JP2019530414A

JP2019530414A - 風力発電装置のインバータによる交流電流の生成方法

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Publication number: JP2019530414A
Application number: JP2019515869A
Authority: JP
Inventors: マッケンゼン、インゴ; ゲルトイェゲルデス、シュテファン
Original assignee: Wobben Properties GmbH
Current assignee: Wobben Properties GmbH
Priority date: 2016-09-23
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2019-10-17
Also published as: CA3034966A1; WO2018055089A1; US20200350769A1; CA3034966C; BR112019003656A2; EP3516763B1; DE102017122101A1; EP3516763A1; US10958077B2; RU2019112081A; KR20190045292A; CN109874389A; CN109874389B; RU2019112081A3

Abstract

【課題】風力発電装置のインバータの出力におけるＤＣオフセットの生成を可及的に簡単かつ効率的な方法で妨げること。【解決手段】風力発電装置の多相インバータによって、各相に正弦波状基本波を有する多相交流電流を生成する方法。多相インバータは、当該多相インバータの複数の相の各々について夫々１つの上側バンド限界及び夫々１つの下側バンド限界を有する許容バンド法によって制御される。多相インバータは、各相について、当該相の交流電流の正の正弦波半波を生成するための少なくとも１つの上側スイッチ及び当該相の交流電流の負の正弦波半波を生成するための少なくとも１つの下側スイッチを有する。該方法は、以下のステップ：各相の交流電流に対するバンド限界に依存して、上側スイッチによって正の正弦波半波を生成し及び下側スイッチによって負の正弦波半波を生成すること、及び、夫々の正弦波状基本波に重畳された信号成分が低減されるよう、上側及び下側バンド限界の少なくとも一方を変化することを含む。【選択図】図５

Description

本発明は、風力発電装置の多相インバータによる交流電流の生成方法に関する。更に、本発明は、風力発電装置のフルコンバータによる交流電流の供給方法に関する。更に、本発明は、そのような方法を実行するよう構成された風力発電装置にも関する。

交流電流を電気的インバータによって生成することないし交流電流を電気的インバータによって電気供給ネットへ供給することは、とりわけ風力発電装置について既知である。

このため、電気的インバータは、通常、多相式に構成されており、大出力風力発電装置では大抵はモジュール式に構成されている、即ち、（１つの）インバータは、一緒になって（全部合わせて）当該インバータを構成する複数のインバータモジュールを有する。

そのようなインバータを制御するための１つの方法は、いわゆる許容バンド法（Toleranzbandverfahren）である。

この方法では、下側バンド限界（バンド下限）と上側バンド限界（バンド上限）とを有する許容バンドが、インバータの所望の出力電流に相当する正弦波状関数を取り囲むように配される。電流制御型許容バンド法を実行するために、更に、生成された出力電流が検出され、許容バンドと、従って下側及び上側バンド限界と比較される。電流が正の半波にあり、下側バンド限界に到達すると、スイッチングパルスがトリガされ、インバータの対応するスイッチは出力電流を変化させる。検出された出力電流が今や上側バンド限界に到達すると、スイッチングパルスは終了される。電流が負の半波にあり、上側バンド限界に到達すると、スイッチングパルスがトリガされ、インバータの対応するスイッチは出力電流を変化させる。検出された出力電流が今や下側バンド限界に到達すると、スイッチングパルスは終了される。その結果、電流は、許容バンドの内部において、予め設定された理想化された正弦波状推移の周りで変化し、その際、インバータのスイッチ（複数）は絶え間なくスイッチオン、スイッチオフされる。これらのスイッチは、実質的に許容バンドの幅に依存する可変のスイッチング周波数を有する。

許容バンドの幅を相応に選択することによって、従って、下側バンド限界と上側バンド限界の間の距離によって、生成される交流電流の質は変化され得る。選択されるバンドがより狭いほど、理想的正弦波推移の周りでの交流電流の変化もそれに応じてより小さくなり、このため、通常は、スイッチング周波数は大きくなる。なぜなら、生成される出力電流は、より狭いバンド上下限幅のために、これらのバンド上下限により迅速に到達し、その結果、より迅速に、スイッチング操作がトリガされるからである。

