CN101971451A - 具有双馈异步发电机和变频器调节的风能设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制风能设备的变频器(7)的方法,所述变频器与双馈异步发电机(4)的转子连接以向电网(10)馈给电能,其中所述变频器(7)包括发电机侧的逆变器(71)、电网侧的逆变器(72)和至少一个用于调节和/或控制由所述逆变器(71,72)中的至少一个向所述双馈异步发电机(4)和/或所述电网(10)输出的电流的变频器调节器,本发明还涉及一种相应的风能设备。根据本发明的步骤是:检测所输出的有功功率的变化,确定所检测到的变化是否满足预定义的条件,只要满足所述预定义的条件,则改变待输出的无功功率的目标值,更确切地说,与所述电网侧的逆变器(71)上有功功率的变化反向地并且对于所述发电机侧的逆变器(72)同向地改变待输出的无功功率的目标值。逆变器(71,72)彼此相反地调节。通过这种针对性的调节,可以实现电网(10)的更高特性,尤其是实现更好的支持。

Description

具有双馈异步发电机和变频器调节的风能设备
技术领域
本发明涉及一种用于控制风能设备的变频器的方法,该变频器与双馈异步发电机的转子连接以向电网馈给电能,其中变频器具有发电机侧的逆变器和电网侧的逆变器。此外,本发明还涉及一种具有变频器和用于实施所述方法的变频器调节的风能设备。
背景技术
变频器在风能设备中的应用越来越多。现代风能设备通常是转速可变的,从而发电机产生具有不同频率的交变电流。为了馈给到固定频率的供电网(通常50Hz)中,需要频率变换。为此使用变频器。在此,优选使用由与发电机的转子电连接的发电机侧的逆变器、直流电压中间电路和与电网电连接的电网侧的逆变器组成的变频器。通常,风能设备被运行为使得其在电网故障时、尤其是短路时与电网分离。但随着风能设备的逐渐普及和所装机的风功率的增加,不再仅仅要求将有功电流简单地馈给到电网中,而是期望风能设备的支持电网电压的运行。所述电网电压包括在不利的条件下也馈给有效功率,这些不利条件如电压偏差或电网频率与目标值(Sollwert)的偏差。在电压偏低或电网频率偏低的情况下期望支持性的运行。在此,往往用于较高功率的风能设备的双馈发电机具有以下问题,即变频器仅仅设计用于风能设备的电功率的大约三分之一并且不再能达到电网支持所需的额外电流。
从DE 10 2007 028 582 A1中公知:在具有完全变频器-通过该完全变频器将全部电功率馈给到电网中-的发电机的情况下,发电机侧的逆变器直接连接到电网上,即使发电机不再产生能量并且因此可以使用电网侧的逆变器以向电网馈给额外的无功功率。此方案的缺点在于,所期望的支持仅仅在发电机不输出能量的时候才可以进行。
发明内容
本发明所基于的任务在于,在具有双馈异步发电机的开始部分所述类型的风能设备中改进电网支持。
根据本发明的解决方案在于独立权利要求的特征。有利的改进方案是从属权利要求的主题。
在用于控制风能设备的变频器的方法中-所述变频器连接在双馈异步发电机的转子上以向电网馈给电能,其中所述变频器包括发电机侧的逆变器、电网侧的逆变器和至少一个用于调节和/或控制由至少一个逆变器向双馈发电机和/或电网输出的电流的变频器调节器,根据本发明设置,检测所输出的有功功率的变化,确定所检测到的变化是够满足预定义的条件,以及如果满足预定义的条件则改变待输出的无功功率的目标值,更确切地说,与电网侧的逆变器的无功功率的变化反向地并且在发电机侧的逆变器处同向地改变待输出的无功功率的目标值。
以下首先解释一些所使用的概念:
有功功率应被理解为由风能设备向电网输出的功率的一部分,该部分由电压与为此存在于相中的电流(有功电流)的乘积得出。无功功率是电压与相中不存在的电流(无功电流)的乘积。
