CN109683111A - 变流器件通流能力计算方法和装置 - Google Patents

变流器件通流能力计算方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109683111A
CN109683111A CN201710979115.3A CN201710979115A CN109683111A CN 109683111 A CN109683111 A CN 109683111A CN 201710979115 A CN201710979115 A CN 201710979115A CN 109683111 A CN109683111 A CN 109683111A
Authority
CN
China
Prior art keywords
converter device
converter
temperature
real
power capability
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.)
Granted
Application number
CN201710979115.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109683111B (zh
Inventor
高瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Original Assignee
Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd filed Critical Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Priority to CN201710979115.3A priority Critical patent/CN109683111B/zh
Publication of CN109683111A publication Critical patent/CN109683111A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109683111B publication Critical patent/CN109683111B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本发明提供了一种变流器件通流能力计算方法和装置，涉及风力发电领域。该变流器件通流能力计算方法，包括：基于获取的变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度、变流器件最大可持续工作电流以及实际工作电流，得到变流器件的折算温度升值；获取变流器件的过温保护参数，根据变流器的折算温度升值、变流器件的过温保护参数、变流器件的热交换介质实时温度以及变流器件最大可持续工作电流，得到变流器件实时最大工作电流；采集变流器件的相电压的实际有功功率，利用变流器件实时最大工作电流、变流器件的相电压和实际有功功率，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力。利用本发明的技术方案能够提高计算变流器通流能力的精确性。

Description

变流器件通流能力计算方法和装置
技术领域
本发明涉及风力发电领域，尤其涉及一种变流器件通流能力计算方法和装置。
背景技术
由于资源的短缺，可持续资源被应用于在越来越多的领域中。比如将风能、太阳能等可持续资源转化为电能。在风力发电领域中，通过风力发电系统将风能转化为电能，将转化得到的电能通过电网传输至需要用电的各个设备。
在风力发电系统中，变流器是能量转换的核心部件，可将风力发电机发出的有功功率经全功率转换为与电网相适应的能量从而并入电网。而且，变流器还可通过调整电压和电流间的相位角，从而实现从电网吸收或发出无功功率。随着变流器技术的发展，越来越多的变流器采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)。为了防止变流器温度过高，一般采用风冷板或水冷板对变流器进行散热。但随着时间的推移，风冷板或水冷板的热阻会随之加大，导致计算出的变流器通流能力的精确性下降。
发明内容
本发明实施例提供了一种变流器件通流能力计算方法和装置，能够提高计算变流器通流能力的精确性。
第一方面，本发明实施例提供了一种变流器件通流能力计算方法，包括：获取变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度、变流器件的最大可持续工作电流以及变流器件的实际工作电流；基于变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度、变流器件的最大可持续工作电流以及变流器件的实际工作电流，得到变流器件的折算温度升值；获取变流器件的过温保护参数，并根据变流器的折算温度升值、变流器件的过温保护参数、变流器件的热交换介质实时温度以及变流器件的最大可持续工作电流，得到变流器件的实时最大工作电流；采集变流器件的相电压和变流器件的实际有功功率，利用变流器件的实时最大工作电流、变流器件的相电压和变流器件的实际有功功率，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力，以根据有功功率能力和无功功率能力控制变流器的功率。
在第一方面的一些实施例中，基于变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度、变流器件的最大可持续工作电流以及变流器件的实际工作电流，得到变流器件的折算温度升值，包括：将变流器件的温度与变流器件的热交换介质实时温度的差值作为变流器件的温度升值；根据变流器件的实际工作电流占变流器件的最大可持续工作电流的比例与变流器件的温度升值的乘积，计算得到变流器件的折算温度升值。
在第一方面的一些实施例中，获取变流器件的过温保护参数，并根据变流器的折算温度升值、变流器件的过温保护参数、变流器件的热交换介质实时温度以及变流器件的最大可持续工作电流，得到变流器件的实时最大工作电流，包括：将变流器件的过温故障阈值与变流器件的热交换介质实时温度的差值作为变流器件的第一安全温度，过温保护参数包括过温故障阈值；并根据变流器件的第一安全温度占变流器件的折算温度升值的比例与变流器件的最大可持续工作电流的乘积，计算得到变流器件的实时最大工作电流；或者，将变流器件的过温故障阈值与变流器件的温度安全裕量的差值作为变流器件的额定安全温度，过温保护参数包括过温故障阈值和温度安全裕量；并将额定安全温度与变流器件的热交换介质实时温度的差值作为变流器件的第二安全温度；以及根据变流器件的第二安全温度占变流器件的折算温度升值的比例与变流器件的最大可持续工作电流的乘积，计算得到变流器件的实时最大工作电流。
在第一方面的一些实施例中，采集变流器件的相电压和变流器件的实际有功功率，利用变流器件的实时最大工作电流、变流器件的相电压和变流器件的实际有功功率，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力，包括：采集变流器件的三相的相电压和变流器件的实际有功功率，变流器件为三相变流器件；选取变流器件的三相中的电流值最小的实时最大工作电流；利用变流器件的三相的相电压，以及变流器件的三相中的电流值最小的实时最大工作电流，计算得到变流器件的三相的相功率之和，将变流器件的三相的相功率之和作为变流器件的有功功率能力；根据变流器件的有功功率能力和变流器件的实际有功功率，计算得到变流器件的无功功率能力。
在第一方面的一些实施例中，采集变流器件的相电压和变流器件的实际有功功率，利用变流器件的实时最大工作电流、变流器件的相电压和变流器件的实际有功功率，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力，包括：若当前得到的变流器件的实时最大工作电流未超出上一次得到的变流器件的实时最大工作电流的波动范围，则利用上一次得到的变流器件的实时最大工作电流和变流器件的相电压，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力；若当前得到的变流器件的实时最大工作电流超出上一次得到的变流器件的实时最大工作电流的波动范围，则利用当前得到的变流器件的实时最大工作电流和变流器件的相电压，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力。
在第一方面的一些实施例中，上述变流器件通流能力计算方法还包括：若当前计算得到的变流器件的有功功率能力未超出上一次计算得到的变流器件的有功功率能力的波动范围，则将上一次计算得到的变流器件的有功功率能力，作为变流器件的有功功率能力；若当前计算得到的变流器件的有功功率能力超出上一次计算得到的变流器件的有功功率能力的波动范围，则将当前计算得到的变流器件的有功功率能力，作为变流器件的有功功率能力；若当前计算得到的变流器件的无功功率能力未超出上一次计算得到的变流器件的无功功率能力的波动范围，则将上一次计算得到的变流器件的无功功率能力，作为变流器件的无功功率能力；若当前计算得到的变流器件的无功功率能力超出上一次计算得到的变流器件的无功功率能力的波动范围，则将当前计算得到的变流器件的无功功率能力，作为变流器件的无功功率能力。