更に、多相式風力発電装置インバータの制御のために、大抵は、（夫々１つの）振幅依存型静力学（Statik）を有し相応にパラメータ化されている複数の許容バンドが使用される。即ち、上側バンド限界と下側バンド限界は、運転の実行中、電流振幅に依存する相互間距離を有する。更に、各相の出力電流の生成のために、夫々２つのスイッチ、とりわけ（夫々２つの）ＩＧＢＴが使用されるが、これらは上側スイッチないし下側スイッチとも称される。この場合、上側スイッチは実質的に出力電流の正の正弦波半波を生成し、下側スイッチは出力電流の負の正弦波半波を生成するところ、インバータのパラメータ化は、この場合、相応の相目標値の何れにもＤＣ（直流）成分が生じないように、設定される。

ＤＥ１０２４９１２２Ａ１ＤＥ１０２０１４２１９０５２Ａ１ＪＰＨ０７−３０８０７２Ａ

しかしながら、部品公差、例えば複数の測定要素のチェーンにおけるオフセット、又は寄生効果のために、１つ又は２つ以上の相の出力電流にＤＣオフセットが生じることが起こり得る。このＤＣオフセットは、とりわけ、インバータの出力における高調波スペクトル（成分）を損ない得るものであり、従って、不所望なものである。

通常は、このために、即ち実質的にＤＣオフセットがない（ＤＣオフセットフリーの）出力電流を生成するために、部品公差が相応に適合化される、即ち、部品に対して、とりわけ測定記録系の部品に対して格別に大きな要求が課せられる。しかしながら、これによって、インバータの設計が極めて高コストになる。

ドイツ特許商標庁は、本願についての優先権の基礎出願において、以下の先行技術を調査した：ＤＥ１０２４９１２２Ａ１；ＤＥ１０２０１４２１９０５２Ａ１及びＪＰＨ０７−３０８０７２Ａ。

それゆえ、本発明の課題は上記の問題の少なくとも１つに対処することである。とりわけ、インバータの出力におけるＤＣオフセットの生成を可及的に簡単かつ効率的な方法で妨げる解決策の提案が望まれる。少なくとも、そのようなＤＣオフセットは可及的に小さく維持されることが望まれる。とりわけ、それによって、インバータの出力電流の高調波スペクトルが、極めて小さい部品公差を有する格別に高価な部品を要することなく、改善されることが望まれる。少なくとも、従来既知の解決策に対して代替的な解決策の提案が望まれる。

本発明に応じ請求項１に記載の方法が提案される。即ち、本発明の一視点により、風力発電装置の多相インバータ（Wechselrichter）によって、各相に正弦波状基本波を有する多相交流電流を生成する方法が提案される。該方法において、前記多相インバータは、当該多相インバータの複数の相の各々について夫々１つの上側バンド限界（バンド上限）及び夫々１つの下側バンド限界（バンド下限）を有する許容バンド法によって制御され、及び、
前記多相インバータは、各相について、当該相の交流電流の正の正弦波半波を生成するための少なくとも１つの上側スイッチ及び当該相の交流電流の負の正弦波半波を生成するための少なくとも１つの下側スイッチを有する。この方法は、以下のステップ：
・各相の交流電流に対するバンド限界に依存して、上側スイッチによって正の正弦波半波を生成し及び下側スイッチによって負の正弦波半波を生成すること、及び、
・夫々の正弦波状基本波に重畳された信号成分が低減されるよう、上側及び下側バンド限界の少なくとも一方を変化すること、を含む（形態１）。

かくして、初めに、標準的な幅の許容バンドを有する標準許容バンド法を使用することができる。そして、例えば複数の相の１つにＤＣオフセットが生じるか又はその相が対応する高調波（Oberschwingung）を有すると、対応する相の（上側及び下側）バンド限界の一方が変化されることによって、当該ＤＣオフセット（ないし高調波）に対抗作用する（打ち消す）ことができる。

