CN103560680A - 双馈感应发电机变流器以及用于改进电网故障穿越的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了双馈感应发电机变流器以及用于改进电网故障穿越的方法。提出了一种双馈感应发电机(DFIG)变流器方法,在该方法中响应于电网故障发生或电网故障消除,使用串联阻尼电阻来衰减转子侧电流尖峰。

Description

双馈感应发电机变流器以及用于改进电网故障穿越的方法
技术领域
本申请涉及双馈感应发电机变流器以及用于改进电网故障穿越的方法。
背景技术
双馈感应发电机(Double Fed Induction Generator,DFIG)通常用在用于使风力驱动涡轮机与电网相连接的风能转换系统(Wind Energyconversion System,WECS)中。风能系统作为一种不消耗化石燃料而是对风力所生成的电力进行转换以提供给电力配电网的“绿色技术”而广泛用于发电。基于DFIG的变流器将由风力涡轮机生成的机械动力调整为具有与电网兼容的形式的AC电力,其通常包括由涡轮机通过齿轮箱来驱动的转子以经由定子连接件将电力供应至电网。DFIG转子绕组连接至背对背变流器,该背对背变流器包括连接在转子绕组和DC(直流)电路之间的转子侧变流器以及连接在DC(直流)电路和电网之间的电网侧变流器。
DFIG系统将来自DFIG定子绕组的电力提供至电网,其中DFIG转子频率通常偏离对应于电网频率的额定值。DFIG变流器基本上根据转子的旋转速度而以两种模式之一进行操作。对于低于额定转速的转子速度,一些定子电力经由变流器被馈送至转子,其中电网侧变流器级用作整流器以将电力供应至中间电路并且转子侧变流器转化DC电力以激励转子绕组。当转子速度高于额定值时,转子电流被用于激励中间电路,并且电网侧变流器用作逆变器以将电力提供至电网。
DFIG变流器还可以独立于转子速度来控制转子电流以调整从定子馈送至电网的有功电力和无功电力,并且DFIG发电机不仅能够输入无功电力而且能够输出无功电力。该能力利于使DFIG系统能够在严重的电压扰动(例如,电网电压骤降状况)期间支持电网。DFIG体系结构还使DFIG能够在风力涡轮机的速度改变时与电网保持同步,其中变速风力涡轮机比固定速度的涡轮机更有效地利用风能。DFIG发电机通常被构造有明显比定子绕组更多的转子绕组,使得转子电流比定子电流低。因而,可以使用部件尺寸适于在某一转子速度范围内操作的相对小的背对背变流器。
然而,电网故障时的瞬态DFIG转子电压比定子电压和电网电压高,因此转子侧变流器和中间DC电路特别易受由电网扰动(如电网电压骤降故障的发生以及这些故障的清除)所引起的电压瞬变的影响。而且,DFIG变流器通常在发生和清除电网故障时经历高电流峰值,其中根据泄露电感和转子电阻,转子绕组上的电流尖峰可能会超过额定值的三倍,并且转子绕组上的电流尖峰可能会触发硬件过流和/或过压保护电路,从而切断变流器。特别地,甚至当相应的转子侧开关器件断开时,该电流也可以流过转子侧变流器中的反平行二极管。如果发生这种情况,那么在电网故障的关键时刻不能控制DFIG系统,因而该系统不能支持电网。
用于解决DFIG电网故障穿越问题的在先尝试包括在转子侧上使用AC消弧电路以在电网故障期间使电流从转子侧变流器分流,但是如果消弧电阻过低,则在转子侧上的电流峰值仍然可能过量。此外,如果消弧电阻过高,那么瞬态电压仍然可能对DC总线进行充电从而导致高的充电电流流过转子侧变流器的反平行(续流)二极管,即使相应的变流器开关器件断开也是如此。涉及到插入与DFIG定子绕组串联的阻尼电阻的其他尝试可以缩短瞬态的持续时间,但是对减小转子侧电流峰值的影响非常小。因而,仍然需要避免或减轻DFIG系统控制电网故障穿越尤其低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)的损失的改进DFIG变流器和技术。
发明内容
现在总结本发明的各个方面以便于从基本上理解本发明,其中该总结不是本发明的广泛概述,并且既不意在确定本发明的某些元素,也不意在勾勒本发明的范围。更确切地,该总结的根本目的是在下文中介绍的更详细的描述之前以简化的形式来介绍本发明的一些理念。
本公开内容涉及到与DFIG转子侧变流器耦接的串联连接的阻尼电阻以及旁路开关器件的使用,通过串联阻尼电阻和旁路开关器件可以有利地减小在转子侧和定子侧两者处的电流峰值。进而,这便于在包括电网电压骤降状况的电网故障期间连续控制DFIG变流器并且避免或减轻对转子侧变流器部件的损坏。此外,根据所感测的DFIG系统电流或其他操作状况,所公开的DFIG变流器电网故障穿越装置和技术可适应于提供对电网故障的发生和清除的改进响应。
根据本公开内容的一个或更多个方面,公开了与双馈感应发电机(DFIG)一起操作的电力转换系统,该电力转换系统包括转子侧变流器、电网侧变流器、串联阻尼装置以及阻尼控制器。某些实施方式中的阻尼装置被耦接在DFIG转子引线和转子侧变流器之间以用于阻尼AC转子电流。在其他实施方式中,阻尼装置被串联耦接在转子侧变流器和电网侧变流器之间,以用于阻尼中间DC电流,否则该DC电流会对DC链电容进行充电。串联阻尼装置包括一个或更多个串联阻尼电路,该一个或更多个串联阻尼电路具有彼此并联耦接的串联阻尼电阻和串联阻尼开关电路。在第一(例如,正常)模式下,开关电路闭合或导电以对阻尼电阻进行旁路,因而防止电流流过阻尼电阻。在第二(例如,阻尼)模式下,阻尼装置开关器件断开以允许电流流过阻尼电阻。阻尼控制器全部地或部分地基于电网故障发生或电网故障清除来设置串联阻尼开关电路的操作模式。
在某些实施方式中,阻尼电路与AC转子线中的每个转子线或至少两个转子线串联连接。在使用这样的AC阻尼的情况下,串联阻尼开关电路是双向的以允许在正常操作期间电流在双方向上流动。在其他实施方式中,使用在转子侧变流器的DC侧处连接在正DC总线和/或负DC总线中的一个或更多个阻尼电路来执行DC阻尼。在这样的实施方式中,串联阻尼开关电路可以是双向的。
此外,在某些实施方式中,阻尼控制器响应于故障发生或故障清除,来提供阻尼控制信号,以在固定的阻尼时间内将一个或更多个阻尼开关电路设置在阻尼模式下。在其他实施方式中,阻尼控制器全部地或部分地基于所监视的DFIG系统操作参数来断开阻尼操作。例如,一旦定子或转子电流降到预定阈值以下,控制器可以设置阻尼开关电路回到正常模式。
根据本公开内容的另外的方面,提供了一种用于操作DFIG变流器的方法,该方法包括:响应于电网故障发生或电网故障清除,激活一个或更多个串联阻尼电路以使电流传导经过串联阻尼电阻器,该串联阻尼电阻器串联耦接在DFIG转子与转子侧变流器之间,或者耦接在中间DC链电路中。该方法还包括:在激活串联阻尼电路之后,选择性地对串联阻尼电阻器进行旁路。在某些实施方式中,监视一个或更多个DFIG操作状况,并且至少部分地基于所监视的操作状况来调整在激活与旁路之间的时间段。
本公开内容的另外的方面涉及具有用于操作DFIG变流器的计算机可执行指令的计算机可读介质。
附图说明
以下的描述和附图详细地阐述本公开内容的某些示例性实现,其示出了可以实施本公开内容的各种原理的若干种示例性方式。然而,所示出的示例并非穷举本公开内容的多种可能的实施方式。将在下面的详细描述中结合附图来阐述本发明的其他目的、优点和新颖特征,在附图中:
图1是示出根据本公开内容的一个或更多个方面的具有DFIG变流器的示例性风能系统的示意图,该DFIG变流器具有与DFIG转子绕组耦接的串联阻尼电路以及用于电网故障穿越的阻尼控制器;
图2是示出图1的系统中用于电网故障穿越的阻尼控制系统和背对背DFIG变流器的其他细节的示意图;
图3是示出具有阻尼电阻器和相关联的开关的另一示例性串联阻尼电路的示意图,其中在三个转子线中的两个转子线内所述阻尼电阻器和相关联的开关连接在DFIG转子与转子侧变流器之间;
图4是示出具有阻尼电阻器和相应的开关的再一示例性串联阻尼电路的示意图,其中阻尼电阻器和相应的开关在转子侧变流器与电网侧变流器之间耦接在的正DC总线和负DC总线中;
图5是示出具有阻尼电阻器和相关联的开关的另一示例性阻尼电路的示意图,其中阻尼电阻器和相关联的开关连接在DC总线的单根总线中;
图6是示出串联阻尼电路中的示例性双向开关器件的示意图,该双向开关器件包括单个IGBT和四个二极管,以用于对在DFIG转子与转子侧变流器之间的AC连接进行选择性阻尼;
图7是示出另一示例性双向开关器件的示意图,该双向开关器件包括一对IGBT和反平行耦接的相关联的二极管,以用于在DFIG转子与转子侧变流器之间的AC阻尼;
图8是示出具有与阻尼电阻器并联的单个IGBT和四个二极管以用于对在转子侧变流器与电网侧变流器之间的DC连接进行阻尼的示例性双向阻尼电路的示意图;
图9是示出常规DFIG变流器中各种DFIG变流器波形的曲线图,其中各种DFIG变流器波形示出了由对称电网电压骤降故障的发生和骤降的清除所引起的大的转子电流尖峰;
图10是示出在图1和图2中的DFIG变流器中DFIG变流器波形的曲线图,其中DFIG变流器波形示出了针对对称电网电压骤降故障的发生和清除的较小转子电流尖峰;
图11是示出根据本公开内容的一个或更多个方面的在图1和图2的DFIG变流器中的DC链电压波形和定子电压波形以及阻尼控制信号波形的曲线图;
图12是示出常规DFIG变流器中各种DFIG变流器波形的曲线图,其中各种DFIG变流器波形示出了由两相接地电网电压骤降故障的发生和清除所引起的大的转子电流尖峰;
图13是示出在图1和图2中的DFIG变流器中DFIG变流器波形的曲线图,其中DFIG变流器波形示出了针对两相接地电网电压骤降故障的发生和清除的较小转子电流尖峰;
图14是示出在图1和图2中的DFIG变流器的两相接地故障的发生和清除时图1和图2中的DFIG变流器中的定子电流波形、定子电压波形以及阻尼控制信号波形;以及
