CN103329424B - 二次励磁风力发电用变换装置 - Google Patents
二次励磁风力发电用变换装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103329424B CN103329424B CN201280002424.0A CN201280002424A CN103329424B CN 103329424 B CN103329424 B CN 103329424B CN 201280002424 A CN201280002424 A CN 201280002424A CN 103329424 B CN103329424 B CN 103329424B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- slip
- generator
- situation
- setting value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005284 excitation Effects 0.000 title claims description 33
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims description 25
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/0272—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor by measures acting on the electrical generator
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/007—Control circuits for doubly fed generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2101/00—Special adaptation of control arrangements for generators
- H02P2101/15—Special adaptation of control arrangements for generators for wind-driven turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Abstract
即使在发电机转速诸如超过1500rpm的上下限30％的转差范围时也能继续变换器的工作。基于系统控制电力调整器(APR)的信息和定子侧电压传感器和发电机侧变换器电流传感器的信息，由励磁电流调整器来控制发电机侧变换器，具有根据直流电压指令和直流电压传感器信息来决定直流电压的控制量的直流电压调整器(AVDCR)、根据直流电压振幅运算和系统侧变换器电压的信息来控制系统侧变换器的系统侧变换器电流调整器(ACR)、对来自发电机转速传感器和系统侧电压传感器的信息进行比较来进行转差控制的转差频率运算器、根据转差控制运算信息来生成直流电压指令的直流电压指令值运算器、对直流电压指令和来自直流电压传感器的信息进行比较的加减运算器，并具有以所述发电机的转速是同步速度的情况为中心的上下限转差设定值，检测到偏离转差范围的情况时，改变直流电压。
Description
技术领域
本发明涉及二次励磁风力发电用变换装置、二次励磁风力发电用控制装置及二次励磁风力发电用变换装置的控制方法。
背景技术
近年，随着再生能源需要的加速，在世界各地推进了风力发电设备的建设。原因是风力发电在再生能源领域中发电成本廉价。
风力发电是根据风能进行发电，但该风变化时发电机的旋转轴的旋转也发生变化。为了对此控制而使发电机的输出维持在一定的频率，提出了所谓二次励磁发电机(DoublyFedInductionGenerator)。在该二次励磁型的风力发电机中，通过对提供给发电机转子的电力进行控制，可将风力发电机的输出功率保持为一定频率。这样的技术例如在日本专利特开2005-198429号公报中有记载。
另外，为了从风力发电向电力系统供给稳定的电力，提出有如下的电力变换器的控制技术：在风车的转速从规定的范围偏离出时，不使发电机的输出功率追随输出指令地进行控制。这样的技术例如在日本专利特开2007-244199号公报中有记载。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2005-198429号公报
专利文献2：日本专利特开2007-244199号公报
发明内容
发明将要解决的技术问题
在二次励磁型发电用的变换器的控制中，在超过以发电机的转速是同步速度(转差为0)的情况为中心的上下限范围时，在用于向发电机的转子供给电力的电压裕量消失。因此，一般来说，发电机的转速超过上下限范围时，不得不抑制对发电机的转子的电力供应。进而，背离变大时不得不停止电力供应。
