风力发电系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110080944A(43)申请公布日2019.08.02(21)申请号201810076827.9(22)申请日2018.01.26(71)申请人通用电气公司地址美国纽约州(72)发明人谭卓辉刘杨潘文光(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人徐予红张金金(51)Int.Cl.F03D7/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称风力发电系统及其控制方法(57)摘要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。CN110080944ACN110080944A权利要求书1/2页1.一种风力发电系统，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；连接在所述发电机和电网间的变换器，其中所述发电机的转子连接至所述变换器，所述发电机的定子的输出和所述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，控制所述变换器吸收转子侧的无功功率，并控制所述变换器增加线路侧的无功功率送出，以满足电网的无功功率需求。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述控制器包括管理模块，用于当转子转速小于预定值时，根据转子侧电压的最大承受电压值，转子侧电压采样值，以及网侧目标无功电流，得到定子侧目标无功电流，所述控制器根据所述定子侧目标无功电流管理转子侧无功功率和线路侧无功功率。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述管理模块包括依次连接的转子侧加法器，积分器，限幅器和运算器，其中转子侧加法器根据转子侧电压的最大承受电压值和转子侧电压采样值计算得到的结果，进一步通过积分器和限幅器，再通过运算器对网侧目标无功电流和限幅器得到的结果进行运算，得到定子侧目标无功电流。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述控制器包括无功功率调节器和电压调节器，其中所述无功功率调节器将网侧无功功率预设值以及网侧无功功率反馈值得到网侧目标电压，并将其输入所述的电压调节器，所述电压调节器根据所述网侧目标电压以及网侧电压反馈值得到所述网侧目标无功电流。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述控制器包括无功电流加法器，将网侧目标无功电流减去定子侧目标无功电流得到线路侧无功电流。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述控制器包括转子侧无功电流调节器，根据定子侧目标无功电流得到转子侧的控制电压信号，控制转子侧电压；和线路侧无功电流调节器，根据线路侧的目标无功电流得到线路侧的控制电压信号，控制线路侧电压。7.一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、连接在所述发电机和电网间的变换器、其中所述发电机的转子连接至所述变换器，所述发电机的定子的输出和所述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，并增加线路侧的无功功率送出，以满足电网的无功功率需求。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：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包括：当转子转速小于预定值时，根据转子侧电压的最大承受电压值，转子侧电压采样值，以及网侧目标无功电流，得到定子侧目标无功电流；和通过所述定子侧目标无功电流以及所述网侧目标无功电流得到线路侧的无功电流。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：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包括，根据所述定子侧目标无功电流生成转子侧电压控制信号，以及根据线路侧的目标无功电流生成线路侧的电压控制信号。10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：控制所述变换器在转子侧吸收无功功率，并2CN110080944A权利要求书2/2页增加线路侧的无功功率送出包括，通过网侧无功功率预设值和网侧无功功率反馈值得到网侧目标电压，以及通过网侧目标电压和网侧电压反馈值得到网侧目标无功电流。3CN110080944A说明书1/5页风力发电系统及其控制方法背景技术[0001]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。[0002]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