功率轉換系統及其控制方法以及風力渦輪機發電系統的制作方法

功率轉換系統及其控制方法以及風力渦輪機發電系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開功率轉換系統及其控制方法以及風力渦輪機發電系統。該功率轉換系統包括用于電耦合到電源的發電機的源側轉換器(101)、用于耦合到電網的電網側轉換器(103)、耦合于源側轉換器和電網側轉換器之間的直流母線(105)以及控制器(109)。控制器用于當該系統的至少一個檢測到的信號不正常時，則基于發電機的電流或轉矩以及用于系統阻尼或無功功率補償的虛擬阻抗信號(137)產生源側開關信號，從而能夠限制或消除轉矩暫態以及電網電壓或電流振蕩，有效降低負荷和應力，進而能夠提高機械元件的使用壽命并降低產品總成本。
【專利說明】
功率轉換系統及其控制方法以及風力渦輪機發電系統
技術領域
[0001]本發明大體涉及用于響應于發電系統的暫態條件的系統及方法，尤其涉及一種功率轉換系統、用于控制該功率轉換系統的控制方法及風力渦輪機發電系統。
【背景技術】
[0002]風力渦輪機作為一種可再生能源正在被公用事業公司日益廣泛的運用。將來自風力渦輪機葉片的機械能轉化為供應至電網的電能的其中一種有效轉換的方法是使用雙饋感應發電機(Doubly Fed Induct1n Generator，DFIG)并結合功率電子轉換器。
[0003]DFIG包括連接至電網的定子和連接于風力渦輪機和電網之間的轉子。在一些【具體實施方式】中，變速箱使用于風力渦輪機和DFIG之間以調整轉速。功率電子轉換器用于將機械能轉換為隨后提供至電網的電能。在一個【具體實施方式】中，功率電子轉換器包括源側轉換器、電網側轉換器、連接這兩個轉換器的直流母線以及用于源側轉換器和電網側轉換器的一個或多個控制器。
[0004]風力渦輪機通常在施加高機械應力的復雜條件下運行。在風力渦輪機側，在電網故障或狂風條件下，電磁轉矩和機械轉矩的不匹配可能會對風力渦輪機的塔架和變速箱產生巨大的機械應力，這可能導致塔架移動，并潛在地遭受損害。此外，電磁轉矩振蕩會影響機械系統的壽命和成本。在電網側，當電能被轉換并提供至電網時，如果存在阻抗不匹配，貝lJ在提供至電網的電壓和電流內可能會出現一些次同步振蕩(Sub-Sync Oscillat1n,SS0)或低頻振蕩(Low Frequency Oscillat1n，LF0)。這些振蕩可能會導致不期望的諧波失真。
[0005]因此，有必要提供改進的系統和方法以解決如上所述的至少一個問題。

【發明內容】

[0006]根據本發明的一個【具體實施方式】，提供了一種功率轉換系統。所述功率轉換系統包括用于電耦合到電源的發電機的源側轉換器、用于電耦合到電網的電網側轉換器、耦合于所述源側轉換器和所述電網側轉換器之間的直流母線以及控制器。所述控制器用于當所述系統的至少一個檢測到的信號不正常時，則基于所述發電機的電流或轉矩以及用于系統阻尼或無功功率補償的虛擬阻抗信號產生源側開關信號。
[0007]根據本發明的另一個【具體實施方式】，提供了一種用于控制發電系統的方法。所述方法包括檢測發電系統的至少一個信號，并確定所述至少一個檢測到的信號是否為異常。當所述至少一個檢測到的信號中的任何信號被確定異常時，則基于用于系統阻尼或無功功率補償的虛擬阻抗信號產生功率轉換開關信號。
[0008]根據本發明的又一個【具體實施方式】，提供了一種風力渦輪機發電系統。所述風力渦輪機發電系統包括風力渦輪機轉子、發電機、轉換器、至少一個傳感器和控制器。所述風力渦輪機轉子用于產生機械能。所述發電機用于將所述機械能轉換為電能。所述轉換器用于將所述電能轉換為用于供應至電網的期望的電能。所述至少一個傳感器用于獲得所述風力渦輪機發電系統中的至少一個檢測到的信號。所述控制器用于當所述風力渦輪機發電系統的所述至少一個檢測到的信號不正常時，則基于所述發電機的電流或轉矩以及用于系統阻尼或無功功率補償的虛擬阻抗信號產生轉換器開關信號。
