[发明专利]用于增加风力涡轮机功率输出的系统和方法

权利要求书

1.一种风力涡轮机系统，包括：

具有转子和定子的风驱动双馈感应发电机，所述定子提供AC功率到定子母线；

功率变换器，经由转子母线耦合到所述双馈感应发电机的所述转子，所述功率变换器提供输出到线路母线，所述功率变换器具有所述转子母线处的关联电压阈值；以及

控制系统，配置成识别所述双馈感应发电机处的降低风速；

其中在所述降低风速下，所述控制系统还配置成至少部分基于指示转子电压的数据来调节所述双馈感应发电机的所述转子的旋转速度以增加所述双馈感应发电机的功率输出，所述控制系统调节所述转子的所述旋转速度，使得所述转子电压不超过在所述转子母线处的与所述功率变换器关联的电压阈值。

2.如权利要求1所述的风力涡轮机系统，其中所述双馈感应发电机的所述转子的所述旋转速度中的降低提供所述双馈感应发电机处的增大的转差。

3.如权利要求1所述的风力涡轮机系统，其中，在所述降低风速下，所述控制系统配置成至少部分基于与所述风力涡轮机关联的叶尖速度比来调节所述双馈感应发电机的所述转子的所述旋转速度，所述叶尖速度比是所述风力涡轮机的叶片的叶尖的切向速度和所述降低风速之间的比率。

4.如权利要求1所述的风力涡轮机系统，其中指示所述转子电压的所述数据能够至少部分基于配置成监测所述转子母线处的电压的一个或多个传感器来确定。

5.如权利要求1所述的风力涡轮机系统，其中指示所述转子电压的所述数据能够至少部分基于所述双馈感应发电机的无功功率输出来确定。

6.如权利要求1所述的风力涡轮机系统，其中指示所述转子电压的所述数据包括查找表，所述查找表定义各种转子速度点与各种电网电压和无功功率需求条件之间的相关性，所述双馈感应发电机的所述转子的降低的旋转速度至少部分基于所述查找表来确定。

7.如权利要求1所述风力涡轮机系统，其中所述控制系统配置成至少部分基于电网电压来调节所述旋转速度。

8.如权利要求1所述的风力涡轮机系统，其中，在所述降低风速下，所述控制系统配置成降低所述双馈感应发电机的无功功率输出以允许所述双馈感应发电机的所述转子的旋转速度中的增进的降低。

9.一种用于在降低风速下增加风驱动双馈感应发电机的功率输出的方法，所述方法包括：

在风驱动双馈感应发电机处生成交流功率，所述交流功率从所述风驱动双馈感应发电机的定子被提供到定子母线；

将来自功率变换器的转子电压经由转子母线提供到所述风驱动双馈感应发电机的转子；

检测在所述风驱动双馈感应发电机处的降低风速；以及

响应于检测到所述降低风速，至少部分基于指示所述转子电压的数据来将所述转子的旋转速度从第一旋转速度降低到第二旋转速度以增加所述双馈感应发电机的所述功率输出，所述第二旋转速度被确定使得所述转子电压不超过在所述转子母线处的与所述功率变换器关联的电压阈值。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述双馈感应发电机的所述转子的降低的旋转速度至少部分基于叶尖速度比来确定，所述叶尖速度比是在风力涡轮机的叶片的叶尖的切向速度和所述降低风速之间的比率。

11.如权利要求9所述的方法，其中指示所述转子电压的所述数据能够至少部分基于配置成监测所述转子母线处的电压的一个或多个传感器来确定。

12.如权利要求9所述的方法，其中指示所述转子电压的所述数据能够至少部分基于所述双馈感应发电机的无功功率输出来确定。

13.如权利要求9所述的方法，其中所述方法包括：

降低所述风驱动双馈感应发电机的无功功率输出；以及

将所述风驱动双馈感应发电机的所述转子的所述旋转速度降低到第三旋转速度，所述第三旋转速度小于所述第一旋转速度。