[發(fā)明專利]選擇風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)換器的切換時(shí)間

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980051899.0
• 申請(qǐng)日: 2019-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN112514223A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·德雷耶;R·V·富爾切爾;J·克尼希;C·南特維希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子歌美颯可再生能源公司;西門子歌美颯可再生能源有限兩合公司
• 主分類號(hào): H02M1/12
• 分類號(hào): H02M1/12;H02J3/38;H02M7/48;H02J3/01
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孫鵬;陳嵐

描述了一種控制在公共耦合點(diǎn)（111）處并聯(lián)連接的風(fēng)力渦輪機(jī)（101、102、103）的風(fēng)力渦輪機(jī)變換器（117、119、121）的方法，所述方法包括：在相同長(zhǎng)度的脈沖寬度調(diào)制周期內(nèi)針對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)換器生成脈沖（127、131、136），其中所述脈沖針對(duì)不同的轉(zhuǎn)換器在不同的脈沖起始相位（126、133、137）處起始，其中相鄰轉(zhuǎn)換器（117、119；119、121）中的至少兩個(gè)之間的脈沖起始相位的脈沖起始相位差（D12、D23）是不相等的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種控制并聯(lián)連接到公共耦合點(diǎn)的風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)換器的方法和布置，并且進(jìn)一步涉及一種包括風(fēng)力渦輪機(jī)和控制布置的風(fēng)電場(chǎng)（wind park）。

背景技術(shù)

包括多于一個(gè)（plural）風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)電場(chǎng)可以針對(duì)每個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)包括轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器包括多于一個(gè)可控開關(guān)，諸如晶體管、特別是絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）。該多于一個(gè)可控開關(guān)例如根據(jù)脈沖寬度調(diào)制方法以高切換頻率來切換。本文中，可控開關(guān)可以根據(jù)可以例如是2.5kHz的脈沖寬度調(diào)制頻率來切換。轉(zhuǎn)換器用于將由風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)提供的可變頻率功率流轉(zhuǎn)換成基本上固定頻率（例如，50Hz或60Hz）功率流。

由于轉(zhuǎn)換器內(nèi)的可控開關(guān)的切換頻率，不僅在公共耦合點(diǎn)處觀察到期望的輸出頻率（諸如，50Hz或60Hz），而且還觀察到由具有高切換頻率的轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)所引起的高頻諧波電流。然而，不同國(guó)家（例如在德國(guó)）的電網(wǎng)法規(guī)要求在由電網(wǎng)場(chǎng)饋送到電網(wǎng)中的公共耦合點(diǎn)處的低諧波電流水平。在公共耦合點(diǎn)處的電氣特性的測(cè)量已經(jīng)表明，諧波電流中的峰值出現(xiàn)在切換頻率和切換頻率的倍數(shù)上。取決于電網(wǎng)法規(guī)的限制有多低，風(fēng)電場(chǎng)可能不能滿足要求。在這樣的情況下，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商可能會(huì)禁止風(fēng)電場(chǎng)的電網(wǎng)連接。

常規(guī)地，已經(jīng)提出了渦輪機(jī)轉(zhuǎn)換器間PWM（脈沖寬度調(diào)制）去同步，以通過調(diào)整去同步集群中的渦輪機(jī)之間的轉(zhuǎn)換器切換之間的角度來減輕公共耦合點(diǎn)處的諧波電流發(fā)射。常規(guī)地應(yīng)用的去同步方法基于渦輪機(jī)位置以及集群中的渦輪機(jī)的數(shù)目來向去同步回路中的轉(zhuǎn)換器中的每個(gè)增加固定的偏移。在理論上，這個(gè)去同步可以消除在公共耦合點(diǎn)處由轉(zhuǎn)換器切換引起的所有諧波電流。然而，已經(jīng)觀察到的是，盡管如此，在公共耦合點(diǎn)處仍存在切換頻率的諧波的相當(dāng)多的含量。

因此，可能存在對(duì)一種方法和對(duì)應(yīng)布置的需要，用以減少高頻上的諧波發(fā)射并且允許連接到具有非常低的限制/閾值的電網(wǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

可以通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的主題來滿足這個(gè)需要。本發(fā)明的有利實(shí)施例通過從屬權(quán)利要求來描述。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種控制在（例如，風(fēng)電場(chǎng)的）公共耦合點(diǎn)處并聯(lián)連接的風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)換器的方法，該方法包括：在相同長(zhǎng)度的脈沖寬度調(diào)制周期內(nèi)針對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)換器生成脈沖，其中脈沖針對(duì)不同的轉(zhuǎn)換器在不同的脈沖起始相位（pulsestart phase）處起始，其中相鄰轉(zhuǎn)換器中的至少兩個(gè)之間的脈沖起始相位的脈沖起始相位差是不相等的。

該方法可以部分地以硬件和/或軟件來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)以主從布置來使用時(shí)，所述方法可以例如由風(fēng)電場(chǎng)控制器和/或風(fēng)力渦輪機(jī)控制器和/或特別是主風(fēng)力渦輪機(jī)控制器來執(zhí)行。風(fēng)力渦輪機(jī)可以例如以平行于公共耦合點(diǎn)的單個(gè)股線（或以多個(gè)股線）而連接。常規(guī)地，已經(jīng)應(yīng)用了相鄰風(fēng)力渦輪機(jī)之間的固定相位角偏移，該相位角偏移取決于分支或股線中的風(fēng)力渦輪機(jī)的數(shù)目。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，轉(zhuǎn)換器內(nèi)的可控開關(guān)由具有相同脈沖寬度調(diào)制頻率的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)來控制。該控制方法要求：針對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)換器生成至少一個(gè)脈沖，并且特別是還被供應(yīng)到轉(zhuǎn)換器，特別是供應(yīng)到轉(zhuǎn)換器內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)可控開關(guān)。另外地，針對(duì)每個(gè)轉(zhuǎn)換器，可以生成一個(gè)或多個(gè)另外的或下一脈沖，并且也將其供應(yīng)到轉(zhuǎn)換器。