[發明專利]用于增加風力渦輪機功率輸出的系統和方法

有效

• 申請號: 201511036173.X
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN105715452B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: T·埃登菲爾德
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐予紅;張懿

1.一種風力渦輪機系統，包括：

具有轉子和定子的風驅動雙饋感應發電機，所述定子提供AC功率到定子母線；

功率變換器，經由轉子母線耦合到所述雙饋感應發電機的所述轉子，所述功率變換器提供輸出到線路母線，所述功率變換器具有所述轉子母線處的關聯電壓閾值；以及

控制系統，配置成識別所述雙饋感應發電機處的降低風速；

其中在所述降低風速下，所述控制系統還配置成至少部分基于指示轉子電壓的數據來調節所述雙饋感應發電機的所述轉子的旋轉速度以增加所述雙饋感應發電機的功率輸出，所述控制系統調節所述轉子的所述旋轉速度，使得所述轉子電壓不超過在所述轉子母線處的與所述功率變換器關聯的電壓閾值。

2.如權利要求1所述的風力渦輪機系統，其中所述雙饋感應發電機的所述轉子的所述旋轉速度中的降低提供所述雙饋感應發電機處的增大的轉差。

3.如權利要求1所述的風力渦輪機系統，其中，在所述降低風速下，所述控制系統配置成至少部分基于與所述風力渦輪機關聯的葉尖速度比來調節所述雙饋感應發電機的所述轉子的所述旋轉速度，所述葉尖速度比是所述風力渦輪機的葉片的葉尖的切向速度和所述降低風速之間的比率。

4.如權利要求1所述的風力渦輪機系統，其中指示所述轉子電壓的所述數據能夠至少部分基于配置成監測所述轉子母線處的電壓的一個或多個傳感器來確定。

5.如權利要求1所述的風力渦輪機系統，其中指示所述轉子電壓的所述數據能夠至少部分基于所述雙饋感應發電機的無功功率輸出來確定。

6.如權利要求1所述的風力渦輪機系統，其中指示所述轉子電壓的所述數據包括查找表，所述查找表定義各種轉子速度點與各種電網電壓和無功功率需求條件之間的相關性，所述雙饋感應發電機的所述轉子的降低的旋轉速度至少部分基于所述查找表來確定。

7.如權利要求1所述風力渦輪機系統，其中所述控制系統配置成至少部分基于電網電壓來調節所述旋轉速度。

8.如權利要求1所述的風力渦輪機系統，其中，在所述降低風速下，所述控制系統配置成降低所述雙饋感應發電機的無功功率輸出以允許所述雙饋感應發電機的所述轉子的旋轉速度中的增進的降低。

9.一種用于在降低風速下增加風驅動雙饋感應發電機的功率輸出的方法，所述方法包括：

在風驅動雙饋感應發電機處生成交流功率，所述交流功率從所述風驅動雙饋感應發電機的定子被提供到定子母線；

將來自功率變換器的轉子電壓經由轉子母線提供到所述風驅動雙饋感應發電機的轉子；

檢測在所述風驅動雙饋感應發電機處的降低風速；以及

響應于檢測到所述降低風速，至少部分基于指示所述轉子電壓的數據來將所述轉子的旋轉速度從第一旋轉速度降低到第二旋轉速度以增加所述雙饋感應發電機的所述功率輸出，所述第二旋轉速度被確定使得所述轉子電壓不超過在所述轉子母線處的與所述功率變換器關聯的電壓閾值。

10.如權利要求9所述的方法，其中所述雙饋感應發電機的所述轉子的降低的旋轉速度至少部分基于葉尖速度比來確定，所述葉尖速度比是在風力渦輪機的葉片的葉尖的切向速度和所述降低風速之間的比率。

11.如權利要求9所述的方法，其中指示所述轉子電壓的所述數據能夠至少部分基于配置成監測所述轉子母線處的電壓的一個或多個傳感器來確定。

12.如權利要求9所述的方法，其中指示所述轉子電壓的所述數據能夠至少部分基于所述雙饋感應發電機的無功功率輸出來確定。

13.如權利要求9所述的方法，其中所述方法包括：

降低所述風驅動雙饋感應發電機的無功功率輸出；以及

將所述風驅動雙饋感應發電機的所述轉子的所述旋轉速度降低到第三旋轉速度，所述第三旋轉速度小于所述第一旋轉速度。