发电机转矩控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102985685A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102985685A(43)申请公布日2013.03.20(21)申请号201180033377.1(51)Int.Cl.(22)申请日2011.07.06F03D9/00(2006.01)H02K7/18(2006.01)(30)优先权数据F03D7/02(2006.01)10006961.62010.07.06EPF03D7/04(2006.01)(85)PCT申请进入国家阶段日2013.01.05(86)PCT申请的申请数据PCT/EP2011/0033462011.07.06(87)PCT申请的公布数据WO2012/003970EN2012.01.12(71)申请人通用电气能源转换技术有限公司地址英国沃里克郡(72)发明人班纳姆-霍尔·多米尼克·大卫泰勒·加雷斯·安东尼史密斯·克里斯多夫·艾伦(74)专利代理机构北京英特普罗知识产权代理有限公司11015代理人齐永红常春权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书77页页附图附图66页(54)发明名称发电机转矩控制方法(57)摘要风轮机通常包括一个发电机和一个具有固有周期的转动机械系统。本发明涉及一种用于最小化发电机转子速度的振荡的控制发电机转矩的方法。在发生电网故障或电网暂态，或功率变换器发生故障时，发电机转矩如图表（c）所示地，随着时间以一基本恒定的速率下降。所述发电机转矩下降的速率与发电机的标称额定转矩成比例，并与所述转动机械系统的固有周期的整数倍成反比。CN1029856ACN102985685A权利要求书1/2页1.在一包括一发电机（4），和一具有固有周期Tn的转动机械系统的风轮机中，一种控制发电机转矩的方法包括在故障状况期间根据下列公式随着时间t以一基本恒定的速率降低发电机转矩的步骤：其中：额定转矩为发电机（4）的标称额定转矩，n为一整数，以及c为一常数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述风轮机还包括一具有至少一个轮机叶片的轮机总成，所述方法还包括改变该至少一个轮机叶片的俯仰角，以在故障状况期间最小化发电机速度峰值的步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，一旦检测到所述故障状况，就改变所述至少一个轮机叶片的俯仰角。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述方法进一步包括在故障状况期间，在以一基本恒定的速率降低所述转矩之前，使所述发电机转矩在一段时间内保持基本恒定的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述至少一个轮机叶片的俯仰角被改变期间，令所述发电机转矩保持基本恒定。6.根据权利要求1所述的方法，其中，一旦检测到所述故障状况，所述转矩就以一基本恒定的速率下降。7.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中，所述风轮机还包括一个由一个发电机桥控制器（20）控制的发电机桥（10），所述方法还包括通过将缓变率限值施加于被所述发电机桥控制器（20）使用的一转矩参考值和/或一转矩轴电流参考值（Iq*_ref）上，而以一基本恒定的速率降低所述转矩的步骤。8.一种风轮机，其包括：发电机（4）；具有固有周期Tn的转动机械系统，所述转动机械系统包括一具有至少一个轮机叶片的轮机总成，一发电机（）的一转子总成以及任何相关联的驱动轴；以及，功率变换器；其中，所述功率变换器受控在故障状况期间根据下列公式随着时间t以一基本恒定的速率使发电机转矩下降：其中：额定转矩为发电机（4）的标称额定转矩，n为一整数，以及c为一常数。2CN102985685A权利要求书2/2页9.根据权利要求8所述的风轮机，其中，所述轮机总成还包括一受控改变该至少一个轮机叶片的俯仰角的俯仰角执行器，以在故障状况期间使得发电机速度的峰值最小化。10.根据权利要求8或9所述的风轮机，其中，所述功率变换器包括一被发电机桥控制器（20）控制的，通过将缓变率限值施加于被所述发电机桥控制器（20）使用的一转矩参考值和/或一转矩轴电流参考值上，以在故障状况期间使发电机转矩以一基本恒定的速率下降的发电机桥（10）。3CN102985685A说明书1/7页发电机转矩控制方法[0001]说明书技术领域[0002]本发明涉及发电机转矩控制方法，尤其涉及一种在故障状况期间控制风轮机的发电机的转矩的方法。背景技术[0003]利用风轮机直接驱动或利用齿轮箱驱动发电机的转子，可以将风能转化为电能。在发电机定子端得到的交流频率（“定子端电压”）与转子的速度成正比。发电机各端子的电压还作为速度的函数，并根据发电机的具体类型，作为通量水平的函数而变化。为了优化能量获取，风轮机输出轴的速度会随驱动轮机叶片的风速而变化。为了限制在高风速下的能量获取，通过改变轮机叶片的俯仰角（pitch）来控制输出轴的速度。利用功率变换器可以将发电机的