CN202260486U - 电力系统 - Google Patents

Abstract

本技术包括操作风电系统以维持转子侧转换器的预期寿命的方法和系统。使转子侧转换器电流最小以减小转换器的开关晶体管和接合线的应力和/或结温变化。基于转子侧和电网侧无功功率在转子侧转换器中使用最小电流。如果电网侧无功功率大于最大值，减小电网侧无功功率。如果总无功功率不满足电网无功功率需要，调整转子侧转换器中的最小电流，使系统充分对电网供电。一种电力系统包括发电机；转子侧转换器，耦合到发电机转子部分；电网侧转换器，耦合到电网和发电机定子部分；和处理器，耦合到电网侧转换器，计算电网侧转换器的电网侧无功功率，在电网侧转换器的MPPT操作之下或以下，当电网侧无功功率在最大电网侧无功功率以上时，改变电网侧无功功率。

Description

电力系统

技术领域

本实用新型总地来说涉及电力转换器和逆变器的领域。更具体地，本实用新型涉及用于防止或预防因过热引起的电机驱动电路的故障的技术。特别地，本实用新型涉及一种具有电网侧无功功率控制的风电转换器系统 

背景技术

功率逆变器和转换器典型地使用功率模块创建所期望的输出电流波形，其用于为诸如电机和其他机器的各种设备供电。输出电流波形的频率和幅度可以诸如通过改变例如电机的速度或转矩来影响设备的操作。一些功率模块通过脉冲宽度调制创建所期望的输出电流波形，其中转换器或逆变器中的诸如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的功率半导体开关以特定的顺序迅速地接通和断开，以便于创建近似正弦的输出电流波形。此外，高IGBT切换速度往往产生较平滑的、较理想的正弦波形，这在一些应用中是所期望的。例如，在加热、通风和空调系统中，较平滑的正弦波形将减少系统噪声和振动。 

然而，较高的IGBT切换速度往往增加IGBT的结温，这可能导致较大的机械应力和随时间增加的IGBT的故障率。已经尝试通过限制最大绝对IGBT结温来减少IGBT故障。然而，这些技术未考虑往往在启动条件或低速条件下出现的增加的应力，其中IGBT往往在低输出频率处经历高电流。例如，风系统的转子侧的电力转换器可能典型地在转换器的大部分寿命中操作于低速条件(例如，-10Hz至10Hz)下。这种低速条件可能对转换器的电气故障有贡献。 

因此，有利的是提供一种在启动条件和低速、高电流条件下特别有效的减少IGBT热应力的系统和方法。具体地，有利的是提供一种控制电网侧转换器中的无功功率以提高风电系统中的转换器的寿命的方法。 

实用新型内容

本实用新型总地来说涉及操作转子侧转换器并且控制电网侧转换器的无功功率以预防风电转换器系统中的转换器故障。实施例包括通过在生成满足电网所需的无功功率的总无功功率的同时使转子侧转换器电流最小来预防转换器故障的系统和方法。 

本实用新型的目的在于解决如上文所述的问题。 

根据本实用新型的一个方面，提供了一种电力系统，其包括：发电机；转子侧转换器，耦合到发电机的转子部分；电网侧转换器，耦合到电网和发电机的定子部分；以及处理器，耦合到电网侧转换器，其中处理器被配置为计算电网侧转换器的电网侧无功功率，并且在电网侧转换器的最大功率点跟踪(MPPT)操作之下或以下，当电网侧无功功率在最大电网侧无功功率以上时，改变电网侧无功功率。 

