CN111066216B - 为双馈感应发电机风力涡轮系统分配无功功率产量 - Google Patents

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Abstract

提供用于在双馈感应发电机(DFIG)风力涡轮系统中分配无功功率产量的系统和方法，该双馈感应发电机(DFIG)风力涡轮系统包括DFIG和功率转换器，该功率转换器包括线路侧转换器和转子侧转换器。方法可包括：获得无功功率产量需求，获得关于DFIG和线路侧转换器的一个或多个操作参数，以及至少部分地基于该一个或多个操作参数来确定优先比。优先比可为DFIG与线路侧转换器之间无功功率产量的比率。方法还可包括至少部分地基于无功功率产量需求和优先比来控制DFIG和线路侧转换器，使得来自DFIG和线路侧转换器的组合无功功率产量满足无功功率产量需求。

Description

为双馈感应发电机风力涡轮系统分配无功功率产量
技术领域
本公开内容大体上涉及风力涡轮功率系统，且更特别地涉及用于为双馈感应发电机风力涡轮系统分配无功功率产量的系统和方法。
背景技术
风力涡轮功率系统，诸如双馈感应发电机(DFIG)风力涡轮系统，通常包括功率转换器。例如，DFIG风力涡轮系统可包括带有AC-DC-AC拓扑的功率转换器，其中转子侧转换器将来自转子的AC功率转换成DC总线处的DC功率，且线路侧转换器将来自DC总线的DC功率转换成适合于电网的AC功率。因此，由DFIG生成的功率可经由两条路径提供至电网。例如，DFIG的定子可同步连接到电网，而由DFIG的转子生成的功率可经由功率转换器提供至网。
DFIG可配置成提供有功功率(按瓦特测量)和无功功率(按VAR测量)两者。例如，通过控制转子侧转换器的开关周期，可控制由定子生成的有功和无功功率。类似地，通过控制线路侧转换器的开关周期，可控制由转子生成的有功和无功功率。因此，可控制由DFIG风力涡轮系统生成的无功功率的组合量来满足无功功率产量需求，诸如由公用事业公司的调度控制系统设定的无功功率产量需求。
在典型的配置中，DFIG的定子可配置成为系统供应无功功率，除非定子耗尽电流裕度，在该情况下线路侧转换器可用来帮助产生无功功率以满足无功功率产量需求。然而，在此类配置中，与线路侧转换器相比，定子可经受增加的应激(stress)。例如，定子可经受增加的电流、温度、损耗或可减小DFIG的效率和操作寿命的其它应激。这些增加的应激可引起DFIG以较快速率用坏，增加更换成本且降低系统可用性和可靠性。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明来学习。
本公开内容的一个示例性方面涉及一种用于在双馈感应发电机(DFIG)风力涡轮系统中分配无功功率产量的控制方法。DFIG风力涡轮系统可包括DFIG和功率转换器。功率转换器可包括线路侧转换器和转子侧转换器。控制方法可包括通过包括一个或多个处理器以及一个或多个存储器装置的控制装置来获得对于DFIG风力涡轮系统的无功功率产量需求。控制方法还可包括通过控制装置获得关于DFIG和线路侧转换器的一个或多个操作参数。该一个或多个操作参数可为DFIG电流、DFIG电压、线路侧转换器电流、线路侧转换器电压、有功功率测量值、无功功率测量值、电流相角和DFIG旋转速度中的一个或多个。控制方法还可包括至少部分地基于该一个或多个操作参数来确定关于DFIG和线路侧转换器的一个或多个应激因子。每个应激因子可指示线路侧转换器或DFIG上的应激。控制方法还可包括通过控制装置至少部分地基于关于DFIG和线路侧转换器的该一个或多个应激因子来确定优先比。优先比可为DFIG与线路侧转换器之间无功功率产量的比率。控制方法还可包括通过控制装置至少部分地基于无功功率产量需求和优先比来控制DFIG和线路侧转换器。由于控制DFIG和线路侧转换器，来自DFIG和线路侧转换器的组合无功功率产量满足无功功率产量需求。
本公开内容的另一示例性方面涉及一种用于双馈感应发电机(DFIG)风力涡轮系统的控制系统。DFIG风力涡轮系统可包括DFIG和功率转换器。功率转换器可包括线路侧转换器和转子侧转换器。控制系统可包括一个或多个处理器以及一个或多个存储器装置。控制系统可配置成执行操作。操作可包括获得对于DFIG风力涡轮系统的无功功率产量需求。操作还可包括获得关于DFIG和线路侧转换器的一个或多个操作参数。该一个或多个操作参数可为DFIG电流、DFIG电压、线路侧转换器电流、线路侧转换器电压、有功功率测量值、无功功率测量值、电流相角或DFIG旋转速度中的一个或多个。操作还可包括至少部分地基于该一个或多个操作参数来确定关于DFIG和线路侧转换器的一个或多个应激因子。每个应激因子可指示线路侧转换器或DFIG上的应激。操作还可包括至少部分地基于关于DFIG和线路侧转换器的该一个或多个应激因子来确定优先比。优先比可为DFIG与线路侧转换器之间无功功率产量的比率。操作还可包括至少部分地基于无功功率产量需求和优先比来控制DFIG和线路侧转换器中的每个。由于控制DFIG和线路侧转换器，来自DFIG和线路侧转换器的组合无功功率产量可满足无功功率产量需求。
本公开内容的又一示例性方面涉及一种双馈感应发电机(DFIG)风力涡轮系统。DFIG风力涡轮系统可包括：DFIG，其包括转子和定子；转子总线，其联接到转子；定子总线，其联接到定子；以及功率转换器，其联接到转子总线和线路侧总线。功率转换器可包括转子侧转换器和线路侧转换器。DFIG风力涡轮系统还可包括控制系统，该控制系统包括一个或多个处理器以及一个或多个存储器装置。控制系统可配置成执行操作。操作可包括获得对于DFIG风力涡轮系统的无功功率产量需求。操作还可包括获得关于DFIG和线路侧转换器的相应电流操作参数。操作还可包括至少部分地基于关于DFIG和线路侧转换器的相应电流操作参数来确定优先比。优先比可为DFIG与线路侧转换器之间无功功率产量的比率。操作还可包括至少部分地基于无功功率产量需求和优先比来控制DFIG和线路侧转换器中的每个。由于控制DFIG和线路侧转换器，来自DFIG和线路侧转换器的组合无功功率产量可满足无功功率产量需求。
可对本公开内容的这些示例性实施例作出变型和修改。
参照以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在该说明书中且构成该说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，且连同描述一起用来解释本发明的原理。
附图说明
针对本领域普通技术人员的本发明的完整且开放(enabling)的公开内容(包括其最佳模式)在参照附图的说明书中阐述，在附图中：
图1描绘根据本公开内容的示例性方面的示例性DFIG风力涡轮系统；
图2描绘根据本公开内容的示例性方面的示例性DFIG风力涡轮系统；
图3描绘根据本公开内容的示例性方面的示例性方法；