图15是示出根据本公开内容的另外的方面的对DFIG变流器进行操作的示例性方法的流程图。
具体实施方式
现在参照附图,在下文中结合附图来描述本发明的若干实施方式或实现,其中全部附图用相同的附图标记表示相同的元素,并且各种特征不一定按比例绘出。本公开内容提供用于在双馈感应发电机(DFIG)系统中响应于电网故障状况的发生和/或清除来选择性地阻尼转子侧电流的技术和装置。这些理念适用于DFIG技术的任一种应用中,包括但不限制于风能系统,并且可以被有利地运用于在故障状况期间促进DFIG系统的使用以支持电网。另外,关于各种电网故障类型均可以使用本公开内容的技术和装置。具体地,通过所连接的DFIG系统以受控的方式选择性地调整提供至电网(或从其移除)的有功和无功电力,可以改善所谓的电压骤降型电网故障。然而,将理解,本文中所公开的系统和方法可以用于在任何类型的电网故障期间的DFIG变流器系统操作,并且装置和技术不限于下文中所示出和描述的具体应用。
图1和图2中示出了根据本公开内容的各个方面的包括双馈感应发电机(DFIG)转换系统的示例性风能变流器(WEC)或风能系统(WES)2,该DFIG变流系统包括DFIG40和相关联的机械驱动部件以及DFIG变流器100。所示出的系统2包括具有变桨驱动器20的涡轮机10,该涡轮机10提供旋转机械功率Pmech以驱动齿轮箱30,该齿轮箱30具有机械地耦接至DFIG40的转子42的输出轴。DFIG转子绕组42a(单相或多相)经由转子连接件102在转子42和背对背DFIG变流器100之间输送AC电力。DFIG40具有定子44,该定子44具有通过DFIG变流器100的电路断路器108(K1)和变压器52而耦接至AC电网50的绕组44a,然而在某些实施方式中可以略去断路器108。DFIG40经由转子连接件102和定子连接件104耦接至DFIG变流器100,转子连接件102和定子连接件104分别包括能够耦接至转子引线42a和定子引线44a的电气连接件。变流器100还包括电网连接件106,并且可以(但不必须)包括变压器52。在所示出的实施方式中,在电网连接件106、电路断路器108以及变流器输出滤波器180处的变压器线之间设置有内部连接件,变流器输出滤波器180由线电感器Lg或LCL滤波器形成。在某些实施方式中,可以略去滤波器180,或者可以在DFIG变流器100的外部设置滤波器部件。
变流器100是具有转子侧变流电路140的背对背结构,该转子侧变流电路140具有耦接在转子连接件102和DC中间电路142之间的三个交流相端子R、S和T,该DC中间电路142为DC总线设置了电容C。所示出的变流器100还包括与总线电容C并联地耦接在中间DC总线142两端的动态制动电路,该动态制动电路包括串联连接在DC总线两端的晶体管QDB和电阻器RDB,其中二极管DDB与电阻器RDB并联。晶体管QDB具有由来自动态制动控制器170的动态制动信号172控制的栅极端子,在一些实施方式中动态制动控制器170可以是变流器控制器200的一部分。当动态制动晶体管QDB处于导通(导电)状态时,晶体管QDB与DC总线电容C并联连接以选择性地耗散变流器100内的电力。
此外,在图1和图2示出的实施方式中,与转子连接件102(在一种实施方式中为3相)中的每个转子连接件串联地连接有串联阻尼装置110,然而阻尼装置110可替代地或组合地连接在DC中间电路142中,如下面的图4和图5所看见的。此外如图2所示,转子侧变流器140提供三相整流电路,该三相整流电路包括反平行(例如,续流)二极管D1至D6以及转子侧开关电路,该转子侧开关电路包括耦接在AC连接件R、S和T与中间电路142的DC总线端子之间的开关器件S1至S6(例如,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或其他适当的开关器件)。
DFIG变流器100还包括电网侧变流器电路160,该电网侧变流器电路160具有经由滤波器180与定子连接件104耦接的AC端子U、V和W。另外,电网侧变流器电路160与DC电路142耦接并且包括电网侧整流电路,该电网侧整流电路具有分别与电网侧开关电路的开关器件S7至S12(例如,IGBT或其他适当的开关器件)相关联的反平行整流二极管D7至D12。
DFIG变流器100在正常操作期间以两种模式之一进行操作,其中转子侧变流器电路140在第一模式下从转子连接件102向DC电路142提供电力并且在第二模式下从DC电路142向转子连接件102提供电力,其中开关S1至S6被用作开关逆变器。此外,在第一模式下,电网侧变流器电路160用作逆变器以经由开关S7至S12从DC电路142向定子连接件104提供电力。在第二模式下,电网侧变流器电路160使用整流器D7至D12对来自定子连接件104的电力进行整流以对DC电路142进行充电。因而IGBT S7至S12和反平行二极管D7至D12一起工作以允许在电网侧变流器106中的双向电力流动。同样地,转子侧开关S1至S6和相应的二极管D1至D6允许在转子侧变流器140中的双向流动。
在正常操作中,所示出的变流器100的操作模式根据转子速度来设置,其中当转子速度高于与电网频率相对应的额定值时,在第一模式下来自转子绕组42a的电流被用于向中间电路42提供动力,并且电网侧变流器用作逆变器以将电力供应至电网。对于转子速度低于额定转速的情形,经由在第二模式下操作的变流器电路140、160将定子电力的一部分馈送至转子42,其中电网侧电路160用作整流器以将电力提供至中间电路142,并且转子侧电路140对提供至转子绕组42a的DC电力进行逆变。
如图1和图2所示,在DFIG逆变器100中设置有串联阻尼装置110,该串联阻尼装置110串联耦接在转子引线42a和转子侧逆变器140之间。在所示出的实施方式中,阻尼装置110连接在转子连接件102与转子侧变流器140的AC连接件R、S和T之间,但是在其他实施方式中串联阻尼装置110可以设置在位于转子侧变流器140与电网侧变流器160之间的DC中间电路142中(例如,下面的图4和图5)。在图1至图3的各种AC阻尼实施方式中,阻尼装置110包括一个或更多个串联阻尼电路112,该一个或更多个串联阻尼电路112分别包括:串联耦接在转子引线42a中之一与转子侧变流器140的AC连接件R、S和T中的相应一个连接件之间的串联阻尼电路电阻RDAMP;以及与串联阻尼电路电阻RDAMP并联耦接的双向串联阻尼开关电路SDAMP
在操作中,在第一模式下,串联阻尼开关电路SDAMP根据来自阻尼控制器120的阻尼控制信号122进行操作以对串联阻尼电路电阻RDAMP进行旁路,从而防止电流在串联阻尼电路电阻RDAMP中流动。如由开关电路SDAMP与电阻RDAMP的并联连接可见,开关电路SDAMP在此操作模式下提供低阻抗。在第二模式下,串联阻尼开关电路SDAMP存在高阻抗路径以允许电流在串联阻尼电路电阻RDAMP中流动。
还参照图6和图7,可以使用任何适当的串联阻尼电路电阻RDAMP和串联阻尼开关电路SDAMP,其中当在第一模式下时开关电路SDAMP优选地是双向的,以允许AC电流在DFIG转子42和转子侧变流器140之间沿两个方向流动。实际上,可以基于DFIG变流器100的参数来选择阻尼电阻RDAMP。具体地,与电网故障的发生或清除相关联的转子侧电流尖峰至少部分地取决于DFIG变流器100的总泄漏电感和动态阻抗。在某些实施方式中,总泄漏电感可以被估计为互感的约5%。如果期望减少50%的电流尖峰,那么阻尼电阻RDAMP可以被选择为具有约等于被估计漏电抗的值。总机械阻抗可以被估计为转子电阻与定子电阻的总和。该总机械阻抗可以与估计漏电抗相加,并且该总和提供了可以用于减小50%的转子侧电流尖峰的必需阻尼电阻RDAMP的估计。
图6示出了包括基于半导体的开关器件Q1的开关电路SDAMP的第一双向实施方式,该基于半导体的开关器件Q1可以是能够根据来自阻尼控制器120(图1)的开关控制信号122进行操作的任何适当的开关器件,包括但不限于图6所示的IGBT。电路SDAMP中还包括四个二极管D1至D4,并且开关电路SDAMP与阻尼电阻RDAMP并联连接。在第一模式下,开关器件Q1处于导通(在集电极和发射极之间为低阻抗),因而允许电流从DFIG转子42开始、经过二极管D1、接着经过晶体管Q1、然后经过二极管D4流动至转子侧变流器140。图6的电路SDAMP是双向的,因而在第一模式下电流可以沿着相反方向从转子侧变流器140开始、经过二极管D3、接着经过晶体管Q1、然后经过二极管D2流动至DFIG转子42。因而,该低阻抗路径的存在将对没有AC电流流经的阻尼电阻RDAMP进行旁路。在第二模式下,晶体管Q1断开(在集电极和发射极之间为高阻抗),并且二极管D1至D4的配置防止电流流经电路SDAMP,因而在DFIG转子42与转子侧变流器140之间流动的电流流经阻尼电阻RDAMP
图7示出了包括一对晶体管Q1和Q2(例如,在一种非限制性示例中为IGBT)以及两个二极管D1和D2的另一双向开关电路实施方式SDAMP,其中晶体管Q1和Q2的控制端子连接至阻尼控制信号122。如在图中可以看见的,每个晶体管与二极管中之一串联连接,其中发射极耦接至二极管的阳极以在第一模式下提供从晶体管集电极至二极管的阴极的导通路径。因而,每个晶体管和二极管串联电路在相应晶体管处于低阻抗(导通)状态时沿着一方向形成导通路径。此外,开关电路SDAMP包括以反平行关系彼此连接的两个电路分支,其中第一二极管D1的阴极连接至转子侧变流器140并且二极管D2的阴极连接至DFIG转子42。该对反平行电路分支与阻尼电阻RDAMP并联连接。在第一模式下,阻尼控制信号122使晶体管Q1和Q2两者导通(低的发射极-集电极阻抗),由此电流可以从DFIG转子42开始、朝向转子侧变流器140而流经晶体管Q1和二极管D1或者可以从转子侧变流器140开始、朝向DFIG转子42而流经晶体管Q2和二极管D2,从而对阻尼电阻RDAMP进行旁路。然而,在第二模式下,晶体管Q1和Q2两者均断开(高阻抗),由此电流将在DFIG转子42与转子侧变流器140之间,经过阻尼电阻RDAMP沿任一方向流动。