根据一个替选实施例，发电机是双馈感应发电机(DFIG)。 

根据另一替选实施例，处理器被配置为计算转子侧转换器和电网侧转换器的总无功功率。 

根据另一替选实施例，处理器被配置为将总无功功率与电网命令无功功率比较，以及当总无功功率小于电网命令无功功率时改变提供给转子侧转换器的电流。 

根据另一替选实施例，处理器被配置为以最小电流操作转子侧转换器，其中最小电流是为了满足耦合到电力系统的电网命令的无功功率而提供给转子侧转换器的最小幅值的电流。 

根据另一替选实施例，最小电流包括转矩电流但是不包括通量电流。 

根据另一替选实施例，最小电流可基于电力系统的转子捕获的风速而变化。 

根据另一替选实施例，处理器被配置为迭代地重新计算电网侧无功功率并且当电网侧无功功率在最大电网侧无功功率以上时改变电网侧无功功率。 

根据如上文所述本实用新型的方面，这里公开的电力系统能够在启动条件和低速、高电流条件下特别有效地减少IGBT热应力。具体地，该电力系统能够控制电网侧转换器中的无功功率以提高风电系统中的转换器的寿命。 

附图说明

当参照附图阅读下面的详细描述时，将更好地理解本实用新型的这些和其他特征、方面和优点，在附图通篇中相同的附图标记表示相同的部件，其中： 

图1是根据本技术的实施例的具有可以包括可调速逆变器的风电转换器系统的形式的可变频率驱动器的示例性应用的框图； 

图2图示了根据本技术的实施例的图1的示例性应用中的逆变器的示意图； 

图3是表示根据本技术的实施例的关于不同的切换频率的转换器的平均故障时间和转换器的操作频率之间的关系的图线；以及 

图4是概述根据本技术的实施例的用于控制电网侧转换器的无功功率的处理的流程图。 

具体实施方式

本实用新型的实施例通过在转子侧转换器处以最小电流操作的同时提供对无功功率的电网需要来处理转换器系统的电气系统故障。这些技术可以在用于电机驱动器和具有再生能力的其他负载以及用于诸如双馈风力涡轮发电机的发电机的多种设置中使用。典型地，高电流和低频率条件下的转子侧转换器的延长的操作可能导致电气系统故障。在转子侧转换器处以最小电流操作系统可以导致较长耐久的转换器模块。此外，可以监控电网侧转换器，并且可以调整转子侧转换器处的最小电流，使得系统可以输出电网所需的无功功率。 

转到附图，图1示出了根据本公开的具有可以包括可调速逆变器的风电系统10的形式的示例性应用。风电系统10可以适于使用涡轮叶片12从风捕获动力并且将捕获的风动力转换为机械动力，并且将机械动力转换为电力。系统10可以包括连接到涡轮叶片12的涡轮转子14的齿轮箱16。齿轮箱16使涡轮转子14的相对低的速度与发电机18的相对高的速度相适应。 

发电机18将机械动力转换为电力，并且可以是例如感应发电机或者同步发电机。例如，图1中图示的发电机18可以是双馈感应发电机 (DFIG)，其包括转子绕组20和定子绕组22。在图示实施例中，发电机18的定子绕组22连接到变压器28，变压器28通过感应耦合的导体将电力传输到用于电网30的适当的电压电平。电网30可以是向各种其他电气设备或网络递送电力的互连网络。发电机18的转子绕组20可以通过使机械和电气频率解耦(例如，以实现可变速操作)的转换器和逆变器模块(例如，转换器24和26)连接到电网30。 

系统10的转换器和逆变器模块可以包括两个三相转换器24和26。例如，在一些实施例中，系统可以包括AC(交流)-DC(直流)转换器24和三相DC-AC逆变器26。在一些实施例中，通过DC电容器电池32链接的转换器24和26在两个方向(AC-DC和DC-AC)上传输有功功率和无功功率。转换器24可以连接到发电机18的转子绕组20，并且还可以被称为转子侧转换器24。转换器26可以通过变压器28连接到电网30，并且还可以被称为电网侧转换器26。双向转换器24和26可以实现递送到电网30的有功功率和无功功率的矢量控制并且还可以提高电力质量和角度稳定性并且(例如，经由滤波器)减少引入到电网30中的谐波内容。 

