[发明专利]用于操作风力涡轮机的方法

说明书

一种用于操作风力涡轮机的方法，所述风力涡轮机通过转换器与电网电压同步地向电力供应网络供应电力，其中所述方法具有以下步骤：‑测量电力供应网络的相位角和电压，‑根据测量的电压确定锁相环(PLL)的至少一个参数的值，‑设置锁相环的至少一个参数，‑根据测量的电力供应网络的相位角，通过已设置的锁相环(PLL)确定修正的相位角‑使用修正的相位角来控制所述转换器。

技术领域

本发明涉及一种用于操作风力涡轮机的方法，该风力涡轮机经由转换器而与电网电压同步地向电力供应网络供应电力。

总体上，本发明涉及用于控制风力涡轮机的转换器系统的领域，特别是涉及用于双馈异步发电机的部分转换器的控制。对于操作风力涡轮机，在电网故障的情况下对转换器的控制提出了特殊的技术挑战。

背景技术

EP1914877A2已知一种用于操作电机的方法和设备。可以是风力涡轮机的所述电机设计成与电力供应网络电连接。为电机设置控制器，使得在电压下降一段不确定的时间的期间及之后保持所述电机与电力供应网络电连接。特别地，在电压下降到几乎零伏特，即零电压穿越(ZVRT)的情况下，已知提供一种锁相环，其具有相位检测器和至少一个比例积分(PI)滤波器。进一步设置的是，可以取决于根据电网电压限定的状态而离散地选择PI滤波器的参数，其中可以为此访问状态机。

从US 6,941,113B2中已知经由锁相环来控制具有双馈异步发电机的风力涡轮机。在电网和/或风力涡轮机中发生某些事件的情况下，可能发生锁相环暂时不与电网电压同步。在这种情况下，锁相环允许风力涡轮机度过该事件并且仅在与电网电压同步的稍后的时间点处再次供电。为了使锁相环能够再次快速同步，确定相位角偏差并且在超过最小值时根据所述相位角偏差来计算比例系数，其被应用于待提供的电流的设定值。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于操作风力涡轮机的方法，即使在电力供应网络中的瞬态电压故障的情况下，所述方法也允许以简单的方式可靠且动态地跟踪相位角，从而避免不稳定的性能。此外，应该明确一种方法，该方法允许风力涡轮机在整个电压范围内稳定运行。

根据本发明，所述目的通过以下方法解决：一种用于操作风力涡轮机的方法，所述风力涡轮机经由转换器与电网电压同步地向电力供应网络供应电力，其中所述方法具有以下步骤：测量所述电力供应网络的相位角和电压；根据测量的电压确定锁相环(PLL)的至少一个参数的值；设置所述锁相环(PLL)的所述至少一个参数；根据测量的电力供应网络的相位角，通过已设置的所述锁相环(PLL)来确定修正的相位角；以及使用所述修正的相位角来控制所述转换器。从属权利要求的主题为有利的设计方案。

提供并且确定根据本发明的方法用于操作风力涡轮机，该风力涡轮机经由转换器与电网电压同步地向电力供应网络供应电力。所述风力涡轮机例如可以是配备有双馈异步电机的风力涡轮机，其经由部分转换器供应电力。根据本发明的方法获得在电力供应网络中测量的相位角和在电力供应网络中测量的电压。经由锁相环来对设置在其相位位置(所述相位位置针对电网电压和其相位)的电力进行供应，在该锁相环处存在来自电源的测量的相位角并且所述锁相环输出用于控制转换器的修正的相位角。在根据本发明的方法中，根据测量的电源中的电压的幅度值来确定锁相环的至少一个参数。这使得可以以电压相关的方式确定锁相环的性能并且可以调整锁相环上的至少一个参数。以这种方式，锁相环的性能以电压相关的方式被设置，并且因此可以很好地针对网络中的电压下降来调整所述锁相环的性能而不需要锁相环改变其用于常规操作的动态特性。本发明能够穿越深度电网电压故障，其中风力涡轮机保持与电网连接，并且从而在风力涡轮机的额定运行中不会对锁相环的控制动态特性产生负面影响。如果例如相对于用于风力涡轮机的额定运行的网络频率振荡期望风力涡轮机的电力供应的高动态特性，那么在电压下降的情况下(特别是在电压下降至零伏或几乎零伏，即零电压穿越(ZVRT)的情况下)这不会与锁定环的大惯性相抵触。