CN109449995B - 控制风电变流器的制动回路的方法及系统 - Google Patents

Abstract

提供一种控制风电变流器的制动回路的方法及系统。所述方法包括：根据总制动功率，针对至少一个制动回路中的每个，分配每个制动回路的控制信号的占空比；计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度以及每个制动回路的实时制动功率；根据每个制动回路中的制动电阻的实时温度，计算在达到每个制动电阻的安全边界温度的情况下每个制动回路能够吸收的制动能量；计算每个制动回路的允许运行时间。任意一个制动回路的允许运行时间为任意一个制动回路能够吸收的制动能量与任意一个制动回路的实时制动功率之间的比值；基于每个制动回路的允许运行时间调节每个制动回路的控制信号的占空比，以保证每个制动回路的安全运行以及所述总制动功率不变。

Description

控制风电变流器的制动回路的方法及系统

技术领域

以下描述涉及风电领域，更具地说，涉及一种控制风电变流器的制动回路的方法及系统。

背景技术

在风力发电技术(例如，全功率直驱风力发电技术)中，风电变流器在交流电网端故障穿越过程中，需要将制动回路(chopper，制动回路一般由制动电阻和制动绝缘栅双极型晶体管(IGBT)构成)投入运行，泄放掉直流母线上由风力发电机产生的过多的能量，保证风力发电机组在交流电网电压跌落期间不脱网运行。

另外，当风电变流器直流母线电压异常升高时，制动回路同样也投入运行，保障风电变流器系统安全。

然而，现有技术缺乏对制动回路的更精细化管理，无法有效地保护制动回路中的制动电阻，从而无法保证风电变流器系统安全。

发明内容

为了解决上述问题中的至少一个，本发明提供一种控制风电变流器的制动回路的方法及系统。

根据本发明构思的一方面，提供一种控制风电变流器的制动回路的方法。所述方法可包括：根据总制动功率，针对至少一个制动回路中的每个制动回路，分配每个制动回路的控制信号的占空比；计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度以及每个制动回路的实时制动功率；根据每个制动回路中的制动电阻的实时温度，计算在达到每个制动电阻的安全边界温度的情况下每个制动回路能够吸收的制动能量；计算每个制动回路的允许运行时间，其中，任意一个制动回路的允许运行时间为所述任意一个制动回路能够吸收的制动能量与所述任意一个制动回路的实时制动功率之间的比值；基于每个制动回路的允许运行时间调节每个制动回路的控制信号的占空比，以保证每个制动回路的安全运行以及所述总制动功率不变。

根据本发明构思的一方面，提供一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质存储有当被处理器执行时使得处理器执行如上所述的方法的程序指令。

根据本发明构思的一方面，提供一种计算装置。所述计算装置包括：处理器；存储器，存储有当被处理器执行时使得处理器执行如上所述的方法的程序指令。

根据本发明构思的一方面，提供一种控制风电变流器的制动回路的系统。所述系统可包括：分配单元，被配置为：根据总制动功率，针对至少一个制动回路中的每个制动回路，分配每个制动回路的控制信号的占空比；计算单元，被配置为：计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度以及每个制动回路的实时制动功率；根据每个制动回路中的制动电阻的实时温度，计算在达到每个制动电阻的安全边界温度的情况下每个制动回路能够吸收的制动能量；计算每个制动回路的允许运行时间，其中，任意一个制动回路的允许运行时间为所述任意一个制动回路能够吸收的制动能量与所述任意一个制动回路的实时制动功率之间的比值；调节单元，被配置为：基于每个制动回路的允许运行时间调节每个制动回路的控制信号的占空比，以保证每个制动回路的安全运行以及所述总制动功率不变。

根据本发明构思的控制风电变流器的制动回路的方法及系统能够实现制动功率的合理分配以及各个模块的精细化管控，达到模块化风电变流器均匀出力，最大化满足R-SAFE功能的效果；通过精细化地针对每个制动回路计算制动电阻的允许运行时间，提前向风力发电机组告警，使得风力发电机组能够采用最优的工作方式。