在第一方面的一些实施例中，上述变流器件通流能力计算方法还包括：将零至变流器件的额定电参数值的范围划分为多个工作区间，额定电参数值包括额定电流或额定功率；采集变流器件的实时工作电参数，实时工作电参数包括实时工作电流或实时工作功率；若变流器件的实时工作电参数在稳定时长内保持在一个工作区间内，则触发获取变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度、变流器件的最大可持续工作电流以及变流器件的实际工作电流的执行过程。
在第一方面的一些实施例中，变流器件包括电网侧逆变器和/或发电机侧逆变器；若变流器中的所述变流器件包括所述电网侧逆变器和所述发电机侧逆变器，上述变流器件通流能力计算方法还包括：查找电网侧逆变器的有功功率能力折算损耗；计算发电机侧逆变器的有功功率能力与有功功率能力折算损耗的差值，将差值与电网侧逆变器的有功功率能力中的最小值作为变流器的有功功率能力；将电网侧逆变器的无功功率能力作为变流器的无功功率能力。
第二方面，本发明实施例提供了一种变流器件通流能力计算装置，包括：参数获取单元，用于获取变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度、变流器件的最大可持续工作电流以及变流器件的实际工作电流；第一计算单元，用于基于变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度、变流器件的最大可持续工作电流以及变流器件的实际工作电流，得到变流器件的折算温度升值；第二计算单元，用于获取变流器件的过温保护参数，并根据变流器的折算温度升值、变流器件的过温保护参数、变流器件的热交换介质实时温度以及变流器件的最大可持续工作电流，得到变流器件的实时最大工作电流；第三计算单元，用于采集变流器件的相电压和变流器件的实际有功功率，利用变流器件的实时最大工作电流、变流器件的相电压和变流器件的实际有功功率，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力，以根据有功功率能力和无功功率能力控制变流器的功率。
在第二方面的一些实施例中，第一计算单元具体用于：将变流器件的温度与变流器件的热交换介质实时温度的差值作为变流器件的温度升值；根据变流器件的实际工作电流占变流器件的最大可持续工作电流的比例与变流器件的温度升值的乘积，计算得到变流器件的折算温度升值。
在第二方面的一些实施例中，第二计算单元具体用于：将变流器件的过温故障阈值与变流器件的热交换介质实时温度的差值作为变流器件的第一安全温度，过温保护参数包括过温故障阈值；并根据变流器件的第一安全温度占变流器件的折算温度升值的比例与变流器件的最大可持续工作电流的乘积，计算得到变流器件的实时最大工作电流；或者，将变流器件的过温故障阈值与变流器件的温度安全裕量的差值作为变流器件的额定安全温度，过温保护参数包括过温故障阈值和温度安全裕量；并将额定安全温度与变流器件的热交换介质实时温度的差值作为变流器件的第二安全温度；以及根据变流器件的第二安全温度占变流器件的折算温度升值的比例与变流器件的最大可持续工作电流的乘积，计算得到变流器件的实时最大工作电流。
在第二方面的一些实施例中，第三计算单元具体用于：采集变流器件的三相的相电压和变流器件的实际有功功率，变流器件为三相变流器件；选取变流器件的三相中的电流值最小的实时最大工作电流；利用变流器件的三相的相电压之和，以及变流器件的三相中的电流值最小的实时最大工作电流，计算得到变流器件的三相的相功率之和，将变流器件的三相的相功率之和作为变流器件的有功功率能力；根据变流器件的有功功率能力和变流器件的实际有功功率，计算得到变流器件的无功功率能力。
在第二方面的一些实施例中，第三计算单元具体用于：若当前得到的变流器件的实时最大工作电流未超出上一次得到的变流器件的实时最大工作电流的波动范围，则利用上一次得到的变流器件的实时最大工作电流和变流器件的相电压，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力；若当前得到的变流器件的实时最大工作电流超出上一次得到的变流器件的实时最大工作电流的波动范围，则利用当前得到的变流器件的实时最大工作电流和变流器件的相电压，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力。
在第二方面的一些实施例中，上述变流器件通流能力计算装置还包括：第一保持单元，用于若当前计算得到的变流器件的有功功率能力未超出上一次计算得到的变流器件的有功功率能力的波动范围，则将上一次计算得到的变流器件的有功功率能力，作为变流器件的有功功率能力；第一更新单元，用于若当前计算得到的变流器件的有功功率能力超出上一次计算得到的变流器件的有功功率能力的波动范围，则将当前计算得到的变流器件的有功功率能力，作为变流器件的有功功率能力；第二保持单元，用于若当前计算得到的变流器件的无功功率能力未超出上一次计算得到的变流器件的无功功率能力的波动范围，则将上一次计算得到的变流器件的无功功率能力，作为变流器件的无功功率能力；第二更新单元，用于若当前计算得到的变流器件的无功功率能力超出上一次计算得到的变流器件的无功功率能力的波动范围，则将当前计算得到的变流器件的无功功率能力，作为变流器件的无功功率能力。
在第二方面的一些实施例中，变流器件包括电网侧逆变器和/或发电机侧逆变器；若变流器中的变流器件包括电网侧逆变器和发电机侧逆变器，变流器件通流能力计算装置包括：第一变流器计算单元，用于计算发电机侧逆变器的有功功率能力与有功功率能力折算损耗的差值，将差值与电网侧逆变器的有功功率能力中的最小值作为变流器的有功功率能力；第二变流器计算单元，用于将电网侧逆变器的无功功率能力作为变流器的无功功率能力。
本发明实施例提供了一种变流器件通流能力计算方法和装置，能够引入变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度和变流器件的过温保护参数，参与变流器件通流能力即有功功率能力和无功功率能力的计算。在计算中考虑到了温度对有功功率能力和无功功率能力的影响，从而避免了未考虑温度对变流器件通流能力计算带来的误差，提高了计算变流器通流能力的精确性。
附图说明
从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1为本发明实施例一示例中一种变流系统的结构示意图；
图2为本发明一实施例中一种变流器件通流能力计算方法的流程图；
图3为本发明另一实施例中一种变流器件通流能力计算方法的流程图；
图4为本发明另一实施例中另一种变流器件通流能力计算方法的流程图；
图5为本发明又一实施例中一种变流器件通流能力计算方法的流程图；
图6为本发明再一实施例中一种变流器件通流能力计算方法的流程图；
图7为本发明实施例中一种变流器件通流能力计算装置的结构示意图；
图8为本发明又一实施例中一种变流器件通流能力计算装置的结构示意图；
图9为本发明再一实施例中一种变流器件通流能力计算装置的结构示意图；
图10为本发明又另一实施例中一种变流器件通流能力计算装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。
本发明实施例提供了一种变流器件通流能力计算方法，可应用于各个领域中的变流器，比如，风力发电机组中的变流器或光伏发电机中的变流器等。针对变流器设置有散热器件，比如风冷板或水冷板，利用温度较低的气体或液体等热交换介质对变流器进行散热。在本发明实施例中，考虑变流器件的热交换介质实时温度、变流器件自身的温度以及过温保护参数等温度参数对变流器件通流能力的影响。引入上述温度参数，计算变流器件的通流能力，从而提高变流器件的通流能力的计算的精确性。其中，变流器件的通流能力包括变流器件的有功功率能力和变流器件的无功功率能力。
在本发明实施例中，变流器件可包括电网侧逆变器和/或发电机侧逆变器。比如，图1为本发明实施例一示例中一种变流系统的结构示意图。如图1所示，变流系统包括箱式变压器10、变流器11、风力发电机12、叶片13、变流控制器14、风力发电机主控制器15和变桨控制器16。如图1所示，变流器11可包括电网侧逆变器111和发电机侧逆变器112。风力发电机主控制器15可控制变流控制器14和变桨控制器16。变流控制器14可控制变流器。变桨控制器16可控制叶片13。风力发电机主控制器15包括转矩控制器。变流控制器14包括无功控制器。本发明实施例中的变流器件通流能力计算方法可应用于上述变流系统中的变流器上，变流器包括变流器件。
图2为本发明一实施例中一种变流器件通流能力计算方法的流程图。如图2所示，变流器件通流能力计算方法包括步骤201至步骤204。