转换器24和26可以用于级别变化的功率控制，并且有时可以输出相对高的功率(电压和电流)。转换器24和26均可以包括用于切换和转换这些电压的反向并联二极管和晶体管。在一些实施例中，系统10可以包括用于控制转换器24和26的一个或多个操作的一个或多个处理器34。例如，并且如将讨论的，处理器34可以控制转子侧转换器26的电流或者使之最小，这减少了转子侧转换器26处的功率损失。处理器34还可以监控电网侧转换器24输出的无功功率并且确定由电网侧转换器24输出的功率是否满足电网30需要的无功功率。处理器34可以进一步适用于执行算法并且计算与转换器24和26的操作关联的参数。 

在图2中提供了一些实施例中的转换器24或26的一个示例。转换器24或26可以包括多个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)40和功率二极管42，每个二极管42被配置为与各自的IGBT 40反并联。IGBT 40和功率二极管42通过接合线44(适当地)连结到正的或负的DC线路和输出线路a、b或c。例如，输出46的输出线路a、b或c可以输出三相电压v_a、v_b和v_c。IGBT 40迅速地接通和断开以在输出46处产生离散化的三相输出电流波形可能导致功率损失，这可能导致IGBT 40处的较高的结温。这种结温可能导致接合线44的机械应变和/或变形，这可能缩短转换器26的预期寿命。 

例如，图3图示了表示在操作频率52的范围内的转换器的平均故障时间(MTTF)50的图线48。典型地，DFIG的转换器在较低的操作频率52处经历较高的电流。较高的电流可能导致转换器24中的IGBT 40和接合线44上的较高的结温变化和机械应力。如图线48中所示，在较低的操作频率52(例如，在图线48上小于10Hz)处操作转换器24可以减少转换器24的MTTF 50。此外，MTTF 50还可能受IGBT 40的不同的切换频率的影响。例如，较之2kHz处的相对较低的切换频率54，4kHz处的较高的切换频率56可以导致较低的MTTF 50。 

在一些实施例中，可以通过确定转换器24中的IGBT 40的功率损失来估计由机械应力和增加的结温变化引起的转换器24的寿命减少。可以基于IGBT 40的估计的操作条件来计算该功率损失。例如，峰值IGBT 40结温估值可以基于如根据如下等式计算的近似传导功率损失和切换功率损失： 

$P_c(f,I_{\mathrm{RMS}})=(\frac{1}{2\·\mathrm{\π}}+\frac{M\left(f\right)\·\mathrm{PF}}{8})\·V_t\·\sqrt{2}\·I_{\mathrm{RMS}}+(\frac{1}{8}+\frac{M\left(f\right)\·\mathrm{PF}}{3\·\mathrm{\π}})\·R_t\·2\·{I_{\mathrm{RMS}}}^2---\left(1\right),$

$P_s(f_s,I_{\mathrm{RMS}})=\frac{1}{\mathrm{\π}}\·f_s\·E_{\mathrm{onoff}}\·\left(\frac{\sqrt{2}\·I_{\mathrm{RMS}}}{I_{\mathrm{nom}}}\right)\·\left(\frac{V_{\mathrm{DC}}}{V_{\mathrm{nom}}}\right)---\left(2\right),$ 和 

P(f，f_s，I_RMS)＝P_c(f，I_RMS)+P_s(f_s，I_RMS)                 (3)， 

其中P_c是作为基频f和驱动器的输出RMS(均方根)电流I_RMS的函数的估计的传导功率损失，P_s是作为切换频率f_s和驱动器的输出RMS电流I_RMS的函数的估计的切换功率损失，并且P(f，f_s，I_RMS)是IGBT 40的估计的总功率损失。在等式(1)中，M(f)表示调制指数并且PF表示由转换器24驱动的负载的功率因数。在等式(1)中，V_t表示在小的或者接近零的正向电流处的近似的IGBT 40传导电压并且R_t表示近似的斜率电阻。V_t和R_t可以得自转换器24中使用的晶体管(例如，IGBT 40)的制造商数据手册。在等式(2)中，E_onoff表示在IGBT 40的额定电压V_nom(IGBT额定电压的一半)和电流I_nom(额定IGBT模块电流)处接通和断开IGBT 40所需的总能量。所有这三个E_onoff、V_nom和I_nom可以从制造商数据手册得到或者可以被直接地和/或动态地测量。I_RMS和V_DC表示IGBT 40的估计的输出电流和总线电压。 

