[发明专利]分体式风力涡轮机转换器系统的直流链路的监测

说明书

一种监测分体式风力涡轮机转换器系统的方法，所述分体式风力涡轮机转换器系统具有设置在远距离位置处的至少一个发电机侧转换器和至少一个电网侧转换器、以及直流链路，所述直流链路的形式为具有至少一个正导体和至少一个负导体的细长导体构造。直流链路导体构造的阻抗借助于直流电压传感器确定。正导体和负导体之间的电压在发电机侧转换器处和在电网侧转换器处确定，并且电压之间的差值被确定。直流链路导体构造的阻抗通过将确定的电压差与流过直流链路导体构造的直流电流相关联来确定。如果阻抗超过给定阻抗阈值，则故障状态被识别。

技术领域

本发明涉及风力涡轮机的领域，并且例如涉及监测具有直流链路的分体式风力涡轮机转换器系统的方法以及涉及分体式风力涡轮机转换器系统。

背景技术

文献US 2013/0138257A1描述用于风力涡轮机的电力系统的防护和控制系统，所述风力涡轮机具有在变压器上游的短路检测。存储器装置存储多个电压测量值，并且处理器依据测量的电压改变确定电气故障的近似位置。

发明内容

提供一种监测分体式风力涡轮机转换器系统的方法，其具有至少一个发电机侧转换器、至少一个电网侧转换器、以及直流链路。直流链路将所述至少一个发电机侧转换器连接到所述至少一个电网侧转换器。所述至少一个发电机侧转换器和所述至少一个电网侧转换器设置在远距离位置处。直流链路由细长导体构造提供且包括至少一个正导体和至少一个负导体。所述方法包括借助于测量电压的第一和第二直流电压传感器确定细长直流链路导体构造的阻抗。为此，第一直流电压传感器在发电机侧转换器处确定直流链路导体构造的正导体和负导体之间的电压；第二直流电压传感器在电网侧转换器处确定直流链路导体构造的正导体和负导体之间的电压；电压之间的差值基于第一和第二直流电压传感器确定；直流链路导体构造的阻抗通过将确定的电压差与流过直流链路导体构造的已知或测量的电流相关联来确定。故障状态响应于超过给定阻抗阈值的阻抗而被识别。

根据另一方面，提供一种分体式风力涡轮机转换器系统，其具有至少一个发电机侧转换器、至少一个电网侧转换器、直流链路、以及控制器。所述至少一个发电机侧转换器和所述至少一个电网侧转换器设置在远距离位置处。直流链路将所述至少一个发电机侧转换器连接到所述至少一个电网侧转换器。直流链路由包括至少一个正导体和至少一个负导体的细长导体构造提供。控制器设置成利用测量电压的第一直流电压传感器以在发电机侧转换器处确定直流链路导体构造的正导体和负导体之间的电压。控制器还设置成利用测量电压的第二直流电压传感器以在电网侧转换器处确定直流链路导体构造的正导体和负导体之间的电压。控制器设置成确定基于第一和第二直流电压传感器确定的电压之间的差值。控制器还设置成通过将电压差与流过直流链路导体构造的已知或测量的电流相关联来确定直流链路导体构造的阻抗。控制器设置成响应于超过给定阻抗阈值的阻抗识别故障状态。

在一些实施方式中，风力涡轮机转换器系统设置成将由可变速度的风力涡轮机产生的可变频率的电能转换成将供给到电网中的固定频率的电能。

例如，可变速度的风力涡轮机的转换器系统将由风力涡轮机发电机依据风速产生的具有可变频率的三相交流电转换成将供给到电网中的固定频率(例如50Hz或60Hz)的交流电。可变频率的交流电流首先由转换器系统转换成直流电流，而后这个直流电流转换成与固定频率电能对应的交流电流。

所公开的方法用于监测具有至少一个发电机侧转换器、至少一个电网侧转换器、以及直流链路的分体式风力涡轮机转换器系统。在具有串联和/或并联连接的多个发电机侧转换器和电网侧转换器的实施方式中，直流链路对于所有发电机侧和电网侧转换器是共同的。发电机侧转换器(一个或多个)例如通过整流分相将从风力涡轮机发电机接收的三相交流电流变成直流电流。在一些实施方式中，每个发电机侧转换器连接到单独一组发电机绕组。

电网侧转换器(一个或多个)例如通过例如利用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)逆变直流电流而将直流电流变回三相交流电流。交流电流可被供应到变压器以产生高电压，所述高电压而后能够供给到例如局部电网或公用电网的电网中。