CN107005154A - 用于功率转换器的随机脉冲宽度调制 - Google Patents

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Abstract

公开了一种发电系统、一种风力涡轮机和一种用于功率转换器的脉冲宽度调制(PWM)的方法。所述方法总体上包括生成定时值的大体上随机分布，对随机分布应用滤波器以产生经修改的随机分布，以及向所述功率转换器输送基于所述经修改的随机分布的PWM定时信号。

Description

用于功率转换器的随机脉冲宽度调制
技术领域
本公开中呈现的实施例总体涉及生成电功率。更具体而言，文中公开的实施例提供了用于功率转换器的噪声塑形随机脉冲宽度调制(PWM)。
背景技术
在可变速发电机中，使用频率转换器将来自发电机的处于可变频率的功率转换为对应于负载(例如，市电电网)的预定频率。在一个示例中，频率转换器将发电机提供的AC信号转换为DC信号，之后再转换回到具有与负载的预期频率匹配的频率的AC信号。为了将DC信号转换为具有预期频率的AC信号，频率转换器可以使用基于切换频率的脉冲宽度调制(PWM)。
以恒定切换频率操作功率转换器将在功率输出信号中产生谐振峰的群集，它们是作为集中在几个离散频率处的谱能量出现的。这些谐波一般在电磁谱内的各个频率处产生“有音调的”噪声。减小或者消除有音调的噪声可以是有利的，因为一些国家实施限制发电机可以产生的可听噪声的量的严格噪声管控。此外，有音调的噪声可能导致使功率转换器的性能劣化的电磁干扰(EMI)。已经开发出了使集中谱能量跨连续噪声谱分布的随机PWM(RPWM)，其使离散谐波衰减并降低有音调的噪声的总强度。
发明内容
文中公开的一个实施例是一种发电系统，其包括：被配置为输出具有一个或多个相的功率信号的发电机；与发电机耦合以接收输出的功率信号的功率转换器系统，所述功率转换器系统对于所述一个或多个相的每个相包括至少一个相应的转换器；以及耦合至所述相应的转换器的控制器装置。所述控制器装置被配置为对定时值的大体上随机分布进行滤波以产生经修改的随机分布，并向所述相应的转换器输送基于所述经修改的随机分布的脉冲宽度调制(PWM)定时信号。
文中公开的另一实施例是一种风力涡轮机，其包括：被配置为输出具有一个或多个相的功率信号的发电机；与发电机耦合以接收输出的功率信号的功率转换器系统，所述功率转换器系统对于所述一个或多个相的每个相包括至少一个相应的转换器；以及耦合至所述相应的转换器的控制器装置。所述控制器装置被配置为对定时值的大体上随机分布进行滤波以产生经修改的随机分布，并向所述相应的转换器输送基于所述经修改的随机分布的脉冲宽度调制(PWM)定时信号。
文中公开的另一实施例是一种用于功率转换器的脉冲宽度调制的方法。所述方法包括：生成定时值的大体上随机分布；向所述随机分布施加滤波器以产生经修改的随机分布；以及向所述功率转换器输送基于所述经修改的随机分布的脉冲宽度调制(PWM)定时信号。
附图说明
可以通过参考实施例给出能够详细地理解上文阐述的本公开的特征的方式、对上文简要概括的本公开的更加具体的描述，在附图中示出了一些实施例。不过要注意，附图仅示出了本公开的典型实施例，因此不应认为限制本公开的范围，因为本公开可以承认其他等效实施例。
图1示出了根据文中描述的一个实施例的风力涡轮机的示意图。
图2示出了根据文中描述的一个实施例的具有频率转换器的发电系统。
图3A和3B示出了根据文中描述的一个实施例的对应于PWM的信号。
图4示出了根据文中描述的一个实施例的用于噪声塑形随机PWM的功率转换器。
图5A-5C示出了根据文中描述的实施例的用于执行噪声塑形随机PWM的控制器装置。
图6示出了根据文中描述的实施例的执行噪声塑形随机PWM的方法。
图7示出了根据文中描述的实施例的针对不同PWM制式的功率谱密度的曲线。
为了便于理解，在可能的地方使用等同的附图标记以指示各图之间共同的等同要素。可以设想，在一个实施例中公开的要素可以有利地用于其他实施例中，而不用具体叙述。
具体实施方式
文中公开的实施例总体上包括发电系统、风力涡轮机以及用于功率转换器的PWM的方法。发电系统总体上包括：被配置为输出具有一个或多个相的功率信号的发电机；与发电机耦合以接收输出的功率信号的功率转换器系统，所述功率转换器系统对于一个或多个相的每个相包括至少一个相应的转换器；以及与所述相应的转换器耦合的控制器装置。所述控制器装置被配置为对定时值的大体上随机分布进行滤波以产生经修改的随机分布，并向所述相应的转换器输送基于所述经修改的随机分布的脉冲宽度调制(PWM)定时信号。