因此，电流I_RMS用作对总功率损失P有贡献的比例因数。总功率损 失P影响转换器24的结温变化，这引起IGBT 40和接合线44上的机械应力，减少了转换器24的预期寿命。一个或多个实施例包括如下技术：用于使转子侧转换器24中的电流最小以减少功率损失和应力，可能增加转子侧转换器24的寿命。然而，在一些实施例中，减少转子侧转换器24的电流减少了定子绕组22处的无功功率并且降低了递送到电网30的总无功功率。 

例如，下面的等式提供了转子绕组的无功功率和定子绕组的无功功率之间的关系： 

Q_s＝1.5(v_qsi_ds-v_dsi_qs)                                (4)和 

Q_r＝1.5(v_qri_dr-v_dri_qr)                                (5)， 

其中表示abc到dq坐标变换的等式被定义为： 

$x_q=\frac{2}{3}(x_a\·\cos \left(\mathrm{\γ}\right)+x_b\cos (\mathrm{\γ}-2\mathrm{\π}/3)+x_c\cos (\mathrm{\γ}+2\mathrm{\π}/3))---\left(6\right)$

$x_d=\frac{2}{3}(x_a\·\sin \left(\mathrm{\γ}\right)+x_b\sin (\mathrm{\γ}-2\mathrm{\π}/3)+x_c\sin (\mathrm{\γ}+2\mathrm{\π}/3))---\left(7\right)$

其中x可以表示电机的电压、电流、通量等。在等式(4)和(5)中，Q_s表示定子侧无功功率并且Q_r表示转子侧无功功率。在以上等式中，s下标指的是定子侧，r下标指的是转子侧，q下标指的是转矩，而d下标指的是通量。转子和定子侧的稳定状态的转矩和通量电压的特征可以由以下等式描述： 

v_ds＝R_si_ds-ω_e(L_si_qs+L_mi_qr)                              (8)， 

v_qs＝R_si_qs+ω_e(L_si_ds+L_mi_dr)                              (9)， 

v_dr＝R_ri_dr-ω_slip(L_mi_qs+L_ri_qr)                           (19)和 

v_qr＝R_ri_qr+ω_slip(L_mi_ds+L_ri_dr)                           (11)。 

在一些实施例中，并且如前面讨论的，可以使转子侧电流最小以减少功率损失，用以可能延长转子侧转换器24的预期寿命。例如，通过转子侧转换器24驱动的电流可以由下面的等式(12)至(15)表示。应当注意，等式(12)至(15)仅表示其中使转子侧电流减小或最小的操作条件的近似和示例。在一些实施例中，根据风电系统10的配置，使转子侧电 流最小或减小可以具有不同的近似并且可以由不同的等式表示。例如，在一些实施例中，最小的转子侧电流可以是具有最小的总幅值或者具有最小的通量或转矩分量的幅值的电流，其使得系统10能够适当地向电网30供电。此外，在一些实施例中，转子侧电流值可以被连续调整以满足电网30需要的总无功功率。更具体地，预防转换器故障并且使无功功率能够满足电网需要的最小转子侧电流可以随风电系统10的操作而变化。 

在使转子侧电流最小的一个实施例中，定子通量定向条件下(并且忽略定子电阻的作用)的电流关系被表示如下： 

$i_{\mathrm{qr}}=k\frac{T_e}{{\mathrm{\ψ}}_m}---\left(12\right),$

i_dr＝0                                    (13)， 

$i_{\mathrm{ds}}=\frac{{\mathrm{\ψ}}_m}{L_s}---\left(14\right)$ 和 

$i_{\mathrm{qs}}=-\frac{L_m{i}_{\mathrm{qr}}}{L_s}---\left(15\right),$

其中如等式(13)中指示的，等式(12)中的k是常数并且通量转子电流i_dr近似为零。如转子侧无功功率等式(4)以及相应的转子电压等式(10)和(11)所证实的，使无功转子电流i_dr最小到零还减小了转子侧无功功率Q_r。此外，如式(5)以及相应的定子电压等式(8)和(9)所指示的，使无功转子电流i_dr最小到零还影响定子侧无功功率Q_s。然而，减小转子侧无功功率Q_r和定子侧无功功率Q_s减小了递送到电网30的总无功功率，危及风电系统10的无功功率需要。 