有功功率的变化应被理解为电流的幅度或者相位彼此之间或相对于电网电压或者另一参考值的变化。在发电机侧的变频器中还包括注入到发电机定子中的电流的变化。在此,计算或者表示的方式不重要,发电机侧的电流往往由变频器调节器在所谓的面向现场的坐标中进行调节,所述坐标通过数学变换由三相系统计算并且为了控制逆变器重新返回到三相系统中。
预定义的条件尤其应被理解为达到电网参数-如电网电压或电网频率-的可调节的极限值。这些参量可以-但不必须-直接测得,但也可以通过计算确定。在此,不需要一定在所有三个相中都具有预定义的条件,而是在一个或两个相中出现预定义的条件就够了。
本发明基于以下认识:如果在电网中出现确定的条件时改变变频器的两个逆变器的目标值预给定,更确切地说,反向地改变变频器的两个逆变器的目标值预给定,则可以显著提高对具有双馈发电机的风能设备的潜力的利用。通过这种相反地调节逆变器,变频器或整个风能设备的总体特性被改善,从而可以实现对电网的更好支持。
在此,根据本发明的方法的工作原理如下。检验:关于所输出的有功功率是否出现变化。这种变化往往作为电网中变化的状态出现,如电网电压和/或电网频率的变化。在第二步骤中,检验所输出的有功功率的变化是否真正满足预定义的条件,即例如电网频率是否降到下极限值以下。这在具有双馈发电机的风能设备中伴随着通过转子回路-即通过电网侧的逆变器-输出到电网中的有功功率的上升。由此电网侧的逆变器的用于馈给无功功率的可用电流储备减少,这到目前为止意味着运行或风能设备对电网的支持的限制。本发明避免这些,其方式是,适当地并且相互协调地改变两个逆变器的无功功率目标值,即既改变电网侧的逆变器的无功功率目标值也改变发电机侧的逆变器的无功功率目标值。在最初看上去矛盾的措施中,根据本发明反向地改变电网侧的逆变器的无功功率目标值,也就是说,在由电网侧的逆变器输出的有功功率上升时降低无功功率目标值,而根据本发明在另外的、发电机侧的逆变器中在相反的意义上-即同向地升高无功功率的目标值。在此,如此同向地升高发电机侧的逆变器的目标值,使得相对于电网实现电网侧的逆变器的无功功率降低的补偿。因此,根据本发明运行的风能设备在无功功率方面相对于电网表现为中性,而同时为了支持电网继续馈给完全的、未减少的有功功率。但不排除通过局部馈给感性的或者容性的无功功率适当地过补偿以继续支持电网。
优选地,通过监测电网频率来检测有功功率变化。这基于以下认识:电网的有功功率平衡体现在频率上。在有功功率过少时,电网频率下降,而在有功功率过多时,电网频率上升。本发明利用这一点,以通过监测电网频率来检测有功功率方面的变化。这可以直接或者间接地实现。这可以通过借助于合适的传感器例如根据电压传感器或者电流传感器的过零来测量电网频率直接实现。但这也可以间接实现,其方式是,测量频率并且在此基础上确定是否已发生有功功率的变化;在此,有功功率可以形成中间参量,例如由观察器所计算的中间参量,或者有功功率可以由不再具有自己的物理关系的状态参量替代。这种检测方式在电网频率下降时、更确切地说在低于下极限值时具有特别的优点。如上所述,在此通过电网侧的逆变器得到更高的有功功率馈给,从而根据本发明降低该逆变器的无功功率目标值并且为此相应地提高本身不直接相关的发电机侧的逆变器的无功功率目标值。通过变频器的两个逆变器的相反协调的特殊方式,实现了:虽然有功功率馈给提高,但电网侧的逆变器上的视在功率不升高或者仅仅略微升高,从而不再需要至今在这种情形中需要降低有功功率来避免电网侧的逆变器过载。因此,风能设备可以在这种电网故障时以不降低的高度继续提供电网中急需的有功功率。相应的情形也适用于在超过高极限值时电网频率过高的相反情形。
因此,本发明更好地充分利用了风能设备的组件,尤其是变频器的逆变器。尤其是更好地使用风能设备的现有储备,尤其是在发电机侧的逆变器的视在功率方面。