再参照图1和图2,阻尼控制器120至少部分地基于所检测到的或预期的电网故障发生或电网故障清除来设置串联阻尼开关电路SDAMP的模式。在所示出的实施方式中,阻尼控制器120将一个或更多个阻尼控制信号122提供至串联阻尼装置110的开关电路SDAMP。控制器120可以通过任何适当形式的一个或更多个信号或消息(例如,适于针对所示出的示例中的IGBT开关器件建立基极发射极电压的电信令)或其他适当的开关控制信号122来设置开关电路模式。在其他实施方式中,控制器120可以发送一个或更多个消息以通过串联阻尼开关电路SDAMP来实现期望的开关作用。控制器120可以是任何适当的硬件、处理器执行的软件、可编程逻辑件、电路或它们的组合。在一种可能的实施方式中,阻尼控制器120可以在同样对转子侧变流器140和/或电网侧变流器160的开关操作进行操作的、基于处理器的变流器控制器200中实现。
此外,如图1和图2所示,在某些实施方式中的阻尼控制器120从故障检测部件150接收故障检测信号,并且还可以从一个或更多个系统传感器(未示出)接收一个或更多个反馈信号或值、以及可以从任何适当的源(如外部网络、开关、与系统100相关联的用户接口(未示出)或其他适当的源)接收可以是任意形式(如电信号、数字信号等)的其他信息、数据等。在一种可能的实现中,故障检测部件150监视来自适当的反馈传感器或系统的电网电流igrid和/或电网电压Vgrid中的一者或两者,并且选择性地提供表明已经由DFIG变流器100检测到电网故障的信号152。在一个非限制性示例中,故障检测器150将表明电网电压Vgrid已经降到预定阈值电压以下(因而表明低电压电网故障已经发生)的信号152提供至阻尼控制器120。另外,故障检测器150可以例如通过电网电压Vgrid已经上升至高于相同或不同的预定阈值的检测来向阻尼控制器120提供表明之前所检测到的电网故障已经被清除的信号152。在其他实施方式中,故障检测可以作为从故障检测器150至阻尼控制器120的信息152来提供。
阻尼控制器120全部地或部分地基于该故障检测信号或消息152,来将阻尼控制信号122提供至串联阻尼装置110,以对阻尼电阻RDAMP选择性地进行旁路或允许电流流过阻尼电阻RDAMP。另外,如下面进一步讨论的,响应于如由来自故障检测器150的信号152所表明的故障发生或清除的检测,阻尼控制器120可以激活阻尼控制信号122以将阻尼装置110的一个或更多个开关器件置于第二模式下达预定时间TDAMP,此后改变信号122以将串联阻尼装置110置回第一模式。
此外,在某些实施方式中,阻尼控制器120可以选择性地改变阻尼控制信号122的状态,以至少部分地基于一个或更多个所监视的DFIG变流器操作状况来将阻尼装置110置回第一模式。例如,阻尼控制器120可以监视定子电流或电压、或者转子电流或电压,并且基于一个或更多个这些所监视的条件来选择性地将阻尼状态转换回第一模式。在一个示例中,阻尼控制器120在已经检测到故障发生或清除之后监视定子电流istator,并且一旦定子电流降到预定阈值水平以下就将阻尼装置110转换回第一模式。以此方式,控制器120可以选择性地调整串联阻尼装置120保持为阻尼模式的时间段。
如图1和图2所看见的,DFIG变流器100还包括变流器控制系统200,该变流器控制系统200具有转子侧控制部件210和电网侧控制部件220,并且阻尼控制器120可以实现为变流器控制系统200的一部分或者可以如图1和图2所示独立地实现。在某些实现中,控制系统200可以具有输入端以用于接收来自一个或更多个系统传感器(未示出)的故障检测信号152、反馈信号或值、以及可以从任何适当的源(如外部网络、开关、与系统100相关联的用户接口(未示出)或其他适当的源)接收可以是任何适当形式(如电信号、数字信号等)的其他信息、数据等。控制系统200及其部件可以是适于实现本文中所示出和所描述的功能的任何适当形式的硬件、处理器执行的软件、处理器执行的固件、逻辑件或它们的组合。在操作中,控制系统200通过提供控制信号或值来操作背对背变流器级140和160,其中针对相关联的电力转换功能,转子侧控制部件210提供转子开关控制信号211以操作转子侧变流器开关S1至S6,并且电网侧控制部件220将开关控制信号221提供至电网侧变流器级160的开关S7至S12。
如在图3中所见,采用位于转子42与转子侧变流器140之间的AC路径中的串联阻尼装置110的某些实施方式包括在少于全部的转子线中的阻尼电阻RDAMP。图3的示例为三相情况,在该三相情况中在三个转子相中的两个(例如,相“S”和相“T”)中设置阻尼电阻RDAMP,而未在第一相“R”中设置阻尼电阻。在优选的实施方式中,在三相情况下,在AC转子相线中的至少两个中设置阻尼电阻RDAMP。此外,在单相情况下,可以在DFIG转子42的相线中的任一个中设置单个阻尼电阻RDAMP
图4示出了使用选择性DC阻尼的实施方式,其中阻尼装置110包括耦接在中间电路142的正DC总线和负DC总线两者中的阻尼电路112,该中间电路142位于转子侧变流器140和电网侧变流器160之间。此外,在本实施方式中,串联阻尼装置110被定位在转子侧变流器140的DC连接件与总线电容C之间,以对在转子侧变流器140和DC总线电容C之间流动的电流进行阻尼。在这些实施方式中,阻尼电路开关器件SDAMP通常处于低阻抗状态以对阻尼电阻RDAMP进行旁路,并且阻尼控制信号122使开关SDAMP断开(高阻抗状态)以使DC链电流流过阻尼电阻RDAMP。信号122响应于电网故障发生和/或清除的检测/预见,通过如上所述的阻尼控制器120(例如,图1和图2)来提供。
图8示出了具有双向开关器件SDAMP的示例性阻尼装置110,该双向开关器件SDAMP包括单个IGBT Q1和四个二极管D1至D4(通常如以上结合图6所述的),其中开关器件SDAMP与位于转子侧变流器140和DC链142的电容C之间的阻尼电阻器RDAMP并联连接。
图5示出了另一DC阻尼实施方式,其中串联阻尼装置110在DC总线中的仅一根总线中设置具有电阻RDAMP和并联连接的开关器件SDAMP的阻尼电路112。图5示出了串联阻尼装置110被连接在上部(即,正)DC总线中的情况,但是其他实施方式可以为串联阻尼装置110被连接在下部(即,负)DC总线中。
参照图9至图11,图9示出了分别表示在未采用本公开内容的串联阻尼理念的常规DFIG变流器中的定子电压波形302、转子电流波形304以及定子电流DFIG变流器波形306的曲线图300。如在曲线图300中看见的,转子电流304和定子电流306的幅值与DFIG40中的转子绕组匝数和定子绕组匝数相关。当发生对称的电网电压骤降故障时,定子电压302显著下降,定子电流306上升,并且转子电流304上升至非常大的峰值304a,该峰值304a在一些情况下可能是额定转子电流水平的约三倍。类似地,当清除电网故障时,定子电压302返回至其正常水平,从而引起定子电流306的尖峰以及转子电流304的非常大的尖峰304b。
图10和图11描绘了针对电网50中的相同类型对称故障,所示出的DFIG变流器100的操作。图10示出了分别表示定子电压波形312、转子电流波形314以及定子电流波形316的曲线图310。如图10中所看见的,当定子电压312在发生电网电压骤降故障的时刻下降时,转子电流314经历尖峰314a并且还在清除骤降故障时经历尖峰314b,但是与图9中所示出的在常规情况下看到的那些尖峰304a和304b相比,使用串联阻尼装置110显著地减小转子电流尖峰314a和314b的幅值,所述串联阻尼装置110响应于电网故障的发生和清除两者而由如上所述的阻尼控制器120所激发。
图11中的曲线图320针对图10中所描绘的对称故障状况分别示出了DC总线电压曲线321、阻尼控制信号122以及定子电压曲线322。如上面所提及的,当阻尼控制器120从故障检测器150接收故障检测信号152时,控制器120向串联阻尼装置110提供阻尼控制信号122,如图11中所示的低态有效阻尼控制信号122。此外,如在图11的曲线321中所看见的,在与转子侧变流器耦接的AC或DC线中引入阻尼电阻RDAMP将成功地阻尼DC链电流,使得当阻尼控制信号122处于有效低态时DC总线电压VDC中的波动被衰减。如之前所讨论的,在某些实施方式中,阻尼控制器120在时间段TDAMP(其可以为常量)内将串联阻尼装置110在第二模式(阻尼状态)下。在其他实施方式中,根据DFIG变流器100的一个或更多个被监视操作参数来选择性地调整阻尼控制信号122的接通时间TDAMP(即,在某些实施方式中,保持直到定子电流316减小到预定阈值以下为止)。
图12至图14示出了在涉及两个电网对地短路的电网故障期间的常规阻尼性能和串联阻尼性能。图12示出了分别表示在常规DFIG控制器中在这种故障状况期间的DC总线电压波形402、电动机转速波形404、转子电流波形406以及动态制动电流波形408的曲线图400。如在该曲线图400中所看见的,转子电流406在发生电网电压骤降时以及其后在清除骤降时再次经历显著高的峰值或尖峰。