在一个或多个实施例中，可以控制转子侧电流和/或使之最小以延长转子侧转换器24的预期寿命，并且还可以控制电网侧转换器26的无功功率以满足电网30的无功功率需要。一种技术可以由图4中的处理60的流程图表示。该处理可以开始于测量风速V_wind。基于风速V_wind，可以确定发电机(例如，DFIG 18)的转差率和电气转矩T_e。在一些实施例中，处理60可以基于系统10的操作确定(框62)转差率和电气转矩T_e。例如，处理60可以基于对应于DFIG 18的命令的功率的查找表格来确定(框62)转差率和电气转矩T_e。随后可以使用如下等式，使用转差率和电气转矩T_e计算(框64)命令的定子侧无功功率Q_stator和转子侧有功功率P_rotor(其 可以基本上与电网侧转换器有功功率相同)， 

$Q_{\mathrm{stator}}\≈1.5\frac{{\mathrm{\ψ}}_m}{L_s}{v}_{\mathrm{qs}}\≈1.5\frac{{\mathrm{\ψ}}_m}{L_s}\·V_s---\left(16\right)$ 和 

P_rotor＝1.5s·T_e·ω_e                                   (17)， 

其中s是ω_s/ω_e并且表示发电机(DFIG 18)的转差率，ω_e是转子14的同步速度，V_s是所提供的相电压的幅度，并且ψ_m＝V_s/ω_e。Q_stator和P_rotor的计算均以SI单位进行。 

可以使用如下等式，使用定子侧无功功率Q_stator或者通过使转子侧电流最小得到的DFIG 18的定子绕组处的功率来计算(框66)电网侧转换器的无功功率Q_gsc， 

Q_gsc＝Q_cmd-Q_stator                                (18)， 

其中Q_cmd是电网30命令的无功功率并且可以作为来自电网30的输入值而被获得。可以使用如下等式，使用可以近似等于通过电网侧转换器的有功功率的转子侧有功功率P_rotor来计算(框68)电网侧转换器允许的最大无功功率， 

$Q_{\mathrm{gsc}\_\max }=\sqrt{(S_{\mathrm{gsc}}^2-P_{\mathrm{rotor}}^2)}---\left(19\right),$

其中S_gsc进一步由如下等式定义： 

$S_{\mathrm{gsc}}=\sqrt{3}{V}_{\mathrm{sl}}\·I_{\mathrm{gsc}}---\left(20\right).$

在以上等式中，I_gsc是最大允许稳定状态RMS电网侧转换器电流并且V_sl是线间RMS电压。 

处理60随后可以在最大功率点跟踪(MPPT)操作下比较(框70)计算的电网侧无功功率Q_gsc和电网侧转换器允许的最大无功功率Q_{gsc_max}。如果计算的电网侧无功功率Q_gsc高于最大无功功率Q_{gsc_max}，则处理60可以将电网侧转换器无功功率设置(框74)到近似最大无功功率Q_{gsc_max}。此外，在电网侧转换器的无功功率被设置到Q_{gsc_max}之后，还可以基于重置的电网侧转换器无功功率重新计算定子侧无功功率以满足电网30的需要。处理60可以调整转子侧转换器24的电流(例如，增加电流)以满足电网30的无功功率需要。因此，通过在MPPT操作下将电网侧无功功率Q_gsc维持在最大无功功率Q_{gsc_max}阈值内，处理60使生成电网30需要的总无功功率所需的转子电流最小。更具体地，处理60中使用的转子侧转 换器24电流可以是满足电网30命令的无功功率所需的最小电流，这是因为该电流仅可以在不满足电网30的需要时增加。应当注意，在一些实施例中，电网侧无功功率Q_gsc也可以被设置为使得系统10在非MPPT模式中操作(例如，在MPPT模式之下)。例如，处理60可以调整转子侧转换器24的电流，使得满足电网30的需要，即使系统未操作于MPPT模式。 

