态。用于不活动发电机设备的其它原因是例如维护、在太阳能发电机设备的情况下的黑暗或在风カ涡轮机设备的情况下的静止空气。根据实施例，中央控制器被配置为根据活动性信号来提供开关參数设置。換言之，在本文公开的主题的实施例中，中央控制器考虑了发电机场地的发电机设备中的ー个或多个是否处于不活动状态。例如，在实施例中，将活动性信号用于使活动发电机设备的单独开关转换器的时间协调策略最优化。在本文中一般地，开关转换器可以是任何类型的转换器，其通过开关活动在其输出端处产生电能。任何此类开关活动可以导致由开关转换器产生的输出功率中的谐波干扰。例如，在实施例中，开关转换器是频率转换器。根据实施例，发电机场地是风力场地且每个发电机设备是风力涡轮机设备。特别是在被相互间隔开相对远的距离的风力涡轮机设备的情况下，包括全球定位系统接收机的定时单元的使用是有利的，因为如果单独的发电机设备被间隔开较大的距离，全球定位系统接收机不涉及更高的成本。根据本文公开的主题的第二方面，提供了一种操作发电机场地的中央控制器的方法，其中，发电机场地包括包含第一发电机设备和第二发电机设备的至少两个发电机设备，并且其中，每个发电机设备包括用于提供电输出功率的开关转换器。根据第二方面的方法包括为第一发电机设备的开关转换器提供第一开关参数设置和为第二发电机设备的开关转换器提供第二开关参数设置，其中，所述开关参数设置包括对公共时基的参考。因此，根据本文公开的主题的实施例，开关参数设置包括对公共时基的参考，这又由于在发电机设备中所使用的开关转换器的开关操作中相关的短时间间隔而要求准确的公共时基。 根据第二方面的实施例，该方法还包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：KH詹森，M詹森，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：