例えば、下側スイッチが過度に大きなクロック周波数（Taktfrequenz）のためにその相にＤＣオフセットを生成すると、下側バンド限界は下方にシフトされる。

かくして、基本波に重畳された信号成分が低減されるよう、目標を定めて、個々のバンド限界を変化することが提案される。

本発明の方法は、従って、インバータからの高調波エミッション（発生）を許容バンド法によって最小化するために、格別に良好に適合されており、とりわけ、提案に係る方法は、許容バンド限界に対する付加的な制御法として使用されることができる。

このために、有利には、直流（電流）成分が検出される。

従って、本方法は、とりわけ直流成分の検出に基づいている。この検出は、例えば上側及び下側スイッチのスイッチング周波数の検出によって間接的に行うことができる。

バンド限界（バンド境界）は、次いで、相に生じる直流成分に依存して調節される。

それによって、上側ないし下側バンド限界の変化を介して、上側ないし下側スイッチのスイッチング周波数は、変化され、とりわけ上側及び下側スイッチが可及的に同じスイッチング周波数を有するよう、調節される。

有利には、重畳された信号成分（重畳信号成分）の検出は、上側スイッチのスイッチング周波数の検出及び下側スイッチのスイッチング周波数の検出によって、とりわけ上側スイッチのスイッチング周波数と下側スイッチのスイッチング周波数の比較によって、行われる。

各相における重畳信号成分は、従って、上側スイッチ及び下側スイッチのスイッチング周波数を介して検出されるが、これらは、とりわけ、許容バンドに関連する、即ちバンド限界に関連する、生成電流（の存在）に対する推定を可能にする。

とりわけ、この場合、上側スイッチ及び下側スイッチのそのようにして検出されたスイッチング周波数は相互に比較される。そして、両スイッチング周波数の比較が差を有する場合、とりわけ過度に大きな差、即ち大きさ（絶対値）に関して所定の差限界を超過する差を有する場合、少なくとも１つの対応するバンドが、この差が縮小されるないし最小化されるよう、変化される。例えば、上側スイッチが下側スイッチよりもより大きいスイッチング周波数を有する場合、上側バンド限界は上方にシフトされる。

有利には、上側バンド限界又は代替的に下側バンド限界は、重畳信号成分が低減されるよう変化され、その際、下側バンド限界又は代替的に上側バンド限界は不変に維持される。

これにより、重畳信号成分、とりわけＤＣオフセット、を低減するために、両バンド限界の一方のみが、とりわけ両スイッチのスイッチング周波数が等化される（等しくされる：sich angleichen）よう、変化される。

この場合、そのような方法の単純化した実行は格別に有利であり、この場合、一方のバンド限界のみが変化されるため、本発明の方法は、最適化のために既存の方法に容易に適用されることができる。

有利には、上側バンド限界又は代替的に下側バンド限界は、上側スイッチと下側スイッチの間のスイッチング周波数の差が最小化されるよう変化される。

有利には、上側バンド限界又は下側バンド限界は、上側スイッチのスイッチング周波数又は下側スイッチのスイッチング周波数が低減されるよう変化される。ここで、とりわけ両周波数の等化（整合：Angleichen）のために、より小さい周波数を増大する代わりに、より大きい周波数を減少することが提案される。そのために、より緩慢にクロック制御するＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolor Transistor：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）の有利になるように調節することが提案される。この場合、とりわけ、そのようなプロセスにより熱的負荷がより小さくなるため、有利である。

一実施形態に応じ、上側バンド限界又は下側バンド限界は、関連する相の交流電流の基本振動の持続時間（Dauer）の複数倍である時定数で変化される。従って、この変化は、相応に緩慢に行われる。

有利には、上側スイッチ及び下側スイッチのスイッチング周波数は、基本振動の半波について決定される（求められる）。とりわけ、（１つの）半波にわたるスイッチング操作の数を求め（記録し）、これを該半波の持続時間で除算することが提案される。

