[發明專利]用于風力渦輪功率系統中的鎖相環路的功率角前饋信號

在審

• 申請號: 201980014728.0
• 申請日: 2019-02-19
• 公開（公告）號: CN111712634A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: E·V·拉森
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;H02J3/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石宏宇;金飛

1.一種用于減少連接到電網的功率系統的功率命令和實際功率之間的延遲的方法，所述方法包括：

經由功率角估計器接收所述功率系統的功率命令；

經由所述功率角估計器接收所述電網的一個或多個電網條件；

經由所述功率角估計器基于所述功率命令和所述一個或多個電網條件來估計跨越所述功率系統的功率角信號；

經由鎖相環路(PLL)接收估計的所述功率角信號；

經由所述PLL至少部分地基于估計的所述功率角信號來產生PLL相位角信號；以及

經由轉換器控制器基于所述PLL相位角信號來控制所述功率系統的功率轉換組件。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括經由所述PLL接收所述功率角信號來作為前饋信號。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，估計跨越所述功率系統的所述功率角信號進一步包括：

計算作為傳輸的功率和在所述功率系統的端部處或端部附近的兩個電力總線之間的電抗的函數的所述功率角信號。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，估計跨越所述功率系統的所述功率角信號進一步包括：

計算作為所述傳輸的功率、所述功率系統的兩個端部處的電壓量值以及所述功率系統的端部處或端部附近的兩個電力總線之間的所述電抗的函數的所述功率角信號。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，進一步包括計算作為所述傳輸的功率、所述功率系統的所述兩個端部處的所述電壓量值以及所述功率系統的端部處或端部附近的所述兩個電力總線之間的所述電抗的非線性函數的所述功率角信號。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，計算作為所述傳輸的功率、所述功率系統的所述兩個端部處的所述電壓量值以及所述功率系統的端部處或端部附近的所述兩個電力總線之間的所述電抗的函數的所述功率角信號進一步包括：

將所述功率系統的所述兩個端部處的所述電壓量值相乘以獲得第一相乘值；

將所述功率系統的端部處或端部附近的所述兩個電力總線之間的所述電抗除以所述第一相乘值以獲得乘數；

將所述傳輸的功率乘以所述乘數以獲得第二相乘值；以及

將非線性函數應用于所述第二相乘值。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述非線性函數包括多項式、正弦、余弦或反正弦中的至少一個。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，至少部分地基于估計的所述功率角信號來產生所述PLL相位角信號進一步包括：

接收終端電網電壓反饋信號；

基于所述終端電網電壓反饋信號來確定PLL誤差信號；

響應于所述PLL誤差信號，經由PLL調節器確定所述PLL的頻率信號；

經由所述PLL的積分器對所述頻率信號進行積分以獲得輸出信號；以及

基于所述輸出信號和所述功率角信號來產生所述PLL相位角信號。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，基于所述輸出信號和所述功率角信號來產生所述PLL相位角信號進一步包括將所述輸出信號和所述功率角信號相加。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率系統包括功率系統、太陽能功率系統或能量存儲系統中的至少一個。

11.一種連接到電網的電功率系統，包括：

發電機；

功率轉換組件，其聯接到所述發電機，所述功率轉換組件配置成接收由所述發電機產生的功率并將接收的所述功率轉換成適合于傳輸到所述電網的功率；

功率角估計器，其配置成基于接收的功率命令和所述電網的一個或多個電網條件來估計跨越所述電功率系統的功率角信號；

鎖相環路(PLL)，其配置成至少部分地基于估計的所述功率角信號來產生PLL相位角信號；以及

轉換器控制器，其用于基于所述PLL相位角信號來控制所述功率轉換組件。