图4描绘根据本公开内容的示例性方面的示例性方法；以及
图5描绘根据本公开内容的示例性方面的示例性控制装置。
具体实施方式
现在将详细地参照本发明的实施例，其一个或多个示例在图中示出。每个示例提供作为本发明的解释，不是本发明的限制。实际上，对本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中作出各种修改和变型。例如，示出或描述为一个实施例的部分的特征可与另一实施例使用，以产生更进一步的实施例。因此，意图的是，本发明覆盖如落入所附权利要求书和其等同物的范围内的此类修改和变型。
大体上，本公开内容的示例性方面涉及在DFIG风力涡轮系统中分配无功功率产量的系统和方法。更特别地，DFIG风力涡轮系统可包括带有转子和定子的DFIG。定子可同步连接到电网，且转子可连接到功率转换器。功率转换器可包括转子侧转换器和线路侧转换器。由DFIG的转子生成的功率可经由功率转换器提供至电网。DFIG和线路侧转换器可用来生成无功功率，且因而为DFIG风力涡轮系统中的两个主要无功功率源。如本文中使用的，用语“无功功率源”是指DFIG或线路侧转换器。
控制方法可包括通过包括一个或多个处理器以及一个或多个存储器装置的控制装置来获得对于DFIG风力涡轮系统的无功功率产量需求。例如，无功功率产量需求可为从控制系统(诸如公用事业公司的外部调度系统)接收的无功功率产量设定点。例如，可调度DFIG风力涡轮系统以提供无功功率，以便支持电网。控制装置可配置成通过例如从控制系统接收指示无功功率产量需求的命令来接收无功功率产量需求。
方法还可包括通过控制装置获得关于DFIG风力涡轮系统的一个或多个操作参数。例如，控制装置可操作地连接到一个或多个传感器，诸如一个或多个电压、电流、功率、温度或DFIG旋转速度传感器，且可配置成接收指示DFIG风力涡轮系统的一个或多个操作参数的测量值。例如，在一些实施方式中，控制装置可配置成获得关于DFIG和线路侧转换器的相应电流操作参数。在一些实施方式中，控制装置可配置成获得DFIG温度、DFIG电压、线路侧转换器温度、线路侧转换器电压、有功功率测量值、无功功率测量值、电流相角或DFIG旋转速度中的一个或多个。在一些实施方式中，控制装置可配置成基于从一个或多个传感器获得的一个或多个操作参数来确定一个或多个操作参数。例如，在一些实施方式中，控制装置可配置成基于一个或多个电流、电压和相角测量值来确定无功功率源的有功功率或无功功率输出。
方法还可包括通过控制装置至少部分地基于关于无功功率源(即，DFIG和线路侧转换器)的该一个或多个操作参数来确定优先比。优先比可为DFIG与线路侧转换器之间无功功率产量的比率。如本文中使用的，用语“优先比”是指DFIG与线路侧转换器之间无功功率产量的比率。优先比可以以多种方式表示，诸如百分比、每单元值、无功功率产量划分(例如，DFIG的X无功功率到线路侧转换器的Y无功功率)，或指示在DFIG与线路侧转换器之间分配无功功率产量的其它比率。
在一些实施方式中，控制装置可至少部分地基于DFIG和线路侧转换器的电流操作参数来确定应激因子，诸如电流因子、能力因子、损耗因子、寿命因子或其它应激因子。如本文中使用的，用语“应激因子”是指指示线路侧转换器或DFIG上的操作应激的因子。应激因子可包括例如电流因子、损耗因子、无功功率能力因子、温度因子、寿命因子，或其它应激因子。
例如，在一些实施方式中，电流操作参数可用来确定电流因子，且然后该电流因子可用来确定优先比。电流操作参数例如可为单相中测量的电流值、多相系统(例如三相)中的RMS值、瞬时电流、一段时间内的平均电流，或其它电流操作参数。如本文中使用的，用语“电流因子”可指的是电流测量值，或电流测量值与一个或多个阈值(例如，电流极限)之间的电流容量。可至少部分地基于电流操作参数来确定电流因子，诸如，例如通过将电流操作参数与电流极限(例如，电流阈值)比较。例如，控制装置可通过例如确定无功功率源操作到与电流极限有多接近来确定关于无功功率源的电流因子。
在一些实施方式中，可至少部分地基于电流因子来确定优先比。例如，在一些实施方式中，电流因子可用来使来自离相应电流极限最远操作的无功功率源的无功功率产量以优先顺序排列。在一些实施方式中，如本文中描述的，电流因子可加权，且与其它因子在确定优先比中使用。
在一些实施方式中，一个或多个操作参数可用来通过确定一个或多个其它应激因子来确定优先比。例如，电流操作参数、电压操作参数、温度操作参数或其它操作参数可用来确定无功功率能力因子。如本文中使用的，用语“无功功率能力因子”是指产生无功功率的无功功率源的最大能力或高于当前无功功率产量水平的增量无功功率产量能力。例如，可将电流操作参数与电压操作参数一起使用以确定无功功率源在特定时间点所产生的有功功率和/或无功功率的量。使用查找表或实时计算，关于无功功率源的无功功率能力因子可通过控制装置基于由无功功率源产生的有功和/或无功功率的量来确定。在一些实施方式中，可进一步基于其它操作参数来确定无功功率能力因子，诸如无功功率源的操作温度、无功功率源的一个或多个电压或电流极限，或其它操作参数。
在一些实施方式中，可至少部分地基于无功功率能力因子来确定优先比。例如，在一些实施方式中，无功功率能力因子可用来使来自离其相应无功功率能力最远操作的无功功率源的无功功率产量以优先顺序排列。在一些实施方式中，无功功率源可已经以其相应的无功功率能力操作，且因此对于其它无功功率源可使所有额外的无功功率产量以优先顺序排列。在一些实施方式中，如本文中描述的，无功功率能力因子可加权，且与其它因子在确定优先比中使用。
在一些实施方式中，一个或多个操作参数可用来通过确定损耗因子来确定优先比。如本文中使用的，用语“损耗因子”是指在无功功率源中在一个或多个无功功率产量水平下发生或将要发生的损耗。例如，可确定关于线路侧转换器的损耗因子，以考虑到在一个或多个无功功率产量水平下转换器中的所有损耗，诸如转换器中开关装置的损耗。类似地，在一个或多个无功功率产量水平下，关于DFIG的损耗因子可考虑DFIG中的所有损耗，诸如电阻损耗和励磁损耗。可基于测量的操作参数(诸如电流、电压或其它操作参数)确定损耗因子。在一些实施方式中，损耗因子可从查找表或实时计算确定。
在一些实施方式中，可至少部分地基于损耗因子来确定优先比。例如，在一些实施方式中，损耗因子可用来使来自产生最小损耗的无功功率源的无功功率产量以优先顺序排列。在一些实施方式中，可分配无功功率产量以在无功功率源之间均匀地分布损耗。在一些实施方式中，可分配无功功率产量以产生对于DFIG风力涡轮系统的最小损耗。在一些实施方式中，如本文中描述的，损耗因子可加权，且与其它因子在确定优先比中使用。