附图说明

图1是示出根据实施例的模块化风电变流器系统的示意图。

图2是示出根据实施例的包括制动回路的模块化风电变流器的示意图。

图3是示出根据实施例的控制信号和制动电流的波形图。

图4示出了根据制动电阻的阻值偏差与温度之间的关系的曲线图。

图5示出根据实施例的控制风电变流器的制动回路的方法的流程图。

图6示出根据实施例的控制风电变流器的制动回路的系统的框图。

具体实施方式

本发明可具有各种变形和各种实施例，应理解，本发明不限于这些实施例，而是包括本发明的精神和范围内的所有变形、等同物和替换。例如，在此描述的操作的顺序仅是示例，并且不受限于在此阐述的那些顺序，而是除了必须以特定的顺序发生的操作之外，可如在理解本申请的公开之后将是清楚地那样被改变。此外，为了更加清楚和简明，可省略本领域中已知的特征的描述。在本发明的示例实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例，而不是为了限制示例实施例。除非上下文另有清楚的指示，否则在此使用的单数形式也意图包括复数形式。

图1是示出根据实施例的模块化风电变流器系统的示意图。

随着风力发电技术的发展，模块化风电变流器技术也开始被广泛应用。模块化风电变流器技术采用标准的模块化柜体(如图1中的模块1至模块N)。如图1所示，模块化风电变流器可包括多个结构相同的变流器模块(例如，图1中示出的模块1、模块2、模块3……模块N)，多个变流器模块可以分别单独地实现变流器的所有功能，也可以通过并联来实现不同容量的变流器，大大简化了生产制造运营维护难度，同时通过规模化生产采购降低设备成本。参照图1，模块1至模块N可分别包括对应的电机侧开关Q11、Q21、Q31……QN1以及对应的电网侧开关Q11、Q22、Q32……QN2。其中，与模块1至模块N分别对应的电机侧开关Q11、Q21、Q31……QN1可通过对应的控制开关连接到风力发电机，以通过控制开关来控制每个变流器模块的操作，现将参考图2来描述包括制动回路的各个模块(即，变流器模块)的其他结构和功能。

图2是示出根据实施例的包括制动回路的模块化风电变流器的示意图。

参照图2，模块1至模块N中的每个还可包括dudt滤波电路(例如，dudt1至dudtN)、电机侧整流电路(例如，201_1至201_N)、电网侧逆变电路(例如，202_1至202_N)、LC滤波电路(例如，LC滤波器1至LC滤波器N)以及制动回路(例如，203_1至203_N)，在此情况下，N为大于1的整数。为了避免不必要地模糊本发明构思，主要描述制动回路的结构，而省略其他元件的详细描述。

制动回路203_1至203_N中的每个制动回路的电路结构相同，即，每个制动回路可包括：由双管IGBT(例如，制动回路203_1中的S11和S12，制动回路203_N中的SN1和SN2)构成的半桥桥臂、以及制动电阻器(例如，R1至RN)。

随着风力发电技术的发展，开始更精细化的追求系统成本，柔性塔架开始了越来越多的应用。在柔性塔架机组中，会采用如图1所述的模块化风电变流器，而为了柔性塔架机组的安全工作通常需要R-SAFE(resonance safe，共振点安全保护)功能。在柔性塔架机组中，通过R-SAFE功能通过风电变流器制动回路的持续工作来提供一部分风力发电机组的制动力矩，使叶轮平稳渡过共振点的转速。一般而言，R-SAFE功能要求制动回路投入至少4S以上，而零电压故障穿越过程持续时间仅为0.625S，持续时间的升高带来了新的技术挑战。此外，在高风速切变的应用中，由于叶轮频繁渡过共振点，因此需要R-SAFE功能频繁投入，这要求对制动回路进行更多的精细化管理。

在面对R-SAFE的功能时，现有技术仅能对制动电阻进行过温保护停机，无法在满足R-SAFE功能的基础上同时进行制动电阻的保护，制动电阻过温的情况下只能进行紧急停机，或者继续R-SAFE功能进而烧毁制动电阻。为此，本发明提供一种控制风电变流器的制动回路的方法及系统。