在步骤201中，获取变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度、变流器件的最大可持续工作电流以及变流器件的实际工作电流。
为了为变流器件进行散热，因此可通过在变流器件周围循环通入热交换介质，从而将变流器件产生的热量带走。热交换介质实时温度即为热交换介质的初始实时温度。比如，若对变流器件采用水冷散热，则热交换介质实时温度为进水实时温度。若对变流器件采用风冷散热，则热交换介质实时温度为进风实时温度。
在一个示例中，变流器件的温度可以通过采集变流器件的散热冷板的温度获取。比如，变流器件为三相变流器件，且采用水冷板散热，则可采集水冷板的三相温度，并在水冷板的三相温度中，选取三相温度中的最大值作为变流器件的温度。
在一个实施例中，变流器件的最大可持续工作电流可以通过查询变流器件的说明手册得到，也可通过多次实验得到，在此并不限定。
在一个示例中，变流器件若为三相变流器件，则可采集到变流器件三相的实际工作电流。可计算三相的实际工作电流的有效值的平均值作为变流器件的实际工作电流。
需要说明的是，为了保证获取的变流器件的热交换介质实时温度和变流器件的实际工作电流的准确性，防止出现热交换介质实时温度和实际工作电流不稳定而引发的降低计算得到的变流器件的通流能力的精准度的问题。本发明实施例中的变流器件的热交换介质实时温度和变流器件的实际工作电流均应在变流器件进入稳定工作状态时采集。在一个示例中，
可将零至变流器件的额定电参数值的范围划分为多个工作区间，额定电参数值包括额定电流或额定功率。采集变流器件的实时工作电参数，实时工作电参数包括实时工作电流或实时工作功率。需要说明的是，若额定电参数值包括额定电流，则划分出的工作区间为电流工作区间，实时工作点参数包括实时工作电流。若额定电参数值包括额定功率，则划分出的工作区间为功率工作区间，实时工作点参数包括实时工作功率。若变流器件的实时工作电参数在稳定时长内保持在一个工作区间内，则触发获取变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度、变流器件的最大可持续工作电流以及变流器件的实际工作电流的执行过程。
比如，可将零至变流器件的额定电流的范围划分为n个电流工作区间，n为正整数。采集变流器件的实时工作电流，若采集的变流器件的实时工作电流在一段时间内保持在n个电流工作区间中的同一个电流工作区间内，则表明变流器件处于稳定工作状态。在确定变流器件处于稳定工作状态时，采集变流器件处于稳定工作状态中的实际工作电流和热交换介质实时温度参与变流器件通流能力的计算。
在一个示例中，可采集一段时间内变流器件处于稳定工作状态下的温度、热交换介质实时温度和实际工作电流，将这一段时间内的温度的平均值、热交换介质实时温度的平均值和实际工作电流的平均值，作为参与变流器件通流能力计算中的变流器件的温度、热交换介质实时温度和实际工作电流。比如，若检测到变流器件的电流连续1.5分钟均处于同一个电流工作区间内，则确定变流器件处于稳定工作状态，从确定变流器件处于稳定工作状态的时刻开始，获取30秒内的变流器件的温度、热交换介质实时温度和实际工作电流，并将30秒内变流器件的温度的平均值、热交换介质实时温度的平均值和实际工作电流的平均值，作为参与变流器件通流能力计算中的变流器件的温度、热交换介质实时温度和实际工作电流。
在步骤202中，基于变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度、变流器件的最大可持续工作电流以及变流器件的实际工作电流，得到变流器件的折算温度升值。
折算温度升值为变流器件温度在最大可持续工作电流下，根据变流器件的实际工作电流，折算得到的变流器件的温度升值。在计算则算温度升值的过程中，也需要考虑变流器件的热交换介质实时温度对变流器件的温度的影响。
需要说明的是，可以设置计算变流器件的折算温度升值的周期，比如，设置周期为三小时，每三小时计算一次变流器件的折算温度升值。
在步骤203中，获取变流器件的过温保护参数，并根据变流器的折算温度升值、变流器件的过温保护参数、变流器件的热交换介质实时温度以及变流器件的最大可持续工作电流，得到变流器件的实时最大工作电流。
其中，变流器件的过温保护参数可用于指示变流器件能够处于安全工作的温度。在一个示例中，过温保护参数可包括过温故障阈值，还可包括温度安全裕量。其中，过温故障阈值用于区分可引发过温故障的温度。若变流器件的温度超出过温故障阈值，则会发生过温故障。在过温故障温度的基础上，将温度再降低一个温度安全裕量，可进一步保证变流器件的温度安全。
变流器件的折算温度升值是在变流器件的最大可持续工作电流下的折算温度升值。可根据过温保护参数与折算温度升值之间的关系，得到在安全温度下的变流器件的实时最大工作电流。
需要说明的是，若计算得到的变流器件的实时最大工作电流超出变流器件的最大可持续工作电流，则取变流器件的实时最大工作电流的值与变流器件的最大可持续工作电流相等，参与后续计算过程。
在步骤204中，采集变流器件的相电压，利用变流器件的实时最大工作电流和变流器件的相电压，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力，以根据有功功率能力和无功功率能力控制变流器的功率。
在一个示例中，若变流器件为三相变流器件，则可采集到变流器件的三相电压，可利用变流器件的三相电压之和与变流器件的实时最大工作电流进行变流器件的有功功率能力和无功功率能力的计算。
为了进一步提高变流器件的有功功率能力和无功功率能力的计算精确度，可采集一段时间内的变流器件的相电压。若变流器件为单相变流器件，则利用这一段时间内的变流器件的单相电压的平均值，参与变流器件的有功功率能力和无功功率能力的计算。若变流器件为三相变流器件，则采集一段时间内的变流器件的三相各自的相电压，利用每一相的相电压各自在这一段时间内的平均值，参与变流器件的有功功率能力和无功功率能力的计算。比如，求取10秒内的变流器件的相电压的平均值参与变流器件的有功功率能力和无功功率能力的计算。
得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力后，则可通过调节变流器件的有功功率能力和无功功率能力来控制变流器的功率。
在本发明实施例中，能够引入变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度和变流器件的过温保护参数，参与变流器件通流能力即有功功率能力和无功功率能力的计算。在计算中考虑到了温度对有功功率能力和无功功率能力的影响，从而避免了未考虑温度对变流器件通流能力计算带来的误差，提高了计算变流器通流能力的精确性。
图3为本发明另一实施例中一种变流器件通流能力计算方法的流程图。图3与图2的不同之处在于，图2中的步骤202可细化为图3中的步骤2021和步骤2022；图2中的步骤203可细化为图3中的步骤2031和步骤2032；图2中的步骤204可细化为图3中的步骤2041至步骤2044。
在步骤2021中，将变流器件的温度与变流器件的热交换介质实时温度的差值作为变流器件的温度升值。
在步骤2022中，根据变流器件的实际工作电流占变流器件的最大可持续工作电流的比例与变流器件的温度升值的乘积，计算得到变流器件的折算温度升值。
在一个示例中，具体的，变流器件的折算温度升值的计算公式(1)如下：
Tcal＝(TI-TW)×IW/IM (1)
其中，Tcal为变流器件的折算温度升值，TW为变流器件的热交换介质实时温度，TI为变流器件的温度，IM为变流器件的最大可持续工作电流，IW为变流器件的实际工作电流。TI-TW即为变流器件的温度升值。
在另一个示例中，在公式(1)的基础上还可引入第一调整系数，可计算变流器件的实际工作电流占变流器件的最大可持续工作电流的比例与变流器件的温度升值的乘积，与第一调整系数的和，将该和作为折算温度升值。或者，可计算变流器件的实际工作电流占变流器件的最大可持续工作电流的比例与变流器件的温度升值的乘积，与第一调整系数相乘得到的乘积，从而得到折算温度升值。
在步骤2031中，将变流器件的过温故障阈值与变流器件的热交换介质实时温度的差值作为变流器件的第一安全温度。
其中，过温保护参数包括过温故障阈值。第一安全温度可限定变流器件的基本安全温度。在第一安全温度下，变流器件可正常工作。
在步骤2032中，根据变流器件的第一安全温度占变流器件的折算温度升值的比例与变流器件的最大可持续工作电流的乘积，计算得到变流器件的实时最大工作电流。
在一个示例中，具体的，变流器件的实时最大工作电流的计算公式(2)为：
Imax＝IM×(TF-Twa)/Tcal (2)
其中，Imax为变流器件的实时最大工作电流，Tcal为变流器件的折算温度升值，TF为过温故障阈值，Twa为变流器件的热交换介质实时温度，IM为变流器件的最大可持续工作电流。TF-Twa为第一安全温度。
在另一个示例中，在公式(2)的基础上还可引入第二调整系数，可计算变流器件的第一安全温度占变流器件的折算温度升值的比例与变流器件的最大可持续工作电流的乘积，与第二调整系数的和，将该和作为变流器件的实时最大工作电流。或者，可计算变流器件的第一安全温度占变流器件的折算温度升值的比例与变流器件的最大可持续工作电流的乘积，与第二调整系数相乘得到的乘积，从而得到变流器件的实时最大工作电流。