在一些实施方式中，一个或多个操作参数可用来通过确定温度因子来确定优先比。如本文中使用的，用语“温度因子”是指无功功率源上的温度应激。例如，可确定关于线路侧转换器的温度因子以考虑线路侧转换器上的应激，诸如当操作温度可引起绝缘材料退化或由于操作温度升高造成的电阻损耗增加时。类似地，关于DFIG的温度因子可解决DFIG中的温度应激，诸如由于发电机绕组中温度过高可发生的降额。在一些实施方式中，温度因子可指温度测量值，或指温度测量值与一个或多个阈值(例如温度极限)之间的温度容量。温度因子可基于测量的操作参数(诸如电流、电压或其它操作参数)来确定。在一些实施方式中，温度因子可从查找表或实时计算确定。
在一些实施方式中，可至少部分地基于温度因子来确定优先比。例如，在一些实施方式中，温度因子可用来使来自离温度极限最远操作的无功功率源的无功功率产量以优先顺序排列。在一些实施方式中，可分配无功功率产量以在无功功率源之间均匀地分布温度应激。在一些实施方式中，可分配无功功率产量以产生对于DFIG风力涡轮系统的最小温度应激。在一些实施方式中，如本文中描述的，温度因子可加权，且与其它因子在确定优先比中使用。
在一些实施方式中，一个或多个操作参数可用来通过确定寿命因子来确定优先比。如本文中使用的，用语“寿命因子”是指无功功率源的预期操作寿命。例如，可确定线路侧转换器的寿命因子，以考虑应激对线路侧转换器的操作寿命的影响，诸如接近或超过温度、电压、电流或线路侧转换器其它操作约束的影响。类似地，关于DFIG的寿命因子可考虑应激对DFIG操作寿命的影响，诸如，可由在各种电流、温度或电压约束附近或以上操作引起的损坏。寿命因子可基于测得的操作参数(诸如电流、电压或其它操作参数)以及在某些情况下基于无功功率源的操作历史来确定。在一些实施方式中，寿命因子可从查找表或实时计算确定。
在一些实施方式中，优先比可至少部分地基于寿命因子来确定。例如，在一些实施方式中，可使无功功率产量以优先顺序排列，以延长无功功率源的操作寿命。在一些实施方式中，对于其中寿命因子指示最长预期操作寿命的无功功率源可使无功功率产量以优先顺序排列。例如，基于两个无功功率源的寿命因子之间的比较，对于预期具有最长操作寿命的无功功率源可使无功功率产量以优先顺序排列。在一些实施方式中，无功功率产量可分配至无功功率源，以便基于更换成本使无功功率产量以优先顺序排列。例如，在一些实施方式中，可以更便宜的更换成本将无功功率产量分配至无功功率源。在一些实施方式中，如本文中描述的，寿命因子可加权，且与其它因子在确定优先比中使用。
在一些实施方式中，可确定对于用来确定优先比的多个应激因子中的每个应激因子的加权因子。加权因子可为例如相对于一个或多个其它应激因子加权应激因子的因子。例如，加权因子可按每单元、百分比、比率或其它加权值来表示。在一些实施方式中，加权因子可从查找表、实时计算或用户输入来确定。在一些实施方式中，加权因子可至少部分地基于一个或多个操作参数从查找表确定。
在一些实施方式中，优先比可至少部分地基于对于相应应激因子的加权因子来确定。例如，用户可决定使无功功率分配以优先顺序排列，以便最大限度地减小损耗，同时仍考虑温度应激。在此类情况下，用户可将第一加权因子(例如60%)分配给损耗因子，且将第二加权因子(例如40%)分配给温度因子。然后可基于通过第一加权因子对损耗因子的加权和通过第二加权因子对温度因子的加权来确定优先比。
方法还可包括通过控制装置至少部分地基于无功功率产量需求和优先比来控制DFIG和线路侧转换器。例如，可控制DFIG和线路侧转换器，使得来自DFIG和线路侧转换器的组合无功功率产量满足无功功率产量需求。如本文中使用的，当由DFIG和线路侧转换器产生的组合无功功率产量至少是无功功率产量需求时，来自DFIG和线路侧转换器的组合的无功功率产量“满足”无功功率产量需求。换句话说，组合的无功功率产量需求可等于无功功率产量需求，或组合的无功功率产量可超过无功功率产量需求。在一些实施方式中，至少部分地基于无功功率产量需求和优先比来控制DFIG和线路侧转换器可包括控制线路侧转换器和转子侧转换器的开关周期。例如，可控制线路侧转换器从线路侧转换器生成无功功率，同时可控制转子侧转换器在DFIG中生成无功功率。
以此方式，根据本公开内容的示例性方面的系统和方法可具有允许至少部分地基于一个或多个操作参数(诸如电流、电压或其它操作参数)在DFIG风力涡轮系统的DFIG与线路侧转换器之间分配无功功率产量的技术效果。此外，根据本公开内容的示例性方面的系统和方法可允许满足对于DFIG风力涡轮系统的无功功率产量需求，同时考虑到各种应激因子，诸如温度、电流、损耗、无功功率能力和寿命因子。这可帮助延长DFIG风力涡轮系统中一个或多个构件的操作寿命，从而增加系统的可靠性和可用性。
现在参照附图，现在将详细论述本公开内容的示例性实施例。图1描绘示例性的风力双馈感应发电机(DFIG)风力涡轮系统100。为说明和论述的目的，参照图1的DFIG风力涡轮系统100来论述本公开内容的示例性方面。使用本文中提供的公开内容的本领域普通技术人员应理解，本公开内容的示例性方面也可应用于其它功率系统，诸如同步、异步、永磁和全功率转换风力涡轮、太阳能、燃气涡轮或其它适合的功率生成系统。
在示例性系统100中，旋转构件106包括联接到旋转毂110的多个转子叶片108。旋转构件106联接到可选的齿轮箱118，齿轮箱118继而联接到发电机120。根据本公开内容的方面，发电机120是双馈感应发电机(DFIG)120。
DFIG 120可包括转子和定子。DFIG 120典型地经由转子总线156联接到定子总线154和功率转换器162。定子总线154提供来自DFIG 120的定子的输出多相功率(例如，三相功率)，而转子总线156提供DFIG 120的转子的输出多相功率(例如，三相功率)。参照功率转换器162，DFIG 120经由转子总线156联接到转子侧转换器166。转子侧转换器166联接到线路侧转换器168，线路侧转换器168继而联接到线路侧总线188。
在示例性配置中，转子侧转换器166和线路侧转换器168配置成使用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或类似开关元件的三相脉宽调制(PWM)布置中的正常操作模式。转子侧转换器166和线路侧转换器168可经由DC链路136联接，在该DC链路上跨接有DC链路电容器138。在实施例中，变压器178(诸如三绕组变压器)可联接到线路总线188、定子总线154和系统总线160。变压器178可将来自线路总线188和定子总线154的电力的电压转换成适合于经由系统总线160提供至电网184的电压。
功率转换系统162可联接到控制装置174以控制转子侧转换器166和线路侧转换器168的操作。应注意，在典型的实施例中，控制装置174配置成功率转换系统162和控制系统176之间的接口。在一种实施方式中，控制装置174可包括执行存储在计算机可读介质中的计算机可读指令的处理装置(例如，微处理器、微控制器等)。指令在由处理装置执行时可引起处理装置执行操作，包括向功率转换器162的开关元件和风力涡轮系统100的其它方面提供控制命令(例如，脉冲宽度调制命令)。