常规随机PWM包括跨连续谱的频率。然而，在某些切换频率上操作功率转换器可能对风力涡轮机的操作造成负面影响。例如，由随机PWM的某些频率分量引入的EMI可能通过在发电机中导致不希望的电流或扭矩信号而影响控制器的操作，而这又会影响输出功率信号的质量。通过对随机PWM切换的频率进行适当塑形，可以缓解或者避免在某些易受影响的频率处的影响。总体上，实施例允许风力涡轮机的智能操作，其中，可以在总体上由随机PWM提供的益处(例如，谐波频率处的较低的可听噪声和EMI)与控制器中的可接受的低频畸变量之间取得平衡。
图1示出了水平轴风力涡轮发电机100的示意图。风力涡轮发电机100通常包括塔架102和位于塔架102顶部的风力涡轮机舱104。风力涡轮机转子106可以通过延伸到机舱104外的低速轴与机舱104连接。风力涡轮机转子106包括安装在公共轮毂110上的三个转子桨叶108，但是其可以包括任何适当数量的桨叶，例如一个、两个、四个、五个或更多桨叶。桨叶108(或者风板)通常具有空气动力学外形，其具有迎风的前缘112、处于桨叶108的弦的相对端的后缘114、顶端116和通过任何适当方式附接至轮毂110的根部118。
对于一些实施例，可以使用变桨轴承120将桨叶108连接至轮毂110，以使每一桨叶108可以围绕其纵轴旋转，以调节桨叶的桨距。可以通过(例如)连接于轮毂110和桨叶108之间的线性致动器或步进电机控制桨叶108的桨距角。在其他系统之中也可以使用桨叶桨距控制以使在额定风速以下生成的功率最大化，并降低在额定风速以上生成的功率，以防止例如发电机和齿轮箱的涡轮机部件发生过载。尽管下面的实施例是在风力涡轮机的语境下描述的，但是实施例不限于此。实际上，本公开可以应用于使用用于功率转换器的PWM的任何发电系统。
图2示出了根据文中描述的一个实施例的发电系统200。系统200包括发电机205、频率转换器210、变压器230和负载235。通常，发电机205将机械力(例如，风、蒸汽等)转换成电功率。在一个实施例中，发电机205可以是可变速发电机，因而发电机205产生的电功率信号可以具有变化的频率。例如，AC功率信号可以处于50Hz到150Hz的范围内。由于负载235可能要求预定义频率(例如，50Hz或60Hz)上的功率信号，因而频率转换器210(又称为功率转换器)将发电机210的输出转换为预期频率上的AC功率信号。为了这样做，转换器210包括将来自发电机205的AC功率信号变成DC信号的AC/DC转换器215、传送DC信号的DC链路或总线220、以及将DC信号转换回到具有负载235需要的频率的AC信号的DC/AC转换器225。之后，将AC信号发送至变压器230，其在将AC信号传输至负载235(例如，形成消费者功率网络的市电网)之前对电流和电压进行调整，。
在一个实施例中，发电机205输出具有一个或多个相的功率信号。三相信号可能是典型的，但是本公开可以用于使用任何数量的相的系统中。频率转换器210可以包括用于将功率信号转换到预期频率的一个或多个转换器“路径”。例如，如果发电机205输出三相信号，那么转换器210可以包括多个并联的转换器路径，这些转换器路径中的每个转换器路径包括相应的AC/DC转换器210、DC链路220和DC/AC转换器225。例如，转换器210可以包括用于将三相信号转换成预期频率的三个或四个并联转换器路径。因而，并联转换器路径的每个转换器路径可以被称为“并联转换器”。例如，频率转换器210可以包括三个并联转换器。
图3A和3B示出了根据文中描述的一个实施例的对应于PWM的信号。具体地，图3A中的图表300示出了使用PWM来由DC信号生成AC信号。为了这样做，图表300所示的PWM信号(例如，3-4kHz信号)可以用作图2所示的DC/AC转换器225的控制信号。通过使用PWM信号控制转换器225中的功率开关，驱动转换器225的输出电压上升或者下降。更具体地，改变PWM信号的占空比确定转换器225的输出电压是增大还是减小。图3B示出了基于将图3A中的PWM信号施加至DC/AC转换器225的转换器225的输出电压。图表350示出了所产生的AC正弦波(在使用低通滤波器对信号进行平滑处理之后)，其然后可以被提供给负载或电网。如通过将图表300中所示的占空比与图表350所示的电压的变化进行比较可以看到的，增大PWM信号的占空比增大了DC/AC转换器225的输出电压，而减小所述占空比减小了输出电压。通过这种方式，可以使用高频信号的占空比生成低频AC信号。