在步骤2041中，采集变流器件的三相的相电压和变流器件的实际有功功率。
其中，变流器件为三相变流器件，能够采集得到变流器件三相各自的相电压。
在步骤2042中，选取变流器件的三相中的电流值最小的实时最大工作电流。
变流器件为三相变流器件，能够计算得到变流器件三相各自的实时最大工作电流，在变流器件三相各自的实时最大工作电流中，选取电流值最小的一个实时最大工作电流参与变流器件的有功功率能力和无功功率能力的计算。
比如，可利用公式(3)至(5)分别计算得到变流器件的三相各自的实时最大工作电流。公式(3)至(5)如下：
IA_max＝IA_M×(TF-Twa)/Tcal (3)
IB_max＝IB_M×(TF-Twa)/Tcal (4)
IC_max＝IC_M×(TF-Twa)/Tcal (5)
其中，IA_max、IB_max和IC_max分别为变流器件的三相各自的实时最大工作电流，IA_M、IB_M和IC_M分别为变流器件的三相各自的最大可持续工作电流，Tcal为变流器件的折算温度升值，TF为过温故障阈值，Twa为变流器件的热交换介质实时温度。也就是说，在IA_max、IB_max和IC_max中选取电流值最小的实时最大工作电流。
需要说明的是，若变流器件为单向变流器件，则可直接利用公式(2)计算变流器件的实时最大工作电流。
在步骤2043中，利用变流器件的三相的相电压，以及变流器件的三相中的电流值最小的实时最大工作电流，计算得到变流器件的三相的相功率之和，将变流器件的三相的相功率之和作为变流器件的有功功率能力。
在步骤2044中，根据变流器件的有功功率能力和变流器件的实际有功功率，计算得到变流器件的无功功率能力。
具体的，变流器件的有功功率能力和无功功率能力的计算公式(6)和(7)：
Plimit＝Smax＝(UA+UB+UC)×Imin (6)
其中，Plimit为变流器件的有功功率能力，Qlimit为变流器件的无功功率能力，Smax为变流器件的最大工作视在功率，UA、UB和UC分别为变流器件的三相各自的相电压，Imin为变流器件的三相中的电流值最小的实时最大工作电流，Pa为变流器件的实际有功功率。
在一个示例中，变流器件的实际有功功率也可选取一段时间内的变流器件的实际有功功率的平均值。比如，计算10秒内变流器件的实际有功功率作为无功功率能力计算中利用的变流器件的实际有功功率。
结合上述公式(1)至(7)，可以计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力。变流器件的有功功率能力即为变流器件的有功功率限值，变流器件的无功功率能力即为变流器件的无功功率限值。
需要说明的是，若变流器件为单相变流器件，则公式(6)中的变流器件的三相的相电压之和可替换为变流器件的单相电压。
图4为本发明另一实施例中另一种变流器件通流能力计算方法的流程图。图4与图3的不同之处在于，图3中的步骤2031和步骤2032可被图4中的步骤2033至步骤2035替代。
在步骤2033中，将变流器件的过温故障阈值与变流器件的温度安全裕量的差值作为变流器件的额定安全温度。
其中，过温保护参数包括过温故障阈值和温度安全裕量。温度安全裕量可进一步保证温度安全，在过温故障阈值的基础上留有一定余地。
在步骤2034中，将额定安全温度与变流器件的热交换介质实时温度的差值作为变流器件的第二安全温度。
在步骤2035中，根据变流器件的第二安全温度占变流器件的折算温度升值的比例与变流器件的最大可持续工作电流的乘积，计算得到变流器件的实时最大工作电流。
在一个示例中，具体的，变流器件的实时最大工作电流的计算公式(8)如下：
Imax＝IM×(TF-Ts-Twa)/Tcal (8)
其中，Imax为变流器件的实时最大工作电流，IM为变流器件的最大可持续工作电流，TF为变流器件的过温故障阈值，Ts为温度安全裕量，Twa为变流器件的热交换介质实时温度，Tcal为变流器件的折算温度升值。TF-Ts为变流器件的额定安全温度。TF-Ts-Twa为第二安全温度。
在另一个示例中，在公式(8)的基础上还可引入第三调整系数，可计算变流器件的第二安全温度占变流器件的折算温度升值的比例与变流器件的最大可持续工作电流的乘积，与第三调整系数的和，将该和作为变流器件的实时最大工作电流。或者，可计算变流器件的第二安全温度占变流器件的折算温度升值的比例与变流器件的最大可持续工作电流的乘积，与第三调整系数相乘得到的乘积，从而得到变流器件的实时最大工作电流。
结合上述实施例中的公式(1)、(8)、(6)和(7)，可以计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力。由于考虑了温度安全裕量，因此本发明实施例中计算得到的变流器件的有功功率能力和无功功率能力更加安全，在此有功功率能力和无功功率能力下可安全运行变流器件。
图5为本发明又一实施例中一种变流器件通流能力计算方法的流程图，图5与图2的不同之处在于，图5所示的变流器件通流能力计算方法还可包括步骤205至步骤207，在一个示例中，变流器件通流能力计算方法还可包括步骤208和步骤209。
在步骤205中，查找电网侧逆变器的有功功率能力折算损耗。
其中，变流器件包括电网侧逆变器和发电机侧逆变器，且变流器件属于变流器。由于变流系统中的电能流动具有方向，风力发电机产生的电能向电网侧流动过程中会产生损耗，有功功率能力折算损耗即为在电能流动中产生的损耗。有功功率能力折算损耗可根据工作场景和工作经验设定，在此并不限定。
在步骤206中，计算发电机侧逆变器的有功功率能力与有功功率能力折算损耗的差值，将差值与电网侧逆变器的有功功率能力中的最小值作为变流器的有功功率能力。
具体的，变流器的有功功率能力计算公式(9)如下所示：
Plimit_gen_C＝Plimit_gen-Ploss (9)
其中，Plimit_gen_C为将发电机侧逆变器的有功功率能力折算至电网侧逆变器的有功功率能力，Plimit_gen为发电机侧逆变器的有功功率，Ploss为有功功率能力折算损耗。
比如，可将发电机侧逆变器的有功功率能力的3％～4％作为有功功率能力折算损耗。例如，Ploss＝3％Plimit_gen，或者，Ploss＝4％Plimit_gen。
变流器中包括发电机侧逆变器和电网侧逆变器。要保证变流器安全运行，需要同时保证发电机侧逆变器和电网侧逆变器的安全运行，因此，要选取发电机侧逆变器的有功功率能力折算至电网侧逆变器的有功功率能力与电网侧逆变器的有功功率能力中的最小值。
在步骤207中，将电网侧逆变器的无功功率能力作为变流器的无功功率能力。
在步骤208中，控制风力发电机组中的变桨控制器和转矩控制器，以使得变流器的实际有功功率低于变流器的有功功率能力。
风力发电机组中的变桨控制器与转矩控制器可影响变流器的实际有功功率，因此，通过控制变桨控制器和转矩控制器，可控制变流器的实际有功功率。
在一个示例中，也可对风力发电机组的有功功率能力进行限制，可考虑到风力发电机组自耗电。将变流器的有功功率能力与自耗电损耗的差值作为风力发电机组的有功功率能力。比如：Pt_limit＝Plimit_gen_C–30。其中，Pt_limit为风力发电机组的有功功率能力，Plimit_gen_C为变流器的有功功率能力，30为自耗电损耗，单位为kW(千瓦特)。
在步骤209中，控制风力发电机组中的无功控制器，以使得变流器的实际无功功率低于变流器的无功功率能力。
风力发电机组中的无功控制器可影响变流器的实际无功功率，因此，通过控制无功控制器，可控制变流器的实际无功功率。
在一个示例中，也可对风力发电机组的无功功率能力进行限制，可将变流器的无功功率能力作为风力发电机组的无功功率能力。
为了防止变流器温度过高，一般采用风冷板或水冷板对变流器进行散热。但随着时间的推移，风冷板或水冷板的热阻会随之加大。严重时，变流器温度监测系统会触发温度保护措施，控制变流器停止工作，从而造成风力发电机组批量停机，进而造成发电量的大量损失。在本发明实施例中，通过控制风力发电机组中的对应部件，来控制变流器的实际有功功率和实际无功功率，以使得变流器的实际有功功率和实际无功功率分别低于变流器的有功功率能力和变流器的无功功率能力。从而将变流器的温度控制在过温故障阈值之下，避免变流器出现过温故障情况。从而避免风力发电机组批量停机的情况，降低发电量的损失。
图6为本发明再一实施例中一种变流器件通流能力计算方法的流程图，图6与图2的不同之处在于，图2中的步骤204可细化为图6中的步骤2045和步骤2046。图6所示的变流器件通流能力计算方法还可包括步骤210至步骤213。
在步骤2045中，若当前得到的变流器件的实时最大工作电流未超出上一次得到的变流器件的实时最大工作电流的波动范围，则利用上一次得到的变流器件的实时最大工作电流和变流器件的相电压，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力。