[0009]本發明能夠限制或消除轉矩暫態以及電網電壓或電流振蕩，有效降低負荷和應力，進而能夠提高機械元件的使用壽命并降低產品總成本。
【附圖說明】
[0010]當參照附圖閱讀以下詳細描述時，本發明的這些和其它特征、方面及優點將變得更好理解，在附圖中，相同的元件標號在全部附圖中用于表示相同的部件，其中:
[0011]圖1為根據一個示例性【具體實施方式】的包括功率轉換系統的發電系統的示意圖；
[0012]圖2為根據一個示例性【具體實施方式】的用于產生源側開關信號的控制器的框圖；
[0013]圖3為用于將圖1的功率轉換系統中的常規控制器與包括虛擬阻抗產生器的源側控制器進行比較的模擬波形圖；以及
[0014]圖4為根據一個示例性【具體實施方式】的用于控制圖1的發電系統的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]為幫助本領域的技術人員能夠確切地理解本發明所要求保護的主題，下面結合附圖詳細描述本發明的【具體實施方式】。在以下對這些【具體實施方式】的詳細描述中，本說明書對一些公知的功能或構造不做詳細描述以避免不必要的細節而影響到本發明的披露。
[0016]除非另作定義，本權利要求書和說明書中所使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬技術領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本說明書以及權利要求書中所使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的組成部分。“一個”或者“一”等類似詞語并不表示數量限制，而是表示存在至少一個。“或者”或者“或”等類似的詞語意指包括所列舉的元件中的一個、一些或者全部。“包括”或者“具有”等類似的詞語意指出現在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵蓋出現在“包括”或者“具有”后面列舉的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“連接”或者“耦合”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接或耦合，而是可以包括電性的連接或耦合，不管是直接的還是間接的。此外，“電路”、“線路”、“控制器”以及“處理器”等詞語可以包括單個元件或者多個元件，單個元件或者多個元件可以是主動的和/或被動的，多個元件連接或耦合在一起以提供所述的功能。
[0017]現在參照圖1所示，示出了根據一個示例性【具體實施方式】的示例性發電系統10的示意圖。為了說明的目的，發電系統10(以風力渦輪機發電系統為例)包括具有風力驅動葉片組件的電源11、變速箱13、發電機15 (以雙饋感應發電機(DFIG)為例)以及功率轉換系統16。盡管作為示例，示出一種風力渦輪機【具體實施方式】，然而也可以使用其他類型的電源。一個示例是水文海洋動能電源。其他的示例還包括太陽能發電源和電池。這些其他的示例可能不需要機械至電的發電機，但仍可能有振蕩，因此，也將從本文所述的虛擬阻抗的【具體實施方式】中得到受益。