为了简明，下面以一个制动回路(例如，203_N)为例进行详细描述，其他制动回路的操作和控制方式也是相似的。

制动电阻器RN并联在上管IGBT SN1的两端。上管IGBT SN1的基极连接到风电变流器的综合控制器，使得上管IGBT SN1处于常关状态；上管IGBT SN1的集电极连接到母线直流电压的正极(即，DC+)；上管IGBT SN1的发射极连接到下管IGBT SN2的集电极。下管IGBTSN2的发射极连接到母线直流电压的负极(即，DC-)，下管IGBT SN2的基极接收由风电变流器的综合控制器提供的控制信号(例如，脉宽调制(PWM)信号)。通过控制下管IGBT SN2的控制信号(例如，PWM信号)的占空比，即可控制制动电阻RN上的电压，进而控制制动电流和制动功率。

图3示出了下管IGBT SN2的控制信号PWM和制动回路中的制动电流I的波形图。

当制动IGBT的SN2导通时，直流母线电压全部施加在制动电阻RN上，制动电流Ib等于直流母线电压Udc除以制动阻抗Rb(电阻和电感的阻抗相加，由于制动电阻的电感含量非常低，通常可以忽略，因此仅考虑制动电阻的阻值，且不用考虑电感的电流抑制作用)；当制动IGBT的SN2关断时，制动电阻RN与SN2进行电阻分压(总电压为直流母线电压)，由于SN2的IGBT在关断时刻的阻值远远大于制动电阻RN的阻值，因此制动电阻RN在SN2的IGBT关断期间，其两端的电压近似为零。在SN2的IGBT关断之后，由于制动电阻RN的寄生电感非常小(其存储的能量也非常小)，因此通过制动电阻RN的制动电流迅速降低为零。制动IGBT的SN2根据控制信号进行快速开通关断动作。

制动IGBT一次开通时间Ton和一次关断时间Toff构成一个开关周期T(即，T＝Ton+Toff)，每秒钟执行的开关周期数量为开关频率Fsw(例如，开关频率可以为1500HZ)。开通时间Ton与开关周期T之间的比值Ton/T为占空比Dr。从图3可知，一个周期内，制动电流的有效值Ib＝Udc×Dr/Rb，如果增大控制信号的占空比则可增大制动电流，如果减小控制信号的占空比则可降低制动电流。

根据示例实施例，可以在制动回路的运行过程中，利用传感器(例如，霍尔电流传感器)直接对制动电流进行测量。作为一个示例，可通过在每次IGBTSN2开通过程中，在开通脉冲的中点位置(即，图3的Ton的中点位置)利用传感器进行模数(AD)采样，从而可准确获得制动电流最大值Ic。由于制动电压Udc与制动电阻RN的电阻值Rb之间存在如等式1的关系，因此通过测量到的制动电流最大值Ic，可计算出制动电阻RN的阻值Rb，如等式2所示。

Ic＝Udc/Rb (等式1)

Rb＝Udc/Ic (等式2)

此外，根据测量到的制动电流最大值Ic，可基于控制信号的占空比Dr计算制动电流有效值Ib，如下面的等式3所示。

Ib＝Dr×Ic (等式3)

由于当制动回路运行过程时制动电阻会消耗直流母线的能量，最终以热的形式表现出来，因此制动电阻随着工作时间的增加，制动电阻的温度也随之不断提高。

图4示出了根据制动电阻的阻值偏差与温度之间的关系的曲线图。应理解，图4中所示的阻值偏差与温度之间的关系仅是表示制动电阻与温度之间的关系的一个示例，本发明构思不限于此，可基于各种可行的方式来获得制动电阻与温度之间的关系。

参照图4，制动电阻的阻值偏差表示制动电阻和制动电阻的基准值之差与基准值之间的比，然而，这仅是示例性的，其他表示阻值偏差的方式也是可行的。根据一个实施例，可将制动电阻在预定基准温度Tcf(例如，预定基准温度Tcf可以为20摄氏度(℃)，但不限于此)时的阻值确定为基准值Rbf，然而，这仅是示例性的，本发明构思不限于此。当制动电阻温度达到Tp，制动电阻的阻值偏差达到△R时，制动电阻的阻值Rb与温度Tc的关系可以近似为下面的等式4。应理解，等式4所述的公式仅是示例性的，等式4可根据制动电阻材料的不同而不同，还可根据表示制动电阻的阻值Rb与温度Tc的关系的方式的不同而不同。