由于变流器件处于稳定工作状态时涉及到的各类参数也会存在上下波动，因此，为了节省调配资源，可设置实时最大工作电流的波动范围。若当前得到的实时最大工作电流未超出上一次得到的实时最大工作电流的波动范围，则表示应用上一次得到的最大的工作电流计算变流器件当前的有功功率能力和无功功率能力并不会产生影响变流器件性能的偏差。
在步骤2046中，若当前得到的变流器件的实时最大工作电流超出上一次得到的变流器件的实时最大工作电流的波动范围，则利用当前得到的变流器件的实时最大工作电流和变流器件的相电压，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力。
若当前得到的实时最大工作电流超出上一次得到的实时最大工作电流的波动范围，则表示应用上一次得到的最大的工作电流计算当前的变流器件的有功功率能力和无功功率能力可能会产生影响变流器件性能的偏差。因此，需要利用当前得到的实时最大工作电流计算变流器件的当前的有功功率能力和无功功率能力。
比如，Imax_old为上一次得到的变流器件的实时最大工作电流，Imax_new为当前得到的变流器件的实时最大工作电流。若Imax_old-5≤Imax_new≤Imax_old+20，可利用上一次得到的变流器件的实时最大工作电流进行变流器件的有功功率能力和无功功率能力的计算，不需要更新变流器件的实时最大工作电流。反之，则需要利用当前得到的变流器件的实时最大工作电流进行变流器件的有功功率能力和无功功率能力的计算。其中，5和20的单位均为A即安培。需要说明的是，Imax_new可按照每一周期最多增加或减少5A的限制，来防止实时最大工作电流有剧烈波动对控制造成的扰动。
在步骤210中，若当前计算得到的变流器件的有功功率能力未超出上一次计算得到的变流器件的有功功率能力的波动范围，则将上一次计算得到的变流器件的有功功率能力，作为变流器件的有功功率能力。
由于变流器件处于稳定工作状态时涉及到的各类参数也会存在上下波动，因此，为了节省调配资源，可设置有功功率能力的波动范围。若当前计算得到的变流器件的有功功率能力未超出上一次计算得到的变流器件的有功功率能力的波动范围，则表示利用上一次计算得到的变流器件的有功功率能力去限制变流器件的实际有功功率并不会产生降低变流器件性能的影响。
在步骤211中，若当前计算得到的变流器件的有功功率能力超出上一次计算得到的变流器件的有功功率能力的波动范围，则将当前计算得到的变流器件的有功功率能力，作为变流器件的有功功率能力。
若当前计算得到变流器件的有功功率能力超出上一次计算得到的变流器件的有功功率能力的波动范围，则表示利用上一次计算得到的变流器件的有功功率能力去限制变流器件的实际有功功率可能会产生降低变流器件性能的影响。因此，需要利用当前计算得到的变流器件的有功功率能力去限制变流器件的有功功率能力。
比如，Plimit_old为上一次计算得到的变流器件的有功功率能力，Pmax_new为当前计算得到的变流器件的有功功率能力。若Plimit_old-5≤Pmax_new≤Plimit_old+20，可上一次计算得到的变流器件的有功功率能力去限制变流器件的实际有功功率，不需要更新变流器件的有功功率能力。若当前计算得到变流器件的有功功率能力超出上一次计算得到的变流器件的有功功率能力的波动范围，则需要利用当前计算得到的变流器件的有功功率能力去限制变流器件的实际有功功率。其中，5和20的单位为kW(千瓦特)。
在步骤212中，若当前计算得到的变流器件的无功功率能力未超出上一次计算得到的变流器件的无功功率能力的波动范围，则将上一次计算得到的变流器件的无功功率能力，作为变流器件的无功功率能力。
由于变流器件处于稳定工作状态时涉及到的各类参数也会存在上下波动，因此，为了节省调配资源，可设置无功功率能力的波动范围。若当前计算得到的变流器件的无功功率能力未超出上一次计算得到的变流器件的无功功率能力的波动范围，则表示利用上一次计算得到的变流器件的无功功率能力去限制变流器件的实际无功功率并不会产生降低变流器件性能的影响。
在步骤213中，若当前计算得到的变流器件的无功功率能力超出上一次计算得到的变流器件的无功功率能力的波动范围，则将当前计算得到的变流器件的无功功率能力，作为变流器件的无功功率能力。
若当前计算得到变流器件的无功功率能力超出上一次计算得到的变流器件的无功功率能力的波动范围，则表示利用上一次计算得到的变流器件的无功功率能力去限制变流器件的实际无功功率可能会产生降低变流器件性能的影响。因此，需要利用当前计算得到的变流器件的无功功率能力去限制变流器件的无功功率能力。
比如，Qlimit_old为上一次计算得到的变流器件的无功功率能力，Qmax_new为当前计算得到的变流器件的无功功率能力。若Qlimit_old-5≤Qmax_new≤Qlimit_old+20，可上一次计算得到的变流器件的无功功率能力去限制变流器件的实际有功功率，不需要更新变流器件的无功功率能力。若当前计算得到变流器件的无功功率能力超出上一次计算得到的变流器件的无功功率能力的波动范围，则需要利用当前计算得到的变流器件的无功功率能力去限制变流器件的实际无功功率。其中，5和20的单位为kVar(千乏)。
需要说明的是，上述实施例中的变流器件可包括电网侧逆变器和/或发电机侧逆变器。也就是说，上述实施例中的变流器件通流能力计算方法适用于电网侧逆变器和发电机侧逆变器中的任意一个。
图7为本发明一实施例中一种变流器件通流能力计算装置300的结构示意图。如图7所示，变流器件同理能力计算装置300可包括参数获取单元301、第一计算单元302、第二计算单元303和第三计算单元304。
参数获取单元301，用于获取变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度、变流器件的最大可持续工作电流以及变流器件的实际工作电流。
第一计算单元302，用于基于变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度、变流器件的最大可持续工作电流以及变流器件的实际工作电流，得到变流器件的折算温度升值。
第二计算单元303，用于获取变流器件的过温保护参数，并根据变流器的折算温度升值、变流器件的过温保护参数、变流器件的热交换介质实时温度以及变流器件的最大可持续工作电流，得到变流器件的实时最大工作电流。
第三计算单元304，用于采集变流器件的相电压和变流器件的实际有功功率，利用变流器件的实时最大工作电流、变流器件的相电压和变流器件的实际有功功率，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力，以根据有功功率能力和无功功率能力控制变流器的功率。
在本发明实施例中，能够引入变流器件的热交换介质实时温度、变流器件的温度和变流器件的过温保护参数，参与变流器件通流能力即有功功率能力和无功功率能力的计算。在计算中考虑到了温度对有功功率能力和无功功率能力的影响，从而避免了未考虑温度对变流器件通流能力计算带来的误差，提高了计算变流器通流能力的精确性。
在本发明另一实施例中一种变流器件通流能力计算装置300中，上述实施例中的第一计算单元302可具体用于将变流器件的温度与变流器件的热交换介质实时温度的差值作为变流器件的温度升值；根据变流器件的实际工作电流占变流器件的最大可持续工作电流的比例与变流器件的温度升值的乘积，计算得到变流器件的折算温度升值。
上述实施例中的第二计算单元303具体用于：将变流器件的过温故障阈值与变流器件的热交换介质实时温度的差值作为变流器件的第一安全温度，过温保护参数包括过温故障阈值；根据变流器件的第一安全温度占变流器件的折算温度升值的比例与变流器件的最大可持续工作电流的乘积，计算得到变流器件的实时最大工作电流。
上述实施例中的第三计算单元304具体用于：采集变流器件的三相的相电压和变流器件的实际有功功率，变流器件为三相变流器件；选取变流器件的三相中的电流值最小的实时最大工作电流；利用变流器件的三相的相电压，以及变流器件的三相中的电流值最小的实时最大工作电流，计算得到变流器件的三相的相功率之和，将变流器件的三相的相功率之和作为变流器件的有功功率能力；根据变流器件的有功功率能力和变流器件的实际有功功率，计算得到变流器件的无功功率能力。
在本发明另一实施例中另一种变流器件通流能力计算装置300中，上述实施例中的第二计算单元303具体用于：将变流器件的过温故障阈值与变流器件的温度安全裕量的差值作为变流器件的额定安全温度，过温保护参数包括过温故障阈值和温度安全裕量；将额定安全温度与变流器件的热交换介质实时温度的差值作为变流器件的第二安全温度；根据变流器件的第二安全温度占变流器件的折算温度升值的比例与变流器件的最大可持续工作电流的乘积，计算得到变流器件的实时最大工作电流。
图8为本发明又一实施例中一种变流器件通流能力计算装置300的结构示意图。图8与图7的不同之处在于，图8所示的变流器件通流能力计算装置300还可包括区间划分单元305、参数采集单元306和触发单元307。
区间划分单元305，用于将零至所述变流器件的额定电参数值的范围划分为多个工作区间，所述额定电参数值包括额定电流或额定功率。
