[发明专利]用于在出现电网故障时运行风力发电设备的方法和风力发电设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在出现电网故障时运行风力发电设备的方法，其中风力发电设备具有：转子，所述转子具有至少一个其叶片定位角可调的转子叶片；与转子相连的发电机，用于产生电功率；和至少一个用于检测发电机转速的实际值、叶片定位角的值和代表发电机转矩的参量的实际值、特别是有效功率和/或有效电流的装置。本发明还涉及一种用于实施所述方法的风力发电设备。

背景技术

在出现未预期的电网故障时，风力发电设备不能继续向电网输入最大功率。由此导致的快速功率扰动会导致转速升高，对此还通过调整叶片定位角作出反应。这里会出现转速的波动。

WO 2009/083447A2公开了一种用于在电网电压低时运行风力发电设备的方法。在发生电网故障的情况下，当存在低的电网电压时，基于电网故障之前的高速性系数，检测实际功率下的节距角。这样控制对叶片定位角的调节，使得在电网故障期间所产生的电流保持恒定。

由US 6,921,985B2已知一种用于在电网故障时运行风力发电设备的方法，其中为叶片定位角调节设置不间断的电流供应。所述不间断的电流供应这里利用了电网侧和转子侧之间的变流器。随着切换到不间断的电流供应，通过风力发电设备的控制装置启动叶片定位角调节，以便响应于切换过程相应地调节叶片角度。

由WO 2005/015012A1已知一种用于在电网故障时控制风力发电设备的方法。在出现电网故障的情况下，检测风力发电设备的运行参数，例如温度，并控制启动叶片角度调节，使得温度保持在预先规定的区间内。

由WO 2008/031434A2已知一种用于在电网故障时运行风力发电设备的方法，其中在电网故障期间提高叶片角度，直至转子不再继续加速。在电网故障期间不执行在正常运行中常见的对转速的调节。当由风力发电设备输出的有效功率为额定功率的125%时，则开始提高叶片角。

由DE 102008010543A1已知一种用于在电网故障时运行风力发电设备的方法，其中在转子转速升高之前就已经开始调整叶片定位角，转子或发电机转速被调节到额定转速，所述额定转速由在电网故障的情况下存在的电学变量和实际的风速得出。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种方法和一种风力发电设备，利用所述方法和风力发电设备，在出现电网故障之后，可以在不断网的情况下实现快速降低负荷到新的稳定工作点。

根据本发明的方法用于在出现电网故障时运行风力发电设备的方法。所述风力发电设备具有：转子，所述转子具有至少一个其叶片定位角可调的转子叶片；与转子相连的发电机，用于产生电功率；和至少一个用于检测发电机转速的实际值、叶片定位角的值和代表发电机转矩的参量的实际值、特别是有效功率和/或有效电流的装置。用于检测发电机转速的装置不是一定必须检测发电机的转速，而是也可以检测驱动系中的其他转速并将其换算成发电机的转速。在根据本发明的方法中，对电网故障进行识别。此外，当识别到电网故障时，还对有效功率和/或有效电流和转速进行检测。在另一个步骤中，根据检测到的有效功率和/或检测到的有效电流和检测到的转速确定发电机转矩的变化。在出现电网故障时，特别是发电机转矩的变化是一个关键的参量。在另一个步骤中，与发电机转矩相关地确定用于叶片定位角的修正量。由叶片定位角的修正量和叶片定位角的与转速相关的额定值确定叶片定位角的经修正的额定值。叶片定位角的与转速相关的额定值是在正常运行中根据转速的实际值和额定值确定的额定值。根据本发明的方法具有一系列优点。一个优点在于，继续利用与转速相关的额定值工作并由此能够对风速的变化作出反应。只确定一个对与转速相关的额定值。此外根据本发明的方法可以非常快速地对所出现的电网故障作出反应，因为该方法在识别到电网故障时已经被触发。通过快速地使用根据本发明的方法，叶片定位角调节已经可以对由于电网故障导致的转矩变化作出反应。

在一个优选的实施形式中，电网故障的识别根据电网电压和/或电网频率的改变进行。这里可以设定，当电网电压和/或电网频率低于或超过一个预先确定的阈值时，则识别到电网故障。例如当电网电压相对于额定电压下降多于预先确定的值时，则识别到电网故障。

在本发明的另一个优选实施例中，根据在风力发电设备的变流器和/或发电机中产生的错误报告进行电网故障识别。所述错误报告的原因例如可能是温度或电流过高。

叶片定位角的所检测到的值可以是测得的实际值。可选地或附加地，叶片定位角的所检测到的值也可以是叶片定位角的额定值，所述额定值例如存在于用于叶片定位角的控制装置中并由该控制装置中获得。