Rb＝Rbf+(Tc-Tcf)×△R×Rbf/(Tp-Tcf) (等式4)

图5示出根据实施例的控制风电变流器的制动回路的方法的流程图。

当在R-SARF功能启动运行之后，制动回路才投入运行。在此情况下，根据实施例的控制风电变流器的制动回路的方法可包括步骤109至步骤117。

参照图5，在步骤109中，在制动回路刚开始投入运行时，可对每个制动回路的控制信号的占空比进行初始化。具体地说，可根据总制动功率，针对至少一个制动回路中的每个制动回路，分配每个制动回路的控制信号的占空比。在一个示例中，总制动功率P可由风电变流器的综合控制器预先提供。可通过不同的方式实现分配每个制动回路的控制信号的占空比。例如，当通过自检的可运行的模块的数量为z(即，至少一个制动回路的数量为z)时，可通过下面的等式5将每个回路的控制信号的占空比分配为相同的值Dr。

等式5中的各个参数的含义与上文描述的含义是一致的，为了简明，省略重复的描述。

根据一个实施例，可按照等式5为至少一个制动回路中的每个制动回路所分配的占空比Dr是相同的，但是本发明构思不限于此，例如，可根据各个模块的工况，采用加权的方式将各个模块的占空比初始化为不同的值。

在步骤111中，可计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度以及每个制动回路的实时制动功率。

在一个实施例中，计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度的步骤可包括：检测每个制动回路的制动电流(例如，可采用上述的传感器在中点位置实时检测实时制动电流Ic，但不限于此)以及每个制动回路所对应的直流母线电压(即，每个模块中的直流母线电压Udc)；针对每个制动回路，计算检测到的直流母线电压与制动电流之间的比值，作为每个制动回路中的制动电阻的值(即，Rb，如等式2所示)；基于每个制动回路中的制动电阻的值，来计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度。

此外，在根据等式2获得每个制动回路中的制动电阻的值时，可针对一个或多个周期进行。在一个实施例中，可在每个周期检测制动电流和直流母线电压，然后根据比值计算制动电阻的值。在一个实施例中，针对任意一个制动回路，在多个周期中的每个周期检测一个制动电流，然后针对所述多个周期计算单个周期内的制动电流的平均值，同理计算得到单个周期内的直流母线电压的平均值，这样，通过单个周期内的直流母线电压的平均值与制动电流的平均值之间的比值，来计算该任意一个制动回路中的制动电阻的值。

在一个实施例中，可基于如图4所示的制动电阻的阻值Rb与温度Tc的关系，来计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度。例如，可通过对等式4进行逆变换，得到下面计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度Tc的等式6。然而，本发明构思不限于此。

在一个实施例中，计算每个制动回路的实时制动功率的步骤可包括：基于每个制动回路中的制动电阻的值、制动电流和控制信号的占空比，来计算每个制动回路的实时制动功率。根据实施例，可基于占空比Dr(步骤109中初始化的占空比或者步骤117中调节后的占空比)、制动电流Ic与制动电阻的值Rb之间的乘积，来计算每个制动回路的实时制动功率Pb。作为一个示例，可根据下面的等式7来计算每个制动回路的实时制动功率Pb。

Pb＝Dr×Dr×Ic×Ic×Rb (等式7)

继续参照图5，在步骤113中，可根据每个制动回路中的制动电阻的实时温度，计算在达到每个制动电阻的安全边界温度的情况下每个制动回路能够吸收的制动能量。

每个制动电阻均存在安全边界温度Tb，如果制动电阻的温度超过其安全边界温度Tb，则制动电阻可能被烧毁。根据本发明构思的实施例，可根据步骤111所计算的制动电阻的实时温度Tc，可计算出在达到制动电阻安全边界温度Tb条件下，制动电阻能够吸收的制动能量Pe，如下面的等式8所示。