因此实现:两个逆变器输出的全部无功电流在总和上保持不变,但降低较高加载的逆变器上的无功功率输出并且提高较低加载的逆变器上的无功功率输出,从而在电网中总体上不会察觉到负面变化。变频器调节减小各逆变器上和与它们相对应的功率线路上的峰值负载。尤其是,变频器调节在此可以考虑逆变器和相对应的功率线路的设计极限并且在相应的逆变器或者与其相对应的功率线路中相对于设计极限在负载程度方面尽可能均衡电路负载。这具有以下优点:两个功率线路具有同样分配的储备并且在例如由于风能设备附近的短路而出现短暂的、高的或者过度的负载时避免单侧过度的负载。
与逆变器相对应的功率线路在此理解为从逆变器起在电方面位于逆变器和电网之间的电组件。因此对于电网侧的逆变器而言,根据实施方式例如为电网扼流装置、电网滤波器、变频器侧的塔电缆和变频器侧的变压器绕组。对于发电机侧的逆变器而言,根据实施方式例如为包括转子塔电缆的至发电机转子的连接电缆、发电机转子、发电机定子、定子侧的塔电缆以及根据变压器实施方式为发电机侧的变压器绕组。根据另一优选的实施方式设置:在仅仅在一个或两个相中但不在所有相中超过极限值的不对称中,将另一逆变器的无功功率的目标值改变为,使得降低非对称性。这意味着:也非对称地控制另一逆变器。因此,可以反作用于非对称性并且避免对风能设备的损害。
优选地,将无功功率的反向目标值改变分配为,使得电网侧的逆变器的视在功率保持恒定。因此实现电网侧的逆变器的最大充分利用并且同时实现最优的电网支持。在此,恒定应被理解为最多10%、优选最多3%的输出变化。但也可以设置:将无功功率的目标值的反向改变分配为,使得由风能设备输出的视在功率保持恒定。这提供较高电网中性的优点。如果存在相对较长的通信距离以及因此相距较远的设备置于电网中性运行方式中,并且对于视在功率或者无功功率的变化考虑在空间上较近并且因此可较快调节的设备,则这对于在空间上扩展的风电场可以特别有利的。
优选地,预控制被实现为,使得根据电网频率进行两个逆变器中至少一个的无功功率目标值的改变。因此可以快速地对电网频率的改变做出反应,而无需之前不必要地接近组件的负载极限,尤其是电网侧的逆变器的视在功率的负载极限或者电流极限的负载极限。这种预控制也可以在风能设备的状态参量方面实施,例如在变频器及其逆变器的和/或发电机的温度方面。如果电网侧的逆变器有过热的危险,则根据本发明降低其无功功率目标值并且相应地提高发电机侧的逆变器的无功功率目标值。在发电机侧的逆变器或发电机本身热过载时使用相应的方法。
此外,本发明还涉及具有风转子和由其驱动的双馈异步发电机的风能设备,所述双馈异步发电机具有变频器,所述变频器包括发电机侧的逆变器、电网侧的逆变器和至少一个用于将电能馈给到电网中的变频器调节器以及与变频器调节器共同作用的控制装置,所述控制装置被构造用于控制或调节逆变器中的至少一个向双馈异步发电机和/或电网输出的电流,其中根据本发明设置用于检测所输出的有功功率的测量模块和变化确定模块,所述变化确定模块被构造用于检测所输出的有功功率的变化以及用于确定所检测到的变化是否满足预定义的条件,以及只要满足所述条件则与电网侧的逆变器的有功功率的变化反向地和与发电机侧的逆变器的有功功率的变化同向地改变所输出的无功功率的目标值。
优选地,变化确定模块与调整模块(Abgleichmodul)一起作用,所述调整模块被构造用于相对于电网补偿视在功率。
适宜地,测量模块具有用于确定电压和有功电流的传感器。因此,可以自主确定所输出的有功功率的值。但不应排除,由控制装置和在那里本来存在参数求得这种值。由此降低额外传感器的成本。
此外,变频器调节器优选被构造用于实施以上所述的方法。为了进一步解释参照以上描述。
附图说明
以下参考附图详细地解释本发明,在这些附图中示出有利的实施例。
图1示出风能设备的示意性整体视图;
图2示出根据本发明的变频器调节器的实施例;
图3a、3b示出不采用根据本发明的方法的变频器的运行特性的功率图;
图4a、4b示出采用根据本发明的方法的变频器的运行特性的功率图;