参数采集单元306，用于采集所述变流器件的实时工作电参数，所述实时工作电参数包括实时工作电流或实时工作功率。
触发单元307，用于若所述变流器件的实时工作电参数在稳定时长内保持在一个工作区间内，则触发获取变流器件的热交换介质实时温度、所述变流器件的温度、所述变流器件的最大可持续工作电流以及所述变流器件的实际工作电流的执行过程。
在一个示例中，上述实施例中的变流器件包括电网侧逆变器和/或发电机侧逆变器。
图9为本发明再一实施例中一种变流器件通流能力计算装置300的结构示意图。图9与图7的不同之处在于，图9所示的变流器件通流能力计算装置300还可包括第一变流器计算单元309和第二变流器计算单元310，在一个示例中，还可包括损耗查找单元308、第一控制单元311和第二控制单元312。
第一变流器计算单元309，用于计算发电机侧逆变器的有功功率能力与有功功率能力折算损耗的差值，将差值与电网侧逆变器的有功功率能力中的最小值作为变流器的有功功率能力。
第二变流器计算单元310，用于将电网侧逆变器的无功功率能力作为变流器的无功功率能力。
损耗查找单元308，用于查找电网侧逆变器的有功功率能力折算损耗，变流器件包括电网侧逆变器和发电机侧逆变器，且变流器件属于变流器。
第一控制单元311，用于控制风力发电机组中的变桨控制器和转矩控制器，以使得变流器的实际有功功率低于变流器的有功功率能力。
第二控制单元312，用于控制风力发电机组中的无功控制器，以使得变流器的实际无功功率低于变流器的无功功率能力。
图10为本发明又另一实施例中一种变流器件通流能力计算装置300的结构示意图。图10与图7的不同之处在于，图10所示的变流器件通流能力计算装置300还可包括第一保持单元313、第一更新单元314、第二保持单元315和第二更新单元316。
第一保持单元313，用于若当前计算得到的变流器件的有功功率能力未超出上一次计算得到的变流器件的有功功率能力的波动范围，则将上一次计算得到的变流器件的有功功率能力，作为变流器件的有功功率能力。
第一更新单元314，用于若当前计算得到的变流器件的有功功率能力超出上一次计算得到的变流器件的有功功率能力的波动范围，则将当前计算得到的变流器件的有功功率能力，作为变流器件的有功功率能力。
第二保持单元315，用于若当前计算得到的变流器件的无功功率能力未超出上一次计算得到的变流器件的无功功率能力的波动范围，则将上一次计算得到的变流器件的无功功率能力，作为变流器件的无功功率能力。
第二更新单元316，用于若当前计算得到的变流器件的无功功率能力超出上一次计算得到的变流器件的无功功率能力的波动范围，则将当前计算得到的变流器件的无功功率能力，作为变流器件的无功功率能力。
在一个示例中，上述实施例中的第三计算单元304具体用于：若当前得到的变流器件的实时最大工作电流未超出上一次得到的变流器件的实时最大工作电流的波动范围，则利用上一次得到的变流器件的实时最大工作电流和变流器件的相电压，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力；若当前得到的变流器件的实时最大工作电流超出上一次得到的变流器件的实时最大工作电流的波动范围，则利用当前得到的变流器件的实时最大工作电流和变流器件的相电压，计算得到变流器件的有功功率能力和无功功率能力。
需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于装置实施例而言，相关之处可以参见方法实施例的说明部分。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。本领域的技术人员可以在领会本发明的精神之后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。
以上所述的结构示意图中所示的功能单元可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。

Claims (15)

1.一种变流器件通流能力计算方法，其特征在于，包括：
获取变流器件的热交换介质实时温度、所述变流器件的温度、所述变流器件的最大可持续工作电流以及所述变流器件的实际工作电流；
基于所述变流器件的热交换介质实时温度、所述变流器件的温度、所述变流器件的最大可持续工作电流以及所述变流器件的实际工作电流，得到所述变流器件的折算温度升值；
获取所述变流器件的过温保护参数，并根据所述变流器的折算温度升值、所述变流器件的过温保护参数、所述变流器件的热交换介质实时温度以及所述变流器件的最大可持续工作电流，得到所述变流器件的实时最大工作电流；
采集所述变流器件的相电压和所述变流器件的实际有功功率，利用所述变流器件的实时最大工作电流、所述变流器件的相电压和所述变流器件的实际有功功率，计算得到所述变流器件的有功功率能力和无功功率能力，以根据所述有功功率能力和所述无功功率能力控制变流器的功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述变流器件的热交换介质实时温度、所述变流器件的温度、所述变流器件的最大可持续工作电流以及所述变流器件的实际工作电流，得到所述变流器件的折算温度升值，包括：
将所述变流器件的温度与所述变流器件的热交换介质实时温度的差值作为所述变流器件的温度升值；
根据所述变流器件的实际工作电流占所述变流器件的最大可持续工作电流的比例与所述变流器件的温度升值的乘积，计算得到所述变流器件的折算温度升值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述变流器件的过温保护参数，并根据所述变流器的折算温度升值、所述变流器件的过温保护参数、所述变流器件的热交换介质实时温度以及所述变流器件的最大可持续工作电流，得到所述变流器件的实时最大工作电流，包括：
将所述变流器件的过温故障阈值与所述变流器件的热交换介质实时温度的差值作为所述变流器件的第一安全温度，所述过温保护参数包括所述过温故障阈值；并根据所述变流器件的第一安全温度占所述变流器件的折算温度升值的比例与所述变流器件的最大可持续工作电流的乘积，计算得到所述变流器件的实时最大工作电流；或者，
将所述变流器件的过温故障阈值与所述变流器件的温度安全裕量的差值作为所述变流器件的额定安全温度，所述过温保护参数包括所述过温故障阈值和所述温度安全裕量；并将所述额定安全温度与所述变流器件的热交换介质实时温度的差值作为所述变流器件的第二安全温度；以及根据所述变流器件的第二安全温度占所述变流器件的折算温度升值的比例与所述变流器件的最大可持续工作电流的乘积，计算得到所述变流器件的实时最大工作电流。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集所述变流器件的相电压和所述变流器件的实际有功功率，利用所述变流器件的实时最大工作电流、所述变流器件的相电压和所述变流器件的实际有功功率，计算得到所述变流器件的有功功率能力和无功功率能力，包括：
采集所述变流器件的三相的相电压和所述变流器件的实际有功功率，所述变流器件为三相变流器件；
选取所述变流器件的三相中的电流值最小的实时最大工作电流；
利用所述变流器件的三相的相电压，以及所述变流器件的三相中的电流值最小的实时最大工作电流，计算得到所述变流器件的三相的相功率之和，将所述变流器件的三相的相功率之和作为所述变流器件的有功功率能力；
根据所述变流器件的有功功率能力和所述变流器件的实际有功功率，计算得到所述变流器件的无功功率能力。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集所述变流器件的相电压和所述变流器件的实际有功功率，利用所述变流器件的实时最大工作电流、所述变流器件的相电压和所述变流器件的实际有功功率，计算得到所述变流器件的有功功率能力和无功功率能力，包括：
若当前得到的所述变流器件的实时最大工作电流未超出上一次得到的所述变流器件的实时最大工作电流的波动范围，则利用上一次得到的所述变流器件的实时最大工作电流和所述变流器件的相电压，计算得到所述变流器件的有功功率能力和无功功率能力；
若当前得到的所述变流器件的实时最大工作电流超出上一次得到的所述变流器件的实时最大工作电流的波动范围，则利用当前得到的所述变流器件的实时最大工作电流和所述变流器件的相电压，计算得到所述变流器件的有功功率能力和无功功率能力。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若当前计算得到的所述变流器件的有功功率能力未超出上一次计算得到的所述变流器件的有功功率能力的波动范围，则将上一次计算得到的所述变流器件的有功功率能力，作为所述变流器件的有功功率能力；
若当前计算得到的所述变流器件的有功功率能力超出上一次计算得到的所述变流器件的有功功率能力的波动范围，则将当前计算得到的所述变流器件的有功功率能力，作为所述变流器件的有功功率能力；
若当前计算得到的所述变流器件的无功功率能力未超出上一次计算得到的所述变流器件的无功功率能力的波动范围，则将上一次计算得到的所述变流器件的无功功率能力，作为所述变流器件的无功功率能力；