在操作中，通过旋转构件106的旋转在DFIG 120处生成的交流功率经由双路径提供至电网184。双路径由定子总线154和转子总线156限定。在转子总线侧156上，正弦多相(例如，三相)交流(AC)功率提供至功率转换器162。转子侧功率转换器166将从转子总线156提供的AC功率转换成直流(DC)功率，并将DC功率提供至DC链路136。在转子侧功率转换器166的桥接电路中使用的开关元件(即，IGBT)可调制成将从转子总线156提供的AC功率转换成适合于DC链路136的DC功率。
线路侧转换器168将DC链路136上的DC功率转换成适合于电网184的AC输出功率，诸如与电网184同步的AC功率，其可在提供至电网184之前由变压器178转换。特别地，在线路侧功率转换器168的桥接电路中使用的开关元件(例如，IGBT)可调节成将DC链路136上的DC功率转换成线路侧总线188上的AC功率。来自功率转换器162的AC功率可与来自DFIG 120的定子的功率组合，以提供具有基本保持在电网184频率(例如，50Hz/60Hz)下的频率的多相功率(例如，三相功率)。
功率转换器162可从例如控制系统174接收控制信号。控制信号尤其可基于风力涡轮系统100的感测条件或操作特性。典型地，控制信号提供功率转换器162的操作的控制。例如，DFIG 120的感测速度形式的反馈可用来控制来自转子总线156的输出功率的转换，以保持合适且平衡的多相(例如，三相)功率供应。来自其它传感器的其它反馈也可由控制器174用来控制功率转换器162，包括例如定子和转子总线电压和电流反馈。使用各种形式的反馈信息，可生成开关控制信号(例如，IGBT的门定时命令)、定子同步控制信号和断路器信号。
在一些实施方式中，可控制功率转换器162以产生无功功率以便满足无功功率产量需求。例如，外部控制系统190可配置成向控制系统176和/或控制装置174提供无功功率产量需求信号。外部控制系统190可为例如用户界面，用户可在其中输入无功功率产量需求，或可为配置成调度一个或多个功率生成源的控制系统，诸如公用事业公司的调度系统。无功功率产量需求可为例如DFIG风力涡轮系统100的无功功率产量设定点。
控制系统176和/或控制装置174可一起控制功率转换器162以根据无功功率产量需求来产生无功功率。例如，控制系统176和/或控制装置174可控制线路侧转换器168的开关周期，以便产生无功功率。例如，控制系统176和/或控制装置174可控制线路侧转换器168的开关行为，使得来自线路侧转换器168的电流与电网184的正弦电压同相或异相，以便于产生或吸收无功功率。类似地，控制系统176和/或控制装置174可控制转子侧转换器166的开关周期，以便从DFIG 120产生或吸收无功功率。
各种断路器和开关，诸如线路总线断路器186、定子总线断路器158和网断路器182可包括在系统100中，以例如在电流过大且可能损坏风力涡轮系统100的构件或出于其它操作考虑时连接或断开对应的总线。额外的保护构件也可包括在风力涡轮系统100中。
图2描绘根据本公开内容的额外的示例性方面的DFIG风力涡轮系统100的备选实施方式。与如图1中的元件相同或类似的元件以相同的参考标号指出。如示出的，在一些实施方式中，DFIG 120的定子可联接到定子总线154，该定子总线154可联接到线路总线188。来自功率转换器162的功率可与来自定子总线154的功率组合，并提供至联接到系统总线160的变压器178。在一些实施方式中，变压器178可为两绕组升压变压器或隔离变压器。系统总线160可联接到电网184。在一些实施方式中，多个DFIG风力涡轮系统100可成集群地联接在一起，且可在将电力提供至电网184之前将来自DFIG风力涡轮系统100的集群的电力提供至集群变压器(未示出)。
图3描绘用于在DFIG风力涡轮系统中分配无功功率产量的示例性方法(300)的流程图。方法(300)可通过控制装置和/或控制系统来实施，诸如图1中描绘的控制装置174或控制系统176或图5中描绘的控制装置/系统510。此外，图3出于说明和论述的目的描绘按特定顺序执行的步骤。本领域的普通技术人员使用本文中提供的公开内容将理解到，本文中公开的任何方法的各种步骤可以以各种方式改变、省略、重新排列和/或扩展，而不脱离本公开内容的范围。
在(302)处，方法(300)可包括获得对于DFIG风力涡轮系统的无功功率产量需求。例如，无功功率产量需求可为从诸如外部控制系统190(例如，公用事业调度控制系统)的控制系统接收的无功功率产量设定点。例如，可调度DFIG风力涡轮系统100以便提供无功功率，以便支持电网184。控制装置174可配置成通过例如从控制系统190接收指示无功功率产量需求的命令来接收无功功率产量需求。
在(304)处，方法(300)可包括获得关于DFIG和线路侧转换器的一个或多个操作参数。例如，控制装置174可操作地连接到一个或多个传感器，诸如一个或多个电压、电流、功率、温度或DFIG旋转速度传感器，且可配置成接收指示DFIG风力涡轮系统100的一个或多个操作参数的测量值。例如，在一些实施方式中，控制装置174可配置成获得关于DFIG 120和线路侧转换器168的相应电流操作参数。在一些实施方式中，控制装置174可配置成获得DFIG温度、DFIG电压、线路侧转换器温度、线路侧转换器电压、有功功率测量值、无功功率测量值、电流相角或DFIG旋转速度中的一个或多个。在一些实施方式中，控制装置174可配置成基于从一个或多个传感器获得的一个或多个操作参数来确定一个或多个操作参数。例如，在一些实施方式中，控制装置174可配置成基于一个或多个电流、电压和相角测量值来确定无功功率源的有功功率或无功功率输出。
在(306)处，方法(300)可包括基于该一个或多个操作参数来确定优先比。例如，在一些实施方式中，优先比可至少部分地基于DFIG 120和线路侧转换器168的相应电流操作参数。例如，控制装置174可从第一传感器接收电流操作参数，该第一传感器配置成获得对于DFIG 120的电流操作参数测量值，诸如DFIG 120的绕组中的电流。类似地，第二传感器可配置成获得对于线路侧转换器168的电流操作参数测量值，诸如通过测量线路侧转换器168的桥接电路中的电流或线路侧转换器168到线路侧总线188的输出。在一些实施方式中，关于DFIG 120和线路侧转换器168的相应电流操作参数可用来确定优先比，诸如通过将电流操作参数与一个或多个阈值比较，以及基于相应电流操作参数是满足还是超过该一个或多个阈值来分配无功功率产量。在一些实施方式中，相应电流操作参数可用来确定一个或多个其它操作参数。例如，电流操作参数可与其它操作参数(例如，电压参数、相角、DFIG发电机旋转速度)和已知关系使用，以确定一个或多个其它操作参数，诸如有功功率参数、无功功率参数、损耗参数、温度参数等。在一些实施方式中，电流操作参数可用来确定第二操作参数，且优先比可至少部分地基于第二操作参数。
