[發明專利]使用變流器進行能量轉換的系統及其運作方法

有效

• 申請號: 201110143259.8
• 申請日: 2011-05-30
• 公開（公告）號: CN102810875A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 袁小明;翁海清;譚卓輝;劉云峰;楊文強;朱鵬程
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云

1.一種用于能量轉換的系統，其特征在于：該系統包括變流器，檢測器和控制器；該變流器包括開關元件，該檢測器被配置成用于檢測與該系統能量轉換過程相關的參數并提供指示該參數的電信號，該控制器與該變流器和檢測器電性連接，該控制器被配置成用于接收從該檢測器傳送的電信號并根據接收的電信號判定該系統是否存在特定的系統狀況，該控制器進一步被配置成用于根據系統狀況的判定結果發送對應的控制命令給該變流器，該變流器中的開關元件根據與該判定結果相對應的控制命令以不同頻率的開關信號進行能量轉換。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于：該檢測器還被配置成用于在特定的系統狀況不存在時提供該系統狀況不存在的電信號，該控制器進一步被配置成根據該系統狀況不存在的電信號發送控制命令給該變流器，該變流器中的開關元件以標準頻率的開關信號進行能量轉換。

3.如權利要求1所述的系統，其特征在于：該變流器包括發電機側變流器，該檢測器包括發電機側檢測器，該發電機側變流器與發電裝置電性連接，該發電機側變流器用于將發電裝置產生的交流電或者一種形式的直流電轉換成另一種形式的直流電，該發電機側檢測器與該控制器電性連接，該特定的系統狀況包括與發電機側相關的瞬態事件，該發電機側檢測器用于檢測該與發電機側相關的瞬態事件，該控制器用于根據該發電機側相關的瞬態事件的檢測結果控制該發電機側變流器以不同頻率的開關信號進行能量轉換。

4.如權利要求1所述的系統，其特征在于：該變流器包括電網側變流器，該檢測器包括電網側檢測器，該電網側變流器用于將發電機側變流器轉換成的直流電轉換成交流電，該電網側檢測器與該控制器電性連接，該特定的系統狀況包括與電網側相關的瞬態事件，該電網側檢測器用于檢測該與電網側相關的瞬態事件，該控制器用于根據該電網側相關的瞬態事件的檢測結果控制該電網側變流器以不同頻率的開關信號進行能量轉換。

5.如權利要求1所述的系統，其特征在于：該檢測器包括熱檢測器，該熱檢測器與該控制器電性連接，該熱檢測器被配置成用于檢測與變流器相關的溫度，該控制器進一步被配置成用于至少根據檢測的溫度計算該變流器的失效率，并判定該計算的變流器的失效率是否滿足預設的標準。

6.如權利要求5所述的系統，其特征在于：當該控制器判定該計算的變流器的失效率大于參考值時，該控制器降低發送給該變流器的開關信號頻率，該開關信號降低后的頻率數值大于或者等于預設的下限值。

7.如權利要求5所述的系統，其特征在于：當該控制器判定所計算的變流器的失效率小于參考值時，該控制器增加發送給該變流器的開關信號頻率，該開關信號增加后的頻率數值小于或者等于預設的上限值。

8.如權利要求5所述的系統，其特征在于：該檢測器進一步包括負載狀況檢測器，該負載狀況檢測器與該控制器電性連接，該負載狀況檢測器用于檢測該變流器的負載狀況，該控制器進一步被配置成用于使用檢測到的負載狀況計算該變流器的失效率。

9.一種用于產生電能的風力發電場系統，其特征在于：該風力發電場系統包括：多個風力發電機，多個風力發電機控制器以及風場控制器，該多個風力發電機與公共連接點電性連接，每一個風力發電機包括具有開關元件的變流器，該變流器用于轉換并提供電能給該公共連接點；每一個風力發電機控制器與每一個風力發電機的變流器電性連接，該每一個風力發電機控制器被配置成用于給對應的變流器提供標準頻率的開關信號；該風場控制器與每一個風力發電機控制器電性連接，該風場控制器被配置成用于判定運作的風力發電機的數量，該風場控制器還被配置成用于根據判定的風力發電機的運作數量控制該運作的風力發電機中至少一部分風力發電機控制器提供頻率不同于標準頻率的開關信號給對應的變流器。

10.如權利要求9所述的風力發電場系統，其特征在于：該不同于標準頻率的開關信號頻率值根據下面的公式來確定：f＝f_nom/N，其中f_nom為開關信號的標準頻率，N為運作的風力發電機的數量，f為不同于標準頻率的開關信號頻率值。

11.如權利要求9所述的風力發電場系統，其特征在于：當該運作的風力發電機的數量被判定成大于預定值時，該不同于標準頻率的開關信號頻率值被設置成不小于一固定值。