有利には、バンド限界の変化は、とりわけＤＣオフセットに依存するＰＩ制御器による可変の補正値としての、補正値のバンド限界への適用によって実行される。

少なくとも１つのバンド限界のシフトの大きさ（絶対値）は、かくして、例えば複数の異なるスイッチング周波数によって検出された被検出ＤＣオフセットの大きさ（絶対値）に依存して選択されることができる。この提案によれば、被検出ＤＣオフセットに依存して、或いは他の偏差に依存して、夫々のバンド限界に補正値が適用される。従って、バンド限界は、この補正値だけシフトされる。補正値は、この場合、一定の補正値として適用されることができる。有利には、該補正値は、ＰＩ制御器を介して適用される。そのために、偏差、とりわけＤＣオフセットは、とりわけ制御偏差という意味で、ＰＩ制御器のための入力変数を形成する。そして、該制御器の出力値は、補正値を形成するが、該補正値は、そのため、少なくとも最終値に収束する（Einschwingen）まで、可変にもなる。

有利には、上側スイッチ及び下側スイッチは、夫々、正の正弦波半波及び負の正弦波半波を生成するために、少なくとも１つのＩＧＢＴを有する。

従って、上側スイッチ及び下側スイッチは、ＩＧＢＴとして構成され、とりわけ、夫々１つの並列接続されたフリーホイールダイオードを有する。

有利には、許容バンド法は電流目標値を使用し、及び、インバータはこの電流目標値に依存して制御される。

許容バンド法ないしインバータは、従って、電流制御型である、即ち、とりわけ、インバータの出力部に生成される電流が検出され、インバータの制御のためにフィードバックされるように電流制御される。

有利には、バンド限界の変化は電流目標値に依存して実行される。

この場合、バンド限界は、電流目標値に依存して、とりわけ、夫々の正弦波状基本波に重畳された信号成分が低減されるよう、変化される。

有利には、上側スイッチ及び下側スイッチのスイッチング周波数の変化は、被検出直流成分の最小化のために実行される。

例えば、相応の（１つの）相のインバータ出力部に生じる直流成分が最小化される。

本発明に応じ、更に、フルコンバータ（Vollumrichter）として構成されている少なくとも１つの多相インバータを有し電気供給ネットに接続されている風力発電装置によって、ネット公称電圧を有する電気供給ネットへ電流を供給する方法が提案される。この方法は、フルコンバータによって電流を供給するステップを含み、該フルコンバータは、各相に正弦波状基本波を有する多相交流電流を生成するための前記又は後記の方法、ないしは前述又は後述の実施形態に応じた方法を実行する。

従って、各相に正弦波状基本波を有する多相交流電流を生成するための本発明の方法は、とりわけ、風力発電装置（複数）によって、とりわけフルコンバータコンセプトを有する（１つの）風力発電装置によって、電気供給ネットへ電流を供給するために使用される。

ここで、フルコンバータコンセプト（Vollumrichterkonzept）とは、風力発電装置によって生成される全電流が１つのインバータ又は複数のインバータのアレンジメントを介して導かれるところ、電気供給ネットへ供給される全電流はこのインバータないし複数のインバータのアレンジメントを介して導かれることとして理解されるべきである。

この場合、とりわけ、フルコンバータと許容バンド法の組み合わせは、電気供給ネットにおける電圧低下の継続中に、直接的な電流設定（Stromvorgabe）の利点を提供し、その結果、本発明の方法は、低圧運転継続（Low-Voltage-Ride-Through：LVRT）法の領域において格別に良好に使用されることができる。

本発明に応じ、更に、各相に正弦波状基本波を有する多相交流電流を生成するための少なくとも１つの多相インバータを有する風力発電装置が提案される。該風力発電装置において、前記多相インバータは、当該多相インバータの複数の相の各々について夫々１つの上側バンド限界（バンド上限）及び夫々１つの下側バンド限界（バンド下限）を有する許容バンド法によって制御され、及び、
前記多相インバータは、各相について、当該相の交流電流の正の正弦波半波を生成するための少なくとも１つの上側スイッチ及び当該相の交流電流の負の正弦波半波を生成するための少なくとも１つの下側スイッチを有し、
前記多相インバータは、前記又は後記の方法、ないしは前記又は後記の実施形態に応じた方法を実行するよう構成されている。