[0018]包括風力驅動葉片組件的電源11接收風能并產生機械能。變速箱13是可選的，其中在包括變速箱13的【具體實施方式】中，變速箱13將機械能轉化為更合適的機械力去驅動轉子軸14。發電機15將機械能轉換為電能。在一個【具體實施方式】中，發電機15的轉子153耦合到轉子軸14，并通過轉子軸14由機械力旋轉，發電機15的定子151耦合到電網18以提供電能，并可由電網18激勵。
[0019]功率轉換系統16包括電源轉換器100和控制器109。電源轉換器100耦合于發電機15和電網18之間，用于將源側電能轉換為用于提供至電網18的電網側電能。在圖1的【具體實施方式】中，功率轉換器100包括源側轉換器101、電網側轉換器103和直流母線105。源側轉換器101與發電機15的轉子153電親合。電網側轉換器103與電網18電親合。直流母線105耦合于源側轉換器101和電網側轉換器103之間。在一些【具體實施方式】中，如有需要，單個功率轉換器可以耦合于電源11和電網18之間。
[0020]當直流母線105上具有較高的直流電壓時，圖1的示例中的功率轉換器100還包括耦合到直流母線105的斬波電路107用于消耗多余的電能。通過使用斬波電路107，直流電壓可以降低到正常水平。在圖1的【具體實施方式】中，斬波電路107包括兩個串聯耦合的開關Q1、Q2以及與兩個開關中的一個(如Ql)并聯耦合的電阻R。在一些【具體實施方式】中，斬波電路107包括兩個串聯耦合的開關Ql、Q2以及例如電池的能量存儲單元(未示出)，能量存儲單元與兩個開關中的一個并聯耦合。
[0021]控制器109可以包括一個或多個合適的可編程電路或設備，例如數字信號處理器(DSP)、現場可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯控制器(PLC)以及專用集成電路(ASIC)。控制器109可以硬件、軟件或軟硬件結合的方式來實現。
[0022]在圖1的【具體實施方式】中，控制器109包括源側控制器111和電網側控制器113，源側控制器111和電網側控制器113可以包括獨立的控制單元或被集成在單個的控制單元內。電網側控制器113用于產生電網側開關信號147。源側控制器111包括常規控制器129。當發電系統10正常運行以致于在電網18中沒有轉矩暫態或電網電壓或電流振蕩發生時，在源側控制器111中使用常規控制器129。在一個【具體實施方式】中，常規控制器129可以調整發電機15的電流反饋信號133以跟蹤電流參考值139。發電機電流可以包括定子電流和轉子電流。在其他【具體實施方式】中，常規控制器129作為備選地可以調整發電機15的電磁轉矩反饋信號133以跟蹤轉矩參考值139。
[0023]在圖1的【具體實施方式】中，常規控制器129包括調節器125和調制器127。在使用電流控制方法的【具體實施方式】中，調節器125用于接收發電機15的電流反饋信號133和電流參考值139，并產生控制信號141。調制器127用于接收控制信號141和至少一個載波143，并且，通過將控制信號141與至少一個載波143進行比較來產生功率轉換開關信號，具體地說，為源側開關信號145。在所示的【具體實施方式】中，載波143包括鋸齒波。在其他【具體實施方式】中，載波143可以包括其他類型的載波，如三角波。
[0024]當在電網18中發生如轉矩暫態或電網電壓或電流振蕩等異常運行狀態時，使用補償單元201來代替調節器125，并且，在圖1的【具體實施方式】中進一步使用檢測單元121和虛擬阻抗產生器123。檢測單元121用于接收發電系統10的至少一個檢測到的信號131，并產生異常狀態信號135。發電系統10包括用于獲得至少一個檢測到的信號131的至少一個傳感器(未示出)。至少一個檢測到的信號131可以包括例如直流母線105上的直流電壓、電網電流、電網電壓、來自發電機15的電能或者其組合。在一些【具體實施方式】中，異常狀態信號135代表發電系統10的運行狀態。例如，當檢測到的直流電壓信號131超出預定范圍或者當檢測到的電網電流或電壓被確定包括次同步振蕩(SSO)或低頻振蕩(LFO)時，則確定發電系統10運行在異常狀態下，并產生異常狀態信號135。