Pe＝C×M×(Tb-Tc) (等式8)

在等式8中，C为制动电阻的材料的比热容；M为制动电阻材料的重量，应理解，等式8所示的计算每个制动回路能够吸收的制动能量的方法仅是示例性的，本发明构思不限于此。

在步骤115中，可基于步骤113计算的每个制动回路能够吸收的制动能量，来计算每个制动回路的允许运行时间。具体地说，任意一个制动回路的允许运行时间Td为所述任意一个制动回路能够吸收的制动能量Pe与所述任意一个制动回路的实时制动功率Pb之间的比值(即，Td＝Pe/Pb)。

在步骤117中，基于每个制动回路的允许运行时间调节每个制动回路的控制信号的占空比，以保证每个制动回路的安全运行以及总制动功率不变。

由于制动电阻的制造差异，每个制动回路的制动电阻的基准值Rbf不完全相同，这样导致在相同的占空比情况下，各模块化柜体的制动功率不同。此外，由于各模块的实时制动功率Pb不同，各模块柜体内部的散热条件也存在差异，因此导致在R-SAFE功能启动后，各模块的制动电阻的温升不同，进而各模块的制动电阻的阻值表现出更大的差异，每个制动回路的允许运行时间也不一致。当运行允许运行时间存在较大差异时，如果仅进行制动电阻过温保护，将会浪费其它制动电阻的制动裕量，且不能有效满足R-SAFE功能。因此，在步骤117中需要针对每个制动电阻进行占空比的调节，以充分利用每个制动电阻的制动裕量，同时保持总的制动功率不发生变化。

具体地说，基于每个制动回路的时间调节每个制动回路的控制信号的占空比的步骤可包括：根据每个制动回路的允许运行时间，计算平均允许时间；将步骤115中的每个制动回路的允许运行时间与平均允许时间进行比较，以调节每个制动回路的控制信号的占空比。

在一个实施例中，可通过比例积分(PI)来调节占空比。然而，本发明构思不限于此。例如，作为一个实施例，可通过以下步骤调节任意一个制动回路的控制信号的占空比：当所述任意一个制动回路的允许运行时间大于所述平均允许时间时，增大所述任意一个制动回路的占空比；当所述任意一个制动回路的允许运行时间小于所述平均允许时间时，减小所述任意一个制动回路的占空比；当所述任意一个制动回路的允许运行时间等于所述平均允许时间时，保持所述任意一个制动回路的占空比。

在步骤117调整占空比调整完毕之后，可返回到步骤111，从而重新进行各个模块的允许运行时间的计算，然后重复进行占空比调整过程，达到不间断调整的目的。

当计算得到的某个模块的制动回路的允许运行时间接近零时，则将该模块的制动回路的占空比调节为零，并且增大剩余模块的制动回路的占空比，保持总的制动功率不变，满足R-SAFE功能，同时保障了制动电阻在安全边际温度条件以内工作，达到精细化管控制动回路在R-SAFE功能下的要求。

此外，当计算得到模块化柜体制动回路的平均允许运行时间接近预设值时，向风力发电机组告警，风力发电机组根据实际情况决定是否继续执行R-SAFE功能或者加快R-SAFE功能的进度，降低由于变流器制动回路过温停机故障给风力发电机组带来的冲击。

此外，根据实施例，图5所示的控制风电变流器的制动回路的方法还可包括：在分配每个制动回路的控制信号的占空比之前的风电变流器第一次上电时，进行每个制动回路所在的柜体的自检操作(步骤101)。

具体地说，步骤101的自检操作可包括：基于每个制动回路中的制动电阻的当前值与每个制动回路中的制动电阻的基准值，计算每个制动回路中的制动电阻的偏差值；针对每个制动回路，将所述偏差值与预定阈值进行比较，以判断是否存在自检故障。