有利には、上側スイッチ及び下側スイッチは、夫々、少なくとも１つのＩＧＢＴを有する。

このため、許容バンド法は効率的な仕方で実行可能であり、提案に係る変化は少なくとも１つのバンド限界に対して実行（適用）可能である。

有利には、風力発電装置は、バンド限界を補正値によって、とりわけＤＣオフセットに依存して、変化するために、少なくとも１つのＰＩ制御器を有する。

本発明は以下において例示的に実施例を用いて添付の図面を参照して詳細に説明される。

一実施形態に応じた風力発電装置の一例の模式図。一実施形態に応じた交流電流の供給のための風力発電装置の１つの電気的トレーン（Strang）の一例の模式的構造。一実施形態に応じた許容バンド法による３相交流電流の生成のための生成装置の一例の模式的構造。一実施形態に応じた１つの相の正弦波状基本波を有する単相交流電流の生成のための、本方法の一部分の一例の模式的構造。一実施形態に応じて１つの相の直流成分の低減のために一方のバンド限界を変化するための方法フローの一例。

図１は、各相に正弦波状基本波を有する多相交流電流の生成のための風力発電装置１００の一例を示す。

風力発電装置１００はタワー１０２とナセル１０４を有する。ナセル１０４には、３つのロータブレード１０８とスピナ１１０とを有する空気力学的ロータ１０６が配されている。ロータ１０６は、運転時、風によって回転運動し、これによって、ナセル１０４内の発電機を駆動する。発電機は、６相リングジェネレータとして構成されるのが好ましい。

図２は、図１に示した風力発電装置の１つの電気的トレーン（Strang）２００の一例を単純化して示す。

電気的トレーン２００は、風によって風力発電装置の機械的駆動トレーンを介して回転運動し６相交流電流を生成する６相リングジェネレータ２１０を有する。６相交流電流は発電機２１０から整流器２２０へ供給されるが、整流器２２０は直流電圧中間回路２３０を介して３相インバータ２４０に接続されている。同期発電機として構成されている６相リングジェネレータ２１０は、直流電圧中間回路２３０から励起手段（Erregung）２５０を介して電気的に励起（励磁）される。

電気的トレーン２００は、従って、３相インバータ２４０によって風力発電装置変圧器２６０を介してネット２７０への給電が行われるフルコンバータコンセプトを有する。通常は、このネット２７０は、ウインドパーク変圧器を介して電気供給ネットへの給電を行うウインドパークネットである。尤も、パークネット２７０の代わりに、電気供給ネットへの直接的な給電も考慮される（可能である）。

相Ｕ、Ｖ、Ｗの各々について３相電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を生成するために、インバータ２４０は許容バンド法によって制御される。この場合、制御は、インバータ２４０によって生成される３つの電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の各々を電流検出器２４４によって検出するコントローラ２４２を介して行われる。コントローラは、従って、電流検出器２４４によって、インバータの各相を個別に制御するよう構成されている。このために、コントローラ２４２は電流目標値Ｉｓｏｌｌを予め設定することができ、電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３はこの電流目標値Ｉｓｏｌｌに依存して制御される。電流目標値Ｉｓｏｌｌは、好ましくは（風力発電）装置内部において、各相Ｕ、Ｖ、Ｗについて個別に求められ（計算され）、予め設定される。

図３は、許容バンド法を用いた３相交流電流の生成のための生成装置３００の一例の構造を模式的に示す。とりわけ、図３は、図２に示したインバータの一部分であり得る一部分を示す。

生成装置３００は、整流器を介して風力発電装置の発電機に接続されている直流電圧中間回路３３０を有する。直流電圧中間回路３３０は、第１ポテンシャルＵｄｃ＋及び第２ポテンシャルＵｄｃ−とセンタータップ（Mittenabgriff）Ｍとを有する。センタータップＭは、例えば整流器の出力部３４６に接続されているフィルタを直流電圧中間回路３３０へ帰還させる（フィードバックさせる：zurueckfuehren）ために、フィルタ装置に接続されるよう構成されている。更に、センタータップＭと両ポテンシャルＵｄｃ＋、Ｕｄｃ−の間には、直流電圧中間回路にエネルギを蓄積し、直流電圧２Ｕｄｃを相応に平滑化するために、キャパシティを有する夫々１つのコンデンサＣ１、Ｃ２が設けられている。