图5a、5b示出根据本发明的方法的无功功率图;
图6示出特性曲线图。
具体实施方式
根据图1简要解释风能设备的总体结构。风使风能设备1的风转子2转动。在此,风转子2在机械上通过传动装置3与发电机4连接并且使发电机4的转子6转动。发电机的定子5通过塔中的电缆13、变压器8和断路开关9与电网10连接。发电机4的转子6与变频器7连接,该变频器7又同样通过塔中的电缆14、变压器8和断路开关9与电网10连接。
变压器8在所示实施例中被实施为具有三个绕组,即具有分别用于定子5和变频器7的功率线路的独立绕组。具有仅仅两个或者另一更多数量的绕组的实施方式同样是可行的。
在图2中详细示出变频器7的结构及其调节。作为主要组件,变频器7包括发电机侧的逆变器71和电网侧的逆变器72,这两个逆变器通过直流电压中间电路73连接。电网侧的逆变器72通过扼流装置12与变压器8连接。发电机侧的逆变器71与发电机4的转子6连接。在直流电压中间电路73中设置有电容器82作为储能器。应注意的是,直流电压中间电路也可以实现为直流电流中间电路,其中相应地设有电感作为储能器。
为了控制变频器7设有变频器调节器20。该变频器调节器20作为主要组件包括逆变器调节器21、22,逆变器调节器21、22借助于控制线路41和42控制分别被分配给其的逆变器71、72。
变频器调节器20被构造为根据转速在欠同步的、同步的或过同步的运行方式中取决于负载地调节发电机4。在低转速时运行于欠同步区域中,其中功率通过变频器7流到转子6中。在同步点中运行时没有电流流过变频器7,而是所产生的全部电流仅仅由定子5馈给到变压器8中。在高转速时运行于过同步区域中,其中由发电机4产生的功率既通过定子5输出也通过转子6和变频器7输出。在此,通常如此设计,使得在过同步运行中由发电机4产生的电功率的60至90%通过定子输出而相应的10至40%通过转子6和变频器7输出。
具有其逆变器71、72的变频器7和风能设备整体的各电参量-尤其是所施加的电压和流动的有功电流以及风电流和中间电路电压-借助于传感器31、32、33、34、35来测量并且提供给变频器调节器20的测量模块23。应注意的是,除用于有功电流和无功电流的传感器外或者取代用于有功电流和无功电流的传感器,也可以设置用于有功功率和无功功率的传感器。然而出于成本原因,在所示实施例中设置:测量相应的电流并且从中借助测量模块23计算出功率的相应值(由有功电流和无功电流计算出有功功率和无功功率)。以下假设,可以在这些参量之间以本身公知的方式通过与电压相乘来回计算。测量模块23在其输出端上向变化确定模块24和调节模块27提供测量值和在必要时通过进一步处理所获得的值-如有功功率和无功功率。
测量模块23被构造用于识别所输出的有功电流或所输出的有功功率的变化并且输出相应的输出信号,例如在电网侧的逆变器72处超过极限值时。应注意的是,测量模块23作为变频器调节器20的元件也可以考虑待施加的目标值。这样例如在待施加的无功电流目标值或者无功功率目标值超过逆变器的最大允许的电流极限时也可以存在由测量模块23检测到的变化。在此情况中,测量模块23会在其输出端上输出相应的信号。
目标值确定模块25确定要由风能设备和各逆变器71、72输出的功率目标值和电流目标值,其中考虑由风能设备的运行控制装置29施加的预给定值-例如有效功率的预给定值PT和功率因数的预给定值
Figure BPA00001206495600071
和风能设备的其他额外的传感器值28,例如发电机转速、风速或者发电机4的组件温度、变频器7的组件温度或者电流线路的组件温度。
变化确定模块24构造用于确定所检测到的变化是否满足预定义的条件。在此,变化确定模块24可以尤其是在逆变器71、72的目标值通过调节器模块27施加到逆变器调节器21、22上之前针对预定的变化对所述逆变器71、72的目标值进行检验。