图4示出了根据文中描述的一个实施例的用于噪声塑形随机PWM的功率转换器。具体地，系统400包括控制器405和DC/AC转换器430。DC/AC转换器430可以代表DC/AC转换器225的一部分(例如，多个并联转换器路径之一)，或者可以是DC/AC转换器225的一种实施方式。
控制器405包括处理器410和存储器415。处理器410可以包括适于执行文中描述的功能的任何处理元件，并且可以包括单个或者多个核心处理器以及它们的组合。存储器415可以包括针对其尺寸、相对性能或者其他能力所选择的各种计算机可读介质，所述其他能力为：易失性和/或非易失性介质、可移除和/或不可移除介质等。存储器415可以包括高速缓存、随机存取存储器(RAM)、储存器等。作为存储器415的部分而被包括的储存器通常可以为控制器405提供非易失性存储器，并且可以包括一种或多种不同的存储元件，例如闪速存储器、硬盘驱动器、固态驱动器、光存储器件和/或磁存储器件。
存储器415可以包括用于执行文中描述的各种功能的多个模块420。模块420一般包括可由处理器410执行的程序代码。模块420的一些示例可以包括随机数生成、滤波和定时信号生成。存储器420还可以包括一个或多个查找表425，其可以被各种模块420访问和/或修改。查找表425可以存储定时值的分布，其在用于生成PWM定时信号之前可以或者可以不受到调整。
如所示，DC/AC转换器430被耦合至DC链路220，DC链路220还可以被耦合至AC/DC转换器215(未示出)。DC/AC转换器430包括三个DC/AC转换器450、460、470，它们中的每者被驱动，以产生输出信号的相应的相。控制器405可以使用处理器410和存储器415生成PWM定时信号PWM1(对应于转换器450)、PWM2(对应于转换器460)和PWM3(对应于转换器470)。
DC/AC转换器450、460、470的每者均包括两个开关(例如，功率晶体管)，其中，上开关的栅极耦合至正电压轨VDC/2(即，DC链路220的正电压)并受到PWM1的控制，并且下开关的栅极耦合至负电压轨-VDC/2(即，DC链路的负电压)并受到PWM1的反相形式(或PWM1*)的控制。例如，在PWM1为高时，DC/AC转换器450的上开关断开，并且下开关闭合。DC/AC转换器450的输出电压(OUTPUT 1)被向上驱动至VDC/2。然而，在PWM1为低(PWM1*高)时，下开关断开并且上开关闭合。相应地，OUTPUT 1被向下驱动至-VDC/2。
尽管上文的讨论集中于生成用于DC/AC转换器的PWM信号，但是本领域普通技术人员将认识到，也可以将相同的原理和技术应用于AC/DC转换器的开关，以控制DC链路处的功率和/或输出功率。在一些实施例中，替代上文讨论的DC/AC转换器或者除上文讨论的DC/AC转换器之外，控制器405可以控制AC/DC转换器。
图5A-5C示出了根据文中描述的实施例的用于执行噪声塑形随机PWM的控制器装置。图5A示出了根据一个实施例的控制器405的构造。分布生成模块505产生定时值的预期基础分布。在一个实施例中，基础分布可以大体上是随机数分布。随机数分布可以是根据任何已知算法和已知分布(例如，高斯)生成的。当然，本领域普通技术人员将认识到，基于处理器的随机数生成在一些情况下可能是伪随机的并且不是真正随机的。然而，即使伪随机数生成也可以提供适于执行文中描述的原理和技术的大体上随机分布。在一个实施例中，基础分布的功率谱密度可以对应于“白”噪声，其跨频谱提供大体上恒定的功率密度。其他实施例可以使用定时值的替代分布。替代分布可以包括非高斯白噪声(例如，使用泊松或柯希分布等)或者对应于其他功率谱密度的分布(例如，“粉色”、“红色”、“灰色”或者任何其他预期功率谱密度分布)。