在一些实施方式中，优先比可至少部分地基于一个或多个应激因子(即，指示线路侧转换器168或DFIG 120上的应激的因子)。例如，在(308)处，方法(300)可包括至少部分地基于该一个或多个操作参数来确定一个或多个应激因子。例如，在一些实施方式中，电流操作参数可用来确定电流因子，且然后该电流因子可用来确定优先比。电流操作参数例如可为单相中测量的电流值、多相系统(例如三相)中的RMS值、瞬时电流、一段时间内的平均电流，或其它电流操作参数。可至少部分地基于电流操作参数来确定电流因子，诸如，例如通过将电流操作参数与电流极限比较来确定。例如，控制装置174可通过例如确定无功功率源操作到与电流极限有多接近来确定关于无功功率源的电流因子。
在一些实施方式中，可至少部分地基于电流因子来确定优先比。例如，在一些实施方式中，控制装置174可使用电流因子来使来自离电流极限(例如，一个或多个电流阈值)最远操作的无功功率源的无功功率产量以优先顺序排列。
在一些实施方式中，优先比可至少部分地基于无功功率能力因子。例如，控制装置174可使用电流操作参数、电压操作参数、温度操作参数或其它操作参数来确定无功功率能力因子(即，无功功率源产生无功功率的最大能力)。例如，可将电流操作参数与电压操作参数一起使用以确定无功功率源在特定时间点所产生的有功功率和/或无功功率的量。使用查找表或实时计算，关于无功功率源的无功功率能力因子可通过控制装置174基于由无功功率源产生的有功和/或无功功率的量来确定。在一些实施方式中，无功功率能力因子可进一步基于其它参数来确定，诸如构件的操作温度、构件的一个或多个电压或电流极限，或其它操作参数。
在一些实施方式中，控制装置174可至少部分地基于无功功率能力因子来确定优先比。例如，在一些实施方式中，无功功率能力因子可用来使来自离其相应无功功率能力最远操作的无功功率源的无功功率产量以优先顺序排列。在一些实施方式中，无功功率源可已经以其相应的无功功率能力操作，且因此对于其它无功功率源可使所有额外的无功功率产量以优先顺序排列。
在一些实施方式中，控制装置174可使用一个或多个操作参数来通过确定损耗因子来确定优先比。损耗因子可对应于例如在无功功率源中出现的损耗。例如，可确定关于线路侧转换器168的损耗因子，以考虑线路侧转换器174中的所有损耗，诸如开关装置中的损耗。类似地，关于DFIG 120的损耗因子可考虑DFIG 120中的所有损耗，诸如电阻损耗和励磁损耗。损耗因子可基于该一个或多个操作参数(诸如电流、电压或其它操作参数)来确定。在一些实施方式中，损耗因子可从查找表或实时计算确定。
在一些实施方式中，控制装置174可至少部分地基于损耗因子来确定优先比。例如，在一些实施方式中，损耗因子可用来使来自产生最小损耗的无功功率源的无功功率产量以优先顺序排列。在一些实施方式中，可分配无功功率产量以在无功功率源之间均匀地分布损耗。在一些实施方式中，可分配无功功率产量以产生对于DFIG风力涡轮系统100的最小损耗。
在一些实施方式中，控制装置174可使用该一个或多个操作参数通过确定温度因子来确定优先比。温度因子可对应于例如无功功率源上的温度应激。例如，可确定关于线路侧转换器168的温度因子以考虑线路侧转换器168上的应激，诸如当操作温度可能引起绝缘材料退化或由于操作温度升高造成的电阻损耗增加时。类似地，DFIG 120的温度因子可解决DFIG 120中的温度应激，诸如可由于发电机绕组中过高温度来发生的降额。温度因子可基于测量的操作参数(诸如电流、电压或其它操作参数)来确定。在一些实施方式中，温度因子可从查找表或实时计算确定。
在一些实施方式中，控制装置174可至少部分地基于温度因子来确定优先比。例如，在一些实施方式中，温度因子可用来使来自离温度极限(例如，一个或多个温度阈值)最远操作的无功功率源的无功功率产量以优先顺序排列。在一些实施方式中，可分配无功功率产量以在无功功率源之间均匀地分布温度应激。在一些实施方式中，可分配无功功率产量以产生对于DFIG风力涡轮系统100的最小温度应激。
在一些实施方式中，控制装置174可使用一个或多个操作参数来通过确定寿命因子来确定优先比。寿命因子可对应于例如无功功率源的预期操作寿命。例如，可确定关于线路侧转换器168的寿命因子，以考虑应激对线路侧转换器168的操作寿命的影响，诸如接近或超过温度、电压、电流或线路侧转换器其它操作约束的影响。类似地，关于DFIG 120的寿命因子可说明应激对DFIG 120的操作寿命的影响，诸如可能因超出电流、温度或电压约束而引起的损坏。寿命因子可基于测得的操作参数(诸如电流、电压或其它操作参数)以及在某些情况下基于无功功率源的操作历史来确定。在一些实施方式中，寿命因子可从查找表或实时计算确定。
在一些实施方式中，控制装置174可至少部分地基于寿命因子来确定优先比。例如，在一些实施方式中，可使无功功率产量以优先顺序排列，以延长无功功率源的操作寿命。例如，控制装置174可配置成在第一组操作条件和无功功率分配下确定关于DFIG 120和线路侧转换器168的第一预期寿命因子。然后，控制装置174可配置成在第二组操作条件和无功功率分配下确定第二预期寿命因子。然后，控制装置174可根据所确定的寿命因子来选择具有延长线路侧转换器168或DFIG 120的预期操作寿命的无功功率分配的优先比。在一些实施方式中，对于其中寿命因子指示最长预期操作寿命的无功功率源可使无功功率产量以优先顺序排列。例如，控制装置174可确定关于DFIG 120和线路侧转换器168两者的寿命因子，且基于两个无功功率源的寿命因子之间的比较，对于预期具有最长操作寿命的无功功率源可使无功功率产量以优先顺序排列。在一些实施方式中，无功功率产量可分配至无功功率源，以便基于更换成本使无功功率产量以优先顺序排列。例如，在一些实施方式中，可以更便宜的更换成本将无功功率产量分配至无功功率源。
在一些实施方式中，优先比可基于多个应激因子。例如，控制装置174可计算关于每个无功功率源的无功功率能力因子。控制装置174然后可计算关于每个无功功率源的损耗因子。控制装置174然后可基于无功功率能力因子和损耗因子来确定优先比，例如，通过在无功功率源之间分配无功功率产量以最大限度地减小损耗或增加关于无功功率源中的一个的无功功率能力因子。
在一些实施方式中，优先比可至少部分地基于对于该一个或多个应激因子的一个或多个加权因子(即，对于每个应激因子与其它应激因子相比的相对权重)。例如，在(310)处，方法可包括确定对于该一个或多个应激因子的加权因子。加权因子可按每单元、百分比、比率或其它相对加权值来表示。在一些实施方式中，加权因子可从查找表、实时计算或用户输入来确定。在一些实施方式中，加权因子可至少部分地基于一个或多个操作参数从查找表确定。
在一些实施方式中，优先比可至少部分地基于对于相应应激因子的加权因子来确定。例如，用户可决定使无功功率分配以优先顺序排列，以便最大限度地减小损耗，同时仍考虑温度应激。在此类情况下，用户可将第一加权因子(例如60%)分配给损耗因子，且将第二加权因子(例如40%)分配给温度因子。然后可基于通过第一加权因子对损耗因子的加权和通过第二加权因子对温度因子的加权来确定优先比。
在(312)处，方法可包括至少部分地基于无功功率产量需求和优先比来控制DFIG和线路侧转换器。例如，控制装置174可控制DFIG 120和线路侧转换器168，使得来自DFIG120和线路侧转换器168的组合无功功率产量满足无功功率产量需求。在一些实施方式中，至少部分地基于无功功率产量需求和优先比来控制DFIG 120和线路侧转换器168可包括控制线路侧转换器168和转子侧转换器166的开关周期。例如，可控制线路侧转换器168从线路侧转换器168生成无功功率，同时可控制转子侧转换器166在DFIG 120中生成无功功率。
现在参照图4，描绘根据本公开内容的示例性实施例的用于操作风力涡轮系统的示例性方法(400)的流程图。方法(400)可通过控制装置和/或控制系统来实施，诸如图1中描绘的控制装置174或控制系统176或图5中描绘的控制装置/系统510。此外，图4出于说明和论述的目的描绘按特定顺序执行的步骤。本领域的普通技术人员使用本文中提供的公开内容将理解到，本文中公开的任何方法的各种步骤可以以各种方式改变、省略、重新排列和/或扩展，而不脱离本公开内容的范围。
在(402)处，方法(400)可包括获得对于DFIG风力涡轮系统的无功功率产量需求。例如，如本文中描述的，无功功率产量需求可为从控制系统(诸如外部控制系统190)接收的无功功率产量设定点。
在(404)处，方法(400)可包括获得关于DFIG和线路侧转换器的一个或多个操作参数。例如，控制装置174和/或控制系统176可操作地连接到一个或多个传感器，诸如一个或多个电压、电流、功率、温度或DFIG旋转速度传感器。如本文中描述的，控制装置174可配置成接收测量值，包括DFIG温度、DFIG电流、DFIG电压、线路侧转换器温度、线路侧转换器电流、线路侧转换器电压、有功功率测量值、无功功率测量值、电流相角和DFIG旋转速度。
在(406)处，方法(400)可包括确定关于DFIG和线路侧转换器的多个应激因子。例如，如本文中描述的，控制装置174和/或控制系统176可配置成至少部分地基于包括DFIG无功功率能力因子、DFIG损耗因子、DFIG寿命因子、DFIG电流因子、DFIG温度因子、线路侧转换器无功功率能力因子、线路侧转换器损耗因子、线路侧转换器寿命因子、线路侧转换器电流因子或线路侧转换器温度因子的多个操作参数来确定多个应激因子。在一些实施方式中，用户可确定在确定优先比时使用哪些应激因子。
在(408)处，方法(400)可包括确定对于多个应激因子中的每个应激因子的加权因子。例如，控制装置174和/或控制系统176可配置成确定对于在确定优先比中使用的每个应激因子的加权因子。加权因子可按每单元、百分比、比率或其它相对加权值来表示。在一些实施方式中，加权因子可从查找表、实时计算或用户输入来确定。在一些实施方式中，加权因子可至少部分地基于一个或多个操作参数从查找表确定。
在(410)处，方法(400)可包括基于应激因子和相应的加权因子来确定优先比。例如，如本文中描述的，控制装置174和/或控制系统176可配置成至少部分地基于对于每个应激因子的加权因子来确定优先比。在一些实施方式中，加权因子和/或应激因子可通过用户输入来选择。
在(412)处，方法(400)可包括至少部分地基于无功功率产量需求和优先比来控制DFIG和线路侧转换器。例如，控制装置174可控制DFIG 120和线路侧转换器168，使得来自DFIG 120和线路侧转换器168的组合无功功率产量满足无功功率产量需求。在一些实施方式中，至少部分地基于无功功率产量需求和优先比来控制DFIG 120和线路侧转换器168可包括控制线路侧转换器168和转子侧转换器166的开关周期。例如，可控制线路侧转换器168从线路侧转换器168生成无功功率，同时可控制转子侧转换器166在DFIG 120中生成无功功率。
图5描绘根据本公开内容的示例性实施例的示例性控制装置/系统510。控制装置/系统510可为例如控制装置174或控制系统176，且可与单独的风力涡轮系统、风电场(例如，集群级或场级控制装置)相关联，和/或可包括与风力涡轮系统的各个方面相关联的一个或多个控制装置，诸如配置成控制功率转换器162的一个或多个控制装置。在一些实施例中，该一个或多个控制装置510可包括一个或多个处理器512和一个或多个存储器装置514。处理器512和存储器装置514可为分布式的，以便它们位于另一位置处或具有不同装置。
处理器512和存储器装置514可配置成执行多种计算机实施的功能和/或指令(例如，执行方法、步骤、计算等，以及存储如本文中公开的相关数据)。指令在由处理器512执行时可引起处理器512执行本公开内容的示例性方面的操作。例如，指令在由处理器512执行时可引起处理器512实施本文中所论述的图3(300)和图4(400)的方法。
另外，控制装置510可包括通信接口516，以便于控制装置510与风力涡轮系统、风电场或功率系统的各个构件之间的通信，包括如本文中描述的无功功率产量需求或感测到的操作参数。此外，通信接口518可包括传感器接口518(例如，一个或多个模数转换器)，以允许从一个或多个传感器520、522传输的信号转换成可由处理器512理解和处理的信号。应了解的是，传感器(例如传感器520、522)可使用任何适合的手段(诸如有线或无线连接)来通信地联接到通信接口518。信号可使用任何适合的通信协议来通信。传感器(520、522)可为例如电压传感器、电流传感器、功率传感器、DFIG旋转速度传感器、温度传感器或本文中描述的任何其它传感器装置。
因而，处理器512可配置成从传感器520和522接收一个或多个信号。例如，在一些实施例中，处理器512可从传感器520接收指示电压或电流的信号。在一些实施例中，处理器512可从传感器522接收指示温度(例如，DFIG温度、线路侧转换器温度)的信号。
如本文中使用的，用语“处理器”不仅是指本领域中被认为是包括于计算机中的集成电路，而且是指控制装置、微型控制装置、微型计算机、可编程逻辑控制装置(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路。另外，存储器装置514大体上可包括存储器元件，其包括但不限于：计算机可读介质(例如，随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，闪速存储器)、光盘-只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字多功能盘(DVD)和/或其它合适的存储器元件。此类存储器装置58大体上可配置成存储合适的计算机可读指令，该指令在由处理器512实施时使控制装置510配置成执行如本文中描述的各种功能。
本文中描述的技术参照基于计算机的系统，以及由基于计算机的系统采取的动作和发送至和自其的信息。本领域的普通技术人员将了解，基于计算机的系统的固有灵活性允许构件之间和之中的任务和功能的多种可能配置、组合和划分。例如，本文中描述的过程可使用单个计算装置或组合工作的多个计算装置来实施。数据库、存储器、指令和应用程序可在单个系统上实施或分布在多个系统中。分布式构件可按顺序或并行地操作。
虽然各种实施例的特定特征可在一些图中示出且在其它中未示出，这仅是为了方便。根据本公开内容的原理，图的任何特征可与任何其它图的任何特征组合来参照和/或要求享有权益。
该书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可申请专利的范围由权利要求书限定，且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例包括不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或如果它们包括带有与权利要求书的字面语言非实质性差异的等同结构元件，此类其它示例意在处于权利要求书的范围内。

Claims (19)

1.一种用于在双馈感应发电机DFIG风力涡轮系统中分配无功功率产量的控制方法，所述DFIG风力涡轮系统包括DFIG和功率转换器，所述功率转换器包括线路侧转换器和转子侧转换器，所述控制方法包括：
通过包括一个或多个处理器以及一个或多个存储器装置的控制装置来获得对于所述DFIG风力涡轮系统的无功功率产量需求；
通过所述控制装置获得关于所述DFIG和所述线路侧转换器的一个或多个操作参数，其中所述一个或多个操作参数包括DFIG电流、DFIG电压、线路侧转换器电流、线路侧转换器电压、有功功率测量值、无功功率测量值、电流相角和DFIG旋转速度中的一个或多个；
通过所述控制装置至少部分地基于所述一个或多个操作参数来确定关于所述DFIG和所述线路侧转换器的一个或多个应激因子，其中每个应激因子指示所述线路侧转换器或所述DFIG上的应激；
其中所述一个或多个应激因子包括关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的电流因子，并且关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的所述电流因子至少部分地基于关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的电流容量，所述电流容量基于通过控制装置进行的所述线路侧转换器的电流与所述线路侧转换器的一个或多个电流极限的比较和通过控制装置进行的所述DFIG的电流与所述DFIG的一个或多个电流极限的比较；
通过所述控制装置至少部分地基于至少包括关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的电流因子的关于所述DFIG和所述线路侧转换器的所述一个或多个应激因子来确定优先比，其中所述优先比包括所述DFIG与所述线路侧转换器之间无功功率产量的比率；以及
通过所述控制装置至少部分地基于所述无功功率产量需求和所述优先比来控制所述DFIG和所述线路侧转换器，其中所述控制包括至少部分地基于关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的电流容量分配所述DFIG和所述线路侧转换器之间的无功功率产量；
其中由于控制所述DFIG和所述线路侧转换器，来自所述DFIG和所述线路侧转换器的组合无功功率产量满足所述无功功率产量需求。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，通过所述控制装置确定关于所述DFIG和所述线路侧转换器的一个或多个应激因子包括通过所述控制装置确定关于所述线路侧转换器和所述DFIG中的每个的无功功率能力因子；且
其中通过所述控制装置确定所述优先比包括至少部分地基于关于所述线路侧转换器和所述DFIG中的每个的所述无功功率能力因子来确定所述优先比。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，通过所述控制装置确定关于所述DFIG和所述线路侧转换器的一个或多个应激因子包括通过所述控制装置确定关于所述线路侧转换器和所述DFIG中的每个的损耗因子；且
其中通过所述控制装置确定所述优先比包括至少部分地基于关于所述线路侧转换器和所述DFIG中的每个的所述损耗因子来确定所述优先比。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，通过所述控制装置确定关于所述DFIG和所述线路侧转换器的一个或多个应激因子包括通过所述控制装置确定关于所述线路侧转换器和所述DFIG中的每个的寿命因子；且
其中通过所述控制装置确定所述优先比包括至少部分地基于关于所述线路侧转换器和所述DFIG中的每个的所述寿命因子来确定所述优先比。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，至少部分地基于关于所述线路侧转换器和所述DFIG中的每个的所述寿命因子来确定优先比包括确定优先比以延长所述DFIG和所述功率转换器中的至少一个的操作寿命。
6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，至少部分地基于关于所述线路侧转换器和所述DFIG中的每个的所述寿命因子来确定优先比包括对于带有指示最长预期操作寿命的寿命因子的所述DFIG或所述功率转换器使无功功率产量以优先顺序排列。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，通过所述控制装置确定关于所述DFIG和所述线路侧转换器的一个或多个应激因子包括确定多个应激因子；所述控制方法还包括：
通过所述控制装置确定对于所述多个应激因子中的每个应激因子的加权因子；且
其中通过所述控制装置确定所述优先比包括至少部分地基于对于所述多个应激因子中的每个应激因子的所述加权因子来确定所述优先比。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
通过所述控制装置获得DFIG温度和线路侧转换器温度；且
其中通过所述控制装置确定关于所述DFIG和所述线路侧转换器的一个或多个应激因子包括通过所述控制装置确定关于所述线路侧转换器和所述DFIG中的每个的温度因子。
9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，确定对于每个应激因子的加权因子包括至少部分地基于关于每个应激因子的多个操作参数中的一个或多个来从查找表确定加权因子。
10.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，通过所述控制装置至少部分地基于所述无功功率产量需求和所述优先比来控制所述DFIG和所述线路侧转换器包括通过所述控制装置控制所述线路侧转换器和所述转子侧转换器的开关周期。
11.一种用于双馈感应发电机DFIG风力涡轮系统的控制系统，所述DFIG风力涡轮系统包括DFIG和功率转换器，所述功率转换器包括线路侧转换器和转子侧转换器，所述控制系统包括：
一个或多个处理器以及一个或多个存储器装置，所述控制系统配置成执行操作，所述操作包括：
获得对于所述DFIG风力涡轮系统的无功功率产量需求；
获得关于所述DFIG和所述线路侧转换器的一个或多个操作参数，其中所述一个或多个操作参数包括DFIG电流、DFIG电压、线路侧转换器电流、线路侧转换器电压、有功功率测量值、无功功率测量值、电流相角或DFIG旋转速度中的一个或多个；
至少部分地基于所述一个或多个操作参数来确定关于所述DFIG和所述线路侧转换器的一个或多个应激因子，其中每个应激因子指示所述线路侧转换器或所述DFIG上的应激；
其中所述一个或多个应激因子包括关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的电流因子，并且关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的所述电流因子至少部分地基于关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的电流容量，所述电流容量基于通过控制装置进行的所述线路侧转换器的电流与所述线路侧转换器的一个或多个电流极限的比较和通过控制装置进行的所述DFIG的电流与所述DFIG的一个或多个电流极限的比较；
至少部分地基于至少包括关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的电流因子的关于所述DFIG和所述线路侧转换器的所述一个或多个应激因子来确定优先比，其中所述优先比包括所述DFIG与所述线路侧转换器之间无功功率产量的比率；以及
至少部分地基于所述无功功率产量需求和所述优先比来控制所述DFIG和所述线路侧转换器，其中所述控制包括至少部分地基于关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的电流容量分配所述DFIG和所述线路侧转换器之间的无功功率产量；
其中由于控制所述DFIG和所述线路侧转换器，来自所述DFIG和所述线路侧转换器的组合无功功率产量满足所述无功功率产量需求。
12.根据权利要求11所述的控制系统，其特征在于，所述一个或多个应激因子包括下者中的一个或多个：DFIG无功功率能力因子、DFIG损耗因子、DFIG寿命因子、线路侧转换器无功功率能力因子、线路侧转换器损耗因子、线路侧转换器寿命因子，或线路侧转换器电流因子。
13.根据权利要求11所述的控制系统，其特征在于，确定关于所述DFIG和所述线路侧转换器的一个或多个应激因子包括确定多个应激因子；且
其中所述操作还包括确定对于所述多个应激因子中的每个应激因子的加权因子；且
其中所述操作还包括至少部分地基于对于所述多个应激因子中的每个应激因子的所述加权因子来确定所述优先比。
14.根据权利要求13所述的控制系统，其特征在于，所述操作还包括获得DFIG温度和线路侧转换器温度；且
其中确定关于所述DFIG和所述线路侧转换器的所述多个应激因子包括确定关于所述线路侧转换器和所述DFIG中的每个的温度因子。
15.根据权利要求13所述的控制系统，其特征在于，至少部分地基于关于每个应激因子的所述多个操作参数中的一个或多个来从查找表确定所述加权因子。
16.根据权利要求11所述的控制系统，其特征在于，通过控制所述线路侧转换器和所述转子侧转换器的开关周期至少部分地基于所述无功功率产量需求和所述优先比来控制所述DFIG和所述线路侧转换器。
17.一种双馈感应发电机DFIG风力涡轮系统，包括：
DFIG，所述DFIG包括转子和定子；
转子总线，所述转子总线联接到所述转子；
定子总线，所述定子总线联接到所述定子；
功率转换器，所述功率转换器联接到所述转子总线和线路侧总线，所述功率转换器包括转子侧转换器和线路侧转换器；以及
控制系统，所述控制系统包括一个或多个处理器以及一个或多个存储器装置，所述控制系统配置成执行操作，所述操作包括：
获得对于所述DFIG风力涡轮系统的无功功率产量需求；
获得关于所述DFIG和所述线路侧转换器的一个或多个操作参数；
至少部分地基于所述一个或多个操作参数来确定关于所述DFIG和所述线路侧转换器的一个或多个应激因子，其中每个应激因子指示所述线路侧转换器或所述DFIG上的应激；
其中所述一个或多个应激因子包括关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的电流因子，并且关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的所述电流因子至少部分地基于关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的电流容量，所述电流容量基于通过控制装置进行的所述线路侧转换器的电流与所述线路侧转换器的一个或多个电流极限的比较和通过控制装置进行的所述DFIG的电流与所述DFIG的一个或多个电流极限的比较；
至少部分地基于至少包括关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的电流因子的关于所述DFIG和所述线路侧转换器的所述一个或多个应激因子来确定优先比，其中所述优先比包括所述DFIG与所述线路侧转换器之间无功功率产量的比率；以及
至少部分地基于所述无功功率产量需求和所述优先比来控制所述DFIG和所述线路侧转换器，其中所述控制包括至少部分地基于关于所述线路侧转换器或所述DFIG中的每个的电流容量分配所述DFIG和所述线路侧转换器之间的无功功率产量；
其中由于控制所述DFIG和所述线路侧转换器，来自所述DFIG和所述线路侧转换器的组合无功功率产量满足所述无功功率产量需求。
18.根据权利要求17所述的DFIG风力涡轮系统，其特征在于，所述操作还包括获得下者中的一个或多个：DFIG温度、DFIG电压、线路侧转换器温度、线路侧转换器电压、有功功率测量值、无功功率测量值、电流相角，或DFIG旋转速度。
19.根据权利要求17所述的DFIG风力涡轮系统，其中所述一个或多个应激因子包括下者中的一个或多个：DFIG无功功率能力因子、DFIG损耗因子、DFIG寿命因子、DFIG温度因子、线路侧转换器无功功率能力因子、线路侧转换器损耗因子、线路侧转换器寿命因子、线路侧转换器电流因子，或线路侧转换器温度因子。
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