[發明專利]變流器的控制模塊、控制單元以及控制方法和風能設備

在審

• 申請號: 202011427383.2
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112952897A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 羅伯托·羅索;索克·恩格爾肯;馬可·利塞雷
• 申請（專利權）人: 烏本產權有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M1/00;F03D9/25
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;周濤

本發明涉及變流器的控制模塊、控制單元以及控制方法和風能設備。所述控制模塊設計用于，操控變流器(200)，使得變流器模仿同步電機的性能，至少包括：功率模塊，用于根據所檢測的功率來計算功率變化；和修正模塊，用于根據所計算的功率變化來設定功率期望值，尤其用于變流器的功率期望值。

技術領域

本發明涉及變流器、尤其風能設備的功率變流器的控制模塊，所述控制模塊設計用于，操控變流器，使得變流器模仿同步電機的性能。

此外，本發明涉及一種具有這種控制模塊的控制單元，一種具有這種控制模塊的變流器，以及一種用于控制其的方法，和一種具有這種控制模塊和/或執行這種方法的風能設備。

背景技術

由于傳統的同步發電機運行的發電廠越來越多受再生的、基于變流器的發生器排擠，經典的同步發電機越來越多地失去在供電網中的影響。

由于同步發電機的這種減少，同樣出現傳統的、穩定供電網的慣性的減少。

因為供電網之內的這種變化的影響是幾乎未經研究的，存在考慮：運行再生發生器的變流器，使得其作用于供電網，如同步電機。換言之，變流器應模仿同步電機的性能，在此不喪失變流器技術的優勢。這種這樣運行的變流器也稱作為虛擬同步電機。

近些年，對此提出用于同步電機模仿的各種調控方法。

如例如在R.Rosso、J.Cassoli、G.Buticchi、S.Engelken和M.Liserre的“Robuststability analysis of LCL filter based synchronverter under different gridconditions”(IEEE Trans.Power Electron.,2018,doi:10.1109/TPEL.2018.2867040)中示出的這些方法中的一些方法相對于標準建立的變流器調控方法甚至具有優點，尤其是在所謂的弱電網方面。

迄今已知的用于借助于變流器模仿同步電機的缺點是，其并不針對可能的、在供電網中出現的電網故障而設計。

發明內容

因此，本發明的目的是，解決上述問題中的至少一個問題，尤其要提出一種用于針對虛擬同步電機管理電網故障的調控方法，優選地以便即使在電網故障和變流器的硬件特性的邊界條件下還能夠復現真實同步電機的特性。尤其要提出一種方法，所述方法識別關于角度穩定性的臨界狀態并且允許采取適當措施。

根據本發明提出變流器的、尤其風能設備的功率變流器的控制模塊，所述控制模塊設計用于，操控變流器，使得變流器模仿同步電機的性能，所述控制模塊至少包括：用于根據所檢測的功率計算功率變化的功率模塊，和用于根據所計算的功率變化設定功率期望值、尤其用于變流器的功率期望值的修正模塊。

控制模塊尤其借助于功率模塊和修正模塊設計用于，識別變流器關于供電網的角度穩定性的可能的損失。

變流器例如是風能設備的或光伏設施的變流器。優選地，變流器是功率變流器，即如下變流器，所述變流器設計成并且用于，將電功率饋入到供電網中。優選地，變流器對此具有至少一個中間回路直流電壓，所述中間回路直流電壓至少為400V，更優選地至少為690V，尤其至少為1000V。

變流器因此優選地構成為風能設備的功率變流器。

變流器本身優選經由控制單元操控，所述控制單元包括在上文中或在下文中描述的控制模塊和/或如在下文中描述的那樣被操控。

控制模塊本身因此具有至少一個功率模塊和修正模塊。

功率模塊設計用于，根據所檢測的功率來計算功率變化。優選地，所檢測的功率是由變流器尤其輸出給供電網的電功率。由變流器輸出的功率例如能夠借助于在變流器的輸出端處的功率檢測來檢測或確定。功率檢測本身為此例如能夠是控制模塊或變流器的控制單元的組成部分。