專利名稱：具有逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構的風能設備以及運行方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種風能設備，該風能設備具有轉子、多相的發(fā)電機、 連接到所迷發(fā)電機和電網(wǎng)上的變頻器和與所述變頻器共同作用且包括 逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構的控制系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種相應的風力發(fā)電廠 和運4于方法。
背景技術：
在許多電網(wǎng)中早已由風能設備產(chǎn)生一部分可觀的電功率。風能設 備除了再生的能量產(chǎn)生及有效功率的分散饋入的優(yōu)點之外還提供這樣 的優(yōu)點，即為了在有故障的情況下支持電網(wǎng)也可以分散地由現(xiàn)代的風 能設備提供無功功率。由此可以有效地對對稱的電網(wǎng)故障作出反應。 但是在發(fā)生不對稱的電網(wǎng)故障時會出現(xiàn)困難。于是會在風能設備的傳 動系中出現(xiàn)振動。這樣的振動增加轉子-發(fā)電機-系統(tǒng)的負荷并且增加風 能設備的故障風險。
已經(jīng)提出，借助于所謂的逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構來對由不對稱的電網(wǎng) 故障引起的轉矩振動進行反作用。這樣的逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構在
Magueed，F(xiàn).等人的"在不平衡的電壓跌落下電壓源轉換器的瞬變性能 (Transient Performance of Voltage Source. Converter under Unbalanced Voltage Dips )" —文中得到說明。逆序系統(tǒng)在一同旋轉的 d，q-坐標中形成，因而其變成相同信號。在發(fā)電機中出現(xiàn)的電流不對稱
:此減少轉矩振動。然而作為缺點面臨這樣的問題，也就是在對抗措 施(Gegenzug)中出現(xiàn)更大的電壓不對稱。就這一點而言給電網(wǎng)增加 額外的不對稱性。
雖然已經(jīng)公開，作為補救措施可以在電網(wǎng)中設置同步發(fā)電機。但 是由此產(chǎn)生額外的開銷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是，改進開頭所述類型的風能設備，從而在出現(xiàn)不 對稱的電網(wǎng)故障時減少對電網(wǎng)的有害的反作用。
按本發(fā)明的解決方案在于獨立權利要求所述的特征。有利的改進方案是從屬權利要求的內(nèi)容。
在具有通過轉子來驅動的以多相方式產(chǎn)生饋入電網(wǎng)中的電功率的發(fā)電機、連接到所述發(fā)電機和電網(wǎng)上的變頻器以及與所述變頻器共同作用且包括逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構的控制系統(tǒng)的風能設備上，按本發(fā)明規(guī)定，所述逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構具有相位控制模塊，該相位控制模塊用于
以相位特有的方式(phasenspezifisch )確定所述逆序系統(tǒng)的電氣值。