由于制动电阻在生产制造时会存在误差，可以根据每个制动电阻的基准值Rbf，确定每个模块是否通过自检(步骤105，即，判断每个模块的制动回路是否存在异常)。如果确定一个模块的制动电阻的偏差值大于或等于预定阈值(该预定阈值在考虑制造误差的基础上被预先设置)，则制动回路未通过自检，并且发出制动自检故障的信息，在此情况下该模块化切出，不允许启动运行(步骤107)；如果判断制动电阻阻值小于预定阈值，则制动回路自检通过，该模块化投入运行，从而在制动回路投入运行时，安装步骤109至步骤117对其进行控制。

在步骤101的自检操作中，可控制每个制动回路按照预设的占空比运行预定数量(例如，s)的周期，并在每个周期中针对每个制动回路检测制动电流和直流母线电压，并且根据在每个周期检测到的制动电流和直流母线电压，计算每个制动回路的平均制动电流(Is)和平均直流母线电压(Us)；根据每个制动回路的平均制动电流与平均直流母线电压之间的比，计算每个制动回路中的制动电阻的当前值Rs(即，Rs＝Us/Is)。

根据一个实施例，可根据每个制动回路的制动电阻的当前值Rs以及每个制动回路所在的柜体的内部环境温度(即，第一次上电前的内部环境温度Ta)，来计算每个制动回路的制动电阻的基准值Rbf。在此情况下的基准值Rbf可以等于或不等于参照图4所描述的基准值Rbf。当每个制动回路所在的柜体的内部环境温度(即，第一次上电前的内部环境温度Ta)等于预定基准温度Tcf时，在此情况下的基准值Rbf可以等于参照图4所描述的基准值Rbf。当每个制动回路所在的柜体的内部环境温度(即，第一次上电前的内部环境温度Ta)等于预定基准温度Tcf时，可通过下面的等式9来计算每个制动回路的制动电阻的基准值Rbf，该计算的基准值Rbf可作为等式5和6中的Rbf。

根据本发明构思，等式9的含义为：当第一次上电前所检测的内部环境温度不是如上面参照图4所描述的预定基准温度(例如，20摄氏度)时，可以将预定基准温度(例如，20摄氏度)作为等式9中的Tcf的值，所检测的内部环境温度作为等式9中的Ta的值，从而将检测的部环境温度Ta和计算的基准值Rbf归算到预定基准温度以及与其所对应的制动电阻的基准值，从而将归算的预定基准温度以及与其所对应的制动电阻的基准值应用到等式4至等式8，以在制动回路投入运行之后实现制动回路的精细控制，还能够以预定基准温度为参照来更加可靠地确定制动电阻的安全性。然而，本发明构思不限于此，例如，可以在不进行等式9的归算的情况下，而直接将第一次上电前所检测的内部环境温度Ta以及每个制动回路的制动电阻的当前值Rs直接作为新的基准温度和制动电阻的基准值应用到等式4至等式8，来在制动回路投入运行之后实现制动回路的精细控制。

以上所描述的图5的各个步骤仅是示例性的，根据本发明构思对图5所描述的步骤所修改也包括在本发明所要求保护的范围内。

图6示出根据实施例的控制风电变流器的制动回路的系统的框图。

参照图6，根据实施例的控制风电变流器的制动回路的系统600可包括：分配单元603、计算单元605和调节单元607。

分配单元603可被配置为：根据总制动功率，针对至少一个制动回路中的每个制动回路，分配每个制动回路的控制信号的占空比。分配单元可执行图5所描述的步骤109的操作，为了简明省略重复的描述。

计算单元605可被配置为：计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度以及每个制动回路的实时制动功率；根据每个制动回路中的制动电阻的实时温度，计算在达到每个制动电阻的安全边界温度的情况下每个制动回路能够吸收的制动能量；计算每个制动回路的允许运行时间，其中，任意一个制动回路的允许运行时间为所述任意一个制动回路能够吸收的制动能量与所述任意一个制动回路的实时制动功率之间的比值。计算单元605可执行图5所描述的步骤111至步骤115的操作，为了简明省略重复的描述。

调节单元607可被配置为：基于每个制动回路的允许运行时间调节每个制动回路的控制信号的占空比，以保证每个制动回路的安全运行以及所述总制动功率不变。调节单元607可执行图5所描述的步骤117的操作，为了简明省略重复的描述。