在风速急剧下降后、风速立即上升时，即使是短时间偏离出转差范围的情况下，也存在根据情况，不得不停止对发电机的转子的电力供应。特别是，像这样的事件频繁地发生时，存在再起动需要的时间量的发电量减少、或变换器的转换开关等的元器件寿命变短的可能。
本发明的目的是即使发电机的转速改变也能够提供可保持发电的二次励磁风力发电用变换装置、二次励磁风力发电用控制装置及二次励磁风力发电用变换装置的控制方法。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明构成为，具有：系统侧变换器，其与定子和系统连接，对交流的电力和直流部的电力进行变换而被平滑后的直流电压进行控制；发电机侧变换器，对被平滑后的直流电压进行交流变换并向转子供给转差频率(slipfrequency)的交流电压，根据基于与转子的转速相当的转速信息和与定子的输出电压的频率相当的频率信息的转差频率，在所述转差频率偏离出规定的范围的情况下，调整被平滑后的直流电压。
发明的效果
根据本发明，即使发电机的转速发生改变，也能够保持发电。
附图说明
图1是实施例1的电力变换器的说明图。
图2是实施例1的转差频率运算器1019的说明图。
图3是实施例1的直流电压指令值运算器1018的说明图。
图4是实施例1的直流电压指令值运算器1018的说明图。
图5是实施例2的直流电压指令值运算器1018的说明图。
图6是实施例2的直流电压指令值运算器1018的说明图。
图7是实施例3的直流电压指令值运算器1018的说明图。
图8是实施例3的直流电压指令值运算器1018的说明图。
图9是实施例4的直流电压指令值运算器1018的说明图。
图10是实施例4的直流电压指令值运算器1018的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施例进行说明。
(实施例1)
使用图1、图2、图3、图4对本实施例进行说明。
<概要结构>
图1示出的电力变换器1006是由多个的装置构成的风力发电用电力变换系统。发电机1003经由轴1002接收迎风旋转的叶片1001的旋转能，利用发电机侧变换器1009a使发电机1003的转子励磁，从而使之产生电力。在发电机1003的定子侧产生的电力由定子侧系统配线1004供给到电力系统1005，在转子侧产生或消耗的电力通过电力变换器1006被返回到定子侧系统配线1004。另外，在定子侧系统配线1004安装有发电机保护用的同步断路器(气动断路器)1021。
电力变换器1006由电力变换单元1007、控制装置1010组成。电力变换单元1007由直流电容器1008、发电机侧变换器1009a、以及系统侧变换器1009b构成。控制装置1010中输入来自发电机转速传感器1011、定子侧电压传感器1012、发电机侧变换器电流传感器1013、直流电压传感器1014、系统侧变换器电流传感器1015、系统侧电压传感器1016、系统侧电流传感器1017、以及风车控制装置WTC的信息。另外，以框图表示图1的控制装置1010的各结构要素，但也可以由一个或多个计算机构成控制装置1010，由软件构成各功能。
<概要功能>
图1示出的电力变换单元1007由控制装置1010基于来自各传感器的信息进行控制。系统电力调整器APR基于风车控制装置WTC、系统侧电压传感器1016、和系统电流传感器1017的信息计算发电电力。系统电力调整器APR将励磁电流指令值输出到励磁电流调整器1020，以使来自风车控制装置WTC的发电电力指令和该发电电力计算值一致。
励磁电流调整器1020对从系统电力调整器APR所输入的励磁电流指令值和来自发电机侧变换器电流传感器1013的励磁电流检测值进行比较、并进行计算以使得指令值和检测值一致，来向发电机侧变换器1009a输出控制信号。定子侧电压传感器1012的电压检测值是在使定子电压与系统电压同步地投入同步断路器1021时使用。
转差频率运算器1019基于发电机转速传感器1011和系统侧电压传感器1016的信息，运算转差频率fslip，并将其结果输出到直流电压指令值运算器1018。转差频率fslip是使用发电机转速传感器所计算的旋转频率(电角度)frot(发电机1003转子的转速(旋转频率))、和由系统侧电压传感器1016所计算的频率fgrid(系统电力的频率)，通过式1来计算。
[式1]
fslip[％]＝((fgrid-frot)/fgrid)×100
直流电压指令值运算器1018使用转差频率，计算直流电压指令值，并将直流电压指令输出到加减运算器1022。
加减运算器1022计算直流电压指令值和由直流电压传感器1014所检测到的直流电压检测值的差，并将计算结果输出到直流电压调整器AVDCR。
直流电压调整器AVDCR基于所输入的信息，计算用于控制直流电压的电流指令值，并将计算结果输出到电流调整器ACR。
电流调整器ACR基于来自直流电压调整器AVDCR的指令和系统侧变换器电流传感器1015的信息，计算用于控制电流的控制量，向系统侧变换器1009b输出控制信号。