直流電圧中間回路３３０に接続されているインバータ３４０は、３つの相Ｕ、Ｖ、Ｗの各々について、夫々１つの別個の電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３をインバータ３４０の出力部３４６に生成する。インバータ３４０は、このために、３つの相Ｕ、Ｖ、Ｗの各々について、夫々１つの上側スイッチＴ１、Ｔ３、Ｔ５及び夫々１つの下側スイッチＴ２、Ｔ４、Ｔ６を有し、上側及び下側スイッチＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６は、とりわけ、コントローラ３４２を介して許容バンド法によって制御される。

コントローラ３４２自身は電流制御型許容バンド法によって作動する。このために、コントローラ３４２は、インバータ３４０によって生成された電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３をインバータ３４０の出力部３４６において電流検出器３４４によって検出する。そのようにして検出された電流Ｉ１，Ｉ２、Ｉ３は、上側及び下側スイッチＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６のためのバンド限界ＯＢ１２、ＵＢ１２、ＯＢ３４、ＵＢ３４、ＯＢ５６、ＵＢ５６を求める（決定する）ために、目標値Ｉｓｏｌｌと比較される。更に、コントローラ３４２は、個々の上側及び下側スイッチＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６のスイッチング周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６を検出し、相応の上側スイッチＴ１、Ｔ３、Ｔ５の周波数ｆ１、ｆ３、ｆ５と相応の下側スイッチＴ２、Ｔ４、Ｔ６の周波数ｆ２、ｆ４、ｆ６とを比較することによって、夫々の上側スイッチＴ１、Ｔ３、Ｔ５及び夫々の下側スイッチＴ２、Ｔ４、Ｔ６のスイッチング周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６間の差が最小化されるように、とりわけ夫々の相Ｕ、Ｖ、Ｗの夫々の正弦波状基本波に重畳された信号成分が低減されるように、夫々１つの相応のバンド限界ＯＢ１２、ＵＢ１２、ＯＢ３４、ＵＢ３４、ＯＢ５６、ＵＢ５６を変化させる。

バンド限界ＯＢ１２、ＵＢ１２、ＯＢ３４、ＵＢ３４、ＯＢ５６、ＵＢ５６及びスイッチング周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６の添え字は、夫々、上側及び下側スイッチＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６の添え字に関連する。バンド限界およびスイッチング周波数についての詳細は、更に、例示的に図５における第１相Ｕについて説明される。

図４は、とりわけ相Ｕの正弦波状基本波を有する単相交流電流Ｉ１を生成するための、本方法の一部分の模式的構造４００を示す。

制御パラメータＩｓｏｌｌ即ちインバータの電流目標値が許容ブロック４８０に与えられる。この値から、許容ブロック４８０は、相Ｕの上側スイッチＴ１及び下側スイッチＴ２のための相応のバンド限界ＯＢ１２、ＵＢ１２を求める（決定する）。ブロック４８４によって図示されている上側スイッチＴ１及び下側スイッチＴ２は、次いで、バンド限界ＯＢ１２、ＵＢ１２に応じて、相Ｕの正弦波状基本波を有する単相交流電流Ｉ１を生成する。スイッチＴ１、Ｔ２自身は、実際スイッチング周波数ｆｏｓ、ｆｕｓを有するか又はこれらによって駆動される。

上側及び下側スイッチＴ１、Ｔ２の実際スイッチング周波数ｆｏｓ、ｆｕｓが検出されて、周波数ブロック４８６に与えられる。周波数ブロック４８６は、これらの実際スイッチング周波数ｆｏｓ、ｆｕｓから周波数差Δｆ、即ち上側スイッチＴ１と下側スイッチＴ２の間のスイッチング周波数の差を求める。周波数差Δｆ自体は、スイッチＴ１、Ｔ２の実際スイッチング周波数ｆｏｓ、ｆｕｓを相応に適合化するために、ＰＩ制御器４８２を介してバンド限界ＯＢ１２、ＵＢ１２にフィードバックされる。