[0025]響應于異常狀態信號135，虛擬阻抗產生器123產生虛擬阻抗信號137。虛擬阻抗信號137可以是根據一定條件的預設值或計算值。虛擬阻抗信號137可以包括電阻、電容和/或電感。例如，在一個【具體實施方式】中，虛擬阻抗信號137是4歐姆的預設虛擬電阻。在另一個【具體實施方式】中，虛擬阻抗信號137是帶有0.2歐姆串聯電阻的100微亨的預設虛擬電感。在又一個【具體實施方式】中，虛擬阻抗信號137的幅值取決于所需的阻尼或振蕩補償水平，并且通常具有上限，該上限取決于功率轉換器100的限度，如開關元件的電壓和/或電流的限度。當阻尼轉矩或振蕩時，虛擬阻抗信號137可以是變化的。
[0026]參照圖2，示出根據一個示例性【具體實施方式】的用于產生用于圖1的源側轉換器101的源側開關信號145的控制器109的框圖。控制器109包括兩個控制回路A和B、第一使能信號205及第二使能信號207。第一使能信號205用于啟用或禁用控制回路A，第二使能信號207用于啟用或禁用控制回路B。
[0027]在正常運行狀態下，當檢測到的信號131為正常或在正常預定范圍內，即不存在異常狀態信號135時，則使用控制回路A。如圖2所示，在一個【具體實施方式】中，可以將第一使能信號205設置為I而將第二使能信號207設置為0，這意味著控制回路A工作而控制回路B不工作。控制回路A用于調整發電機15的電流反饋信號133以跟隨電流參考值139。例如，在一個【具體實施方式】中，檢測到的發電機15的轉子電流信號可以被用作為電流反饋信號133，轉子電流參考值可以被用作為電流參考值139。更具體地說，轉子電流參考值139和轉子電流反饋信號133經過減法器203的相減產生電流差異信號204。然后，電流差異信號204被發送至調節器125用于輸出調節信號213，并且調節信號213被輸入到加法器215。在一個【具體實施方式】中，調節信號213包括電壓信號。因為在這種情況下控制回路B被禁用而沒有信號輸出，因此，在調節信號213經過加法器215之后獲得控制信號141。控制信號141包括調節信號213。隨后，控制信號141被輸出至調制器127，在調制器127中，通過將控制信號141與載波143進行比較來產生源側開關信號145。源側開關信號145提供給發電系統10，更具體地說，提供給源側轉換器101。因此，轉子電流反饋信號133被調整以跟蹤轉子電流參考值139。
[0028]在轉矩或振蕩暫態的異常運行狀態下，當檢測到的信號131超出預定的范圍時，則檢測單元121產生異常狀態信號135，并且，異常狀態信號135的特征表明了發電系統10處于轉矩或振蕩暫態的異常運行狀態下。繼續參照圖2所示，虛擬阻抗產生器123響應于異常狀態信號135隨后產生虛擬阻抗信號137，并使用控制回路B。在圖2所示的【具體實施方式】中，虛擬阻抗信號137是由檢測單元121觸發的虛擬電阻的【具體實施方式】。在本示例中，虛擬阻抗產生器123包括可在擾動情況下提供附加阻尼的虛擬電阻。此外，虛擬阻抗產生器123也可以或者作為備選地包括電感或電容元件用于相位校正。在一個【具體實施方式】中，可以將第一使能信號205設置為O而將第二使能信號207設置為I，這意味著控制回路B工作而控制回路A不工作。在所示的【具體實施方式】中，控制回路B用于阻尼轉矩或阻尼電網電能的振蕩。基于由虛擬阻抗產生器123產生的虛擬阻抗信號137，補償單元201通過將虛擬阻抗信號137與發電機15的電流反饋信號133，如轉子電流反饋信號相乘來輸出補償信號211，并且補償信號211被輸入到加法器215中。在一個【具體實施方式】中，補償信號211包括電壓信號。因為在這種情況下控制回路A被禁用而不輸出信號，因此，在補償信號211通過加法器215后獲得控制信號141。控制信號141包括補償信號211。由于補償信號211來自于虛擬阻抗信號137，因此，控制信號141包括虛擬阻抗信號137。控制信號141隨后被輸出到調制器127，在調制器127中，通過將控制信號141和載波143進行比較而產生源側開關信號145。源側開關信號145被提供給源側轉換器101，從而轉矩或電網電能的振蕩得到阻尼。
[0029]有時，發電系統10運行在輕微異常狀態下，輕微異常狀態相對于產生異常運行狀態的轉矩暫態或電網電壓或電流振蕩來說不是太重要。輕微異常狀態的示例包括弱電網狀態，在弱電網狀態下，需要更多的電能或更多的無功功率提供給電網18。在這種情況下，檢測單元121仍可以產生異常狀態信號135，并且異常狀態信號135的特征表明發電系統10運行在輕微異常狀態下。虛擬阻抗產生器123隨后可以產生虛擬阻抗信號137。然而，繼續參照圖2所示，不是單獨使用控制回路B，而是同時使用控制回路A和控制回路B。在圖2所示的又一個示例中，虛擬阻抗信號137可以包括虛擬電感或電容以根據有功功率來提供無功功率輸入。在一個【具體實施方式】中，可以將第一使能信號205設置為I而將第二使能信號207也設置為I，這意味著控制回路A和B均工作。調節器125和補償單元201均被包括在內。基于由虛擬阻抗產生器123產生的虛擬阻抗信號137，補償單元201通過將虛擬阻抗信號137與轉子電流反饋信號133相乘來輸出補償信號211。轉子電流參考值139和轉子電流反饋?目號133經過減法器203的相減廣生電流差異彳目號204。隨后電流差異彳目號204被送往調節器125用于輸出調節信號213。補償信號211和調節信號213均被輸入至加法器215。補償信號211和調節信號213經過加法器215的相加獲得控制信號141。控制信號141包括補償信號211和調節信號213。由于補償信號211來自于虛擬阻抗信號137，因此，控制信號141包括虛擬阻抗信號137和調節信號213。隨后控制信號141被輸出至調制器127。通過將控制信號141和載波143進行比較產生源側開關信號145，并且源側開關信號145隨后被提供至源側轉換器101。在用于弱電網連接的補償的一個【具體實施方式】中，虛擬阻抗產生器123包括虛擬電容器，虛擬阻抗信號137包括虛擬電容。由于電網18具有較大阻抗和電感特性，因此，通過提供包括虛擬電容的虛擬阻抗信號137，發電系統10的總阻抗被減小，并且根據有功功率自動提供容性無功功率。在用于輕微異常運行狀態的補償的另一個【具體實施方式】中，虛擬阻抗產生器123包括虛擬電感器，虛擬阻抗信號137包括虛擬電感。例如，當電網電壓稍高時，通過提供包括虛擬電感的虛擬阻抗信號137可以幫助吸收來自電網18的感性無功功率，從而有助于降低電網電壓。
[0030]如圖3所示，示出用于將圖1的功率轉換系統16中的常規控制器129與包括虛擬阻抗產生器123的源側控制器111進行比較的模擬波形圖。圖3(A)示出當如圖1所示的常規控制器129單獨在源側控制器111中執行時發電機15的模擬三相電網電流波和電磁轉矩。圖3(B)示出當如圖1所示的常規控制器129和虛擬阻抗產生器123均在源側控制器111中執行時發電機15的模擬三相電網電流波和電磁轉矩。在這種模擬中，均有電網電流振蕩和轉矩振蕩。
[0031]通過比較圖3(A)所示的包絡線601和605及圖3(B)所示的包絡線611和615可知，在不使用虛擬阻抗產生器123的情況下，振蕩電網電流成分具有較慢的衰減。
[0032]通過比較圖3㈧和圖3(B)，在不使用虛擬阻抗產生器123的情況下，電磁轉矩具有幾個零交叉點，例如圖3(A)中的ol、02、03，并且例如圖3(A)中的A、B、C、D的轉矩峰值較大，這將在發電機15和電源11之間產生更多的應力。然而，當使用虛擬阻抗產生器123時，如圖3(B)所示，沒有零交叉點，并且轉矩峰值被阻尼到較小值。因此，電磁轉矩和機械轉矩之間的機械應力被減輕。
[0033]參照圖4所示，示出根據一個示例性【具體實施方式】的用于控制圖1的發電系統10的方法的流程圖。該方法400開始于步驟401，在步驟401中，檢測發電系統10的至少一個信號。在步驟403中，確定該至少一個檢測到的信號是否為異常？如果至少一個檢測到的信號中沒有信號被確定為異常，也就是說，不存在異常狀態信號135，則過程前進至步驟407。如果至少一個檢測到的信號中的任何信號被確定為異常，此時，產生異常狀態信號135，并且過程前進至步驟405。在步驟407中，基于耦合到發電系統10中的電源11的發電機15的電流或轉矩產生功率轉換開關信號145。產生功率轉換開關信號145包括將控制信號141和至少一個載波143進行比較。該控制信號141包括調節信號213。在步驟405中，基于用于系統阻尼或無功功率補償的虛擬阻抗信號137產生功率轉換開關信號145。基于異常狀態信號135產生虛擬阻抗信號137。以上已經詳細描述了如何操作虛擬阻抗信號去產生功率轉換開關信號。產生功率轉換開關信號145包括將控制信號141與至少一個載波143進行比較。控制信號141根據異常狀態信號135的特征包括虛擬阻抗信號137或虛擬阻抗信號137和調節信號213的組合。在一個【具體實施方式】中，當異常狀態信號135的特征表明阻尼轉矩或者電能時，則控制信號141由發電系統10中的虛擬阻抗產生器123產生，控制信號141包括虛擬阻抗信號137。在另一個【具體實施方式】中，當異常狀態信號135的特征表明提供無功功率補償時，則控制信號141由發電系統10中的虛擬阻抗產生器123和調節器135產生，控制信號141包括虛擬阻抗信號137和調節信號213的組合。
[0034]本發明通過增加虛擬阻抗產生器123，并且根據系統的實際運行狀態來選擇性地產生虛擬阻抗信號137，因此，本發明能夠限制或消除轉矩暫態以及電網電壓或電流振蕩，有效降低負荷和應力，進而能夠提高機械元件的使用壽命并降低產品總成本。
[0035]雖然結合特定的【具體實施方式】對本發明進行了詳細說明，但本領域的技術人員可以理解，對本發明可以作出許多修改和變型。因此，要認識到，權利要求書的意圖在于覆蓋在本發明真正構思和范圍內的所有這些修改和變型。
【主權項】
1.一種功率轉換系統，其包括: 源側轉換器(101)，其用于電耦合到電源的發電機； 電網側轉換器(103)，其用于電耦合到電網； 直流母線(105)，其耦合于所述源側轉換器和所述電網側轉換器之間；以及控制器(109)，其用于當所述系統的至少一個檢測到的信號不正常時，則基于所述發電機的電流或轉矩以及用于系統阻尼或無功功率補償的虛擬阻抗信號(137)產生源側開關信號。2.如權利要求1所述的功率轉換系統，其中，所述控制器包括檢測單元，所述檢測單元用于接收所述至少一個檢測到的信號，并且當所述至少一個檢測到的信號不正常時產生異常狀態信號，所述控制器被編程用于基于所述異常狀態信號產生所述虛擬阻抗信號。3.如權利要求2所述的功率轉換系統，其中，當所述至少一個檢測到的信號超出預定范圍或者所述檢測到的信號包括振蕩時，產生所述異常狀態信號。4.如權利要求1所述的功率轉換系統，其中，所述控制器包括源側控制器(111)和電網側控制器(113)，其中所述源側控制器包括: 檢測單元(121)，其用于接收所述檢測到的信號，并且，當所述至少一個檢測到的信號不正常時產生異常狀態信號(135); 虛擬阻抗產生器(123)，其用于基于所述異常狀態信號產生所述虛擬阻抗信號； 調節器(125)，其用于基于電流或轉矩參考值以及電流或轉矩反饋信號產生調節信號；以及 調制器(127)，其用于通過將控制信號與至少一個載波進行比較產生所述源側開關信號，其中所述控制信號根據所述異常狀態信號的存在和特征包括所述虛擬阻抗信號、所述調節信號或者其組合。5.如權利要求4所述的功率轉換系統，其中，所述控制信號在無功功率補償時包括所述虛擬阻抗信號和所述調節信號；所述控制信號在系統阻尼時包括所述虛擬阻抗信號而不包括所述調節信號。6.如權利要求1所述的功率轉換系統，其中，所述電源包括風力渦輪機，所述源側轉換器耦合到所述發電機的轉子。7.一種用于控制發電系統的方法，其包括: 檢測發電系統的至少一個信號； 確定所述至少一個檢測到的信號是否為異常；以及 當所述至少一個檢測到的信號中的任何信號被確定異常時，則基于用于系統阻尼或無功功率補償的虛擬阻抗信號產生功率轉換開關信號。8.如權利要求7所述的方法，其還包括:如果所述至少一個檢測到的信號中的任何信號被確定異常，則基于異常狀態信號產生所述虛擬阻抗信號。9.如權利要求7所述的方法，其中，產生所述功率轉換開關信號包括將控制信號和至少一個載波進行比較。10.如權利要求9所述的方法，其還包括:當提供無功功率補償時，則由虛擬阻抗產生器(123)和調節器(125)產生所述控制信號；當阻尼轉矩或電能時，則由虛擬阻抗產生器(123)產生所述控制信號。11.一種風力渦輪機發電系統，其包括: 風力渦輪機轉子，其用于產生機械能； 發電機(15)，其用于將所述機械能轉換為電能； 轉換器(100)，其用于將所述電能轉換為用于供應至電網的期望的電能； 至少一個傳感器，其用于獲得所述風力渦輪機發電系統中的至少一個檢測到的信號(131);以及 控制器(109)，其用于當所述風力渦輪機發電系統的所述至少一個檢測到的信號不正常時，則基于所述發電機的電流或轉矩以及用于系統阻尼或無功功率補償的虛擬阻抗信號(137)產生轉換器開關信號。12.如權利要求11所述的風力渦輪機發電系統，其中，所述轉換器包括源側轉換器(101)和電網側轉換器(103)、以及耦合于所述源側轉換器和所述電網側轉換器之間的直流母線(105)，所述發電機包括耦合到所述源側轉換器的轉子(153)和耦合到電網(18)的定子(151)。13.如權利要求12所述的風力渦輪機發電系統，其中，所述控制器包括源側控制器(111)和電網側控制器(113)，所述源側控制器包括: 檢測單元(121)，其用于當所述至少一個檢測到的信號不正常時，則接收所述至少一個檢測到的信號并產生異常狀態信號(135); 虛擬阻抗產生器(123)，其用于基于所述異常狀態信號產生所述虛擬阻抗信號； 調節器(125)，其用于基于電流或轉矩參考值及電流或轉矩反饋信號產生調節信號；以及 調制器(127)，其用于通過將控制信號和至少一個載波進行比較產生所屬轉換器開關信號，其中所述控制信號根據所述異常狀態信號的存在和特征包括所述虛擬阻抗信號、所述調節信號或者其組合。14.如權利要求13所述的風力渦輪機發電系統，其中，所述控制信號在無功功率補償時包括所述虛擬阻抗信號和所述調節信號，所述控制信號在系統阻尼時包括所述虛擬阻抗信號而不包括所述調節信號。
【文檔編號】H02J3/16GK105826917SQ201510005177
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月4日
【發明人】譚卓輝, 高金萍, 拉杰尼·布拉, 戈瓦爾丹·加尼瑞迪
【申請人】通用電氣公司