图13示出了表示在具有如上所述的串联阻尼装置110和阻尼控制器120的示例性DFIG变流器100中的相应的DC总线电压波形412、电动机转速波形414、转子电流波形416以及动态制动电流波形418的曲线图410。如在图13的曲线416中所看见的,通过成功地应用串联阻尼装置110以如上所述地将阻尼电阻RDAMP选择性地插入到与转子侧变流器140耦接的AC或DC传导路径中,来显著地衰减转子电流416的偏移。图14示出了表示定子电压波形422、定子电流波形421以及串联阻尼控制信号122的曲线图420,其中串联阻尼控制信号122可以具有如上所述的固定的或适应性的接通时间TDAMP
现在参照图15,示出了根据本发明的另外的方面的用于操作DFIG变流器(例如,上面的变流器100)的方法500。虽然示例性方法500在下面被示为或描述为一系列动作或事件,但是本公开内容的方法不限于所示出的这样的动作或事件的顺序。例如,除本文中所示出和/或所描述的那些顺序之外,一些动作可以以不同的顺序发生和/或与其他动作或事件同时发生,并且根据本公开内容的方法论并非需要所有示出的步骤来实现。
在图15中的502处,针对电压骤降发生或其他故障状况来监视电网,并且在504处确定是否已经检测到电网电压骤降。如果没有(504处为否),则在502处继续电网监视。一旦检测到电网电压骤降(或其他类型的电网故障)(504处为是),则响应于所检测到的故障发生在506处激活串联阻尼电路。例如,当从故障检测器150接收到表明已经检测到电网故障的信号152时,上述的阻尼控制器120向串联阻尼控制装置110提供阻尼控制信号122以用于激活开关器件SDAMP,从而允许电流流过阻尼控制装置110的阻尼电阻RDAMP。在某些实施方式中,串联阻尼电路112在固定时间段内保持在激活状态下,其后可以使阻尼电路112停止激活。在所示出的实施方式中,在508处保持激活阻尼电路112并且对DFIG控制器的定子电流或其他操作状况进行监视。在510处确定所监视的定子电流是否已经降到预定阈值以下。如果没有(510处为否),处理500在508处继续以监视定子电流。一旦所监视的定子电流已经降到阈值以下(510处为是),则在521处使串联阻尼装置110停止激活。以此方式,阻尼装置110的选择性激活可以有利地抑制或阻尼在DFIG变流器100的转子侧变流器140中的电流尖峰。
在图15的514处,针对之前所检测到的故障的清除来监视电网。在516处确定电网电压骤降是否已经被清除,并且如果没有(516处为否),则在514处继续监视。在已经清除电网故障之后(516处为是),在518处再次激活串联阻尼装置110,并且在520处监视定子电流。在522处确定定子电流是否已经降到预定阈值(该阈值可以与在510处使用的阈值相同或者可以是不同的阈值)以下。如果定子电流保持在阈值以上(522处为否),则在520处继续监视定子电流。一旦定子电流降到阈值以下(522处为是),则在524处使串联阻尼装置停止激活,并且处理500返回到在502处,在502处针对一个或更多个电网故障的发生再次监视电网。
根据本公开内容的另外的方面,提供了一种非易失性、有形计算机可读取介质,例如计算机存储器、在电力变流器控制系统(例如,上述DFIG变流器100的阻尼控制器120和各种部件)内的存储器、CD-ROM、软盘、闪盘驱动器、数据库、服务器、计算机等,该非易失性有形计算机可读取介质包括用于执行上述方法的计算机可执行指令。
因而,在本文中示出了在发生和/或清除电网故障(无论是检测的还是预知的)时或者响应于电网故障的发生和/或清除(无论是检测的还是预知的)来抑制流过转子侧变流器140的电流的电路拓扑结构和技术。如上所提及的,虽然已经示出并描述了在电网电压骤降的情况下利用这些串联阻尼构思的装置110、120和处理,但是这些构思也可以有利地与任何其他类型电网故障一起使用。在操作中,这些技术有利地将另外的阻尼电阻插入到一个或更多个路径中(瞬态转子电压沿着该一个或更多个路径向DC链总线142的电容C充电),无论该阻尼电阻是被布置在转子绕组42a与转子侧变流器140的AC连接件R、S和T之间和/或被布置在转子侧变流器140的DC连接件与DC链电容C之间。阻尼电阻的这种选择性包含可以预先减小与电网故障相关联的电流峰值水平,特别是对于在转子42和定子44之间具有高的匝数比的DFIG体系结构40而言。抑制转子引线中的电压和电流峰值,进而减小DFIG变流器100中误触发过电流或过电压保护电路的可能性,从而便于继续操作转子侧变流器140以帮助扶持故障的电网50。另外,纳入阻尼电阻可以减少对任何所包括的动态制动电路QDB、RDB、DDB等以及相关联的控制器170的需求(或需要)。
上述示例仅仅是本发明的各个方面的若干可能实施方式的说明,其中本领域中的那些技术人员在阅读并理解本说明书和附图的基础上可以做出等同替换和/或修改。尤其,关于由上述部件(组件、器件、系统和电路等)所执行的各种功能,除非另有表示,否则用于描述这样的部件的术语(包括对“装置(means)”的引用)意在对应于执行上述部件的具体功能的任何部件(即功能上等同),例如硬件、处理器执行的软件或它们的组合,即使该部件与执行本发明所示出的实现中的功能的公开结构在结构上不等同。另外,尽管针对若干实现中的仅一种公开了本发明的具体特征,但是这种特征可以与对于任何给定的或特定的应用所期望的或有利的其他实现的一种或更多种其他特征组合。而且,就在详细描述和/或权利要求中所使用的术语“包含(including)”、“包含(includes)”、“含有(having)”、“具有(has)”、“有(with)”或其变型来说,这些术语意在以类似于术语“包括”的方式而广泛包罗。
根据本发明的各方面提供以下技术方案:
1.一种用于双馈感应发电机(DFIG)的电力转换系统,包括:
转子侧变流器,所述转子侧变流器包括能够与所述DFIG的转子引线耦接的多个AC连接件以及与DC电路耦接的多个DC连接件;
电网侧变流器,所述电网侧变流器包括与所述DC电路耦接的多个DC连接件以及能够与所述DFIG的定子引线耦接的多个AC连接件;
串联阻尼装置,所述串联阻尼装置串联耦接在所述DFIG的转子引线和所述电网侧变流器之间,所述串联阻尼装置包括至少一个串联阻尼电路,所述至少一个串联阻尼电路包括:串联耦接在所述DFIG的转子引线中的一个引线与所述电网侧变流器之间的串联阻尼电路电阻;以及与所述串联阻尼电路电阻并联耦接的串联阻尼开关电路,所述串联阻尼开关电路在第一模式下被操作为对所述串联阻尼电路电阻进行旁路,以防止电流在所述串联阻尼电路电阻中流动,并且在第二模式下被操作为允许电流在所述串联阻尼电路电阻中流动;以及
阻尼控制器,所述阻尼控制器被操作为至少部分地基于电网故障发生或电网故障清除来控制所述串联阻尼开关电路的模式。
2.根据项1所述的电力转换系统,其中,所述串联阻尼装置包括至少两个串联阻尼电路,所述至少两个串联阻尼电路分别耦接在所述DFIG的转子引线中的相应一个转子引线与所述转子侧变流器的AC连接件的相应一个AC连接件之间。
3.根据项2所述的电力转换系统,其中所述串联阻尼装置包括多个串联阻尼电路,所述多个串联阻尼电路分别耦接在所述DFIG的转子引线的相应一个转子引线与所述转子侧变流器的AC连接件的相应一个AC连接件之间,其中串联阻尼电路与所述DFIG的转子引线中的每一个转子引线串联连接。
4.根据项2所述的电力转换系统,其中,所述串联阻尼开关电路是双向的。
5.根据项2所述的电力转换系统,其中,所述阻尼控制器被操作为向所述串联阻尼装置提供阻尼控制信号以设置所述阻尼开关电路的模式,并且其中,所述阻尼控制器响应于所检测到的电网故障发生或响应于所检测到的电网故障清除来提供所述阻尼控制信号,以在固定时间内将所述阻尼开关电路设置在所述第二模式下。
6.根据项2所述的电力转换系统,其中,所述阻尼控制器被操作为向所述串联阻尼装置提供阻尼控制信号以设置所述阻尼开关电路的模式,并且其中,所述阻尼控制器响应于所检测到的电网故障发生或响应于所检测到的电网故障清除,来提供所述阻尼控制信号,以在可调时间段内将所述阻尼开关电路设置在所述第二模式,并且其后所述阻尼控制器基于所监视的定子电流值或转子电流值来提供阻尼控制信号以将所述阻尼开关电路设置为所述第一模式。
7.根据项1所述的电力转换系统,其中,所述串联阻尼装置包括至少一个串联阻尼电路,所述至少一个串联阻尼电路耦接在所述转子侧变流器的DC连接件与所述电网侧变流器的DC连接件之间。
8.根据项7所述的电力转换系统,其中,所述串联阻尼装置包括多个串联阻尼电路,所述多个串联阻尼电路耦接在所述转子侧变流器的DC连接件与所述电网侧变流器的DC连接件之间。
9.根据项7所述的电力转换系统,其中,所述至少一个串联阻尼开关电路是双向的。
10.根据项4所述的电力转换系统,其中,所述至少一个串联阻尼开关电路是双向的。
11.根据项2所述的电力转换系统,其中,所述阻尼控制器被操作为向所述串联阻尼装置提供阻尼控制信号以设置所述至少一个阻尼开关电路的模式,并且其中,所述阻尼控制器响应于所检测到的电网故障发生或响应于所检测到的电网故障清除,来提供所述阻尼控制信号,以在固定时间内将所述至少一个阻尼开关电路设置在所述第二模式下。
12.根据项1所述的电力转换系统,其中,所述阻尼控制器被操作为向所述串联阻尼装置提供阻尼控制信号以设置所述至少一个阻尼开关电路的模式,并且其中,所述阻尼控制器响应于所检测到的电网故障发生或响应于所检测到的电网故障清除,提供所述阻尼控制信号,以在可调时间段内将所述至少一个阻尼开关电路设置在所述第二模式下,并且其后所述阻尼控制器基于所监视的定子电流值或转子电流值来提供阻尼控制信号以将所述至少一个阻尼开关电路设置为所述第一模式。
13.根据项1所述的电力转换系统,
其中,所述转子侧变流器包括转子侧整流电路和转子侧开关电路,其中所述转子侧变流器被操作为当所述DFIG的转子速度高于额定值时使用所述转子侧整流电路从所述转子引线向所述DC电路提供电力,并且其中所述转子侧变流器被操作为当所述转子速度低于所述额定值时使用所述转子侧整流电路从所述DC电路向所述转子引线提供电力;以及