上述系统电力调整器APR、励磁电流调整器1020、直流电压调整器AVDCR、以及电流调整器ACR例如由比例积分器构成。
图2示出所述转差频率fslip与发电机1003的转子电压的关系。在转差频率运算器1019中，所述转差频率从同步速度时的转差频率(0％)进行变化(例：+30％，或，-30％)时，所述转子电压以大致一定的斜率上升或下降。此时的转差频率运算器1019计算所述转差频率的时间变化，并向直流电压指令值运算器1018输出转差频率。
<详细功能>
使用图3、图4，对直流电压指令值运算器1018进行说明。
在图3中示出由直流电压指令值运算器1018所计算的直流电压指令和所述转差频率的关系。在直流电压指令值运算器1018中，在所述转差频率从+28％变为+30％，或，从-28％变为-30％时，按照式2计算出所述直流电压指令，在所述转差频率成为+30％以上、或-30％以下时，所述直流电压指令以保持在额定直流电压指令的105％来进行设定。另外，在所述转差频率在+28％到-28％的范围时，所述直流电压指令保持额定直流电压指令100％。在这里，+28％、+30％、-28％、以及-30％是例示，能够对照各个发电机的特性选择其他的数值。在以下的实施例也相同。
[式2]
斜率A＝(直流电压指令的变化量)5％÷(转差频率的变化量)2％
图4示出直流电压指令值运算器1018的处理流程。直流电压指令值运算器1018在被输入转差频率运算器1019的信息时，进行判断4001的判断。在不符合判断4001的情况下，向加减运算器1022输出执行运算4004以额定直流电压指令100％维持所述直流电压指令的信息。在符合判断4001的情况下，进行判断4002的判断。在不符合判断4002的情况下，执行运算4005并向加减运算器1022输出以105％维持所述直流电压指令的信息。在符合判断4002的情况下，将执行运算4003(指令值＝斜率A×(|转差频率|-28％)+100％)的结果作为直流电压指令，并向加减运算器1022输出。
在本实施例1中，因为通过具有所述<详细功能>，能够防止低风速时的转差较大时的频繁的停止和再启动，所以能够增加发电量、延长转换开关等的元器件的寿命。另外，因为缓慢地变更直流电压指令值，所以可使对控制系统的扰乱变小。
另外，在本实施例1中，(1)将转差频率的允许范围说明为额定频率的(50Hz，或，60Hz)的±30％，但±30％是根据发电机的线圈数比、变换器的直流电压所决定的值，即使是±30％以外的值也能得到同样的效果。另外，(2)±28％这样的值，根据到达±30％之前速度变更的时间T1(因惯性常数而变化的值)和直流电压的响应T2，以T1＞T2这样的方式决定即可，变化的开始在转差范围(在本实施例为±30％)以内即可。另外，(3)将直流电压指令值的上限设为105％，是由变换器的元件所决定的值，也可以是105％以外的值。
(实施例2)
使用图1、图2、图5、以及图6，来说明本实施例。在以下的实施例2～4中，仅对与实施例1不同的部分进行说明。相同的部分省略说明。
<概要结构>
与实施例1相同。
<概要功能>
与实施例1相同。
<详细功能>
使用图5、图6，对直流电压指令值运算器1018进行说明。在图5示出由直流电压指令值运算器1018计算的直流电压指令值和所述转差频率的关系。直流电压指令值运算器1018在所述转差频率成为+30％以上、或，-30％以下时，设定为以额定直流电压指令的105％维持所述直流电压指令。另外，所述转差频率存在于从+30％到-30％的范围时，所述直流电压指令维持额定直流电压指令100％。
图6示出直流电压指令值运算器1018的处理流程。直流电压指令值运算器1018在输入了转差频率运算器1019的信息时，在开始，进行判断6001的判断。在不符合判断6001的情况下，执行运算6002(指令值＝100％)，向加减运算器1022输出以额定直流电压指令100％维持所述直流电压指令的信息。在符合判断6001的情况下，执行运算6003(指令值＝105％)，向加减运算器1022输出以105％维持所述直流电压指令的信息。
在本实施例2中，因为通过具有所述<详细功能>，能够防止低风速时的转差较大时的频繁的停止和再启动，所以能够增加发电量、延长转换开关等的元器件的寿命，容易稳定地控制。
另外，在本实施例2中，(1)将转差频率的允许范围说明为额定频率的(50Hz，或，60Hz)的±30％，但±30％是根据发电机的线圈数比、变换器的直流电压所决定的值，即使是±30％以外的值也能得到同样的效果。另外，(2)将直流电压指令值的上限设为105％，直流电压指令值是由变换器的元件所决定的值，也可以是105％以外的值。
(实施例3)
使用图1、图2、图7、以及图8来说明本实施例。
<概要构成>
与实施例1相同。
<概要功能>
与实施例1相同。
<详细功能>
使用图7、图8，对直流电压指令值运算器1018进行说明。
在图7示出直流电压指令值运算器1018和转差频率fslip的关系。直流电压指令值运算器1018在所述转差频率存在于从+28％到-28％的范围内时，所述直流电压指令维持额定直流电压指令100％，在所述转差频率成为+32％以上、或-32％以内时，设定为所述直流电压指令维持额定直流电压指令的105％。