根据一个实施例，系统600还可包括自检单元601。

自检单元601可被配置为：在分配每个制动回路的控制信号的占空比之前的风电变流器第一次上电时，进行每个制动回路所在的柜体的自检操作。自检单元601可执行图5所描述的步骤101至步骤107的操作，为了简明省略重复的描述。

根据本发明构思的控制风电变流器的制动回路的方法及系统能够实现制动功率的合理分配以及各个模块的精细化管控，达到模块化风电变流器均匀出力，最大化满足R-SAFE功能的效果；通过精细化地针对每个制动回路计算制动电阻的允许运行时间，提前向风力发电机组告警，使得风力发电机组能够采用最优的工作方式，此外能够适用于各种柜体(例如，单模块柜体或多模块并联柜体)。

根据本发明构思的示例实施例，图5描述的各个步骤以及图6的描述的各个单元及其操作可被编写为程序或软件。可基于附图中示出的框图和流程图以及说明书中的对应描述，使用任何编程语言来编写程序或软件。在一个示例中，程序或软件可包括被一个或多个处理器或计算机直接执行的机器代码，诸如，由编译器产生的机器代码。在另一个示例中，程序或软件包括被一个或多个处理器或计算机使用解释器执行的更高级代码。程序或软件可被记录、存储或固定在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质中。在一个示例中，程序或软件或一个或多个非暂时性计算机可读存储介质可被分布在计算机系统上。

根据本发明构思的示例实施例，图5描述的各个步骤以及图6的描述的各个单元及其操作可被实现在包括处理器和存储器的计算装置上。存储器存储有用于控制处理器实现如上所述的各个单元的操作的程序指令。

虽然上面参照图1至图6已经详细描述了本发明的特定示例实施例，但是在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下，可以以各种形式对本发明进行修改。如果描述的技术以不同的顺序被执行，和/或如果描述的系统、架构、或装置中的组件以不同的方式组合，和/或被其他组件或它们的等同物代替或补充，则可实现合适的结果。因此，本公开的范围不是通过具体实施方式所限定，而是由权利要求和它们的等同物限定，并且在权利要求和它们的等同物的范围内的所有变化将被解释为被包括在本公开中。

Claims (16)

1.一种控制风电变流器的制动回路的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据总制动功率，针对至少一个制动回路中的每个制动回路，分配每个制动回路的控制信号的占空比；

计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度以及每个制动回路的实时制动功率；

根据每个制动回路中的制动电阻的实时温度，计算在达到每个制动电阻的安全边界温度的情况下每个制动回路能够吸收的制动能量；

计算每个制动回路的允许运行时间，其中，任意一个制动回路的允许运行时间为所述任意一个制动回路能够吸收的制动能量与所述任意一个制动回路的实时制动功率之间的比值；

基于每个制动回路的允许运行时间调节每个制动回路的控制信号的占空比，以保证每个制动回路的安全运行以及所述总制动功率不变。

2.如权利要求1所述的控制风电变流器的制动回路的方法，其特征在于，基于每个制动回路的允许运行时间调节每个制动回路的控制信号的占空比的步骤包括：

根据每个制动回路的允许运行时间，计算平均允许时间；

将每个制动回路的允许运行时间与所述平均允许时间进行比较，以调节每个制动回路的控制信号的占空比。

3.如权利要求2所述的控制风电变流器的制动回路的方法，其特征在于，通过以下步骤调节任意一个制动回路的控制信号的占空比：

当所述任意一个制动回路的允许运行时间大于所述平均允许时间时，增大所述任意一个制动回路的占空比；

当所述任意一个制动回路的允许运行时间小于所述平均允许时间时，减小所述任意一个制动回路的占空比；

当所述任意一个制动回路的允许运行时间等于所述平均允许时间时，保持所述任意一个制动回路的占空比。

4.如权利要求1所述的控制风电变流器的制动回路的方法，其特征在于，计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度的步骤包括：