在基本运行中,调节器模块27将逆变器71、72的相应调节器偏差与目标值进行比较并且如果变化确定模块24没有识别到变化就将这些调机器偏差传递给逆变器调节器21、22。但如果变化确定模块24识别到变化,例如通过满足预定义的条件,则该变化确定模块24向调整模块40输出相应的值,所述调整模块与两个逆变器调节器21、22连接并且与两个逆变器调节器21、22共同作用以修正待施加的目标值。预定义的条件可以涉及风能设备及其组件的不同参数,尤其是逆变器的不同参数。这样,预定的条件可以是在高转速以及高电压或者电网频率的变化方面超过允许的极限。
然后,逆变器调节器21、22根据所施加的目标值控制相应逆变器71、72的开关,所述目标值在发生预定义的条件时可能由变化确定模块24改变,从而输出相应的有功电流和/或无功电流或者有功功率和/或无功功率。
此外,在图2中示出温度传感器91、92,这些温度传感器与变频器调节器20连接。在此,在发电机侧的逆变器71的功率线路中在组件4、8、13上设有温度传感器91,这些温度传感器91向变频器调节器20输出所测量的温度值。同样,在电网侧的逆变器72的功率线路中在组件8、12、14上设有温度传感器92。如果温度值超过预给定的温度极限值,则变频器调节20降低向相关的逆变器71、72的电流输出并且以相同的值提高向另一逆变器71、72的电流输出。优选地,在无功电流输出中实施该逆变。
这在以下参考根据本发明的方法进行详细阐述。尤其是参考图3至7。
为了便于理解,首先解释按照传统方式实施的方法。在图3a和b中示出在完全负载情况下(额定功率(Nennleistung))风能设备的运行。在此功率下如此分配具有双馈发电机4的风能设备,使得有功功率根据同步转速Nsync和额定转速Nrat的比或者根据机器的转差率分配到转子6和定子5上。在此,由同步转速和额定转的比乘以总有功功率得到定子5的有功功率。
P定子=Nsynch/Nrat×Pwea
并且相应地由总有功功率减去定子有功功率的差得到转子有功功率。
P转子=PT-P定子
在实际运行中,出现电网参数的波动。这可以是电网电压的波动或者电网频率的波动。力求实现:即使在所述电网参数波动时有功功率和无功功率的输出相对于电网也应尽可能保持不变。这在图3a中通过两个水平线示出,这两个水平线以表示WEA的全部有功功率和无功功率的PT和QT表示。
由于双馈异步电机4的特性,由额定频率(在此假定为50Hz)出发,发电机4的定子5和转子6之间的有功功率分配发生偏移。在频率低于50Hz时转子的有功功率部分P转子变大,从而相应更强地加载转子6的绕组、变频器7以及变压器8的与变频器连接的绕组。在频率高于额定功率时定子5的有功功率部分变大,从而由更高的电流更强地加载发电机4的定子本身、发电机侧的逆变器71以及变压器8的与定子5连接的绕组以及可能还有定子功率开关(未示出)。因此,在图中所示的47Hz至52Hz的频带中,在欠频的最不利情形中出现130%的转子6更高负载而在过频情形中出现额定运行的相应设计值的104%的定子更高负载,如以上所说明的那样。
进一步考虑,风能设备在额定功率下不仅须输出额定有功功率而且也须输出额定无功功率,这样对于转子6和定子5得到分别以虚线绘制的视在功率。可以看到,在欠频情形中对于转子6而言在频率为49Hz时已经达到允许的负载极限并且在更低的频率下将超过所述负载极限;相应地,在过频情形中对于定子5而言在频率为50.5Hz时达到极限并且在更高的频率下将超过所述极限。
为了避免过载和与之相关的损坏危险,或者必须更高地设计转子支路和定子支路的相应组件或者必须在电网频率出现较大偏差时降低所输出的有功功率。后者是传统采用的方式。这在图3b中示出。根据频率来降低有功功率。在欠频时,这意味着:由转子6输出的功率在欠频时不再线性地上升,而是被限制在49.5Hz的频率上并且保持恒定。因为所输出的无功功率保持不变,转子6的视在功率也因此保持不变并且保持允许的极限,而不超过所述极限。因此有效地保护了转子6和变频器7以免过载。