如果计算的电网侧无功功率Q_gsc已等于或小于最大无功功率Q_{gsc_max}，则处理60可以将电网侧转换器的命令的无功功率 

维持(框72)为与计算的电网侧转换器无功功率Q_gsc相同。在一些实施例中，处理60仍可以将总无功功率与命令无功功率比较并且调整电流，使得系统10可以满足电网30需要的总无功功率。 

在一些实施例中，处理60可以是迭代的，并且可以使用电网侧转换器无功功率命令 

重新计算(框76)命令的定子侧无功功率Q_stator，并且还可以基于当前风速V_wind刷新转差率和电气转矩Te信息。在一些实施例中，处理60可以动态地执行或者按间隔执行。例如，处理60可以按设置的时间间隔执行，或者处理60可以在出现系统10中的操作改变时执行。通过连续应用处理60，可以递送足以满足电网30的需要的无功功率，即使转子侧转换器24正在以最小化的电流值操作。因此，可以维持转子侧转换器24的所期望的预期寿命，在仍基本上满足电网30的需要的同时可能增加整体系统10的预期寿命和/或效率。 

本实用新型公开了以下技术方案，包括但不限于： 

方案1：一种操作电力系统的方法，所述方法包括：以最小电流操作所述电力系统的转子侧转换器，其中所述最小电流包括近似零通量电流；计算所述电力系统的电网侧转换器生成的电网无功功率；将计算的无功功率与所述电网侧转换器的最大无功功率比较；当计算的无功功率大于所述最大无功功率时将所述电网侧转换器的无功功率命令设置到所述最大无功功率；基于所述电力系统的总无功功率和所述电网侧转换器的所述无功功率命令计算定子无功功率；以及调整所述最小电流以生成所述定子无功功率。 

方案2：根据方案1所述的方法，其中以所述最小电流操作所述转子侧转换器包括仅以转矩电流操作所述转子侧转换器。 

方案3：根据方案1所述的方法，其中计算所述电网无功功率包括从 所述无功功率命令中减去所需要的定子无功功率。 

方案4：根据方案1所述的方法，包括基于通过所述电网侧转换器或者转子侧转换器的有功功率、供电电压和电网侧转换器电流来计算所述最大无功功率。 

方案5：根据方案1所述的方法，包括在所述总无功功率未基本上等于所述无功功率命令的情况下增加所述定子无功功率。 

方案6：根据方案1所述的方法，其中调整所述最小电流包括将所述最小电流增加到所述总无功功率基本上等于所述无功功率命令的电流值。 

方案7：根据方案1所述的方法，其中所述方法在所述电力系统的操作期间动态地执行。 

方案8：根据方案1所述的方法，其中所述方法以设置的时间间隔执行。 

方案9：根据方案1所述的方法，其中所述方法在所述电力系统的操作参数改变以导致计算不同的总无功功率时执行。 

方案10：一种电力系统，包括：发电机；转子侧转换器，耦合到所述发电机的转子部分；电网侧转换器，耦合到电网和所述发电机的定子部分；以及处理器，耦合到所述电网侧转换器，其中所述处理器被配置为计算所述电网侧转换器的电网侧无功功率，并且在所述电网侧转换器的最大功率点跟踪MPPT操作之下或以下，当所述电网侧无功功率在最大电网侧无功功率以上时，改变所述电网侧无功功率。 

方案11：根据方案10所述的系统，其中所述发电机是双馈感应发电机DFIG。 

方案12：根据方案10所述的系统，其中所述处理器被配置为计算所述转子侧转换器和所述电网侧转换器的总无功功率。 

方案13：根据方案12所述的系统，其中所述处理器被配置为：将所述总无功功率与电网命令无功功率比较；以及当所述总无功功率小于所述电网命令无功功率时改变提供给所述转子侧转换器的电流。 