本發(fā)明基于這樣的構思，即通過以相位特有的方式將電網(wǎng)劃分為正序系統(tǒng)和逆序系統(tǒng)這種方式能夠對電網(wǎng)中的不對稱的分量進行調(diào)整。本發(fā)明由此利用了公開的事實，即可以通過一個具有同步地一同旋轉的坐標(正序系統(tǒng))的系統(tǒng)、 一個反向旋轉的系統(tǒng)(逆序系統(tǒng))以及一個零序系統(tǒng)來描述實際的多相電網(wǎng)。最后提到的零序系統(tǒng)不被通常使用的變壓器所轉換，因而關注所述正序系統(tǒng)和逆序系統(tǒng)就已足夠。在同步地與相位指針(Phasenzeiger) —同旋轉的正序系統(tǒng)中，電網(wǎng)中的電流和電壓的對稱的分量作為相同分量來示出，不對稱的分量則作為具有雙倍的電網(wǎng)頻率的分量(在電網(wǎng)頻率為50Hz時因而作為100Hz-分量)來示出。這個分量以下簡稱為lOOHz-分量。相應地，在逆序系統(tǒng)中不對稱的分量作為相同分量來示出，并且對稱的分量則作為100Hz-分量來示出。
本發(fā)明的核心是在逆序系統(tǒng)中設置相位所特有的調(diào)節(jié)機構。對相位加以顧及可以實現(xiàn)在逆序系統(tǒng)中劃分為有效分量和無功分量。逆序系統(tǒng)中的有效分量在此類似于正序系統(tǒng)指的是與所述逆序系統(tǒng)相位相同的功率或者電流。相應地，用逆序系統(tǒng)中的無功分量來指代與逆序系統(tǒng)相位相反的功率或電流。由此能夠按運行狀況為逆序系統(tǒng)中的有效功率或無功功率設置在所述風能設備中可用的電流(該電流大多數(shù)受到導電部件的熱極限的限制)。利用相位所特有的逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構，由此也可以在并且恰好可以在不對稱的電網(wǎng)條件下在電網(wǎng)穩(wěn)定的意義上理想地利用電流。而后不再需要或者僅僅還在更小的范圍內(nèi)需要用于保持電網(wǎng)中穩(wěn)定性的同步發(fā)電機。
原則上公開了在調(diào)節(jié)風能設備時對有效系統(tǒng)和無功系統(tǒng)分開研究這種做法，但這局限于電網(wǎng)中(也就是在按這里所使用的術語的正序系統(tǒng)中)的對稱的條件。對于不對稱的條件來說，雖然已經(jīng)提出，設置一個逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構(Saccomando，G.等人"在可變速度風力渦
6輪機中在網(wǎng)格干擾下網(wǎng)格連接的電壓源變換器的控制和操作(Control and Operation of Grid-coimected Voltage Source Converter Under Grid Disturbances in Variable-speed Wind Turbines")，但是這種調(diào)節(jié)完全 以相位所特有的方式進行。它僅僅用于減少由不對稱的電網(wǎng)在發(fā)電機 中引起的不對稱的補償電流。
有利地如此構造所述調(diào)節(jié)機構，從而在風能i殳備的標準運行中(也 就是在電網(wǎng)故障之外)優(yōu)先減少所述逆序系統(tǒng)的有效分量，并且更確 切地說優(yōu)選盡可能將其減少到數(shù)值零。通過逆序系統(tǒng)中的盡可能小的 有功分量來達到這一點，即減小或者說避免發(fā)電機-轉子系統(tǒng)的從電網(wǎng) 中的不對稱中產(chǎn)生的轉矩振動。由此可以有效地應對傳統(tǒng)地在電網(wǎng)中 存在不對稱時出現(xiàn)的顯著的機械負荷。
此外，有利地進一步如此構造所述調(diào)節(jié)機構，從而在標準運行中 將所述逆序系統(tǒng)-電流的無功分量調(diào)節(jié)到不等于零的數(shù)值上。優(yōu)選在此 為所述無功分量調(diào)節(jié)盡可能高的額定值，尤其調(diào)節(jié)對所述風能設備或 者電網(wǎng)來說允許的最大電流。與在有效分量-調(diào)節(jié)中不同的是，沒有調(diào) 節(jié)到盡可能小的數(shù)值上，而是追隨完全不同的調(diào)節(jié)目標。按本發(fā)明， 所述逆序系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)機構具有相位所特有的特征，由此才能夠為有 效分量和無功分量設置不同的調(diào)節(jié)。