分布生成模块505可以直接为PWM定时器生成定时值的分布，或者由分布生成模块505产生的值可以被修改为对应于预期切换频率范围。例如，如果PWM定时信号的预期分布处于3.5千赫(kHz)和4.5kHz之间，那么分布生成模块505可以生成对应于该频率范围的定时值。在一些实施例中，分布生成模块505可以生成处于预定范围内的偏移值的分布，并且偏移值在被施加到PWM定时器之前，被加到平均定时器值。例如，分布生成模块505可以生成具有对应于±500赫兹(Hz)的范围的定时值的随机分布。这些定时值随后被加到平均定时器值(例如，对应于4kHz的中心频率)，以产生PWM定时信号(从3.5kHz到4.5kHz)的预期分布。
如所示，分布生成模块505的输出被输入至滤波模块510，其包括具有一个或多个滤波器的滤波装置。在一个实施例中，滤波模块510可以包括高通滤波器。然而，可以基于有音调的噪声的预期效果而使用其他已知类型的滤波器(例如，低通、带通、带阻等)。类似地，可以基于有音调的噪声的预期效果选择滤波模块510的属性(例如截止频率)。例如，可以将高通滤波器的截止频率选择为对应于低于大约100Hz的可听噪声。在一个实施例中，滤波模块510的属性可以是基于控制器对EMI的敏感性而选择的。例如，控制器的操作可能受到出现在大约10Hz或更低的频率上的EMI影响。控制器的被更改的操作可能在发电机中导致不希望的电流或扭矩信号，其又会影响输出功率信号的质量，并且还可能对发电机部件造成有害影响。因而，可以将滤波模块510的类型和/或属性设置为对与易受影响的频率对应的频率进行滤波。
可以使用加法器520将滤波模块510的输出(即，定时值的经滤波的分布)与平均定时器值模块515组合。与上文的示例中一样，分布生成模块505可以产生对应于±500Hz的值，并且平均定时器值可以约为4kHz。因而，加法器520输出对应于3.5kHz和4.5kHz之间的范围的定时值。PWM定时器525接收加法器520提供的定时值，并生成用于控制多个转换器的适当PWM定时信号(例如，PWM1、PWM2、PWM3)。
在替代的实施例中，可以将分布生成模块505生成的定时值的分布与平均定时器值相加，并且然后使用滤波模块510对结果进行滤波。
图5B示出了根据一个实施例的控制器405的另一种构造。查找表530可以包括定时值的一种或多种分布，例如，高斯白噪声。如所示，查找表530可以提供定时偏移值，所述定时偏移值可以与平均定时器值相加(例如，使用加法器520和平均定时器模块515)，以产生用于PWM定时器525的预期定时值。在来自查找表530的定时值的分布被加到平均定时器值之前，可以任选地使用滤波模块510对该分布进行滤波。在一个实施例中，查找表530中的分布可以被“预滤波”，即具有在某些频率或频率范围上被修改的功率谱密度。在这种情况下，可能不需要对这些经修改的频率处的分布进行滤波。PWM定时器525接收加法器520提供的定时值，并生成用于控制多个转换器的适当PWM定时信号(例如，PWM1、PWM2、PWM3)。
在替代的实施例中，将来自查找表530的定时值的分布与平均定时器值相加可以发生在使用滤波模块510对结果进行滤波之前。
使用查找表530提供定时值的分布所需的时间和能量一般可以低于生成随机分布并即时地执行其他处理功能所需的时间和能量。在一个实施例中，分布可以由分布生成模块505生成并被存储到查找表530中。替代地，可以使用滤波模块510对分布进行滤波，之后将经滤波的分布存储到查找表530中。接下来，存储在查找表530中的分布可以被访问，以提供定时值的预期分布，而不是使用处理器生成另一分布(并对其滤波)。
图5C示出了根据一个实施例的控制器405的另一构造。查找表535可以包括定时值的一种或多种分布，例如，高斯白噪声。如所示，查找表535可以提供用于PWM定时器525的预期定时值而不需要加平均定时器值的步骤。在来自查找表535的定时值的分布被提供给PWM定时器525之前，可以任选地使用滤波模块510对该分布进行滤波。在一个实施例中，查找表530中包括的分布可以被“预滤波”，即具有在某些频率或频率范围处被修改的功率谱密度。在这种情况下，可能不需要对这些经修改的频率处的分布进行滤波。PWM定时器525接收查找表535提供(并且任选地被滤波)的定时值，并生成用于控制多个转换器的适当PWM定时信号(例如，PWM1、PWM2、PWM3)。