其中,电网侧变流器包括电网侧整流电路和电网侧开关电路,其中所述电网侧变流器被操作为当所述转子速度高于所述额定值时使用所述电网侧开关电路从所述DC电路向所述定子引线提供电力,并且其中所述电网侧变流器被操作为当所述转子速度低于所述额定值时使用所述电网侧整流电路从所述定子引线向所述DC电路提供电力。
14.一种对用于双馈感应发电机(DFIG)的变流器进行操作的方法,所述方法包括:
响应于电网故障发生或电网故障清除,选择性地激活至少一个串联阻尼电路以使电流传导经过串联阻尼电路电阻,所述串联阻尼电路电阻串联耦接在所述DFIG的转子的多个转子引线中的一个引线与所述变流器的电网侧变流器之间;以及
在激活所述至少一个串联阻尼电路之后的时间段内,选择性地对所述串联阻尼电路电阻进行旁路以防止电流在所述串联阻尼电路电阻中流动。
15.根据项14所述的方法,还包括:监视所述DFIG的至少一个操作状况,并且至少部分地基于所述DFIG的所述至少一个操作状况来调整所述时间段。
16.根据项14所述的方法,其中,所述选择性地激活至少一个串联阻尼电路包括:响应于所述电网故障发生或所述电网故障清除,使AC电流传导经过所述串联阻尼电路电阻,所述串联阻尼电路电阻串联耦接在所述转子的多个转子引线中的一个引线与所述变流器的所述转子侧变流器之间。
17.根据项14所述的方法,其中,所述选择性地激活至少一个串联阻尼电路包括:响应于所述电网故障发生或所述电网故障清除,使DC电流传导经过所述串联阻尼电路电阻,所述串联阻尼电路电阻串联耦接在所述变流器的转子侧变流器与所述电网侧变流器之间。
18.一种包括计算机可执行指令的计算机可读介质,所述计算机可执行指令用于对双馈感应发电机(DFIG)的变流器进行操作,所述计算机可读取介质包括用于以下处理的计算机可执行指令:
响应于电网故障发生或电网故障清除,选择性地激活至少一个串联阻尼电路以使电流传导经过串联阻尼电路电阻,所述串联阻尼电路电阻串联耦接在所述DFIG的转子的多个转子引线中的一个引线与所述变流器的电网侧变流器之间;以及
在激活所述至少一个串联阻尼电路之后的时间段内,选择性地对所述串联阻尼电路电阻进行旁路以防止电流在所述串联阻尼电路电阻中流动。
19.根据项18所述的计算机可读介质,还包括用于以下处理的计算机可执行指令:监视所述DFIG的至少一个操作状况,并且至少部分地基于所述DFIG的至少一个操作状况来调整所述时间段。
20.根据项18所述的计算机可读介质,还包括用于以下处理的计算机可执行指令:响应于所述电网故障发生或所述电网故障清除,使AC电流传导经过所述串联阻尼电路电阻,所述串联阻尼电路电阻串联耦接在所述转子的多个转子引线中的一个引线与所述变流器的转子侧变流器之间。
21.根据项18所述的计算机可读介质,还包括用于以下处理的计算机可执行指令:响应于所述电网故障发生或所述电网故障清除,使DC电流传导经过所述串联阻尼电路电阻,所述串联阻尼电路电阻串联耦接在所述变流器的转子侧变流器与所述电网侧变流器之间。
部件列表
100        DFIG变流器
102        转子连接件
104        定子连接件
106        电网连接件
108        电路断路器
110        串联阻尼装置
112        串联阻尼电路
120        阻尼控制器
122        阻尼控制信号
140        转子侧变流器
142        DC中间电路
150        故障检测器
152        故障检测信号
160        电网侧变流器
170        动态制动控制器
172        动态制动信号
180        滤波器
2          风能变流器
20         变桨驱动器
200        变流器控制器
220        电网侧控制部件
221        开关控制信号
30         齿轮箱
304a       峰值
306        定子电流
310        曲线图
40         DFIG
42         DFIG转子
42a        转子绕组
44         定子
44a        定子绕组
50         AC电网
52         变压器
D1-D4      二极管
Q1和Q2     晶体管
S1-S6      变流器开关
S7-S12     开关

Claims (10)

1.一种用于双馈感应发电机(DFIG)(40)的电力转换系统(100),包括:
转子侧变流器(140),所述转子侧变流器(140)包括能够与所述双馈感应发电机(40)的转子引线(42a)耦接的多个交流连接件(R,S,T)以及与直流电路(142)耦接的多个直流连接件;
电网侧变流器(160),所述电网侧变流器(160)包括与所述直流电路(142)耦接的多个直流连接件以及能够与所述双馈感应发电机(40)的定子引线(44a)耦接的多个交流连接件(U,V,W);
串联阻尼装置(110),所述串联阻尼装置(110)串联耦接在所述双馈感应发电机(40)的转子引线(42a)和所述电网侧变流器(160)之间,所述串联阻尼装置(110)包括至少一个串联阻尼电路(112),所述至少一个串联阻尼电路(112)包括:串联耦接在所述双馈感应发电机(40)的转子引线(42a)中的一个引线与所述电网侧变流器(160)之间的串联阻尼电路电阻(RDAMP);以及与所述串联阻尼电路电阻(RDAMP)并联耦接的串联阻尼开关电路(SDAMP),所述串联阻尼开关电路(SDAMP)在第一模式下被操作为对所述串联阻尼电路电阻(RDAMP)进行旁路,以防止电流在所述串联阻尼电路电阻(RDAMP)中流动,并且在第二模式下被操作为允许电流在所述串联阻尼电路电阻(RDAMP)中流动;以及
阻尼控制器(120),所述阻尼控制器被操作为至少部分地基于电网故障发生或电网故障清除来控制所述串联阻尼开关电路(SDAMP)的模式。
2.根据权利要求1所述的电力转换系统(100),其中,所述串联阻尼装置(110)包括至少两个串联阻尼电路(112),所述至少两个串联阻尼电路(112)分别耦接在所述双馈感应发电机(40)的转子引线(42a)中的相应一个转子引线与所述转子侧变流器(140)的交流连接件(R,S,T)的相应一个交流连接件之间。
3.根据权利要求1所述的电力转换系统(100),其中,所述串联阻尼装置(110)包括至少一个串联阻尼电路(112),所述至少一个串联阻尼电路(112)耦接在所述转子侧变流器(140)的直流连接件与所述电网侧变流器(160)的直流连接件之间。
4.根据权利要求2所述的电力转换系统(100),其中,至少一个串联阻尼开关电路(SDAMP)是双向的。
5.根据权利要求2所述的电力转换系统(100),其中,所述阻尼控制器(120)被操作为向所述串联阻尼装置(110)提供阻尼控制信号(122)以设置所述至少一个阻尼开关电路(SDAMP)的模式,并且其中,所述阻尼控制器(120)响应于所检测到的电网故障发生或响应于所检测到的电网故障清除来提供所述阻尼控制信号(122),以在固定时间(TDAMP)内将所述至少一个阻尼开关电路(SDAMP)设置在所述第二模式下。
6.根据权利要求1所述的电力转换系统(100),其中,所述阻尼控制器(120)被操作为向所述串联阻尼装置(110)提供阻尼控制信号(122)以设置至少一个阻尼开关电路(SDAMP)的模式,并且其中,所述阻尼控制器(120)响应于所检测到的电网故障发生或响应于所检测到的电网故障清除来提供所述阻尼控制信号(122),以在可调时间段(TDAMP)内将所述至少一个阻尼开关电路(SDAMP)设置在所述第二模式下,并且其后所述阻尼控制器(120)基于所监视的定子电流值或转子电流值来提供阻尼控制信号(122)以将所述至少一个阻尼开关电路(SDAMP)设置为所述第一模式。
7.一种对用于双馈感应发电机(DFIG)(40)的变流器进行操作的方法(500),所述方法(500)包括:
响应于电网故障发生或电网故障清除,选择性地激活(506,518)至少一个串联阻尼电路以使电流传导经过串联阻尼电路电阻(RDAMP),所述串联阻尼电路电阻(RDAMP)串联耦接在所述双馈感应发电机(40)的转子(42)的多个转子引线(42a)中的一个引线与所述变流器(100)的电网侧变流器(160)之间;以及
在激活所述至少一个串联阻尼电路(112)之后的时间段(TDAMP)内,选择性地对所述串联阻尼电路电阻(RDAMP)进行旁路(512,514)以防止电流在所述串联阻尼电路电阻(RDAMP)中流动。
8.根据权利要求7所述的方法,还包括:监视所述双馈感应发电机(40)的至少一个操作状况,并且至少部分地基于所述双馈感应发电机(40)的至少一个操作状况来调整所述时间段(TDAMP)。
9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述选择性地激活(506,518)至少一个串联阻尼电路(112)包括:响应于所述电网故障发生或所述电网故障清除,使交流电流传导经过所述串联阻尼电路电阻(RDAMP),所述串联阻尼电路电阻(RDAMP)串联耦接在所述转子(42)的多个转子引线(42a)中的一个引线与所述变流器(100)的所述转子侧变流器(140)之间。
10.根据权利要求7所述的方法,其中,所述选择性地激活(506,518)至少一个串联阻尼电路(112)包括:响应于所述电网故障发生或所述电网故障清除,使直流电流传导经过所述串联阻尼电路电阻(RDAMP),所述串联阻尼电路电阻(RDAMP)串联耦接在所述变流器(100)的转子侧变流器与所述电网侧变流器(160)之间。