检测每个制动回路的制动电流以及每个制动回路所对应的直流母线电压；

针对每个制动回路，计算检测到的直流母线电压与制动电流之间的比值，作为每个制动回路中的制动电阻的值；

基于每个制动回路中的制动电阻的值，来计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度。

5.如权利要求4所述的控制风电变流器的制动回路的方法，其特征在于，每个制动回路的实时制动功率通过如下方式计算：

基于每个制动回路中的制动电阻的值、制动电流和控制信号的占空比，来计算每个制动回路的实时制动功率。

6.如权利要求1所述的控制风电变流器的制动回路的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在分配每个制动回路的控制信号的占空比之前的风电变流器第一次上电时，进行每个制动回路所在的柜体的自检操作。

7.如权利要求6所述的控制风电变流器的制动回路的方法，其特征在于，所述自检操作包括：

基于每个制动回路中的制动电阻的当前值与每个制动回路中的制动电阻的基准值，计算每个制动回路中的制动电阻的偏差值；

针对每个制动回路，将所述偏差值与预定阈值进行比较，以判断是否存在自检故障。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有当被处理器执行时使得处理器执行权利要求1-7中的任一项所述的控制风电变流器的制动回路的方法的程序指令。

9.一种计算装置，其特征在于，包括：

处理器；

存储器，存储有当被处理器执行时使得处理器执行权利要求1-7中的任一项所述的控制风电变流器的制动回路的方法的程序指令。

10.一种控制风电变流器的制动回路的系统，其特征在于，所述系统包括：

分配单元，被配置为：根据总制动功率，针对至少一个制动回路中的每个制动回路，分配每个制动回路的控制信号的占空比；

计算单元，被配置为：计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度以及每个制动回路的实时制动功率；根据每个制动回路中的制动电阻的实时温度，计算在达到每个制动电阻的安全边界温度的情况下每个制动回路能够吸收的制动能量；计算每个制动回路的允许运行时间，其中，任意一个制动回路的允许运行时间为所述任意一个制动回路能够吸收的制动能量与所述任意一个制动回路的实时制动功率之间的比值；

调节单元，被配置为：基于每个制动回路的允许运行时间调节每个制动回路的控制信号的占空比，以保证每个制动回路的安全运行以及所述总制动功率不变。

11.如权利要求10所述的控制风电变流器的制动回路的系统，其特征在于，所述调节单元被进一步配置为：

根据每个制动回路的允许运行时间，计算平均允许时间；

将每个制动回路的允许运行时间与所述平均允许时间进行比较，以调节每个制动回路的控制信号的占空比。

12.如权利要求11所述的控制风电变流器的制动回路的系统，其特征在于，所述调节单元被进一步配置为：

当所述任意一个制动回路的允许运行时间大于所述平均允许时间时，增大所述任意一个制动回路的占空比；

当所述任意一个制动回路的允许运行时间小于所述平均允许时间时，减小所述任意一个制动回路的占空比；

当所述任意一个制动回路的允许运行时间等于所述平均允许时间时，保持所述任意一个制动回路的占空比。

13.如权利要求10所述的控制风电变流器的制动回路的系统，其特征在于，所述计算单元被进一步配置为：

检测每个制动回路的制动电流以及每个制动回路所对应的直流母线电压；

针对每个制动回路，计算检测到的直流母线电压与制动电流之间的比值，作为每个制动回路中的制动电阻的值；

基于每个制动回路中的制动电阻的值，来计算每个制动回路中的制动电阻的实时温度。

14.如权利要求13所述的控制风电变流器的制动回路的系统，其特征在于，所述计算单元被进一步配置为：

基于每个制动回路中的制动电阻的值、制动电流和控制信号的占空比，来计算每个制动回路的实时制动功率。

15.如权利要求10所述的控制风电变流器的制动回路的系统，其特征在于，所述系统还包括：

自检单元，被配置为：在分配每个制动回路的控制信号的占空比之前的风电变流器第一次上电时，进行每个制动回路所在的柜体的自检操作。

16.如权利要求15所述的控制风电变流器的制动回路的系统，其特征在于，所述自检单元被进一步配置为：

基于每个制动回路中的制动电阻的当前值与每个制动回路中的制动电阻的基准值，计算每个制动回路中的制动电阻的偏差值；

针对每个制动回路，将所述偏差值与预定阈值进行比较，以判断是否存在自检故障。