方案14：根据方案10所述的系统，其中所述处理器被配置为以最小电流操作所述转子侧转换器，其中所述最小电流是为了满足耦合到所述电力系统的电网命令的无功功率而提供给所述转子侧转换器的最小幅值的电流。 

方案15：根据方案14所述的系统，其中最小电流包括转矩电流但是不包括通量电流。 

方案16：根据方案14所述的系统，其中所述最小电流能够基于所述电力系统的转子捕获的风速而变化。 

方案17：根据方案10所述的系统，其中所述处理器被配置为迭代地重新计算所述电网侧无功功率并且当所述电网侧无功功率在所述最大电网侧无功功率以上时改变所述电网侧无功功率。 

方案18：一种向负载递送电力的方法，所述方法包括：计算风电系统的电网侧无功功率，所述风电系统包括电网侧转换器、转子侧转换器和双馈感应发电机DFIG；计算所述风电系统的转子侧无功功率；以及基于所述电网侧无功功率控制所述转子侧转换器中的转子电流，其中所述转子电流包括足以使组合的电网侧无功功率和转子侧无功功率基本上等于所述负载需要的命令无功功率的最小电流。 

方案19：根据方案18所述的方法，包括在所述风电系统的最大功率点跟踪MPPT操作处或者其以下，将所述电网侧无功功率与最大电网侧无功功率比较。 

方案20：根据方案19所述的方法，包括在所述电网侧无功功率大于所述最大电网侧无功功率的情况下将所述电网侧无功功率重置为所述最大电网侧无功功率。 

方案21：一种包括用于执行如下步骤的代码的计算机可读介质：以最小电流操作电力系统的转子侧转换器，其中所述最小电流包括近似零通量电流；计算电网侧转换器生成的电网无功功率；将计算的电网无功功率与所述电网侧转换器的最大无功功率比较；当计算的电网无功功率大于所述最大无功功率时将电网无功功率命令重置到所述最大无功功率；基于所述电力系统的总无功功率和所述电网侧转换器的所述无功功率命令计算定子无功功率；以及调整所述最小电流以生成所述定子无功功率。 

尽管这里仅说明和描述了本实用新型的某些特征，但是本领域的技术人员将想到许多修改和改变。因此，将理解，所附权利要求旨在涵盖落于本实用新型的真实精神内的所有这些修改和改变。 

Claims (8)

1.一种电力系统，其特征在于包括：

发电机；

转子侧转换器，耦合到所述发电机的转子部分；

电网侧转换器，耦合到电网和所述发电机的定子部分；以及

处理器，耦合到所述电网侧转换器，其中所述处理器被配置为计算所述电网侧转换器的电网侧无功功率，并且在所述电网侧转换器的最大功率点跟踪操作之下或以下，当所述电网侧无功功率在最大电网侧无功功率以上时，改变所述电网侧无功功率。

2.根据权利要求1所述的电力系统，其特征在于所述发电机是双馈感应发电机。

3.根据权利要求1所述的电力系统，其特征在于所述处理器被配置为计算所述转子侧转换器和所述电网侧转换器的总无功功率。

4.根据权利要求3所述的电力系统，其特征在于所述处理器被配置为：

将所述总无功功率与电网命令无功功率比较；以及

当所述总无功功率小于所述电网命令无功功率时改变提供给所述转子侧转换器的电流。

5.根据权利要求1所述的电力系统，其特征在于所述处理器被配置为以最小电流操作所述转子侧转换器，其中所述最小电流是为了满足耦合到所述电力系统的电网命令的无功功率而提供给所述转子侧转换器的最小幅值的电流。

6.根据权利要求5所述的电力系统，其特征在于最小电流包括转矩电流但是不包括通量电流。

7.根据权利要求5所述的电力系统，其特征在于所述最小电流能够基于所述电力系统的转子捕获的风速而变化。

8.根据权利要求1所述的电力系统，其特征在于所述处理器被配置为迭代地重新计算所述电网侧无功功率并且当所述电网侧无功功率在所述最大电网侧无功功率以上时改变所述电网侧无功功率。 

Images