图6示出了根据文中描述的实施例的执行噪声塑形随机PWM的方法。在一些实施例中，方法600可以用于控制一个或多个功率转换器(例如，上文所述的AC/DC转换器210、DC/AC转换器225或者DC/AC转换器430)。方法600开始于框605，其中，生成定时值的分布。在一些实施例中，分布可以是大体上随机的并且可以对应于恒定功率谱密度(例如，高斯白噪声)。然而，其他实施例可以包括定时值的替代分布。在一些实施例中，定时值的分布可以直接对应于用于转换器的PWM切换频率的预期范围。在其他实施例中，定时值的分布可以是定时偏移值，其可以被加到平均定时器值上以产生切换频率的预期范围。在一个示例中，控制器可以生成对应于3.5kHz和4.5kHz之间的切换频率的定时值的分布。在另一示例中，控制器可以生成对应于±500Hz的定时值的分布，其可以被加到平均定时值(例如，4kHz)，以产生定时值的预期分布。在一些实施例中，可以使用查找表访问所生成的分布。
在框615，应用滤波器装置以更改所生成的分布的一个或多个选定频率分量。在一个实施例中，滤波器装置可以包括高通滤波器，其具有被选择为对有音调的噪声提供预期影响的属性。例如，可以基于可听噪声或者基于控制器的EMI敏感性选择截止频率。替代的实施例可以包括其他类型的滤波器(例如，低通、带通、带阻)，取决于对有音调的噪声的预期影响。
对于定时值的所生成的分布是定时偏移值的实施例，任选执行框625。在框625，平均定时器值被加到所生成的经滤波的分布，以产生对应于PWM切换频率的预期范围的分布。在替代的实施例中，可以在平均定时器值被加到所生成的经滤波的分布(框625)之后应用滤波器装置(框615)。
在框635，定时值的所得到的分布被应用于PWM定时器。PWM定时器继而生成可以用于控制多个功率转换器的适当PWM定时信号(例如，PWM1，PWM2，PWM3)。
尽管各种实施例讨论了向与发电机连接的功率转换器应用噪声塑形随机PWM以便控制发电机发出的噪声，但是也可以在发电和输电的其他阶段应用类似的技术，其具有类似的有益效果。例如，连接至市电电网的功率转换器可以使用噪声塑形随机PWM，以便减小朝向市电电网的谐波发射，同时降低对相关联的控制器的性能的任何影响。
图7示出了根据一个实施例的针对不同PWM制式的功率谱密度的曲线图。曲线图700示出了在4kHz切换频率上操作的常规PWM。几个谱峰7051-7054处于谐波频率(例如，4kHz±(n*200Hz)；n＝1、2……)。谱峰7051-7054的幅度与噪声基底710的幅度之间的差可能大到足以使风力涡轮机超过所施加的声功率级限制。此外，其他频率分量707的幅度也可能超过所施加的限制。
曲线图720示出了同样处于4kHz切换频率的常规随机PWM。注意，谱峰7251-7254具有比对应的谱峰7051-7054小得多的幅度，并且谱峰7251-7254还更加接近升高的噪声基底730。较小的幅度差指示风力涡轮机(或者使用随机PWM的其他发电系统)更可能保持在所施加的声功率级限制内。然而，常规随机PWM通过在谱内的所有频率上添加噪声来进行操作，这可能对风力涡轮机的操作造成负面影响(例如，影响控制器的操作的低频EMI)。曲线图740示出了常规随机PWM中的基频742和边带745。在包括经滤波的随机PWM的实施例中不存在由边带745引起的畸变。
曲线图760示出了根据一个实施例的经滤波的随机PWM。总体上，曲线图760反映了被高通滤波以去除某些低频分量(例如，影响控制器的EMI)的定时值的随机分布。尽管在谐波频率上包括的几个谱峰7651-7654的幅度比常规随机PWM中的幅度相对更大，但是与噪声基底770的幅度的差仍然小到足以保持在所施加的功率级限制内。此外，减轻了某些频率上的PWM定时信号的影响，这些影响可能对控制器的操作带来负面影响。
在前文中，参考了本公开呈现的实施例。然而，本公开的范围不受具体描述的实施例的限制。相反，设想上文的特征和元件的任何组合来实施和实践所设想的实施例，而不管所述特征和元件是否涉及不同的实施例。此外，尽管文中公开的实施例可以实现相对于其他可能的解决方案和/或相对于现有技术的优点，但是特定的优点是否由给定实施例实现并不限制本公开的范围。因而，下述方面、特征、实施例和优点只是例示性的，不应被看作是所附权利要求的要素或限制，除非在权利要求中有明确陈述。类似地，对“本发明”的引述不应被解释为文中公开的任何发明主题的一般化，也不应被看作是所附权利要求的要素或限制，除非在权利要求中有明确陈述。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括具有存储于其上的用于使处理器执行本公开的各方面的计算机可读程序指令的计算机可读存储介质。