但是,转子回路中的这种限制由于双馈异步电机中的电耦合不会不对定子回路产生影响。这在图3b的上部区域中示出。可以看到,由于转子6的有功功率的限制,定子5的通过同步转速相关联的有功功率同样下降,更确切地说,相对更强地下降。相应地,由于无功功率的恒定,定子5的视在功率也下降。因此,由风能设备输出的全部有功功率PT在欠频情形中显著降低,更确切地说,降低到50Hz的额定频率时的功率的仅仅70%的值上。对于过频的情形,相应地降低定子5上的有功功率,对于转子回路输出的有功功率具有相应的结果。在此,也出现由风能设备输出的全部有功功率的降低,但仅仅降低到50Hz的额定频率时的有功功率的96%的值上。总体上可以看出,为了保护过载至今必须主要在低频范围内忍受由风能设备输出的有功功率的显著下降。因此对风能设备的运行和经济上的使用产生明显的损害。
本发明解决这个问题,其方式是,如此设计变频器7的控制,使得反向地改变待输出的无功功率的目标值。现在参考图4。
本发明基于以下认识:在欠频情形中电网为了稳定急需供给有功功率。因此,应尽可能不降低风能设备的有功功率馈给。降低所馈给的无功功率通常也是不期望的,因为无功功率起稳定作用。同时,尤其在转子回路中不应超过负载极限。本发明使这些看起来不相容的目标通过以下方式统一起来:降低待由转子回路馈给的无功功率的目标值预给定(反向匹配)。由此实现,不需要降低有功功率馈给,而是可以按照本身所要求的方式线性地随着频率下降而上升。通过降低待馈给的无功功率的目标值预给定,本发明实现了由转子回路馈给的全部视在功率遵守允许的极限,并且不超过所述极限。因此,通过转子上的有功功率和无功功率的反向变化实现了以下目标:馈给足够有功功率以支持电网并且另一方面避免转子回路中组件的过载。在第二步骤中,本发明现在设置:为了补偿转子回路中无功功率的下降了的目标值,在定子回路中提高所下降的目标值(同向匹配)。在此本发明利用了:因为在欠频时必然下降的、由定子5馈给的有功功率而提供足够的电流储备,从而总体上视在功率保持在允许的范围内(参见图4a的左侧:虚线S定子保持在阴影的极限标记以下)。本发明还充分利用了定子5上的否则闲置不用的电容,以便补偿由转子6上的无功功率目标值下降建立的“无功功率欠债”。因此,本发明实现了组件的最优化使用,因为由风能设备输出的全部有功功率PT和无功功率QT在欠频时保持恒定。
相应的情形本身也适用于过频的情形。然而,在此在定子回路中可能出现略微过载。在52Hz时过载仅仅在约1%的数量级上,因此往往仍在部件容差内并且因此不需要分开考虑。这样的话适用在图4a中所示的曲线。
但如果对于过频的情形也应可靠地排除可能过载的危险,则适用在图4b中示出的图。在此,在过频的情形中,在频率高于51Hz时由定子5输出的有功功率不再如频率较低时那样显著上升(参见P定子特征曲线的折点)。由此实现,定子回路中的视在功率不超过极限值。在此,本发明利用了,在频率较高时电网状态本身具有足够的有功功率(甚至往往是供过于求的),从而降低有功功率供给至少可以是容许的,甚至是期望的。
因此,本发明在不对电路导向组件进行更高设计的情况下实现以下可能性:即使在低于以前的临界频率时(49.5Hz作为下极限频率而50.5Hz作为上极限频率)也保持有功功率和无功功率的供给,因此支持电网并且附加地使风能设备的产量最大化。
本发明基本上通过无功功率的目标值的偏移来实现以上所述。在图5a中示出用于频率补偿的额定运行点中根据本发明的最优无功功率值。由通常选择的值1=0可以看出,根据本发明的最优无功功率与额定无功功率的比随着频率上升。在图b中作为曲线QNopt与具有额定无功功率QNrat的运行相对比地示出在此得到的电网侧的逆变器72的无功功率的最优目标值的值。
