[发明专利]风力涡轮发电机的控制系统

说明书

本发明涉及一种用于风力涡轮发电机WTG的控制系统。控制系统定义用于WTG的无功功率基准的无功极限。无功极限被定义为例如WTG的输出电压的物理参数的函数。在无功功率基准超过预定义极限时，无功功率基准受到限制。通过限制无功功率基准，可以避免超过某一输出电压极限的输出电压，并且由此可以避免WTG从电网断开连接。

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮发电机的控制系统，具体而言，涉及一种被配置为控制无功功率的生成的控制系统。此外，本发明涉及一种包括控制系统的风力涡轮发电机。

背景技术

由于条件不同，风力涡轮发电机(WTG)的输出端子处的电压可能变得不可接受的低或高。这种不可接受的输出电压可能对风力涡轮发电机的部件造成损害。

在输出电压变得过高或过低的情况下，风力涡轮发电机可以从电网连接断开，以避免损坏风力涡轮发电机的部件。

US 8710689公开了一种风能设备，包括转子、由转子驱动的发电机以及用于生成电力的转换器，电力经由变压器被输出到电力供应系统。该设备还包括具有开环转换器控制单元的开环控制系统。开环控制系统向转换器供应用于无功分量的致动信号。该设备还包括布置于变压器上的电压测量装置。电压测量装置的电压信号被施加到取决于状态的设定点值移位器的输入，该移位器的输出信号被施加到用于作用于转换器的无功分量的极限模块。利用这种配置，该设备可以得到更好的保护，并可以更好地利用变压器。

发明内容

本发明的目的是改善对风力涡轮发电机的控制。

另一个目的是提供一种用于风力涡轮发电机的改进的控制系统，具体而言，被配置为控制无功功率的生成的改进的控制系统。

具体而言，可以将提供解决了由于风力涡轮发电机的输出端子处的不可接受的输出电压所导致的上述问题的控制系统和/或提供避免了风力涡轮发电机从电网断开连接的控制系统视为本发明的目的。

在本发明的第一方面中，提供了用于风力涡轮发电机的控制系统，风力涡轮发电机包括无功功率控制器，控制系统包括

-QV极限模块，其被配置为定义取决于风力涡轮发电机的输出电压的预定无功极限，其中QV极限模块被配置为从外部源接收无功基准，并且其中QV极限模块被配置为输出该无功基准作为输出无功基准QrefQV，并且在无功基准(Qref)超过预定无功极限(302)之一的情况下，QV极限模块被配置为通过将无功基准Qref限制到所超过的预定无功极限而确定输出无功基准QrefQV，并且其中无功功率控制器被配置为取决于输出无功基准QrefQV或取决于输出无功基准QrefQV的其他无功基准而控制来自风力涡轮发电机的电力发电机系统的无功功率的生成，以及

-更新模块，其被配置为将针对实际输出电压的预定无功极限供应回到外部源。

有利地，取决于风力涡轮发电机的输出电压的无功基准的可能限制可以提供对输出电压的更好的控制，以使得可以避免风力涡轮发电机从电网断开连接。无功极限对无功基准提供者(即外部源)的反馈可以使得能够基于针对实际输出电压的预定无功极限来调整无功基准Qref。

在实施例中，QV极限模块被配置为使得预定无功极限在输出电压的预定义范围内定义电容性极限和电感性极限，电容性极限设置用于作为电容性基准的无功基准的极限，电感性极限设置用于作为电感性基准的无功基准的极限。

在实施例中，QV极限模块被配置为使得电容性极限减小，即随着电容性极限值减小而减小，用于将输出电压增大到第一阈值电压以上。

在实施例中，QV极限模块被配置为使得电感性极限减小，即随着电感性极限值减小而减小，用于将输出电压减小到第二阈值电压以下。