计算机可读存储介质可以是任何能够保持和存储供指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或前述各项的任何适当组合。计算机可读存储介质的更多具体示例的非排他性列表包括以下：便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘(DVD)、存储棒、软盘、受到机械编码的设备(例如，打孔卡片或者具有记录于其上的指令的凹槽中的凸起的结构)以及前述各项的任何适当组合。文中使用的计算机可读存储介质不应被解释为瞬态信号本身，例如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，通过光纤光缆的光脉冲)或者通过导线传输的电信号。
可以经由网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网络)将文中描述的计算机可读程序指令从计算机可读存储介质下载至相应的计算/处理设备或者外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光传输纤维、无线传输、路由器、防火墙、开关、网关计算机和/或边缘服务器。每一计算/处理设备中的网络适配卡或网络接口接收来自网络的计算机可读程序指令并转发所述计算机可读程序指令，以供存储在相应的计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据或者通过一种或多种编程语言的任意组合写入的源代码或目标代码，所述编程语言包括诸如Smalltalk、C++等面向对象的编程语言以及诸如“C”编程语言或类似编程语言的常规程序编程语言。计算机可读程序指令可以完全在用户计算机上运行，部分地在用户计算机上运行，作为独立软件包部分地在用户计算机上，部分地在远程计算机上运行，或者完全在远程计算机或服务器上运行。在后面的情形中，远程计算机可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型的网络来连接至用户计算机，或者可以实施与外部计算机的连接(例如，使用互联网服务提供商通过互联网实施连接)。在一些实施例中，包括(例如)可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息使所述电子电路个性化而执行计算机可读程序指令，以便执行本公开的各方面。
文中参考根据本公开的实施例的方法、装备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各方面。应当理解，流程图和/或框图的每框以及流程图和/或框图中的框的组合可以通过计算机可读程序指令来实施。
可以将这些计算机可读程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装备的处理器以产生一种机器，以使所述指令在经由计算机或其他可编程数据处理装备的处理器运行时创建用于实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的模块。这些计算机可读程序指令也可以被存储在能够引导计算机、可编程数据处理装备和/或其他设备按照特定的方式发挥作用的计算机可读存储介质中，以使得具有存储于其上的指令的计算机可读存储介质包括含有指令的制品，所述指令实施流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的各方面。
也可以将计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装备或其他设备上，以使一系列操作步骤将在计算机、其他可编程装备或其他设备上执行，以产生计算机实施的过程，以使得在计算机、其他可编程装备或其他设备上执行的指令实施在流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能。