更に、生成された単相交流電流Ｉ１は電流検出器によって検出され、スイッチないしインバータを電流に依存して制御するために、スイッチＴ１、Ｔ２にフィードバックされる。

図５は、一実施形態に応じた１つの相の直流成分を低減するために（１つの）バンド限界を変化するための方法フロー５００の一例を示す。

上側及び下側スイッチＴ１、Ｔ２は、許容バンド法５９０によって制御され、最適な正弦波ｓｉｎの周りで推移する２つのバンド限界ＯＢ１２、ＵＢ１２の内部で（間で）作動する。上側スイッチＴ１は第１スイッチング周波数ｆＴ１で作動し、下側スイッチＴ２は第２スイッチング周波数ｆＴ２で作動する。これによって、電流直流成分Ｉ１Ｇが相Ｕに生じる。

スイッチング周波数ｆＴ１、ｆＴ２は、第１ステップ５９１において、コントローラによって検出され、第２ステップ５９２において、相互に比較される。この比較の結果として生じる周波数差Δｆは、スイッチング周波数ｆ１、ｆ２と同様に、許容ブロック５９３に与えられ、許容ブロック５９３は、夫々の正弦波状基本波ｓｉｎに重畳されている信号成分Ｉ１Ｇが最小化されるよう、該周波数差から、（１つの）バンド限界の変化を決定する（求める）。

例示的にかつ極めて単純化していえば、許容ブロック５９３は、スイッチング周波数ｆＴ１、ｆＴ２について値２ないし３が測定され、そのため、１の周波数差Δｆが求められたため、直流成分Ｉ１Ｇの最小化のために、下側バンド限界（バンド下限）の（紙面）下側へのシフト５９４を決定した。このことは、上側スイッチＴ１及び下側スイッチＴ２へ伝達される。

上側及び下側スイッチＴ１、Ｔ２は、今や、次のステップ５９５において、最適な正弦波ｓｉｎ、即ち正弦波状基本波の周りで推移する２つのバンド限界ＯＢ１２、ＵＢ１２^＊の内部で（間で）作動する。即ち、下側バンド限界ＵＢ１２^＊は変化された。上側スイッチＴ１は引き続きスイッチング周波数ｆＴ１で作動し、下側スイッチＴ２は新たなスイッチング周波数ｆＴ２^＊で作動する。これらのスイッチング周波数ｆＴ１、ｆＴ２^＊はほぼ同じであり、即ち図示の単純化した例では両方ともに２であり、その結果、直流成分Ｉ１Ｇ^＊が相Ｕに生じ、図示の例では０と想定されているが、いずれにせよ直流成分Ｉ１Ｇよりも格段により小さい。ＰＩ制御器を使用することによって、図示の例において修正された下側バンド限界ＵＢ１２^＊は、その修正された値を、直流成分が完全に補正（調整）された場合にも保持することができる。

次のステップ５９６において、これらのスイッチング周波数ｆＴ１、ｆＴ２^＊は再びコントローラによって検出されることができ、そして、場合によっては再び最適化されることができる。