所述转差频率存在于状态7001(-30％＜转差频率≤-28％，或，+28％≤转差频率＜+30％)时，所述直流电压指令为式7003或者指令100％的某个状态，但关于返回到哪个状态，是根据所述转差频率是从-28％＜fslip＜+28％的范围变化而来还是从fslip＜-32％、或+32％＜fslip的范围变化而来所决定的。
所述转差频率在状态7002(-32％＜转差频率≤-30％，或，+30％≤转差频率＜+32％)时，所述直流电压指令为式7004或者指令105％的某个状态，但关于返回到哪个状态，根据所述转差频率是从-28％＜fslip＜+28％的范围变化而来还是从fslip＜-32％、或+32％＜fslip的范围变化而来所决定的。
[式3]
斜率B＝(直流电压指令的变化量)5％÷(转差频率的变化量)2％
[式7003]
直流电压指令＝斜率B×(|转差频率|-28％)+100％
[式7004]
直流电压指令＝斜率B×(|转差频率|-30％)+100％
图8示出直流电压指令值运算器1018的处理流程。直流电压指令值运算器1018在输入了转差频率运算器1019的信息时，执行判断8001。在不符合判断8001的情况下，将执行运算8006以100％维持所述直流电压指令的指令输出到加减运算器1022，代入参考用标记＝1。在符合判断8001的情况下，转移到判断8002。在不符合判断8002的情况下，将执行运算8007而以105％维持所述直流电压指令的指令输出到加减运算器1022，代入参考用标记＝0。如果符合判断8002的情况下，转移到判断8003。
在符合判断8003的情况下，转移到判断8004。在符合判断8004(即，-30％＜转差频率＜+30％，前1个的值是100％的情况)，执行运算8008，将以100％维持所述直流电压指令的指令输出到加减运算器1022。在不符合判断8004的情况下，执行运算8009来按照7003决定直流电压指令，并输出到加减运算器1022。
在不符合判断8003的情况下，转移到判断8005。在符合判断8005的情况下(即，转差频率≤-30％，或，+30％≤转差频率，前一个的指令为105％的情况)，将执行运算8010而以105％维持所述直流电压指令的指令输出到加减运算器1022。在不符合8005的情况下，执行运算8011来按照式7004决定直流电压指令，并输出到加减运算器1022。
在本实施例3中，通过在实施例1附加滞后的特性，从而除了实施例1的效果之外，还能防止转差频率在±28％、或±30％、或±32％不稳时进行无用的直流电压指令值的改变，并能进一步减少控制的扰乱。
另外，在本实施例3中，(1)将转差频率的允许范围说明为额定频率的(50Hz，或，60Hz)的±30％，但±30％是根据发电机的线圈数比、变换器的直流电压所决定的值，即使是±30％以外的值也能得到同样的效果。另外，(2)±28％这样的值，根据到达±30％之前速度变更的时间T1(因惯性常数而变化的值)和直流电压的响应T2，以T1＞T2这样的方式决定即可，变化的开始在转差范围(在本实施例为±30％)以内即可。另外，(3)±32％这样的值是表现滞后特性上的基准。另外，(4)将直流电压指令值的上限设为105％，直流电压指令值是由变换器的元件决定的值，也可以是105％以外的值。
(实施例4)
使用图1、图2、图9、以及图10来说明本实施例。
<概要构成>
与实施例1相同。
<概要功能>
与实施例1相同。
<详细功能>
使用图9、图10，对直流电压指令值运算器1018进行说明。图9示出直流电压指令值运算器1018和所述转差频率的关系。直流电压指令值运算器1018在所述转差频率存在于从+29％到-29％的范围内时，所述直流电压指令维持额定直流电压指令100％，在所述转差频率成为+30％以上、或-30％以下时，设定为所述直流电压指令维持额定直流电压指令的105％。
所述转差频率在状态9001(-30％≤转差频率≤-29％，或，+29％≤转差频率≤+30％)时，所述直流电压指令为指令100％或指令105％的某个状态，但返回到哪个状态，由所述转差频率是从-29％＜fslip＜+29％的范围变化而来还是从fslip＜-30％、或+30％＜fslip的范围变化而来所决定。
图10示出直流电压指令值运算器1018的处理流程。直流电压指令值运算器1018在输入了转差频率运算器1019的信息时，执行判断10001。在不符合判断10001的情况下，执行运算10004将所述直流电压指令维持100％的指令输出到加减运算器1022，代入参考用标记＝1。在符合判断10001的情况下，转移到判断10002的判断。在符合判断10002的情况下，执行运算10005将以105％维持所述直流电压指令的指令输出到加减运算器1022，代入参考用标记＝0。在不符合判断10002的情况下，执行判断10003。在符合判断10003的情况下，执行运算10006将使所述直流电压指令设为100％的指令输出到加减运算器1022。在不符合判断10003的情况下，执行运算10007将使所述直流电压指令设为105％的指令输出到加减运算器1022。