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CA (1) CA2810593C (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104362674A (zh) * 2014-10-31 2015-02-18 国家电网公司 一种基于安全运行电压的双馈风电机组高电压穿越方法
CN105337311A (zh) * 2015-12-01 2016-02-17 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种实现低电压穿越的永磁直驱同步风力发电机组及其协调控制策略
CN106208071A (zh) * 2015-05-29 2016-12-07 通用电气公司 混合式ac及dc分配系统和使用方法
CN107240912A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 株式会社东芝 可变速扬水发电系统的过电压保护装置
CN108471140A (zh) * 2018-04-26 2018-08-31 广东电网有限责任公司 双馈风机低电压穿越控制方法及装置
CN108828933A (zh) * 2018-07-03 2018-11-16 唐瑭 提高并网变流器输出波形质量的控制方法和系统

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2797505A (en) * 1954-04-14 1957-07-02 Edgar A Rogers Ditcher attachment for bulldozer moldboards
US9461573B2 (en) * 2012-04-24 2016-10-04 Masdar Institute Of Science And Technology Fault handling system for doubly fed induction generator
CA2878612C (en) * 2012-07-12 2021-07-27 General Electric Company Dynamic braking system for an electric power system and method of operating the same
US9048764B2 (en) * 2013-05-29 2015-06-02 General Electric Company Connection for improved current balancing in a parallel bridge power converter
EP3004637B2 (en) * 2013-06-04 2020-12-02 General Electric Company Methods for operating wind turbine system having dynamic brake
US9425726B2 (en) * 2013-06-25 2016-08-23 Masdar Institute Of Science And Technology Fault-tolerant wind energy conversion system
US20150115902A1 (en) * 2013-10-29 2015-04-30 General Electric Company Power generation system and method with fault ride through capability
JP6071912B2 (ja) * 2014-01-27 2017-02-01 株式会社東芝 過電圧保護装置および電流調整回路
US20150229203A1 (en) * 2014-02-12 2015-08-13 Gholamreza Esmaili Smart Resistor-Less Pre-Charge Circuit For Power Converter
US20150249414A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 General Electric Company Wind turbine systems and methods for operating the same
US9768706B2 (en) * 2014-09-05 2017-09-19 Delta Electronics, Inc. Wind power converter device and converter device
CN105990846B (zh) * 2014-09-05 2018-10-09 台达电子工业股份有限公司 风电变流器装置和变流器装置
US9467081B2 (en) * 2014-09-29 2016-10-11 Ingeteam Power Technology, S.A. Protection system for a power converter connected to a doubly fed induction generator
CN105717450B (zh) * 2014-12-05 2018-11-13 国家电网公司 一种低电压穿越过程中变桨驱动能力的评估方法
JP6431777B2 (ja) * 2015-01-26 2018-11-28 株式会社日立製作所 電力変換器
DE102015009742A1 (de) * 2015-07-31 2017-02-02 Senvion Gmbh Eigenbedarfssteuerung für eine Windenergieanlage
US10075114B2 (en) 2016-03-03 2018-09-11 General Electric Company System and method for controlling DC link voltage of a power converter
US10396694B2 (en) * 2016-03-17 2019-08-27 General Electric Company System and method for minimizing reactive current to limit rotor modulation index on a power converter
US9847733B2 (en) 2016-05-12 2017-12-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power conversion system with DC bus regulation for abnormal grid condition ride through
US10148206B2 (en) * 2016-06-27 2018-12-04 General Electric Company Controlling operation of a power converter based on grid conditions
US10340829B2 (en) 2016-07-25 2019-07-02 General Electric Company Electrical power circuit and method of operating same
CN108063449A (zh) * 2016-11-05 2018-05-22 南京理工大学 一种新型永磁同步风机并网控制方法
US10615608B2 (en) * 2017-04-07 2020-04-07 General Electric Company Low-wind operation of clustered doubly fed induction generator wind turbines
US20200158075A1 (en) * 2017-04-13 2020-05-21 Voith Patent Gmbh Hydropower plant for controlling grid frequency and method of operating same
WO2018188965A1 (de) * 2017-04-13 2018-10-18 Voith Patent Gmbh Wasserkraftanlage zur regelung der netzfrequenz und verfahren zum betrieb
US10790770B2 (en) 2017-05-25 2020-09-29 General Electric Company Methods for operating electrical power systems
CN109861242B (zh) * 2017-11-30 2021-04-16 中国电力科学研究院有限公司 一种风电参与电网一次调频的功率协调控制方法及系统
CN107947659B (zh) * 2017-12-01 2019-10-15 浙江大学 一种dfig-dc系统的定子电流正弦化控制方法
CN108039843B (zh) * 2017-12-01 2020-03-17 浙江大学 一种dfig-dc系统的定子频率控制方法
US10158299B1 (en) * 2018-04-18 2018-12-18 Rockwell Automation Technologies, Inc. Common voltage reduction for active front end drives