附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和操作。就此而言，流程图或框图中的每框可以代表包括用于实施指定逻辑功能的一个或多个可执行指令的指令的模块、段或部分。在一些替代的实施方式中，框中标示的功能可以不按照附图中标示的顺序发生。例如，顺次示出的两个框实际上可能大体上同时执行，或者有时可能按照相反的顺序执行框，取决于所涉及的功能。还应当指出，框图和/或流程图的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以通过执行指定功能或动作或者执行专用硬件和计算机指令的组合的基于专用硬件的系统来实现。
鉴于上文，本公开的范围由接下来的权利要求来确定。

Claims (20)

1.一种发电系统，包括：
发电机，其被配置为输出具有一个或多个相的功率信号；
功率转换器系统，其与所述发电机耦合以接收输出功率信号，所述功率转换器系统对于所述一个或多个相中的每个相包括至少一个相应的转换器；以及
控制器装置，其与所述相应的转换器耦合并且被配置为：
对定时值的大体上随机分布进行滤波，以产生经修改的随机分布；并且
向所述相应的转换器输送基于所述经修改的随机分布的脉冲宽度调制(PWM)定时信号。
2.根据权利要求1所述的发电系统，其中，所述控制器装置包括用于对定时值的所述大体上随机分布进行滤波的高通滤波器。
3.根据权利要求2所述的发电系统，其中，所述高通滤波器的频率阈值是基于所述控制器装置对噪声的敏感性而确定的。
4.根据权利要求3所述的发电系统，其中，所述频率阈值处于大约0赫兹(Hz)和大约100Hz之间。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的发电系统，其中，所述控制器装置包括查找表，所述查找表包括定时值的所述大体上随机分布。
6.根据权利要求1到5中的任一项所述的发电系统，其中，所述控制器装置包括用于产生大体上随机数分布的随机数生成模块。
7.根据权利要求1到6中的任一项所述的发电系统，其中，所述控制器装置还被配置为将平均值加到所述经修改的随机分布，并且其中，所述PWM定时信号还基于所加的平均值。
8.根据权利要求1到7中的任一项所述的发电系统，其中，所述相应的转换器包括DC/AC转换器。
9.根据权利要求1到8中的任一项所述的发电系统，其中，所述相应的转换器包括AC/DC转换器。
10.一种风力涡轮机，包括：
发电机，其被配置为输出具有一个或多个相的功率信号；
功率转换器系统，其与所述发电机耦合以接收输出功率信号，所述功率转换器系统对于所述一个或多个相中的每个相包括至少一个相应的转换器；以及
控制器装置，其与所述相应的转换器耦合并且被配置为：
对定时值的大体上随机分布进行滤波，以产生经修改的随机分布；并且
向所述相应的转换器输送基于所述经修改的随机分布的脉冲宽度调制(PWM)定时信号。
11.根据权利要求10所述的风力涡轮机，其中，所述相应的转换器包括DC/AC转换器。
12.根据权利要求10或11所述的风力涡轮机，其中，所述相应的转换器包括AC/DC转换器。
13.一种用于功率转换器的脉冲宽度调制的方法，所述方法包括：
生成定时值的大体上随机分布；
向所述随机分布应用滤波器，以产生经修改的随机分布；以及
向所述功率转换器输送基于所述经修改的随机分布的脉冲宽度调制(PWM)定时信号。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
将所生成的随机分布存储在查找表中；以及
在向所述随机分布应用所述滤波器之前，访问所述查找表中的所述随机分布。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，应用于所述随机分布的所述滤波器包括高通滤波器。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括基于对噪声的敏感性确定所述高通滤波器的频率阈值。
17.根据权利要求13到16中的任一项所述的方法，其中，所述频率阈值处于大约0赫兹(Hz)和大约100赫兹(Hz)之间。
18.根据权利要求13到17中的任一项所述的方法，还包括将平均值加到所述经修改的随机分布上，并且其中，所述PWM定时信号还基于所加的平均值。
19.根据权利要求13到18中的任一项所述的方法，其中，所述PWM定时信号被输送至DC/AC转换器。
20.根据权利要求13到19中的任一项所述的方法，其中，所述PWM定时信号被输送至AC/DC转换器。
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