在本实施例4中，通过在实施例2附加滞后的特性，从而除了实施例2的效果之外，还能防止转差频率在±29％、或±30％不稳时进行无用的直流电压指令值的改变，并易于更加稳定地控制。
再者，在本实施例2中，(1)将转差频率的允许范围说明为额定频率的(50Hz，或，60Hz)的±30％，但±30％是根据发电机的线圈数比、变换器的直流电压所决定的值，即使是±30％以外的值也能得到同样的效果。另外，(2)±29％这样的值，根据到达±30％之前速度变更的时间T1(因惯性常数而变化的值)和直流电压的响应T2，以T1＞T2这样的方式决定即可，变化的开始在转差范围(在本实施例为±30％)以内即可。另外，(3)将直流电压指令值的上限设为105％，直流电压指令值是由变换器的元件决定的值，也可以是105％以外的值。
标号说明
1001叶片
1002轴
1003发电机
1004定子侧系统配线
1005电力系统
1006电力变换器
1007电力变换单元
1008直流电容器
1009a发电机侧变换器
1009b系统侧变换器
1010控制装置
1011发电机转速传感器
1012定子侧电压传感器
1013发电机侧变换器电流传感器
1014直流电压传感器
1015系统侧变换器电流传感器
1016系统侧电压传感器
1017系统侧电流传感器
1018直流电压指令值运算器
1019转差频率运算器
1020励磁电流调整器
1021同步断路器
1022加减运算器
4001，4002，6001，8001，8002，8003，8004，8005，10001，10002，10003判断
4003，4004，4005，6002，6003，8006，8007，8008，8009，8010，8011，10004，10005，10006，10007运算
7001，7002，9001状态
7003，7004式
WTC风车控制装置
ACR电流调整器
APR系统电力调整器
AVDCR直流电压调整器
Claims (8)
1.一种二次励磁风力发电用变换装置，通过与发电机的定子和系统连接的电力变换单元向所述发电机的转子供给电流，从而控制来自所述发电机的定子的发电电力，
所述转子通过受到风力而以轴为中心旋转的叶片而进行旋转，
所述二次励磁风力发电用变换装置的特征在于，
具有：系统侧变换器，其与所述定子和系统连接，控制在交流电压和直流部之间对电力进行变换并平滑得到的直流电压；以及发电机侧变换器，其将所平滑后的所述直流电压进行交流变换，并向所述转子输出电压，
所述二次励磁风力发电用变换装置根据基于与所述转子的转速相当的转速信息和与所述定子的交流电压的频率相当的频率信息得到的转差频率，在所述转差频率偏离出规定的范围的情况下，改变所平滑后的所述直流电压，
还具备这样的单元，其具有以所述发电机的转速是同步速度的情况为中心的上下限转差设定值，检测到偏离出转差设定值的范围的情况时，使所平滑后的所述直流电压上升，检测到返回到转差设定值的范围内的情况时，使所平滑后的所述直流电压下降。
2.如权利要求1所述的二次励磁风力发电用变换装置，其特征在于，
具备这样的单元，其具有以所述发电机的转速是同步速度的情况为中心的上下限转差设定值，检测到偏离出转差设定值的范围的情况时，使所平滑后的所述直流电压以某斜率上升。
3.如权利要求1或2所述的二次励磁风力发电用变换装置，其特征在于，
具备这样的单元，其具有以所述发电机的转速是同步速度的情况为中心的上下限转差设定值，检测到返回到转差设定值的范围内的情况时，使电力变换单元的直流电压以某斜率下降。
4.如权利要求1所述的二次励磁风力发电用变换装置，其特征在于，
具备直流电压指令运算部，其具有以所述发电机的转速是同步速度的情况为中心的上下限转差设定值1和与转差设定值1相比处于内侧的转差设定值2，检测到偏离出转差设定值1的范围的情况时，使所平滑后的所述直流电压上升，而且检测到返回到转差设定值2的范围内的情况时，使所平滑后的所述直流电压下降。
5.如权利要求1所述的二次励磁风力发电用变换装置，其特征在于，
具备直流电压指令运算部，其具有以所述发电机的转速是同步速度的情况为中心的上下限转差设定值1和与转差设定值1相比处于内侧的转差设定值2，检测到偏离出转差设定值1的范围的情况时，使所平滑后的所述直流电压阶跃状地上升，并且，检测到返回到转差设定值2的范围内的情况时，使所平滑后的所述直流电压阶跃状地下降。
6.一种二次励磁风力发电用变换装置，其是二次励磁型发电机中的二次励磁风力发电用变换装置，所述二次励磁型发电机具有通过受到风力而以轴为中心进行旋转的叶片，根据所述轴的旋转而产生电力来对电力系统供给电力，
所述二次励磁风力发电用变换装置的特征在于，
具有变换器，所述变换器的一端与发电机的旋转侧连接，另一端与电力系统侧连接，所述发电机侧变换器控制通过发电机所产生的电力，在所述发电机侧变换器和系统侧变换器的直流连接部分具有直流电容器，由所述发电机所构成的风力发电装置具有以同步速度为中心的转差运行范围，
