[發(fā)明專利]用于控制連接到電力網(wǎng)的電功率系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780096885.1
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN111316521B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R.K.布拉;G.賈尼雷迪;A.M.克羅多夫斯基;楊文強
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李嘯;姜冰

1.一種用于控制連接到電力網(wǎng)的電功率系統(tǒng)的方法，所述電功率系統(tǒng)具有電功率子系統(tǒng)的多個集群，所述電功率子系統(tǒng)中的每個定義用于向所述電力網(wǎng)提供功率的定子功率路徑和轉(zhuǎn)換器功率路徑，所述轉(zhuǎn)換器功率路徑具有局部功率變換器，所述方法包括：

經(jīng)由控制器接收無功功率命令和所測量的無功功率；

基于所述無功功率命令與所述所測量的無功功率之間的差，經(jīng)由所述控制器生成無功功率誤差信號；

經(jīng)由無功功率調(diào)節(jié)器接收所述無功功率誤差信號；

基于所述誤差信號，經(jīng)由所述無功功率調(diào)節(jié)器生成電壓命令；

經(jīng)由下垂控制生成電壓下垂信號；

依據(jù)所述電壓命令或所測量的端子電壓中的至少一個和所述電壓下垂信號，經(jīng)由所述控制器生成電壓誤差信號；以及，

基于所述電壓誤差信號，經(jīng)由電壓調(diào)節(jié)器生成無功電流命令。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括經(jīng)由第一限制器限制所述電壓命令。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，依據(jù)所述電壓命令或所述所測量的端子電壓中的至少一個和所述電壓下垂信號而生成所述電壓誤差信號還包括：

從所述電壓命令減去所述所測量的端子電壓，以獲得第一值；

將所述所測量的無功功率乘以所述電壓下垂信號，以獲得第二值；

從所述第一值減去所述第二值，以獲得所述電壓誤差信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于所述電壓誤差信號而生成所述無功電流命令還包括：

基于所述電壓誤差信號而生成輸出信號；

經(jīng)由第二限制器限制所述電壓調(diào)節(jié)器的所述輸出信號；以及，

基于所限制的輸出信號而生成所述無功電流命令。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述局部功率變換器包括雙繞組變換器或三繞組變換器中的至少一個。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述無功功率調(diào)節(jié)器包括比例積分(PI)控制器、比例微分(PD)控制器、比例積分微分(PID)控制器或狀態(tài)空間控制器中的至少一個。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電壓調(diào)節(jié)器包括比例積分(PI)控制器、比例微分(PD)控制器、比例積分微分(PID)控制器或狀態(tài)空間控制器中的至少一個。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電功率子系統(tǒng)中的每個的發(fā)電機包括雙饋感應(yīng)發(fā)電機(DFIG)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電功率系統(tǒng)包括風(fēng)場，并且其中，所述電功率子系統(tǒng)包括風(fēng)力渦輪功率系統(tǒng)。

10.一種用于連接到電力網(wǎng)的電功率系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，所述電功率系統(tǒng)具有電功率子系統(tǒng)的多個集群，所述電功率子系統(tǒng)中的每個定義用于向所述電力網(wǎng)提供功率的定子功率路徑和轉(zhuǎn)換器功率路徑，所述轉(zhuǎn)換器功率路徑具有局部功率變換器，所述控制系統(tǒng)包括：

一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器用于生成所測量的無功功率或所測量的端子電壓中的至少一個；

控制器，所述控制器配置成接收無功功率命令和所述所測量的無功功率，并且基于所述無功功率命令與所述所測量的無功功率之間的差而生成無功功率誤差信號；

無功功率調(diào)節(jié)器，所述無功功率調(diào)節(jié)器配置成接收所述無功功率誤差信號，并且基于所述誤差信號而生成電壓命令；

下垂控制，所述下垂控制配置成生成電壓下垂信號；

所述控制器進一步配置成依據(jù)所述電壓命令或所測量的端子電壓中的至少一個和所述電壓下垂信號而生成電壓誤差信號；以及，

電壓調(diào)節(jié)器，所述電壓調(diào)節(jié)器配置成基于所述電壓誤差信號而生成無功電流命令。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制系統(tǒng)，還包括配置成限制所述電壓命令的第一限制器。