若当前计算得到的所述变流器件的无功功率能力超出上一次计算得到的所述变流器件的无功功率能力的波动范围，则将当前计算得到的所述变流器件的无功功率能力，作为所述变流器件的无功功率能力。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
将零至所述变流器件的额定电参数值的范围划分为多个工作区间，所述额定电参数值包括额定电流或额定功率；
采集所述变流器件的实时工作电参数，所述实时工作电参数包括实时工作电流或实时工作功率；
若所述变流器件的实时工作电参数在稳定时长内保持在一个工作区间内，则触发获取变流器件的热交换介质实时温度、所述变流器件的温度、所述变流器件的最大可持续工作电流以及所述变流器件的实际工作电流的执行过程。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述变流器件包括电网侧逆变器和/或发电机侧逆变器；
若变流器中的所述变流器件包括所述电网侧逆变器和所述发电机侧逆变器，所述方法还包括：
查找所述电网侧逆变器的有功功率能力折算损耗；
计算所述发电机侧逆变器的有功功率能力与所述有功功率能力折算损耗的差值，将所述差值与所述电网侧逆变器的有功功率能力中的最小值作为所述变流器的有功功率能力；
将所述电网侧逆变器的无功功率能力作为所述变流器的无功功率能力。
9.一种变流器件通流能力计算装置，其特征在于，包括：
参数获取单元，用于获取变流器件的热交换介质实时温度、所述变流器件的温度、所述变流器件的最大可持续工作电流以及所述变流器件的实际工作电流；
第一计算单元，用于基于所述变流器件的热交换介质实时温度、所述变流器件的温度、所述变流器件的最大可持续工作电流以及所述变流器件的实际工作电流，得到所述变流器件的折算温度升值；
第二计算单元，用于获取所述变流器件的过温保护参数，并根据所述变流器的折算温度升值、所述变流器件的过温保护参数、所述变流器件的热交换介质实时温度以及所述变流器件的最大可持续工作电流，得到所述变流器件的实时最大工作电流；
第三计算单元，用于采集所述变流器件的相电压和所述变流器件的实际有功功率，利用所述变流器件的实时最大工作电流、所述变流器件的相电压和所述变流器件的实际有功功率，计算得到所述变流器件的有功功率能力和无功功率能力，以根据所述有功功率能力和所述无功功率能力控制变流器的功率。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元具体用于：
将所述变流器件的温度与所述变流器件的热交换介质实时温度的差值作为所述变流器件的温度升值；
根据所述变流器件的实际工作电流占所述变流器件的最大可持续工作电流的比例与所述变流器件的温度升值的乘积，计算得到所述变流器件的折算温度升值。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元具体用于：
将所述变流器件的过温故障阈值与所述变流器件的热交换介质实时温度的差值作为所述变流器件的第一安全温度，所述过温保护参数包括所述过温故障阈值；并根据所述变流器件的第一安全温度占所述变流器件的折算温度升值的比例与所述变流器件的最大可持续工作电流的乘积，计算得到所述变流器件的实时最大工作电流；或者，
将所述变流器件的过温故障阈值与所述变流器件的温度安全裕量的差值作为所述变流器件的额定安全温度，所述过温保护参数包括所述过温故障阈值和所述温度安全裕量；并将所述额定安全温度与所述变流器件的热交换介质实时温度的差值作为所述变流器件的第二安全温度；以及根据所述变流器件的第二安全温度占所述变流器件的折算温度升值的比例与所述变流器件的最大可持续工作电流的乘积，计算得到所述变流器件的实时最大工作电流。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第三计算单元具体用于：
采集所述变流器件的三相的相电压和所述变流器件的实际有功功率，所述变流器件为三相变流器件；
选取所述变流器件的三相中的电流值最小的实时最大工作电流；
利用所述变流器件的三相的相电压，以及所述变流器件的三相中的电流值最小的实时最大工作电流，计算得到所述变流器件的三相的相功率之和，将所述变流器件的三相的相功率之和作为所述变流器件的有功功率能力；
根据所述变流器件的有功功率能力和所述变流器件的实际有功功率，计算得到所述变流器件的无功功率能力。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第三计算单元具体用于：
若当前得到的所述变流器件的实时最大工作电流未超出上一次得到的所述变流器件的实时最大工作电流的波动范围，则利用上一次得到的所述变流器件的实时最大工作电流和所述变流器件的相电压，计算得到所述变流器件的有功功率能力和无功功率能力；
若当前得到的所述变流器件的实时最大工作电流超出上一次得到的所述变流器件的实时最大工作电流的波动范围，则利用当前得到的所述变流器件的实时最大工作电流和所述变流器件的相电压，计算得到所述变流器件的有功功率能力和无功功率能力。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：
第一保持单元，用于若当前计算得到的所述变流器件的有功功率能力未超出上一次计算得到的所述变流器件的有功功率能力的波动范围，则将上一次计算得到的所述变流器件的有功功率能力，作为所述变流器件的有功功率能力；
第一更新单元，用于若当前计算得到的所述变流器件的有功功率能力超出上一次计算得到的所述变流器件的有功功率能力的波动范围，则将当前计算得到的所述变流器件的有功功率能力，作为所述变流器件的有功功率能力；
第二保持单元，用于若当前计算得到的所述变流器件的无功功率能力未超出上一次计算得到的所述变流器件的无功功率能力的波动范围，则将上一次计算得到的所述变流器件的无功功率能力，作为所述变流器件的无功功率能力；
第二更新单元，用于若当前计算得到的所述变流器件的无功功率能力超出上一次计算得到的所述变流器件的无功功率能力的波动范围，则将当前计算得到的所述变流器件的无功功率能力，作为所述变流器件的无功功率能力。
15.根据权利要求9至14中任意一项所述的装置，其特征在于，所述变流器件包括电网侧逆变器和/或发电机侧逆变器；
若变流器中的所述变流器件包括所述电网侧逆变器和所述发电机侧逆变器，所述变流器件通流能力计算装置包括：
第一变流器计算单元，用于计算所述发电机侧逆变器的有功功率能力与有功功率能力折算损耗的差值，将所述差值与所述电网侧逆变器的有功功率能力中的最小值作为所述变流器的有功功率能力；
第二变流器计算单元，用于将所述电网侧逆变器的无功功率能力作为所述变流器的无功功率能力。
CN201710979115.3A 2017-10-19 2017-10-19 变流器件通流能力计算方法和装置 Active CN109683111B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710979115.3A CN109683111B (zh) 2017-10-19 2017-10-19 变流器件通流能力计算方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710979115.3A CN109683111B (zh) 2017-10-19 2017-10-19 变流器件通流能力计算方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109683111A true CN109683111A (zh) 2019-04-26
CN109683111B CN109683111B (zh) 2020-10-16

Family

ID=66183853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710979115.3A Active CN109683111B (zh) 2017-10-19 2017-10-19 变流器件通流能力计算方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109683111B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100320762A1 (en) * 2008-02-20 2010-12-23 Repower Systems Ag Wind energy installation having a double-energized asynchronous generator and converter control
CN102510171A (zh) * 2011-11-04 2012-06-20 中国人民解放军海军工程大学 直驱式感应风力发电系统
CN102868165A (zh) * 2012-09-21 2013-01-09 北京金风科创风电设备有限公司 风机及风电汇集线路的无功功率能力估计方法
CN102916433A (zh) * 2012-09-21 2013-02-06 北京金风科创风电设备有限公司 风机群的无功功率任务分配方法