所述发电机侧变换器的控制装置根据来自风车控制装置的发电指令值、和系统侧电压传感器和对输出至系统的电流进行检测的系统侧电流传感器的信息，由系统电力调整器APR对励磁电流指令值进行运算，基于所述励磁电流指令值和发电机侧变换器电流传感器的信息，由励磁电流调整器来控制发电机侧变换器，
而且，所述系统侧变换器的控制装置具有：直流电压调整器，其根据直流电压指令和来自直流电压传感器的信息，决定系统侧变换器的电流控制量；以及系统侧变换器电流调整器，其根据该电流控制量和系统侧变换器电流的信息来控制系统侧变换器，
所述变换器中，具有对来自发电机转速传感器和系统侧电压传感器的信息进行比较来检测出转差频率的转差频率运算器，并具有根据由所述转差频率运算器求出的转差频率来生成直流电压指令的直流电压指令值运算器，
而且，所述直流电压指令值运算器具备这样的单元，其具有设定在所述发电机的转差运行范围内的上下限转差设定值，检测到偏离出转差设定值的范围的情况时，改变电力变换单元的直流电压。
7.一种二次励磁风力发电用控制装置，其通过与发电机的定子和系统连接的电力变换单元向所述发电机的转子供给电流从而控制来自所述发电机的定子的发电电力，
所述转子通过受到风力而以轴为中心旋转的叶片而进行旋转，
所述二次励磁风力发电用控制装置的特征在于，
具有：系统侧变换器，其与所述定子和系统连接，控制在交流电压和直流部之间对电力进行变换并平滑而得到的直流电压；以及发电机侧变换器，其对所平滑后的所述直流电压进行交流变换，向所述转子输出电压，
所述二次励磁风力发电用控制装置根据基于与所述转子的转速相当的转速信息和与所述定子的交流电压的频率相当的频率信息得到的转差频率，按照在所述转差频率偏离出规定的范围的情况下改变所平滑后的所述直流电压的方式进行控制，
还具备这样的单元，其具有以所述发电机的转速是同步速度的情况为中心的上下限转差设定值，检测到偏离出转差设定值的范围的情况时，使所平滑后的所述直流电压上升，检测到返回到转差设定值的范围内的情况时，使所平滑后的所述直流电压下降。
8.一种二次励磁型发电装置的控制方法，在通过受到风力而以轴为中心旋转的叶片而进行旋转的二次励磁风力发电用变换装置中具有：系统侧变换器，其与定子和系统连接，控制在交流电压和直流部之间对电力进行变换并平滑而得到的直流电压；以及发电机侧变换器，其对所平滑后的所述直流电压进行交流变换，向转子输出电压，
所述二次励磁型发电装置的控制方法的特征在于，
根据基于与所述转子的转速相当的转速信息和与所述定子的交流电压的频率相当的频率信息得到的转差频率，在所述转差频率偏离出规定的范围的情况下，改变所平滑后的所述直流电压，
具有以所述发电机的转速是同步速度的情况为中心的上下限转差设定值，检测到偏离出转差设定值的范围的情况时，使所平滑后的所述直流电压上升，检测到返回到转差设定值的范围内的情况时，使所平滑后的所述直流电压下降。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2012/000363 WO2013111172A1 (ja) | 2012-01-23 | 2012-01-23 | 二次励磁風力発電用変換装置、二次励磁風力発電用制御装置及び二次励磁風力発電用変換装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103329424A CN103329424A (zh) | 2013-09-25 |
| CN103329424B true CN103329424B (zh) | 2016-05-25 |
Family
ID=48872956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201280002424.0A Active CN103329424B (zh) | 2012-01-23 | 2012-01-23 | 二次励磁风力发电用变换装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5785958B2 (zh) |
| CN (1) | CN103329424B (zh) |
| WO (1) | WO2013111172A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10075114B2 (en) | 2016-03-03 | 2018-09-11 | General Electric Company | System and method for controlling DC link voltage of a power converter |