CN108879786B (zh) * 2018-08-15 2020-11-13 浙江运达风电股份有限公司 风力发电机组主要部件频率及阻尼比的辨识方法及装置
US10615727B2 (en) * 2018-08-27 2020-04-07 General Electric Company Dynamic brake circuit assembly for a wind turbine
CN109713661B (zh) * 2018-09-18 2022-08-02 天津大学 风电场接入对多机系统故障极限切除时间影响的分析方法
US11211879B2 (en) 2019-09-23 2021-12-28 Rockwell Automation Technologies, Inc. Capacitor size reduction and lifetime extension for cascaded H-bridge drives
CN110912186B (zh) * 2019-11-27 2021-04-06 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 双馈型风力发电虚拟同步发电机建模方法
US11486360B2 (en) 2020-04-10 2022-11-01 General Electric Company System and method for controlling wind turbine converters during high voltage ride through events
US11005401B1 (en) 2020-06-19 2021-05-11 General Electric Company Methods for operating an inverter-based resource connected to a series-compensated transmission system
CN114070103A (zh) * 2020-08-07 2022-02-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种提高并网变流器故障穿越能力的有源阻尼控制方法
EP3954896A1 (de) * 2020-08-14 2022-02-16 Wobben Properties GmbH Pendeldämpfung bei windenergieanlagen
CN111987936B (zh) * 2020-08-20 2024-02-09 上海共久电气有限公司 一种实现绕线异步电机转子串电阻智能控制的方法
EP3968480A1 (en) * 2020-09-10 2022-03-16 General Electric Renovables España S.L. System and method for controlling drivetrain damping during multiple low-voltage ride through events
US11698053B2 (en) * 2020-12-02 2023-07-11 General Electric Renovables Espana, S.L. System and method for controlling a wind turbine
EP4084318A1 (en) * 2021-04-30 2022-11-02 Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology S.L. A wind power facility and method
WO2022229346A1 (en) * 2021-04-30 2022-11-03 Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology S.L. A wind power facility and method
EP4084319A1 (en) * 2021-04-30 2022-11-02 Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology S.L. A wind power facility and method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1823467A (zh) * 2003-07-15 2006-08-23 歌美飒风电有限公司 双馈感应发电机系统的控制和保护
CN101005204A (zh) * 2005-12-08 2007-07-25 通用电气公司 操作双馈感应发电机的系统和方法
US20070177314A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-02 Haiqing Weng Method, apparatus and computer program product for injection current
CN101383576A (zh) * 2008-10-28 2009-03-11 华北电力大学(保定) 一种大型风力发电机组穿越电网低电压故障的方法
US20100025995A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Rockwell Automation Technologies, Inc. Current source converter-based wind energy system
CN102214931A (zh) * 2011-05-24 2011-10-12 浙江大学 双馈感应风力发电机系统低电压穿越的装置及方法

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3757197A (en) 1972-07-25 1973-09-04 Gen Electric Amping voltage on series compensating capacitor series parallel compensated current source inverter with means for cl
JPS605151B2 (ja) 1978-04-05 1985-02-08 株式会社日立製作所 多重化電流形インバ−タの制御方法
US4434376A (en) * 1979-07-23 1984-02-28 Electric Power Research Institute, Inc. Method and means for damping subsynchronous oscillations and DC offset in an AC power system
US4496899A (en) 1983-06-28 1985-01-29 General Electric Company Control for a force commutated current source var generator
US4545002A (en) 1983-06-28 1985-10-01 General Electric Company Thyristor voltage limiter for current source inverter
US4870338A (en) 1988-09-26 1989-09-26 Westinghouse Electric Corp. Load commutated inverter (LCI) induction motor drive
US4833389A (en) 1988-09-26 1989-05-23 Westinghouse Electric Corp. Current source inverter control system for load commutated induction motor drive
US5005115A (en) 1989-07-28 1991-04-02 Westinghouse Electric Corp. Forced-commutated current-source converter and AC motor drive using the same
US5041959A (en) 1990-08-14 1991-08-20 General Electric Company Control system for a current source converter supplying an AC bus
GB2298533A (en) * 1994-07-29 1996-09-04 Texas Instruments Ltd Overvoltage protector
US6275391B1 (en) * 2000-04-06 2001-08-14 General Electric Company Compact push-pull converter and crowbar circuit, and control therefor
WO2003065567A1 (de) * 2002-01-29 2003-08-07 Vestas Wind Systems A/S Schaltungsanordnung zum einsatz bei einer windenergieanlage