CN103219732A (zh) * 2013-04-24 2013-07-24 上海电力学院 一种含变速恒频风电场的配电网无功电压控制方法
CN105515061A (zh) * 2016-01-25 2016-04-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种风电机组有功功率控制方法和系统
CN105552956A (zh) * 2015-12-28 2016-05-04 重庆大学 电网故障下并网变流器安全运行控制方法
US20160226253A1 (en) * 2015-02-03 2016-08-04 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Neuro-fuzzy control system for grid-connected photovoltaic systems

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100320762A1 (en) * 2008-02-20 2010-12-23 Repower Systems Ag Wind energy installation having a double-energized asynchronous generator and converter control
CN102510171A (zh) * 2011-11-04 2012-06-20 中国人民解放军海军工程大学 直驱式感应风力发电系统
CN102868165A (zh) * 2012-09-21 2013-01-09 北京金风科创风电设备有限公司 风机及风电汇集线路的无功功率能力估计方法
CN102916433A (zh) * 2012-09-21 2013-02-06 北京金风科创风电设备有限公司 风机群的无功功率任务分配方法
CN103219732A (zh) * 2013-04-24 2013-07-24 上海电力学院 一种含变速恒频风电场的配电网无功电压控制方法
US20160226253A1 (en) * 2015-02-03 2016-08-04 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Neuro-fuzzy control system for grid-connected photovoltaic systems
CN105552956A (zh) * 2015-12-28 2016-05-04 重庆大学 电网故障下并网变流器安全运行控制方法
CN105515061A (zh) * 2016-01-25 2016-04-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种风电机组有功功率控制方法和系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汤广福 等: "柔性直流输电工程技术研究、应用及发展", 《电力系统》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109683111B (zh) 2020-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alhmoud Reliability improvement for a high-power IGBT in wind energy applications
Nguyen et al. Cost-optimized battery capacity and short-term power dispatch control for wind farm
Nguyen et al. A novel dual-battery energy storage system for wind power applications
GB2551701A (en) Control or processing system and method
Mondal et al. Maximum active and reactive power capability of a matrix converter-fed DFIG-based wind energy conversion system
Salama et al. Frequency and voltage control of microgrid with high WECS penetration during wind gusts using superconducting magnetic energy storage
Bezza et al. Sensorless MPPT fuzzy controller for DFIG wind turbine
Shipurkar et al. Lifetime comparison of power semiconductors in three-level converters for 10-MW wind turbine systems
CN105633997A (zh) 风力发电机组电压穿越控制方法和装置
Yan et al. An optimum design for a DC-based DFIG system by regulating gearbox ratio
Saidi et al. A robust control strategy for three phase voltage t source PWM rectifier connected to a PMSG wind energy conversion system
Tourou et al. Energy storage integration in DFIG-based wind energy conversion systems for improved fault ride-through capability
Yaramasu et al. Power conversion and predictive control of wind energy conversion systems
US20230420951A1 (en) Control of a dfig grid side converter
Gupta et al. Matlab simulation of DTC-SVM of doubly fed induction generator for wind energy system
CN109683111B (zh) 变流器件通流能力计算方法和装置
Bouziane et al. Energy Management of a Hybrid Generation System Based on Wind Turbine Coupled with a Battery/Supercapacitor.
Loucif et al. Modeling and direct power control for a DFIG under wind speed variation
CN115305501A (zh) 基于风电并网的制氢控制方法、装置、设备及介质
Fayek et al. STATCOM and PID controller based stability enhancement of a grid connected wind farm
Gupta et al. Optimal control strategies for loss minimization of wind turbine driven dfig
Loulijat et al. Enhancing Fault Ride-Through Capacity of DFIG-based WPs by Adaptive Backstepping Command using Parametric Estimation in Non-linear Forward Power Controller Design
Yonis et al. Dynamic Analysis of Current Loops Behavior in a Wind Turbine Based Doubly-fed Induction Generator
Liu et al. Overview of advanced control technology for wind power generation
Haseeb et al. Designing variable speed small hydro turbine with doubly fed induction generator (DFIG)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant