CN110603722A - 具有可过载的变流器系统的风能设施 - Google Patents

具有可过载的变流器系统的风能设施 Download PDF

Info

Publication number
CN110603722A
CN110603722A CN201880029917.0A CN201880029917A CN110603722A CN 110603722 A CN110603722 A CN 110603722A CN 201880029917 A CN201880029917 A CN 201880029917A CN 110603722 A CN110603722 A CN 110603722A
Authority
CN
China
Prior art keywords
converter system
overload
operating mode
value
current
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
CN201880029917.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110603722B (zh
Inventor
约翰内斯·布龙巴赫
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.)
Ubun Property Rights Co Ltd
Wobben Properties GmbH
Original Assignee
Ubun Property Rights 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 Ubun Property Rights Co Ltd filed Critical Ubun Property Rights Co Ltd
Publication of CN110603722A publication Critical patent/CN110603722A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110603722B publication Critical patent/CN110603722B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/325—Means for protecting converters other than automatic disconnection with means for allowing continuous operation despite a fault, i.e. fault tolerant converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • 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
    • F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
    • F03D17/009—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics characterised by the purpose
    • F03D17/021—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics characterised by the purpose for monitoring power or current
    • 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
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
    • F03D9/257—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor the wind motor being part of a wind farm
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed 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
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/006—Means for protecting the generator by using control
    • 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
    • H02P9/10—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
    • H02P9/107—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load for limiting effects of overloads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/332—Maximum loads or fatigue criteria
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • 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
    • 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
    • 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
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于运行风能设施(100)的变流器系统以在电网连接点(118)处与供电网(120)交换电功率的方法，所述方法包括如下步骤：在正常运行模式中运行变流器系统；检测涉及变流器系统的过载情形；在检测到过载情形时，将变流器系统切换到过载运行模式中；并且随后在过载运行模式中运行变流器系统，其中在变流器系统的过载运行模式中相对于正常运行模式减少用于产生输出电流的平均切换频率(fsw)，和/或在变流器系统的过载运行模式中在预定的最大过载时长之内允许在变流器系统处的更高的负荷，尤其提高的温度和/或提高的输出电流。

Description

具有可过载的变流器系统的风能设施
技术领域
本发明涉及一种用于运行风能设施的变流器系统的方法。本发明还涉及一种具有变流器系统的风能设施。本发明也涉及一种风电厂。
背景技术
至今为止常见的是，供电网的拓扑针对如下内容设计：大型发生器、如火力发电厂、燃气发电厂或核发电厂将大功率量馈入到供电网中，并且同时执行大部分的电网稳定。由于可再生能量的增加的份额，也可以改变所述电网拓扑，使得可再生能量，其通常作为分立的发生器起作用，承担更强地支持电网的任务。
在此可以添加：电网运营商制定如下规则，分立的发生器应当对特定的电网事件，如电网故障或过载/负载不足动态地作出反应。
在此还可以存在：分立的发生器，如风能设施，也必须暂时地馈入提高的电流，尤其在过载情形下，如在供电网中短路时。
过载情形同样可能通过在供电网中的瞬时负载接入或通过在供电网中接入变压器(变压器涌流)产生，其同样可能对分立的能量发生器产生影响。
由于这种过载情形于是产生如下风险：分立的发生器，尤其是其变流器系统由过高的电流或过高的功率危害，其中所述分立的发生器借助所述变流器系统馈入到供电网中。相应地，这种变流器系统的要馈入的电流通常是有限的。
在此，然而可以期望的是，分立的能量发生器在如下情况下也可以越来越多地用于馈入：在供电网中存在过载情形，并且所述分立的能量发生器出于自身保护不立即受限制或者所述分立的能量发生器在过载情形下不必与电网脱耦。
因此，变流器系统的缺点是，所述变流器系统通常仅配置用于，可以在持续运行中馈入规定的——并且设有安全边界的——最大功率，通常是额定功率，因为否则在应借助变流器系统馈入附加的功率时，在变流器系统的部件处产生过热的风险。
德国专利商标局在本申请的优先权申请中检索到如下现有技术：DE 10 2006 027465 A1；DE 10 2008 003 299 A1；US 2013/0026841 A1；WO 2010/079235 A2和CN 104 578821 A。
发明内容
由此，本发明的目的是，解决上述问题中的至少一个。尤其应提出一种解决方案，其至少能够实现暂时提高馈入的电流或馈入的功率。至少应对于至今为止的解决方案提出替选的解决方案。
由此，根据本发明提出一种根据权利要求1的方法。所述方法设为用于运行风能设施中的变流器系统以在电网连接点处与供电网交换电功率。为此，风能设施包括变流器系统。变流器系统例如可以包括一个或多个逆变器，所述逆变器产生交流电流，并且将其馈入到供电网中。也可以出现如下情形，在所述情形中，至少短期地，变流器系统从供电网中吸收功率，使得一般指的是与供电网的电功率交换。
由此，逆变器设置用于，在其逆变器输出端处可以提供或输出逆变器电流，尤其多相交流电流。由此，从风中产生的呈逆变器电流的形式的电功率可以在电网连接点处馈入到供电网中，所述电网连接点也普遍称作为PCC(英语：Point of Common Coupling)。
由此，在第一步骤中，变流器系统在正常运行模式中运行。在此，逆变器从由发电机产生的功率或其一部分中产生交流电流，以便将所述交流电流馈入到供电网中。
电的逆变器为此优选三相地构成并且为了产生交流电流对于三个相的每个相都具有上开关和下开关。逆变器的开关在此例如可以经由公差带或脉宽调制法操控，以便产生逆变器电流或在逆变器输出端处提供所述逆变器电流。
此外，变流器系统可以在正常运行模式中持续地运行，而在变流器系统的部件处不出现过热。正常运行模式在此也可以理解为在额定工作点中的额定运行。
在正常运行模式中假定，在变流器系统处和在供电网中都不存在对于变流器系统重要的过载情形。
随后在另一步骤中，检测涉及变流器系统的过载情形。即情形改变。变流器系统在此首先还处于正常运行模式中并且检测或监控规定的测量或信号变量或输入，这随后还更详细地描述。例如，根据规定的极限值或其他预定的判据，识别或探测过载情形，其中所述规定的极限值或其他预定的判据在变流器系统的运行中通常连续地被检测。
因为过载情形——如已经在开头描述的那样——可以出于各种原因产生，因此必须从变流器的角度规定通用的判据，以便可以识别过载情形，和/或可以有针对性地检查不同的判据，以便可以检测不同的过载情形。在此，过载情形的实例是由于变压器接入而引起的暂时的电流升高(涌流效应)、在电网中由于瞬时的负载接入和/或负载断开而引起的强的电压波动。此外，电网运营商也可以对此要求：在应当在故障情况下，如在电网中的短路的情况下，例如暂时地通过变流器系统提供提高的功率时，将变流器切换到过载模式中。
现在如果在正常运行中在任意时间点识别到过载情形，那么变流器系统在另一方法步骤中切换到过载运行模式中。由此，在所述过载运行模式中，变流器系统设置到在过载下运行。尤其现在允许通常应避免的过电流，所述过电流例如高于逆变器系统的额定电流直至10％或更多。
对于过载运行模式提出，减少用于产生输出电流的平均切换频率。变流器通过功率开关的切换操作形成电流或电压，其中切换操作具有平均切换频率。所述平均切换频率对于过载运行模式降低。
附加地或替选地提出，在变流器系统的过载运行模式中在预定的最大过载时长之内允许在变流器系统处的较高的负载，尤其允许提高的温度和/或提高的输出电流。已知的是，仅在短时间段之内允许所述提高的负载时，这种提高的负载时可容忍的并且不损坏相关的器件。作为最大过载时长优选提出直至30秒，优选直至10秒并且尤其直至5秒的值。
由此，尤其在功率晶体管处在短时间段之内可以允许过热温度。过热温度在此描述如下温度，在所述温度下已经出现或可能出现在晶体管中的退化效应，即老化效应。为了允许提高的温度，优选预设提高的温度极限。为了限制提高的输出电流，优选预设用于输出电流的提高的电流上限。由此，变流器配置用于，允许在变流器输出端处的更大的输出电流，该输出电流高于在正常运行模式中的最大输出电流。
已知的是，强的由电网造成的过载情形相对少地出现。通常所述过载情形仅持续数十ms，在例外情形下然而所述时间也可以是更长的。在此，功率开关的热的预负荷、热容量和热阻通常决定性地一起确定变流器系统的过载能力。此外同样已知的是，在变流器系统中的其他导电部件与功率开关相比在支持电网的过载馈入的情况下几乎不被热负荷。
通过降低变流器系统的平均切换频率，在此暂时地在过载运行模式中相对于正常运行模式降低所谓的切换损耗。在此，总的来说存在根据下述关联关系的位于变流器系统中的功率半导体的切换损耗与切换功率的成比例的关联关系：
Psw＝fsw·(Eon(VZK,Iout,Tj)+Eoff(VZK,Iout,Tj)) (1)其中
PSW＝切换损耗 Eon＝接通损耗 VZK＝输入电压(中间回路电压)
fSW＝切换频率 Eoff＝关断损耗 Iout＝输出电流
Tj＝阻挡层温度(Junction Temperature，结温度)
如根据式(1)可识别的是，对于全部切换损耗，频率、电压以及输出电流是决定性的。如果VZK和Iout保持恒定并且切换频率降低，与之相应地切换损耗也下降。然而相反地，由于降低的切换频率，所谓的导通损耗也升高，所述导通损耗然而不像在频率降低时切换损耗降低那么强烈地升高。据此，在VZK和Iout保持恒定时，功率晶体管随着切换频率降低而较少地加热。由此，通过切换频率的适当选择，可以馈入附加的提高的功率或提高的输出电流，因为功率晶体管平均不那么频繁地切换进而更缓慢地加热。
已知的是，在必须暂时地将较高的电流提供给供电网的过载情形下，可以馈入更强地失真的正弦形的电流，因为在此情形下更确切地说关键的时，馈入特别多的功率。在所述电网故障情况下馈入大程度含谐波的电流于是可以是足够的。
由此，根据本发明的方法能够实现，变流器系统在过载情形下可以暂时地馈入过功率。
通过使用较小的切换频率产生较少的切换损耗进而变流器可以更长时间地在过载情形中运行。因此，当前的变流器系统可以与传统的变流器系统相比更长时间地在过载情形中运行，进而必要时暂时地将提高的功率提供给供电网。
优选地，在电的变流器系统中针对规定的和最大的过载时长降低平均切换频率。为了避免变流器系统在过载运行模式中与正常运行模式相比持久地运行而提出，规定最大过载时长，这与已经提到的预定的最大过载时长是同义的。
可以与变流器系统的热特性相关地并且除此之外或替选地与变流器系统的热的预负荷相关地规定最大过载时长。也考虑，为此基于变流器系统的部件，尤其是用于形成电流或电压的半导体开关。
热特性尤其涉及热的材料特性，例如相关部件的最大热容量或最大运行温度。这例如可以是功率晶体管的最大阻挡层温度Tj。也考虑热导率或热阻。在此，热特性规定，变流器系统可以在过载运行模式中运行多长时间。
此外，在最大过载时长之内，在变流器系统处施加的电流也是决定性的。为了确定最大应允许的过载可以考虑i2·t值，所述值同义地也可以称作为极限负载积分。所述值预设负荷的极限并且所述极限由电流过电流i和出现所述过电流的时长t组成。在过电流i的平方关于时长积分不超过预定值时，遵守这样预设的极限。如果例如过电流翻倍，那么仅在四分之一时长之内被允许。同样还能由已知的或要预期的过电流计算最大时长。在已知可以出现过电流的最大时长时，可以计算最大电流高度。
尤其，在过载运行模式中有意地超过相对温度极限，在所述温度极限中接受在部件，例如功率晶体管中的已经出现的退化效应。还已知，过载情形仅相对少地出现，进而退化现象仅少量地对变流器系统的部件的最大使用寿命产生影响。
除了热学特性之外也提出，在规定最大过载时长时附加地或替选地考虑变流器系统的热学热的预负荷。变流器系统的热的预负荷可以是在过载情形出现的时间点的当前温度。因此，在检测到过载情形的时间点具有较小温度的变流器系统中，能够比具有较高温度的较热的变流器系统更长时间地在过载运行模式中运行。即已知的是，较冷的变流器系统在其热容量方面与在其已经具有高温，即已经存储大量热量时相比，可以吸收呈能量形式的还更多的热量。
由此，变流器系统根据一个实施功能考虑存在于变流器系统中的部件的热特性以及热的预负荷，从而能够实现，能够将热容量在过载情形下尽可能有效地且尽可能最大程度地充分利用。
据此，提出一种变流器系统，其具有温度控制的或温度相关的平均切换频率。
变流器系统的部件然而也可以是在变流器系统中的所有部件，所述部件能够变热并且过热。这包含如下部件，如节流阀、开关、电源、冷却体、线圈和整流机构，在此仅列举一些实例。
优选地，借助于电流测量、温度测量或电压测量进行对过载情形的检测。测量法的组合在此同样作为变型形式提出。
在此，优选在变流器系统的输出端处进行电流测量，尤其在终归为调节变流器系统检测所述测量值进而可以取消附加的电流测量路段时如此。
温度测量优选在冷却体处或直接在变流器的导电部件处进行，例如直接在功率晶体管处进行。冷却体为了测量可尤其好地接近，而在导电部件处的测量能够直接在也可以出现过热的位置处实现测量。
同样，可以借助于电压测量确定过载情形，所述电压测量优选可以在变流器系统的中间回路处或也直接在供电网处进行。因此，在此在变流器系统的中间回路处进行电压测量时，执行直流电压测量，其中在那里尤其电压幅值允许推断出过载情形。而在供电网处或在电厂电网中进行电压测量时，除了电网电压的幅值也可以测量电网电压的频率。
在此优选分别检测多个测量和运行参数，因为过载情形能够以不同的方式和方法作用于变流器系统。
如果为了检测过载情形而执行温度测量，那么借助检测的温度也可以普遍地评估变流器系统的热状态。
根据一个实施方式提出，根据如下列表中的至少一个判据在正常运行模式和过载运行模式之间切换，所述列表包括：
-超过在变流器系统的导电部件处规定的极限温度值；
-超过在变流器系统的输出端处规定的极限电流；
-超过在变流器系统中规定的极限电压；
-超过在供电网中的规定的电压范围，如果变流器系统在正常运行模式中在该电压范围之内运行；
-超过在供电网中的电压的规定的频率范围，如果变流器系统在正常运行模式中在该频率范围之内运行；
-通过外部信号预设的对更高的功率输出的要求。
超过在变流器的导电部件处规定的极限温度根据提出的实施方式尤其涉及在变流器系统的部件处的温度测量。所述温度测量例如借助适合的温度传感器、如PT100进行并且尤其在如下部件处测量，所述部件特别快地在过载情形中加热。适合的温度测量部位据此例如在功率晶体管的冷却体上。
超过在变流器系统的输出端处规定的极限电流优选涉及之前提到的电流测量，所述电流测量可以在变流器系统的输出端处执行。
已知的是，在变流器系统的输出端处的电流测量是特别有利的，因为所述测量值本来就在多个现代的变流器系统中对于现有调节功率晶体管是需要的。
用于检测过载情形的另一判据是，变流器系统在正常运行模式中在规定的电压范围内运行并且规定电压上限和电压下限。如果当前的测量的电压离开所述规定的电压范围，那么变流器系统将其理解为过载情形并且切换到过载运行模式中。电压范围在此可以针对变流器系统的中间回路规定，以及针对电网电压的幅值测量规定。
除了规定的电网范围以外，另一可能的判据是在供电网中的电压的规定的频率范围，其中在电网电压的当前的测量的频率值离开规定的频率范围时，在此也识别到过载情形，其中变流器重新在正常运行模式中在所述频率范围之内运行。这种频率测量在如下情况下也可以预测过载情形：所述频率测量检测如下频率表现：触发变流器的又引起过载情形的表现。
用于识别过载情形的另一判据可以是要求进行更高的功率输出。例如，所述要求可以通过外部信号传送给变流器系统。过载情形在此不必强制性地在测量方面在变流器系统中确定，而是也可以出现如下情况，即电网运营商要求，由于电网故障提供提高的功率输出，尽管逆变器已经在正常运行模式的上限处运行，从而已经在持续运行中输出最大功率输出。更普遍地，在例如预期过载情形、然而还未发生时，可以由任意的调节器结构或也可以手动地从运行中心预设外部信号。
由此可以释放例如呈更高的温度极限的形式的热裕量，尽管过载情形可能还未发生。
优选地，根据另一实施方式，在达到最大过载时长或预设的i2t值或极限负载积分的预设的最大值时，进行电流限制。
由此提出，过载运行模式不应持续地存在，因为否则可能出现热损伤和强的退化现象。为了应对所述热过载，据此提出，在达到最大过载时长时，进行变流器系统的电流限制，其中电流限制尤其规定为，使得变流器系统的已经变热的导电部件不再继续变热或甚至再次冷却。
据此，变流器系统具有电流限制，所述电流限制在达到特定的绝对规定的温度极限值时才被接通，所述温度极限值高于在正常运行模式中的相对温度极限值。由此，变流器系统可以有利地尽可能大程度地耗尽部件的热的热容量，然而防止完全的过热。
在根据本发明的方法的另一实施方式中提出，在不再检测到或识别到过载情形时，再次切换回到正常运行模式中。
由此，变流器系统能够实现自动地向回切换到正常运行模式和持续运行中。尤其由此将以更强失真的电流馈入的状态在时间上尽可能短地保持。
根据一个实施方式还提出，根据变流器系统的热的预负荷来规定最大过载时长，其也可以称作为过载运行时长，即变流器系统允许处于过载运行模式中的时间。作为热的预负荷在此可以使用在检测到过载情形的时间点在变流器系统的部件中存在的运行温度。在第二变型形式中，同样可以根据关于变流器的额定输出电流的百分比的输出电流值来确定最大过载时长。据此，例如以25％的额定功率在持续运行中运行的变流器系统，与之前例如在90％的输出电流额定值处运行的变流器系统相比，可以更长时间地在过载运行模式中运行。
由此，变流器系统可以不仅根据温度测量、而且也基于对之前馈入的电流额定值的了解来确定热的预负荷。基于此可以确定最大过载时长。
优选地，变流器系统在切换频率降低的情况下以提高的功率输出在过载运行模式中运行，以便能够实现在过载情形下暂时提高的功率输出。
由此尤其提出，有针对性地将提高的功率馈入到供电网中。尤其所述提高的功率可以高于变流器系统的额定功率。这能够至少短期地通过使用较小的切换频率来实现。
因为在电网中的强过载或电网对更高功率的要求非常少地出现并且在此通常不存在长于10ms，所以通过所描述的过载运行例如也可以提供高的瞬时裕量。变流器系统在此优选配置用于，随时独立地或根据电网运营商的要求切换到过载运行模式中。
除了相对少地出现并且在此通常不出现长于10ms的强过载以外，也可以存在必须直接提供较少功率的过载。维持较长时间的过载在此可以存在大约10ms至30ms。由此，根据一个变型形式提出，在10ms至30s的范围内的时间段中允许过载。据此，提出的方法首先描述瞬时裕量调节，以便可以对电网故障和过载情形作出反应。
由此，根据一个实施方式提出，功率输出可以不变，然而切换频率仍然减小。由此，变流器可以卸荷。这也可以针对输出电流升高的情况，尽管功率输出没有升高。这种电流升高例如可以由于涌流出现。
由此，在切换频率降低时可以经过过载，以便保护变流器系统防止过载耦合输入和可能防止过热。
据此，运行变流器系统，使得通过降低的切换频率降低在变流器系统中的切换损耗，并且与在正常运行模式相比通过逆变器系统产生不那么理想的正弦形的输出电流，以便降低电流损耗并且防止变流器系统过热。
优选地，变流器系统具有第一和第二参数组，所述第一和第二参数组包括在正常运行以及过载运行模式中的变流器系统的部件的极限温度。在此，最大极限温度在过载运行模式中高于正常运行模式的相对温度极限。除了所述温度极限以外，其他运行参数也可以保存在第二参数组中，所述其他运行参数在过载运行模式中为变流器系统预设，如要设定的平均切换频率期望值和/或功率输出期望值。这总的来说是用于调节法的匹配的期望值，如在过载馈入的情况下的提高的电流期望值，或者其他用于变流器系统的匹配的期望值，如改变的切换频率期望值。作为其他具体的实例，尤其匹配于过载运行模式地，用于公差带法或脉宽调制法的期望值也可以保存在过载运行模式的参数组中。
在此提出，在过载运行模式中的最大极限温度大于在正常运行模式中的最大极限温度，
在过载运行模式中的平均切换频率期望值小于在正常运行模式中的平均切换频率期望值，并且
第一功率输出期望值大于或等于第二功率输出期望值，并且其中在将变流器系统切换到过载运行模式中时从第一参数组切换到第二参数组，以便变流器系统能够暂时地以更大的最大极限温度运行。
通过切换从第一参数组到第二参数组的所提出的切换，以简单的方式和方法实现在过载模式中的运行，尤其也避免不受控制的过渡表现。
在此，在正常运行中的温度极限是相对温度极限，所述相对温度极限允许在短时间内被超过，然而已经会造成在变流器系统的部件中的退化现象。而在过载运行模式中的温度极限尤其理解为绝对极限，其在变流器系统的任何部件中不允许被超过，因为否则可能在变流器系统中产生局部热损伤。预防性地指出，在过载运行模式中本领域技术人员规定的温度极限中，存在关于温度极限的安全边界，其中变流器系统的部件可能会热破坏。
通过提出的方法，逆变器可以暂时地在过载运行模式中高于关于正常运行的相对温度极限运行，其中所述运行模式仅应当暂时地存在。由此，相对于传统的变流器系统，提出的变流器系统或变流器系统借助提出的方法具有更大的可利用的工作范围并且能够暂时地实现高于关于在额定运行的持续运行中的最大输出功率的100％的输出功率的功率输出。
优选地，绘制变流器系统处于过载运行模式中的时间。为了可以创建用于变流器系统的热过载历史，作为优选的变型形式提出，将超温值关于时间积分得出过载积分。在此，超温描述变流器系统的任意部件的超过极限温度的温度值。这意味着，例如一旦超过正常运行模式的相对温度极限，那么将温度值关于时间积分。积分在此进行直至变流器系统的温度再次降低至低于正常运行模式的相对极限温度。高于在正常运行模式中的相对极限值的温度值因此也称作为超温值。
由此，可以创建用于变流器系统的热过载历史并且能够实现关于过载出现的频率的预估。在非常大的过载积分值的情况下，能够实现推断出变流器系统的部件的过载引起的老化现象(退化)。
优选地，变流器系统在过载运行中与正常运行模式相比以降低50％，优选降低75％，尤其降低90％的频率或切换频率运行。由此提出显著地降低切换频率，以便由此显著地降低在过载运行中的切换损耗，以至于在温度发展相同的情况下，可以相应地馈入至少一个更高的电流。
优选地，在变流器系统处或在供电网处的电流和电压测量也包含测量的电流的和测量的电压的频率和幅值测量。由此，可以针对前述实施方式检测相应的测量变量。
由此，变流器系统设置用于，根据测量的电流或电压的频率或幅值测量进行过载情形，因为可以根据频率或幅值变化探测或预测过载情形或电网事件。频率和幅值测量在此同样包含，可以测量电流的和电压的频率和幅值的变化率，以便可以根据导数或梯度来预测发生的过载情形的大幅降低。
此外根据本发明提出根据权利要求14所述的用于在电网连接点处与供电网交换电功率的风能设施。
据此，风能设施包括用于产生电流和/或电压的变流器系统，其中变流器系统在此也可以具有多个变流器或多个变流器柜。如果唯一的变流器的输出功率不足以馈入风能设施的发电机的产生的功率，那么也可以将多个变流器或开关柜与变流器并联连接。
作为风能设施的其他部件提出用于控制变流器系统的控制装置。控制装置在此可以设置为过程控制器或者在这种过程控制器上实现。据此提出，控制装置作为硬件或计算机程序的一部分实现。尤其，控制单元配置用于，将变流器系统在过载情形下以相对于正常运行降低的切换频率运行。为此，控制装置例如可以改变时钟频率，或者改变公差带宽。
除了控制装置以外，也设有用于检测涉及变流器系统的过载情形的测量机构。测量机构在此可以根据使用地点而检测不同的测量变量。例如，第一测量机构可以执行在变流器系统的输出端处的电流测量，而第二测量机构用于进行在变流器系统的导电部件处的温度测量。在变流器系统的中间回路处或在供电网中的电压测量同样可以实现。一般而言，测量机构用于，检测测量数据或测量值，根据所述测量数据或测量值推导或识别过载情形。多个测量机构也可以同时用于测量数据检测或测量值检测，借此在例如一个测量机构失效或多个开头描述的、表明存在过载情形的判据得到满足时，必要时也可以冗余地检测过载情形。
除了控制装置以外，可以在正常运行模式和过载运行模式之间切换的切换装置也可以在过程控制器上设置或作为计算机程序的一部分实现。切换装置也可以是控制装置的一部分。
据此，根据一个实施方式提出，风能设施，尤其控制装置配置用于，实施根据前述实施方式之一的方法。
优选地，变流器系统具有热稳定的功率晶体管，其中功率晶体管尤其由现代的半导体材料，如SiC、GaN或SiGE构成。尤其，基于碳化硅的现代的功率晶体管与基于硅的传统的功率晶体管相比提供关于切换速度、热导率以及临界场强的有利的电特性。
由此提出一种变流器系统，所述变流器系统使用现代的功率晶体管，所述功率晶体管的特征在于更好的耐温性进而同样在结构上提高变流器的可过载的能力。
根据另一实施方式，风能设施具有第一和第二参数组。两个参数组在此包括用于在正常运行模式中和在过载运行模式中运行风能设施的运行参数，例如变流器系统的部件的最大极限温度，为相应的运行模式应设定的平均切换频率和/或功率输出期望值。参数组在此可以保存在风能设施的控制装置中，即——如之前所描述的那样——保存在过程控制器中或作为计算机程序的一部分。由此，切换装置可以在保存的参数组之间切换从而针对在正常运行模式中或在过载运行模式中的运行配置风能设施或变流器系统。
此外，根据本发明提出一种具有多个风能设施的风电厂，所述风电厂根据另一实施方式具有根据前述实施方式之一的至少一个风能设施。优选地，风电厂仅具有这种风能设施。
由此，风电厂同样能够实现正常运行模式和过载运行模式，其中在过载情形下可以将所有风能设施的附加的总功率暂时地馈入到供电网中。为此要指出的是，在具有不同的风能设施类型的风电厂中，各个风能设施的过载能力可以是不同大小的。每个风能设施在此可以在过载情形下仅提供如同其变流器系统所允许的或通过上述过载运行时长所规定的那么多的附加的功率。
由此，如果在过载情形下不要求附加的功率，那么风电厂也可以经过过载情形。
附图说明
现在在下文中示例性地根据实施例参照附图详细阐述本发明。
图1示出风能设施的示意图。
图2示出风电厂的示意图。
图3示意地示出，在检测到过载情形时，根据一个实施方式从正常运行模式到过载运行模式中的第一调节切换。
图4示意地示出，在检测到过载情形时，根据一个实施方式从正常运行模式到过载运行模式中的第二调节切换。
图5示意地示出，在暂时出现的过载情形期间在变流器系统中的功率输出、切换频率以及温度发展的变化曲线。
具体实施方式
图1示出具有塔102和吊舱104的风能设施100。在吊舱104上设置有转子106，所述转子具有三个转子叶片108和整流罩110。转子106在运行中由风置于转动运动进而驱动吊舱104中的发电机。
图2示出示例地具有三个风能设施100的风电厂112，所述风能设施可以是相同的或不同的。三个风能设施100由此原则上代表风电厂112的任意数量的风能设施。风能设施100经由电厂电网114提供其功率，即尤其所产生的电流。在此，各个风能设施100的分别产生的电流或功率相加并且通常设有变压器116，所述变压器将电厂中的电压进行升压转换，以便随后在馈入点118处馈入到供电网120中，所述馈入点也普遍称作为PCC。图2仅为风电厂112的简化图，其例如没有示出控制装置，尽管当然存在控制装置。电厂电网114例如也可以不同地构造，在所述电厂电网中在每个风能设施100的输出端处例如也存在变压器，在此仅列举另一实施例。
图3示意地示出公差带法，其例如可以作为优选的操控法在变流器系统中使用，以便可以操控变流器系统中的功率晶体管，并且产生规定的输出电流。在此，在图3中，变流器系统的产生的输出电流IA关于时间t绘制，其中为了更好的图解说明仅示出一个相的相电流的正弦波。一般来说，公差带法基于如下原理，即为变流器系统的输出电流IA规定上限(OB)和下限(UB)，所述上限和下限在最优的正弦周围伸展，其中最优的正弦预设为期望值Isoll。通常在变流器系统的输出端处测量的输出电流IIST在此仅在规定的公差极限之内伸展，这也称作为公差带。如果测量的输出电流IIST在此达到公差带的上限或下限，那么执行变流器的功率晶体管的切换过程，或者通过逆变器中的改变的开关位置执行到另一电流路径上的转换过程。
在图3中示出的实施例中，上限OB1和下限UB1与上限OB2和UB2相比更靠近正弦形的期望电流值Isoll。在测量的实际电流Iist达到公差带极限的时间点，发生在变流器系统中到另一开关位置的转换或切换，由此实际电流具有在公差带之内的之字形的变化曲线。为了OB1和UB1的比较，极限OB2和UB2具有距期望电流值Isoll的更大的间距。这具有如下结果：在直至时间点t1的第一时间段内，与在t1之后的第二时间范围内的情况相比，变流器系统中的功率晶体管必须更频繁地切换。据此，功率晶体管的切换频率平均在t1之后的时间范围内更小。示例地，直至时间点t1存在正常运行模式，也就是说没有任何表明过载情形的判据得到满足或由变流器系统探测。在时间点t1现在示例性地满足之前所描述的判据中的至少一个，以至于由变流器系统执行到过载运行模式中的切换，其中在公差带法中预设新的上限OB2和下限UB2。所述极限例如可以保存在过载运行模式的参数组中。由此，通过扩宽公差带，平均切换频率降低，由此在变流器系统中的切换损耗整体上降低。据此，在正常运行模式中的平均切换频率fsw1大于在过载运行模式中的频率fsw2并且变流器系统的功率输出近似保持不变。
除了公差带法以外，然而也可以提出其他操控法，例如所谓的脉宽调制法。所述操控法是本领域技术人员普遍已知的。
在脉宽调制法中，在此为了产生较低的平均频率，一般来说减少线性上升或下降的锯齿信号或三角信号的上升。锯齿信号或三角信号在此与载波信号一起被处理，以便产生用于操控功率晶体管的PWM信号。据此，在这种脉宽调制法中，在锯齿信号或三角信号的上升或频率减少时，平均切换频率降低。
在图4中示出的另外的实施例示出，可以如何在变流器系统处允许较高的负荷。在此在过载模式中在变流器系统处设定提高的输出电流或提高的功率输出，而不改变平均切换频率。为此两个公差带极限OB2和UB2提高并且预设在过载运行模式中的新的输出电流期望值Isoll,2。用于OB2、UB2和Isoll,2的新的值可以包含在用于过载运行模式的参数组中。公差带极限OB1距UB1以及OB2距UB2的间距在此在过载运行模式中保持不变，使得在正常运行模式中的平均切换频率fsw1对应于在过载运行模式中的平均切换频率fsw2。
由此，变流器系统在过载运行模式中产生更高的输出电流I过载。所述输出电流然而仅在预定的最大过载时长之内被允许。附加地或替选地，也在过载运行模式中在短时间段之内允许用于变流器系统的更高的温度极限。这在图4中未图示。
据此，在预期更高的功率需求时或在外部信号对此提出要求时，变流器系统可以在过载运行模式中运行。由此，可以暂时地预设或设定提高的功率输出期望值。在不需要提高的功率时还可行的是，允许在过载运行模式中的至少一个提高的温度极限，而在此不降低平均切换频率。已知的时，这种功率过高在其为暂时出现的情况下可以被允许。
在图5中同样根据图表A、B和C图解说明在时间点t1出现过载情形时的变流器系统的表现。在此，图表A图解说明变流器系统在过载情形下关于最大额定功率PN,max的功率输出表现，变流器系统在持续运行中可以馈入所述最大额定功率。
如果在时间点t1探测到过载情形，那么根据提出的解决方案可以将更高的额定功率P馈入到供电网中，其方式为：将频率降低50％并且将不那么理想的正弦形的电流馈入到供电网中。平均切换频率fsw在时间点t1的频率降低在此在图表B中以曲线部段OL2图解说明。附加地或替选地，平均切换频率fsw可以保持恒定，这在图表B中由曲线部段OL1示出，并且仍馈入提高的功率，这在图表A中通过曲线部段OL1图解说明。对此，在图表A中曲线部段OL2仅图解说明功率P的不变的变化曲线作为导向。
在图表A中用OL1表明如下可能性：由于较少的切换损耗使用降低的切换频率，以便可以暂时地输出提高的功率。在示出的实施例中，例如，通过变流器系统在过载运行中产生输出电流的相对于正常运行模式提高的有效值。这然而具有如下结果：变流器系统或变流器系统的导电部件被热加热。这在图表C中图解说明。
为了简化，在图表C中示出理想化的温度变化曲线TM。例如假设，在直至t1的时间段内，输出的热功率对应于在变流器系统的部件中产生的热功率，进而存在恒定的变化曲线。在此，温度TM优选在一个或多个部件处确定，在所述部件处在过载情形中可能最快地构成过热部。现在如果在时间点t1在过载情形中提高输出的功率，那么因此在所述假设下产生比经由设置的冷却段或冷却体可以输出的更多的热能。这具有如下结果，从在时间点t1出现过载情形起，造成在变流器系统中的部件的温度升高。
在图表C中在y轴上示出三个温度极限，其中温度极限T1,rel涉及在正常运行模式中的相对温度极限，温度极限T2,max是在过载运行中的最大温度极限，并且温度Tkrit对应于临界的且绝对的最大温度，其中变流器系统的部件被热破坏。如果测量的温度值TM通过提高的功率馈入现在超过温度极限T1,rel，那么在变流器系统的部件处或部件中可能已经出现老化现象(退化)。由此，在T1,rel至T2,max的温度范围内，变流器系统处于期望的过高温度中。
此外，在图5C中表明温度时间面积AT，所述温度时间面积可以作为过载历史在适合的存储介质中描绘和存储，以便可以推断出过载的频率以及部件的热负荷变化。
以类似的方式可以将输出电流的平方iA 2关于时间积分，并且积分，即在这种iA 2曲线下方关于时间的面积，那么必须保持低于极限值。

Claims (18)

1.一种用于运行风能设施(100)的变流器系统的方法，所述风能设施用于在电网连接点(118)处与供电网(120)交换电功率，所述方法包括如下步骤：
-在正常运行模式中运行所述变流器系统；
-检测涉及所述变流器系统的过载情形；
-在检测到过载情形时，将所述变流器系统转换到过载运行模式中，并且随后
-在所述过载运行模式中运行所述变流器系统，
其中在所述变流器系统的所述过载运行模式中，相对于所述正常运行模式降低用于产生输出电流的平均切换频率(fsw)，并且
在所述变流器系统的所述过载运行模式中，在预定的最大过载时长之内允许在所述变流器系统处的更高的负荷，即提高的温度，并且
在预定的所述最大过载时长之内降低所述平均切换频率(fsw)，其中与所述变流器系统的热的预负荷相关地或与所述变流器系统的部件的热的预负荷相关地，规定所述最大过载时长。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
-在所述变流器系统的所述过载运行模式中，在预定的所述最大过载时长之内还允许提高的输出电流，和/或
-此外与i2t值相关地规定所述最大过载时长。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
借助于电流测量和/或借助于温度测量和/或电压测量进行过载情形的检测，其中所述电流测量优选在所述变流器系统的输出端处进行，并且其中所述温度优选在冷却体处和/或在所述变流器系统的导电部件处进行，并且其中所述电压测量优选在所述变流器系统的中间回路处和/或在所述供电网(120)处和/或在电厂网络(114)中进行。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
与如下列表中的至少一个判据相关地在所述正常运行模式和所述过载运行模式之间切换：
-超过在所述变流器系统的导电部件处规定的极限温度值；
-超过在所述变流器系统的输出端处规定的极限电流；
-超过在所述变流器系统中规定的极限电压；
-超过在所述供电网中的规定的电压范围，如果所述变流器系统在所述正常运行模式中在所述电压范围之内运行；
-超过在所述供电网中的电压的规定的频率范围，如果所述变流器系统在所述正常运行模式中在所述频率范围之内运行；
-通过外部信号要求进行更高的功率输出。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
在达到最大过载时长或所述最大过载时长时，进行所述变流器系统的电流限制。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
在不再识别到所述过载情形时，从所述过载运行模式切换回到所述正常运行模式中。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
根据所述变流器系统的所述热的预负荷来规定所述最大过载时长，其中根据在检测到的过载情形的时间点的所述变流器系统的部件的运行温度和/或根据关于所述变流器系统的额定输出电流的百分比的输出电流值，确定所述热的预负荷。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述变流器系统在所述过载运行模式中在降低的切换频率下以提高的功率输出运行，以便能够实现在过载情形下暂时提高的功率输出。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述变流器系统在所述过载运行模式中在降低的切换频率下以保持不变的功率输出运行，以便减少在所述变流器系统中的切换损耗。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述变流器系统
-具有第一参数组，所述第一参数组包括在所述正常运行模式中的所述变流器系统的部件的最大极限温度(T1,rel)和/或第一平均切换频率期望值(fsw,1)和/或第一功率输出期望值(Psoll,1)；并且
-具有第二参数组，所述第二参数组包括在所述过载运行模式中的所述变流器系统的部件的最大极限温度(T2,max)和/或第二平均切换频率期望值(fsw,2)和/或第二功率输出期望值(Psoll,2)，其中
在所述过载运行模式中的最大极限温度大于在所述正常运行模式中的最大极限温度，
在所述过载运行模式中的平均切换频率期望值小于在所述正常运行模式中的平均切换频率期望值，并且
所述第一功率输出期望值大于或等于所述第二功率输出期望值，并且其中
-在将所述变流器系统切换到所述过载运行模式中时，从所述第一参数组切换到所述第二参数组，以便所述变流器系统能够暂时地以更大的最大极限温度(T2,max)运行。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
绘制所述变流器系统处于所述过载运行模式中的时间，以便可以创建用于所述变流器系统的热过载历史，其中尤其将超温值关于时间积分得出过载积分值，其中所述超温描述所述变流器系统的部件的超过极限温度的温度值。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
将在所述过载运行中的频率与所述正常运行模式相比降低50％，优选降低75％，尤其降低90％。
13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述电流测量和电压测量也包含测量的电流的和测量的电压的频率测量和幅值测量。
14.一种用于在电网连接点(118)处与供电网(120)交换电功率的风能设施(100)，所述风能设施包括：
-变流器系统，用于产生电流和/或电压；
-控制装置，用于控制所述变流器系统，使得其在正常运行模式中运行；或在过载运行模式中运行；
-测量机构，用于检测涉及所述变流器系统的过载情形；和
-切换装置，用于在检测到过载情形时，在所述正常运行模式和所述过载运行模式之间切换，其中
所述控制装置配置用于，将所述变流器系统在所述过载运行模式中运行，使得用于产生输出电流的平均切换频率相对于所述正常运行模式降低，并且
在所述变流器系统的过载运行模式中，在预定的最大过载时长之内允许在所述变流器系统处的更高的负载，即提高的温度，并且
在预定的所述最大过载时长之内降低所述平均切换频率(fsw)，其中与所述变流器系统的热的预负荷相关地或与所述变流器系统的部件的热的预负荷相关地，规定所述最大过载时长。
15.根据权利要求14所述的风能设施，
其特征在于，
所述风能设施，尤其所述控制装置配置用于，执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。
16.根据权利要求14或15所述的风能设施，
其特征在于，
所述变流器系统由热稳定的功率晶体管构造，其中所述功率晶体管由半导体材料构成或者至少具有所述半导体材料，所述半导体材料选自如下列表：
-Si，
-SiC，
-GaN，和
-SiGE。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的风能设施，
其特征在于，所述变流器系统
-具有第一参数组，所述第一参数组包括在所述正常运行模式中的所述变流器系统的部件的最大极限温度(T1,rel)和/或第一平均切换频率期望值(fsw,1)和/或第一功率输出期望值(Psoll,1)；并且
-具有第二参数组，所述第二参数组包括在所述过载运行模式中的所述变流器系统的部件的最大极限温度(T2,max)和/或第二平均切换频率期望值(fsw,2)和/或第二功率输出期望值(Psoll,2)，其中
在所述过载运行模式中的最大极限温度(T2,max)大于在所述正常运行模式中的最大极限温度(T1,rel)，并且其中
在所述过载运行模式中的平均切换频率期望值(fsw,2)小于在所述正常运行模式中的平均切换频率期望值(fsw,1)，并且其中
所述第一功率输出期望值(Psoll,1)大于或等于所述第二功率输出期望值(Psoll,2)，并且其中
-所述风能设施，尤其所述控制装置和/或所述切换机构配置用于，在将所述变流器系统切换到所述过载运行模式中时，从所述第一参数组切换到所述第二参数组，以便所述变流器系统能够暂时地以更大的最大极限温度(T2,max)运行。
18.一种具有多个风能设施(100)的风电厂(112)，
其特征在于，
至少一个所述风能设施根据权利要求14至17中任一项构成。
CN201880029917.0A 2017-05-05 2018-05-03 具有可过载的变流器系统的风能设施 Active CN110603722B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017109728.7 2017-05-05
DE102017109728.7A DE102017109728A1 (de) 2017-05-05 2017-05-05 Windenergieanlage mit überlastfähigem Umrichtersystem
PCT/EP2018/061339 WO2018202772A1 (de) 2017-05-05 2018-05-03 Windenergieanlage mit überlastfähigem umrichtersystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110603722A true CN110603722A (zh) 2019-12-20
CN110603722B CN110603722B (zh) 2022-02-01

Family

ID=62116863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880029917.0A Active CN110603722B (zh) 2017-05-05 2018-05-03 具有可过载的变流器系统的风能设施

Country Status (11)

Country Link
US (1) US11309816B2 (zh)
EP (1) EP3619802B1 (zh)
JP (1) JP2020522215A (zh)
KR (1) KR20200003891A (zh)
CN (1) CN110603722B (zh)
BR (1) BR112019023134A2 (zh)
CA (1) CA3061836C (zh)
DE (1) DE102017109728A1 (zh)
DK (1) DK3619802T3 (zh)
RU (1) RU2725184C1 (zh)
WO (1) WO2018202772A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018028753A1 (en) * 2016-08-09 2018-02-15 Mhi Vestas Offshore Wind A/S Wind turbine control method and system
DE102017112491A1 (de) * 2017-06-07 2018-12-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Windparks
EP3692617A1 (en) * 2017-10-06 2020-08-12 Vestas Wind Systems A/S Method for operating a wind power facility
TWI713289B (zh) * 2019-07-05 2020-12-11 友達光電股份有限公司 負載控制系統及負載控制方法
EP3890136A1 (de) * 2020-03-30 2021-10-06 Wobben Properties GmbH Verfahren zum betreiben eines umrichters, insbesondere einer windenergieanlage
CN113357090B (zh) * 2021-06-28 2023-04-07 新疆金风科技股份有限公司 机舱总成以及风力发电机组

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100449904C (zh) * 2003-09-16 2009-01-07 通用电气公司 用于操作发电机的频率变换器的方法
CN104737430A (zh) * 2012-08-03 2015-06-24 Abb技术有限公司 峰值功率操作中的过载限制
CN105594113A (zh) * 2013-09-30 2016-05-18 株式会社日立产机系统 电力转换装置和控制方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0549298A (ja) 1991-08-06 1993-02-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｐｗｍインバータの制御方法
US5345375A (en) 1991-12-16 1994-09-06 Regents Of The University Of Minnesota System and method for reducing harmonic currents by current injection
JPH066978A (ja) 1992-06-17 1994-01-14 Meidensha Corp 電力変換装置
DE19908124C2 (de) 1999-02-25 2003-04-30 Aloys Wobben Wechselrichter ohne Oberschwingungen
FR2802019B1 (fr) 1999-12-06 2002-01-18 Schneider Electric Ind Sa Relais de protection thermique
JP2007020262A (ja) 2005-07-06 2007-01-25 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 電力変換装置