| CN114607510B (zh) * | 2022-03-18 | 2023-02-28 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种航空发动机转差自适应调整方法及系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1126389A (zh) * | 1994-06-17 | 1996-07-10 | 株式会社东芝 | 能够改善电力系统精确度的可变速发电机-马达装置 |
| CN1905355A (zh) * | 2005-07-27 | 2007-01-31 | 株式会社日立制作所 | 使用交流励磁同步发电机的发电装置和其控制方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63277498A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-11-15 | Toshiba Corp | 発電設備 |
| JPH08322298A (ja) * | 1995-05-24 | 1996-12-03 | Yamaha Motor Co Ltd | 風力発電装置 |
| JPH1127992A (ja) * | 1997-07-04 | 1999-01-29 | Hitachi Ltd | 可変速誘導発電装置 |
| JP4564192B2 (ja) * | 2001-03-12 | 2010-10-20 | 株式会社東芝 | 可変速制御装置 |
| ES2357422T3 (es) * | 2002-09-10 | 2011-04-26 | Dewind Co. | Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de energía eólica con cascada sobresincronizada. |
| JP4155196B2 (ja) * | 2004-01-13 | 2008-09-24 | 株式会社日立製作所 | 回転電機制御装置および発電システム |
| JP4683012B2 (ja) * | 2007-06-11 | 2011-05-11 | 株式会社日立製作所 | 風力発電装置 |
-
2012
- 2012-01-23 JP JP2012551007A patent/JP5785958B2/ja active Active
- 2012-01-23 CN CN201280002424.0A patent/CN103329424B/zh active Active
- 2012-01-23 WO PCT/JP2012/000363 patent/WO2013111172A1/ja active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1126389A (zh) * | 1994-06-17 | 1996-07-10 | 株式会社东芝 | 能够改善电力系统精确度的可变速发电机-马达装置 |
| CN1905355A (zh) * | 2005-07-27 | 2007-01-31 | 株式会社日立制作所 | 使用交流励磁同步发电机的发电装置和其控制方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| A flexible active and reactive power control strategy for a variable speed constant frequency generating system;Yifan Tang et al.;《IEEE Transactions on Power Electronics》;19950731;第10卷(第4期);第472-478页 * |
| 交流励磁变速恒频风力发电系统的运行与控制;刘其辉 等;《电工技术学报》;20080126;第23卷(第1期);第129-136页 * |
| 变速恒频双馈风力发电功率偏差控制技术研究;王庆龙 等;《电气传动》;20080820;第38卷(第8期);第10-13页，第31页 * |
| 定子双绕组感应电机风力发电系统励磁电容的优化选取;卜飞飞 等;《电工技术学报》;20111026;第26卷(第10期);第152-160页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2013111172A1 (ja) | 2015-05-11 |
| JP5785958B2 (ja) | 2015-09-30 |
| CN103329424A (zh) | 2013-09-25 |
| WO2013111172A1 (ja) | 2013-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10418925B2 (en) | Wind turbine providing grid support | |
| US9450416B2 (en) | Wind turbine generator controller responsive to grid frequency change | |
| JP5726187B2 (ja) | ウィンドファームおよび風力タービンならびに風力タービンの制御方法ならびにバングバング型コントローラ | |
| DK2060786T3 (en) | Controlling the temperature of an electric wind turbine generator by varying the electrical power factor | |
| EP1780860A1 (en) | System and method for controlling power flow of electric power generation system | |
| CN105850000B (zh) | 增加无功功率容量方法、风力发电厂和计算机可读存储介质 | |
| US20090189393A1 (en) | Micro wind turbine topology for small scale power generation | |
| EP3518368B1 (en) | Wind power generation system and controlling method thereof | |
| CN108474349B (zh) | 调整风力涡轮机取力器的方法 | |
| WO2015078473A1 (en) | A wind power plant with improved rise time | |
| CN108808725A (zh) | 用于风电场的无功功率控制的系统及方法 | |
| US10910841B2 (en) | Method and system for power grid voltage regulation by distributed energy resources | |
| CN103329424B (zh) | 二次励磁风力发电用变换装置 | |
| EP2017953A2 (en) | Variable speed drive system | |
| CN108270246A (zh) | 风电变流器网侧有功功率控制方法及系统 | |
| CN111316521A (zh) | 用于控制连接到电力网的电功率系统的系统和方法 | |
| Aljarhizi et al. | Static Power Converters for a Wind Turbine Emulator Driving a Self-Excited Induction Generator | |
| Jafari Nadoushan et al. | Optimal torque control of PMSG-based stand-alone wind turbine with energy storage system | |
| Yonis et al. | Dynamic Analysis of Current Loops Behavior in a Wind Turbine Based Doubly-fed Induction Generator | |
| EP3516211B1 (en) | Wind turbine and method for controlling wind turbine | |
| RU2353799C1 (ru) | Способ работы автономной ветроэлектрической станции | |
| CN117015928A (zh) | 动态地获得dfim电气驱动装置的最大容量 | |
| Salam et al. | Performance evaluation of microturbine generation system for microgrid applications | |
| Nishida et al. | A novel induction generator system using bi‐directional PWM converter for small‐scale power applications | |
| Mesbahi et al. | Static Power Converters for a Wind Turbine Emulator Driving a Self-Excited Induction Generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191225 Address after: Tokyo, Japan Patentee after: Hitachi Industrial Machinery Co., Ltd Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Hitachi Production Co., Ltd. |