可以以傳統(tǒng)的方式來設置正序系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)機構。但是，在本發(fā) 明的一種優(yōu)選的實施方式中也可以規(guī)定，設置一個交叉模塊 (Crossovermodul)，該交叉模塊構造用于將所述逆序系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機構 與正序系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機構相連接?？梢砸?guī)定，在風能設備的負載高且電 流相應大時減小逆序系統(tǒng)中的電流的無功分量和有效分量，或者甚至 不再饋送逆序系統(tǒng)-電流。由此可以恰好在負栽高時避免風能設備的導 電的部件的過栽。在出現(xiàn)強風時，可以充分利用風能設備的功率，而 在風弱時則為了穩(wěn)定按本發(fā)明將電流通過所述逆序系統(tǒng)饋入電網(wǎng)中。 優(yōu)選為此設置一個功率觀測裝置，該功率觀測裝置與所述逆序系統(tǒng)的 相位所特有的調(diào)節(jié)機構共同作用。該功率觀測裝置構造用于檢測風能
用的電流儲備。有利地規(guī)定，所述逆序系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機構僅僅暫時受到 限制，并且更確切地說尤其在轉子轉速高的狀況中受到限制。因此可 以阻止所述風能設備的變頻器的由于中間電路中的過電流或者過電壓引起的過載。此外，有利的是能夠預先給定一個極限閾值，不對稱容忍在該極限閾值以下并且不能通過所述逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構調(diào)整。為此目的，可以設置閾值開關，該閾值開關可以有利地集成在所述功率觀測裝置中。
有利地進一步如此構造所述調(diào)節(jié)機構，從而在出現(xiàn)電網(wǎng)故障時比
量進行調(diào)節(jié)。通過這種方式，可以對電壓不對稱進行反作用，可以規(guī)定，在有故障的情況下僅僅對逆序系統(tǒng)中的無功分量進行調(diào)節(jié)。當然也可以優(yōu)選為所述逆序系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機構設置一個評估模塊。該評估模塊構造用于，在出現(xiàn)電網(wǎng)故障時根據(jù)電網(wǎng)故障尤其電壓不對稱的類型和嚴重性來將可用的電流劃分到所述逆序系統(tǒng)的有效分量和無功分量上。尤其優(yōu)選額外地如此構造所述評估模塊，從而也將所述正序系統(tǒng)的有效分量和無功分量一并考慮在內(nèi)。也可以設置優(yōu)先權模塊，從而
并且必要時也根據(jù)所述正序系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機構的電網(wǎng)故障狀況來預先給定匹配的調(diào)節(jié)優(yōu)選權。
有利的是，在標準運行中在原則上饋入盡可能多的正序系統(tǒng)中的
有效電流；在此優(yōu)選借助于風能設備的本身公開的力矩調(diào)節(jié)機構或功
來預先給定所述調(diào)節(jié)機構的控制值(Fiihrungswerte )。正序系統(tǒng)中的無功電流依賴于所饋入的有效電流或者按照電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)來確定。就這一點而言，調(diào)節(jié)機構本身是公知的。利用緊接著的優(yōu)先權，借助于所述逆序系統(tǒng)的按本發(fā)明的相位所特有的調(diào)節(jié)機構來計算用于逆序系統(tǒng)中的電流的有效分量。由此尤其對發(fā)電機和/或變頻器的中間電路來說減少振動。如有必要或者有意愿的話，而后可以用次級的優(yōu)先權來確定所述逆序系統(tǒng)的無功分量，以便減少可能出現(xiàn)的不對稱的電壓。-如果相反發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中的故障狀況，那么所述優(yōu)先權模塊就預先設定改變的優(yōu)先權。在此，所述優(yōu)先權模塊可以在電網(wǎng)穩(wěn)定的優(yōu)先或設備保護的優(yōu)先之間區(qū)分出與電網(wǎng)故障及目前的運行點之間的依賴性。只要所述優(yōu)先權模塊預先設定電網(wǎng)穩(wěn)定，那就按所出現(xiàn)的電壓的對稱的和不對稱的分量來優(yōu)先饋入正序系統(tǒng)和逆序系統(tǒng)中的無功電流。只要所述優(yōu)先權模塊預先設定設備保護，那就優(yōu)先饋入正序系統(tǒng)中的有效電流，以便能夠調(diào)節(jié)傳動系中的振動和/或轉速變化。留下的調(diào)節(jié)儲備
(Regelreserven )而后可以提供給相應另 一個系統(tǒng)。此外，可以設置 一個專門的劃分模塊，從而依賴于可用的電流和功率儲備來確定所述 正序系統(tǒng)中的有效電流和無功電流與逆序系統(tǒng)中的有效電流和無功電 流之間的比例。所述劃分模塊可以構造為動態(tài)結構，或者可以實施表 格形式的靜態(tài)(Statik)。
所述風能設備的控制系統(tǒng)優(yōu)選包括有待調(diào)節(jié)的線路的模型。有利 的是，為所述逆序系統(tǒng)的相位所特有的調(diào)節(jié)機構實現(xiàn)尤其發(fā)電機自己 的線路模塊。已經(jīng)表明，尤其所述發(fā)電機的轉子的主要特性具有顯著 的頻率依賴性，在此可以通過自身的線路模塊以理想的方式尤其鑒于 lOOHz振動對所述頻率依賴性加以考慮。
此外，本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電廠，在該風力發(fā)電廠中分散地在 一個或者多個風能設備上在逆序系統(tǒng)中進行相位所特有的調(diào)節(jié)或者在 一個中央的控制系統(tǒng)(發(fā)電廠主機)中設置相位所特有的調(diào)節(jié)。
此外，本發(fā)明涉及一種相應的用于運行風能設備和/或風力發(fā)電廠 的方法。為進行解釋，參照上面的說明，這些說明在意義上也適用于 該方法。


下面借助于有利的實施例在參照附圖的情況下對本發(fā)明進行解 釋。其中
圖l是按本發(fā)明的風能設備的示意圖2是按本發(fā)明的風力發(fā)電廠的示意圖3是具有逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構的變頻器控制系統(tǒng)的框圖；并且
圖4是按圖3的調(diào)節(jié)機構的結構詳圖。
具體實施例方式
圖l示出了一臺按本發(fā)明的實施例的風能設備l。該風能設備l包 括一個以能夠旋轉的方式布置在塔架IO上的機器間11,轉子2則以能 夠旋轉的方式布置在該機器間11的一個端面上。該轉子2通過轉子軸 3驅動發(fā)電機4，而所述發(fā)電機4則在所示出的實施例中構造為雙重饋 電的異步發(fā)電機。所述發(fā)電機以其定子連接到連接導線9上，所述連 接導線9通過可選的變壓器與供電電網(wǎng)99相連接。此外，設置了變頻 器5，所述發(fā)電機的轉子通過該變頻器5與所述連接導線9相連接。設置了控制系統(tǒng)6，該控制系統(tǒng)6構造用于對所述風能設備進行操縱。該控制系統(tǒng)6通過未詳細示出的信號線與所述風能設備的部件相連接。所述控制系統(tǒng)6擁有通信接口，從而能夠通過電話線或數(shù)據(jù)線進行遙控。此外，所述通信接口在安裝在風力發(fā)電廠中的風能設備上用于與發(fā)電廠主機8進行通信。所述控制系統(tǒng)6尤其用于控制所述變頻器5并且為此具有變頻器控制模塊7。在此未示出可能存在的外部的補償模塊(例如靜止同步補償器Statcom，靜止無功補償器SVC),所述補償模塊同樣可以作為無功功率源布置在發(fā)電廠中。
為了對所述變頻器模塊7的結構及作用原理進行解釋，尤其參照圖3。在通往電網(wǎng)99的連接導線9上布置了用于電壓及電流的測量傳感器。將測量值加載到所述變頻器控制模塊7的輸入端上。此外，將用于電網(wǎng)99或連接導線99中相位0的信號加栽到一個輸入端上。在所述變頻器模塊7的輸入級中，將坐標轉換為旋轉的系統(tǒng)。為此，設置了 一個用于電壓值的轉換的程序塊71和一個用于電流值的轉換的程序塊72。以本身公知的方式轉換為一個與相位同步旋轉的系統(tǒng)(正序系統(tǒng))和一個反向旋轉的系統(tǒng)(逆序系統(tǒng))。在此作為相同分量(Gleichanteil)示出了正序系統(tǒng)中的電壓及電流的對稱的分量，并且作為具有相應于電網(wǎng)頻率的雙倍的頻率(也就是在50Hz-電網(wǎng)中為100Hz并且在60Hz-電網(wǎng)中為120Hz)的交流分量示出了不對稱的分量。下面將這種交流分量稱為100Hz-分量。電壓及電流的不對稱的分量在逆序系統(tǒng)中作為相同分量示出，并且對稱的分量作為100Hz-分量示出。借助于相應的濾波器(低通濾波器、帶通濾波器等)可以將所述100Hz-分量過濾出來。于是在所述程序塊的輸出端上僅僅輸出正序系統(tǒng)和逆序系統(tǒng)中的相同參量(通過下標字母p或n來辨別)，并且更確切地說作為所謂的d，q-坐標來輸出。所述程序塊71輸出正序系統(tǒng)和逆序系統(tǒng)中的電壓值并且程序塊72輸出正序系統(tǒng)和逆序系統(tǒng)中的電流值。
在傳輸?shù)剿鰀，q-坐標系中的用于電壓及電流的參量中，將正序系統(tǒng)的電壓和電流值加栽到正序系統(tǒng)-調(diào)節(jié)程序塊73上。所述正序系統(tǒng)-調(diào)節(jié)程序塊73在其結構和功能上在很大程度上相當于在常規(guī)的無逆序系統(tǒng)-調(diào)節(jié)機構的風能設備上設置的調(diào)節(jié)機構。因此不必進行詳細解釋。將所述逆序系統(tǒng)的電壓及電流值加載到逆序系統(tǒng)-調(diào)節(jié)程序塊74上。該逆序系統(tǒng)-調(diào)節(jié)程序塊74包括一個相位模塊75，該相位模塊75為所述逆序系統(tǒng)-調(diào)節(jié)程序塊提供基于電網(wǎng)中相位G的信號。下文將對關于所
述逆序系統(tǒng)-調(diào)節(jié)程序塊74的結構的細節(jié)進行解釋。
所述逆序系統(tǒng)-調(diào)節(jié)程序塊在其輸出端上提供用于逆序系統(tǒng)中電流 的有效分量及無功分量Iw一n及Ib一n的調(diào)節(jié)信號以及用于正序系統(tǒng)中 無功電流Ib一p的數(shù)值。用于正序系統(tǒng)中無功電流Ib一p的數(shù)值與本身以 公知的方式構成的正序系統(tǒng)-調(diào)節(jié)程序塊73的輸出信號共同作用。這兩 個調(diào)節(jié)程序塊的輸出信號在考慮到電網(wǎng)中的相位8的情況下借助反變 換程序塊77、 78相應單獨地轉換為固定的二維坐標系。在這個坐標系 中，在一個加法元件79上將用于正序及逆序系統(tǒng)的數(shù)值相加，并且最 后通過另一個坐標轉換程序塊80換算為三相的系統(tǒng)，并且作為控制信 號加載到所迷變頻器上，更準確地說加載到一個對所述變頻器5進行 控制的脈寬調(diào)制器55上。
為進一步對調(diào)節(jié)程序塊73、 74進行解釋，在此參照圖4。在此額 外示出了用于多個額定信號的輸入端，更確切地說多個額定信號是指 作為極限值起作用的用于逆序系統(tǒng)中的電流的有效分量的額定值 (IwMax_n)、用于正序系統(tǒng)中的有效功率的額定值(Ps一p )、作為 極限值起作用的用于逆序系統(tǒng)中的電壓的額定值(UMax一n)以及用于 正序系統(tǒng)中的電壓的額定值(Us一p)。
所述調(diào)節(jié)程序塊73、 74分別具有調(diào)節(jié)器核心83、 84，所述調(diào)節(jié)器 核心83、 84則分別包含一個線路模型(Streckenmodell)。用于正序 系統(tǒng)和逆序系統(tǒng)的分開結構能夠實現(xiàn)這一點，即對于逆序系統(tǒng)來說在 該逆序系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器核心84中設置了一個和在正序系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器核心 83中相比不同的線路模型。由此尤其可以對這樣的在正序系統(tǒng)和逆序 系統(tǒng)之間如其比如從所述發(fā)電機4的依賴于頻率的轉子電阻中產(chǎn)生的 一樣的差別加以顧及。
此外設置了一個功率觀測裝置81。它用于根據(jù)風能設備的負載狀 態(tài)確定還允許的用于有效電流及無功電流的極限值，并且更確切地說
效電流及無功電流的極限值。在所述功率觀測裝置81上設置了用于逆 序系統(tǒng)中無功電流Ib一n、用于正序系統(tǒng)中無功電流Ib一p以及用于正序 系統(tǒng)中電壓值U_p的輸入端。此外，設置了一個用于允許的最大電流 I max的極限值信號。所述功率觀測裝置81從中確定由所述風能設備輸出的有效功率并且在考慮到允許的最大電流I一max的情況下進一步計算用于逆序系統(tǒng)及正序系統(tǒng)中的無功分量及有效分量的極限值。所述極限值被加栽到相應的限制器模塊85、 86、 87和88上。輸出信號是正序系統(tǒng)及逆序系統(tǒng)中的無功分量及有效分量Il^p、 Ib_n、 h^p和Iw一n。此外，所述功率觀測裝置81包括一個閾值開關，該閾值開關容忍在特定的電壓帶AU之內(nèi)的不對稱并且就這一點而言使逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構不起作用。
為所述調(diào)節(jié)器核心83、 84配設了一個優(yōu)先權模塊82。該優(yōu)先權模塊82構造用于在與所述功率觀測裝置81及一個電網(wǎng)故障探測器80共同作用的情況下對逆序系統(tǒng)以及也優(yōu)選正序系統(tǒng)中的電流分量進行評估。
其中運行方式如下
在所述風能設備的標準運行中，提供盡可能多的正序系統(tǒng)中的有效電流。由此應該根據(jù)相應存在的風的條件將最高尺度的得到改進的功率饋入所述電網(wǎng)99中。逆序系統(tǒng)中的有效分量應該盡可能降低到零，以便對傳動系的有害的且增加材料負荷的100Hz的振動進行反作用。相反，所述逆序系統(tǒng)的無功份額則應該調(diào)節(jié)到對所述風能設備或電網(wǎng)99來說最大允許的數(shù)值上。利用所述功率觀測裝置81可以根據(jù)所述風能設備的負載狀態(tài)來改變逆序系統(tǒng)中的電流。因此可以規(guī)定，在刮大風時并且由此(至少短暫地)在正序系統(tǒng)中出現(xiàn)高電流時僅僅4艮少或者根本不饋送逆序系統(tǒng)中的有效分量及無功分量。由此可以恰好在高負栽的時間里避免所述變頻器5的比如由于該變頻器5的中間電路中的過高電流或者過高電壓振幅引起的過載。由此產(chǎn)生以下優(yōu)先權正序系統(tǒng)中的有效電流的饋入應該獲得最高優(yōu)先權，更確切地說通常根據(jù)通過上一級的調(diào)節(jié)機構確定的設定值來獲得最高優(yōu)先權。為電網(wǎng)99中的電壓或頻率調(diào)節(jié)提供正序系統(tǒng)中的無功電流這種操作應該獲得第二最高優(yōu)先權。逆序系統(tǒng)中的有效電流應該獲得第三優(yōu)先權，用于防止振動。為所述逆序系統(tǒng)留下的電流從正序系統(tǒng)中的電流與允許的最大電流之間的差值中計算出來。最后，所述逆序系統(tǒng)電壓的進一步降低應該獲得第四優(yōu)先權。為此在所述逆序系統(tǒng)中提供的無功電流的數(shù)值從留下的電流與其有效電流分量之間的矢量的差值中來確定.
在要么可能由所述電網(wǎng)故障探測器80發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)故障要么可能通過
12電網(wǎng)運營商的發(fā)電廠主機或調(diào)度臺的相應的信號顯示電網(wǎng)故障的情況
下，利用所述優(yōu)先權模塊82設置了電流的另一種劃分方法。根據(jù)電網(wǎng) 故障和目前的運行點，所述優(yōu)先權模塊82在電網(wǎng)穩(wěn)定的優(yōu)先與設備保 護的優(yōu)先之間進行區(qū)分。只要所述優(yōu)先權模塊預先設定設備保護，那 就優(yōu)先饋送正序系統(tǒng)中的有效電流，以便能夠調(diào)節(jié)傳動系中的振動和/ 或轉速變化。只要所述優(yōu)先權模塊預先設定電網(wǎng)穩(wěn)定，那就按所出現(xiàn) 的電壓的對稱分量和不對稱分量來優(yōu)先饋送正序系統(tǒng)及逆序系統(tǒng)中的 無功電流。在正序系統(tǒng)中的無功電流Ib一p和逆序系統(tǒng)中的無功電流 Ib一n之間進行評估。前者在電網(wǎng)中起到穩(wěn)定電壓的作用，后者則用于 減少電壓不對稱?？梢越柚诒砀?、綜合特性曲線、系統(tǒng)模型或者借 助于公式來進行評估。正序系統(tǒng)中的無功電流與逆序系統(tǒng)中的無功電 流之間的比例可以如以下示例那樣來計算(用標準化的參量)
用以下公式來將可用的電流劃分到正序系統(tǒng)中的無功電流或逆序
系統(tǒng)中的無功電流上<formula>formula see original document page 13</formula>
由此在有故障的情況下不僅可以在電網(wǎng)中達到良好的穩(wěn)定性而且 可以針對有害的100Hz的振動對傳動系進行有效緩沖。
權利要求
1.風能設備，具有通過轉子(2)來驅動的以多相方式產(chǎn)生用于饋入電網(wǎng)(99)中的電功率的發(fā)電機(4)、連接到所述發(fā)電機(4)和電網(wǎng)(99)上的變頻器(5)和與所述變頻器(5)共同作用且包括逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構(74)的控制系統(tǒng)(6、7)，其特征在于，所述逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構(74)具有相位控制模塊(75)，該相位控制模塊(75)用于以相位所特有的方式來確定逆序系統(tǒng)的電氣值。
2. 按權利要求1所述的風能設備， 其特征在于，所述逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構(74)包括有效功率調(diào)節(jié)器。
3. 按權利要求2所述的風能設備， 其特征在于，所述逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構的有效功率調(diào)節(jié)器具有額定值輸入端，在 該額定值輸入端上優(yōu)選加載等于零的數(shù)值。
4. 按前述權利要求中任一項所述的風能設備， 其特征在于，所述逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構包括無功功率調(diào)節(jié)器。
5. 按權利要求4所述的風能設備， 其特征在于，所述無功功率調(diào)節(jié)器具有額定值輸入端，在該額定值輸入端上優(yōu) 選加載不等于零的數(shù)值。
6. 按前述權利要求中任一項所述的風能設備， 其特征在于，設置了功率觀測裝置(81)，該功率觀測裝置(81)用于根據(jù)所 述風能設備(1)的負栽及允許的用于電流的最大值來確定可用的功率 和/或可用的電流。
7. 按權利要求6所述的風能設備， 其特征在于，所述功率觀測裝置(81)以其輸出端連接到所述逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機 構(74)的額定值輸入端上，優(yōu)選連接到所述逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構(74) 的無功功率調(diào)節(jié)器上。
8. 按權利要求6或7所述的風能設備， 其特征在于，設置了限制模塊(86、 88)，該限制模塊(86、 88)用于依賴于 所述功率觀測裝置(81)來限制所述逆序系統(tǒng)中的有效分量和/或無功分量。
9. 按前述權利要求中任一項所述的風能設備， 其特征在于，設置了閾值開關，該閾值開關如此作用于所述逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構 (74)，從而不對稱容忍在可預先給定的閾值之下。
10. 按權利要求9所述的風能設備， 其特征在于，所述閾值開關集成在按權利要求6所述的功率觀測裝置(81)中。
11. 按前述權利要求中任一項所述的風能設備， 其特征在于，設置了交叉模塊(82)，該交叉模塊(82)用于將所述逆序系統(tǒng) 的調(diào)節(jié)機構與所述正序系統(tǒng)的調(diào)節(jié)機構連接起來。
12. 具有多個風能設備(1)及一個發(fā)電廠調(diào)節(jié)機構(8)的風力 發(fā)電廠，其中所述風能設備(1)分別具有通過轉子(2)來驅動的以 多相方式產(chǎn)生用于饋入電網(wǎng)中的電功率的發(fā)電機(4)、連接到所述發(fā) 電機(4)和電網(wǎng)(99)上的變頻器(5)和與所述變頻器(5)共同作 用的控制系統(tǒng)(6、 7)，其特征在于，所述發(fā)電廠調(diào)節(jié)機構(8)分散地或者集中地具有帶有相位控制模 塊(75)的逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構，所述相位控制模塊(75)用于以相位 所特有的方式確定所述逆序系統(tǒng)的電氣值。
13. 按權利要求12所述的風力發(fā)電廠， 其特征在于，設置了根據(jù)權利要求2到11中任一項所述的逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構。
14. 按權利要求12或13所述的風力發(fā)電廠， 其特征在于，在將外部的無功功率調(diào)整器考慮在內(nèi)的情況下設置所述風力發(fā)電 廠中的逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構。
15. 用于調(diào)節(jié)風能設備的方法，所述風能設備具有通過轉子來驅 動的以多相方式產(chǎn)生用于饋入電網(wǎng)中的電功率的發(fā)電機、連接到所述 發(fā)電機和電網(wǎng)上的變頻器和與所述變頻器共同作用的控制系統(tǒng)，該方法具有以下步驟為電網(wǎng)的相位檢測電流和電壓，轉換為一個正序的系統(tǒng)和一個逆序系統(tǒng)，其特征在于逆序系統(tǒng)中的相位所特有的調(diào)節(jié)。
16. 按權利要求15所述的方法，其特征在于按權利要求2到11中任一項所述的逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構 的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風能設備，該風能設備具有通過轉子來驅動的以多相方式產(chǎn)生用于饋入電網(wǎng)中的電功率的發(fā)電機、連接到所述發(fā)電機和電網(wǎng)上的變頻器和與所述變頻器共同作用且包括逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構(74)的控制系統(tǒng)。所述逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構(74)具有相位控制模塊(75)，該相位控制模塊(75)用于以相位所特有的方式來確定所述逆序系統(tǒng)的電氣值。由此能夠按運行狀況為所述逆序系統(tǒng)中的有效功率或無功功率設置可用的電流。所述逆序系統(tǒng)調(diào)節(jié)機構由此具有相位所特有的特征，從而其能夠恰好在不對稱的電網(wǎng)條件下有助于電網(wǎng)的穩(wěn)定。此外，本發(fā)明涉及一種具有相應裝備的風力發(fā)電廠以及一種運行方法。
文檔編號F03D7/04GK101600880SQ200780043056
公開日2009年12月9日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權日2006年11月20日
發(fā)明者H·-H·萊塔斯, J·福特曼 申請人:再生動力系統(tǒng)股份公司