Claims

風力発電装置の多相インバータによって、各相に正弦波状基本波を有する多相交流電流を生成する方法において、
前記多相インバータは、当該多相インバータの複数の相の各々について夫々１つの上側バンド限界及び夫々１つの下側バンド限界を有する許容バンド法によって制御され、
前記多相インバータは、各相について、当該相の交流電流の正の正弦波半波を生成するための少なくとも１つの上側スイッチ及び当該相の交流電流の負の正弦波半波を生成するための少なくとも１つの下側スイッチを有し、
該方法は、以下のステップ：
・各相の交流電流に対するバンド限界に依存して、上側スイッチによって正の正弦波半波を生成し及び下側スイッチによって負の正弦波半波を生成すること、
・夫々の正弦波状基本波に重畳された信号成分が低減されるよう、上側及び下側バンド限界の少なくとも一方を変化すること、
を含む、
方法。
請求項１に記載の方法において、
前記重畳された信号成分として、直流成分が検出される、
方法。
請求項１又は２に記載の方法において、
前記少なくとも一方のバンド限界は、上側スイッチ及び／又は下側スイッチの少なくとも１つのスイッチング周波数が変化するよう、変化される、
方法。
請求項１〜３の何れかに記載の方法において、
前記重畳された信号成分の検出は、上側スイッチのスイッチング周波数の検出及び下側スイッチのスイッチング周波数の検出によって、とりわけ上側スイッチのスイッチング周波数と下側スイッチのスイッチング周波数の比較によって、実行される、
方法。
請求項１〜４の何れかに記載の方法において、
上側バンド限界又は代替的に下側バンド限界は、前記重畳された信号成分が低減されるよう変化され、その際、下側バンド限界又は代替的に上側バンド限界は不変に維持される、
方法。
請求項１〜５の何れかに記載の方法において、
上側バンド限界又は代替的に下側バンド限界は、上側スイッチと下側スイッチの間のスイッチング周波数の差が最小化されるよう変化される、
方法。
請求項１〜６の何れかに記載の方法において、
上側バンド限界又は代替的に下側バンド限界は、上側スイッチのスイッチング周波数又は下側スイッチのスイッチング周波数が低減されるよう変化される、
方法。
請求項１〜７の何れかに記載の方法において、
上側バンド限界又は代替的に下側バンド限界は、関連する相の交流電流の基本振動の持続時間の複数倍である時定数で変化される、
方法。
請求項１〜８の何れかに記載の方法において、
上側スイッチ及び下側スイッチのスイッチング周波数は、基本振動の半波について決定される、
方法。
請求項１〜９の何れかに記載の方法において、
バンド限界の変化は、とりわけＤＣオフセットに依存するＰＩ制御器による可変の補正値としての、補正値のバンド限界への適用によって実行される、
方法。
請求項１〜１０の何れかに記載の方法において、
上側スイッチ及び下側スイッチは、夫々、正の正弦波半波及び負の正弦波半波を生成するために、少なくとも１つのＩＧＢＴを有する、
方法。
請求項１〜１１の何れかに記載の方法において、
許容バンド法は電流目標値を使用し、及び、インバータはこの電流目標値に依存して制御される、
方法。
請求項１〜１２の何れかに記載の方法において、
バンド限界の変化は電流目標値に依存して実行される、
方法。
フルコンバータとして構成されている少なくとも１つの多相インバータを有し電気供給ネットに接続されている風力発電装置によって、ネット公称電圧を有する電気供給ネットへ電流を供給する方法において、該方法は以下のステップ：
フルコンバータによって電流を供給すること、但し、フルコンバータは請求項１〜１３の何れかに記載の方法を実行すること、
を含む、
方法。
各相に正弦波状基本波を有する多相交流電流を生成するための少なくとも１つの多相インバータを有する風力発電装置において、
前記多相インバータは、当該多相インバータの複数の相の各々について夫々１つの上側バンド限界及び夫々１つの下側バンド限界を有する許容バンド法によって制御され、
前記多相インバータは、各相について、当該相の交流電流の正の正弦波半波を生成するための少なくとも１つの上側スイッチ及び当該相の交流電流の負の正弦波半波を生成するための少なくとも１つの下側スイッチを有し、
前記多相インバータは、請求項１〜１４の何れかに記載の方法を実行するよう構成されている、
風力発電装置。
請求項１５に記載の風力発電装置において、
上側スイッチ及び下側スイッチは、正の正弦波半波及び負の正弦波半波を生成するために、夫々少なくとも１つのＩＧＢＴを有する、
風力発電装置。
請求項１５又は１６に記載の風力発電装置において、
バンド限界を補正値によって、とりわけＤＣオフセットに依存して、変化するＰＩ制御器を含む、
風力発電装置。