DE102006027465A1 (de) 2006-06-12 2007-12-13 Woodward Seg Gmbh & Co. Kg Strombegrenzung für eine doppeltgespeiste Asynchronmaschine
DE102008003299B4 (de) * 2008-01-07 2016-06-09 Woodward Kempen Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
WO2010079235A2 (en) * 2009-01-12 2010-07-15 Vestas Wind Systems A/S Load dependent converter switching frequency
US8222882B2 (en) 2009-01-30 2012-07-17 Power Integrations, Inc. Power supply controller with input voltage compensation for efficiency and maximum power output
CN102835018B (zh) * 2010-03-23 2015-12-02 Abb技术有限公司 电压源转换器和用于其故障处理的方法
JP5410379B2 (ja) 2010-07-22 2014-02-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
CN102810875B (zh) 2011-05-30 2014-10-22 通用电气公司 使用变流器进行能量转换的系统及其运作方法
JP6016720B2 (ja) 2013-06-27 2016-10-26 三菱電機株式会社 電力変換装置および電力変換方法
CN104578821A (zh) * 2015-01-29 2015-04-29 深圳市禾望电气股份有限公司 调整风电变流器开关频率的方法及装置
RU2653361C1 (ru) * 2017-07-10 2018-05-08 Общество С Ограниченной Ответственностью "Форпик Стандарт Сервис" Способ автоматической разгрузки электроэнергетической системы с параллельно работающими генераторными агрегатами

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100449904C (zh) * 2003-09-16 2009-01-07 通用电气公司 用于操作发电机的频率变换器的方法
CN104737430A (zh) * 2012-08-03 2015-06-24 Abb技术有限公司 峰值功率操作中的过载限制
CN105594113A (zh) * 2013-09-30 2016-05-18 株式会社日立产机系统 电力转换装置和控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
DK3619802T3 (da) 2021-09-06
BR112019023134A2 (pt) 2020-05-26
EP3619802B1 (de) 2021-07-07
CA3061836C (en) 2023-03-28
RU2725184C1 (ru) 2020-06-30
US20200059178A1 (en) 2020-02-20
WO2018202772A1 (de) 2018-11-08
KR20200003891A (ko) 2020-01-10
CN110603722B (zh) 2022-02-01
US11309816B2 (en) 2022-04-19
CA3061836A1 (en) 2019-11-22
EP3619802A1 (de) 2020-03-11
JP2020522215A (ja) 2020-07-27
DE102017109728A1 (de) 2018-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110603722B (zh) 具有可过载的变流器系统的风能设施
DK2266178T3 (en) WINDMILL WITH CONNECTING PROTECTION DEVICE
EP1499009B1 (en) Control and protection of a doubly-fed induction generator system
US11233400B2 (en) Balancing reactive current between a DFIG stator and a grid-side inverter
US9812967B2 (en) Inrush current limiting method based on buck+boost topology
US9000734B2 (en) Method and arrangement for operating a wind turbine converter
CN113826318B (zh) 用于风力涡轮机中的转子侧变流器的控制系统和方法
EP3729589B1 (en) Adaptive active power control in renewable energy power plants
CN111466073B (zh) 一种运行多个斩波电路的方法
US12047027B2 (en) Method of protecting a converter of a wind turbine and protection system
US9787174B2 (en) Chopper-boosted converter for wind turbines
US11705737B2 (en) Method for feeding in electrical power by means of a wind power installation
KR102588198B1 (ko) 풍력 터빈 피치 캐비닛 온도 제어 시스템
RU2550154C2 (ru) Способ управления переключателем ответвлений под нагрузкой для цепи силового возбуждения, соответствующий блок и цепь силового возбуждения, содержащая такой блок
CN114946112A (zh) 用于三相桥式电路的相分离过流保护的方法
US12129834B2 (en) Wind turbine auxiliary power system
CN114026763A (zh) 用于优化风电场的有功功率馈入的方法
US20230374973A1 (en) Wind turbine auxiliary power system
CN116848746A (zh) 用于控制电网和风力发电厂之间的无功功率交换的方法
CN114552629A (zh) 用于将电功率馈入到供电网中的方法和电网控制装置

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