在图6中示出了一组曲线,这组曲线表示由电网侧逆变器72输出的无功功率Q72在全部输出的输出功率QT中的份额。按照传统方式对于风能设备仅仅实现这些曲线中的一个单个的曲线(“无功功率支持”),而本发明根据电网的状态,即根据频率与电网频率的偏差分别设有另一个特性曲线。因此得到一组曲线,如对于三个频率Fu<F0<FH所示例性地示出的那样。通过根据本发明的与频率有关的无功功率支持,本发明在风能设备的组件不变的情况下实现实质上改善的电网支持。

Claims (13)

1.一种用于控制风能设备的变频器的方法,所述变频器与双馈异步发电机的转子连接以向电网馈给电能,其中所述变频器包括发电机侧的逆变器、电网侧的逆变器和至少一个用于调节和/或控制由所述逆变器中的至少一个向所述双馈异步发电机和/或所述电网输出的电流的变频器调节器,具有以下方法步骤:
-检测所输出的有功功率的变化,
-确定所检测到的变化是否满足预定义的条件,
-如果要满足所述预定义的条件,则改变待输出的无功功率的目标值,更确切地说,与所述电网侧的逆变器上的有功功率的变化反向地并且对于所述发电机侧的逆变器同向地改变待输出的无功功率的目标值。
2.根据权利要求1所述的方法,
其特征在于,
从电压和所输出的有功电流中确定所输出的有功功率。
3.根据上述权利要求之一所述的方法,
其特征在于,
相互协调反向的和同向的改变,使得进行所述无功功率的补偿。
4.根据上述权利要求之一所述的方法,
其特征在于,
通过监测电网频率来检测所述有功功率变化。
5.根据上述权利要求之一所述的方法,
其特征在于,
所述条件包括所述电网频率的变化,尤其是低于下极限频率和/或超过上极限频率。
6.根据上述权利要求之一所述的方法,
其特征在于,
将所述无功功率的目标值的反向改变安排为使得所述电网侧的逆变器(72)的视在功率保持恒定。
7.根据权利要求1至5之一所述的方法,
其特征在于,
将所述无功功率的目标值的反向改变安排为使得由风能设备输出的视在功率保持恒定。
8.根据上述权利要求之一所述的方法,
其特征在于,
实施预控制,其中根据所述电网频率改变两个逆变器(71,72)中的至少一个的无功功率目标值。
9.根据权利要求8所述的方法,
其特征在于,
将反向改变和同向改变预控制为使得所述风能设备的总无功功率保持不变。
10.根据权利要求8或9所述的方法,
其特征在于,
根据状态参量限定所述无功功率目标值的改变。
11.根据权利要求10所述的方法,
其特征在于,
作为状态参量使用所述双馈异步发电机的温度信号、所述双馈异步发电机的转子的温度信号、所述双馈异步发电机的定子的温度信号和/或所述逆变器(71,72)中至少一个的温度信号。
12.一种风能设备,具有风转子和由所述风转子驱动的双馈异步发电机(4),所述双馈异步发电机(4)具有变频器(7),所述变频器(7)包括发电机侧的逆变器(71)、电网侧的逆变器(72)和至少一个用于将电能馈给到电网(10)中的变频器调节器以及与所述变频器调节器共同作用的控制装置,所述控制装置被构造用于控制或调节由所述逆变器(71,72)中的至少一个向所述双馈异步发电机和/或所述电网(10)输出的电流,
其特征在于,
设置有用于检测所输出的有功功率的测量模块(23)和变化确定模块(24),所述变化确定模块(24)被构造用于检测所输出的有功功率的变化以及用于确定所检测到的变化是否满足预定义的条件,以及用于如果满足所述条件则与所述电网侧的逆变器(72)的有功功率的变化反向地和与发所述电机侧的逆变器(71)的有功功率的变化同向地改变所输出的无功功率的目标值。
13.根据权利要求12所述的风能设备,
其特征在于,
所述变频器调节器被构造用于实施根据权利要求2至11之一所述的方法。
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