AU2002336921A1 (en) * 2002-11-01 2004-05-25 Vestas Wind Systems A/S Circuit arrangement for use in a variable speed wind turbine system comprising a double-fed induction generator and a back-to-back converter
FI116174B (fi) 2003-04-08 2005-09-30 Abb Oy Kokoonpano ja menetelmä suuntaajavälineiden suojaamiseksi
US7411309B2 (en) 2003-05-02 2008-08-12 Xantrex Technology Inc. Control system for doubly fed induction generator
US7164254B2 (en) 2005-02-28 2007-01-16 Rockwell Automation Technologies, Inc. Modulation methods and apparatus for reducing common mode voltages
US7173399B2 (en) 2005-04-19 2007-02-06 General Electric Company Integrated torsional mode damping system and method
EP1883880A4 (en) 2005-05-24 2010-05-05 Satcon Technology Corp DEVICE, SYSTEM, AND METHOD FOR PROVIDING A LOW-VOLTAGE ANCHORAGE FAILURE PERIOD IN A WINDWATER PARK
ES2296483B1 (es) 2005-11-21 2009-03-01 Ingeteam Technology, S.A. Un sistema de control y proteccion ante faltas simetricas y asimetricas, para generadores de tipo asincrono.
US7193387B1 (en) 2006-03-14 2007-03-20 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for motor speed estimation using hybrid model reference adaptive system
US7649756B2 (en) 2006-05-17 2010-01-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Common mode noise reduction in converter systems through modification of single phase switching signal
US7358700B2 (en) 2006-09-14 2008-04-15 Rockwell Automation Technologies, Inc. Induction motor controller
US7622815B2 (en) * 2006-12-29 2009-11-24 Ingeteam Energy, S.A. Low voltage ride through system for a variable speed wind turbine having an exciter machine and a power converter not connected to the grid
US8203304B2 (en) 2007-08-31 2012-06-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Control method and system with feedback indicative of load flux
CN101383578A (zh) * 2008-09-22 2009-03-11 艾默生网络能源有限公司 一种具有保护装置的双馈发电机系统及其保护方法
CN101630850B (zh) * 2009-08-07 2011-07-13 深圳市禾望电气有限公司 一种双馈型感应发电机穿越电网故障的装置及方法
CN101651330A (zh) * 2009-09-23 2010-02-17 哈尔滨九洲电气股份有限公司 一种双馈风电变流器Crowbar保护装置
CN102332718B (zh) * 2010-06-23 2015-05-13 维斯塔斯风力系统有限公司 风力涡轮机及其操作方法、用于操作风力涡轮机的控制器
US9184685B2 (en) * 2010-10-28 2015-11-10 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine generator
US8570003B2 (en) * 2011-04-13 2013-10-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Double fed induction generator converter and method for suppressing transient in deactivation of crowbar circuit for grid fault ridethrough

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1823467A (zh) * 2003-07-15 2006-08-23 歌美飒风电有限公司 双馈感应发电机系统的控制和保护
CN101005204A (zh) * 2005-12-08 2007-07-25 通用电气公司 操作双馈感应发电机的系统和方法
US20070177314A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-02 Haiqing Weng Method, apparatus and computer program product for injection current
CN101026301A (zh) * 2006-01-31 2007-08-29 通用电气公司 注入电流的方法、装置和计算机程序产品
US20100025995A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Rockwell Automation Technologies, Inc. Current source converter-based wind energy system
CN101383576A (zh) * 2008-10-28 2009-03-11 华北电力大学(保定) 一种大型风力发电机组穿越电网低电压故障的方法
CN102214931A (zh) * 2011-05-24 2011-10-12 浙江大学 双馈感应风力发电机系统低电压穿越的装置及方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104362674A (zh) * 2014-10-31 2015-02-18 国家电网公司 一种基于安全运行电压的双馈风电机组高电压穿越方法
CN104362674B (zh) * 2014-10-31 2016-08-24 国家电网公司 一种基于安全运行电压的双馈风电机组高电压穿越方法
CN106208071A (zh) * 2015-05-29 2016-12-07 通用电气公司 混合式ac及dc分配系统和使用方法
CN105337311A (zh) * 2015-12-01 2016-02-17 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种实现低电压穿越的永磁直驱同步风力发电机组及其协调控制策略
CN105337311B (zh) * 2015-12-01 2018-01-19 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种实现低电压穿越的永磁直驱同步风力发电机组及其协调控制策略
CN107240912A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 株式会社东芝 可变速扬水发电系统的过电压保护装置
CN107240912B (zh) * 2016-03-28 2019-12-13 株式会社东芝 可变速扬水发电系统的过电压保护装置
CN108471140A (zh) * 2018-04-26 2018-08-31 广东电网有限责任公司 双馈风机低电压穿越控制方法及装置
CN108828933A (zh) * 2018-07-03 2018-11-16 唐瑭 提高并网变流器输出波形质量的控制方法和系统
CN108828933B (zh) * 2018-07-03 2021-06-11 唐瑭 提高并网变流器输出波形质量的控制方法和系统

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