用于把风力产生的电力变换成公用网的恒定频率的电力的方法和设备的制作方法

专利名称：用于把风力产生的电力变换成公用网的恒定频率的电力的方法和设备的制作方法
专利说明用于把风力产生的电力变换成公用网的恒定频率的电力的方法和设备 发明领域 本发明总的涉及用于把风力产生的电力变换成恒定频率的电力的方法和设备。本发明更具体地涉及在提供恒定频率的电力到公用网(utility grid)时有用的这样的方法和设备。

背景技术：
在本节中公开的背景技术不允许合法地构成现有技术。
在用于把风力产生的电力变换成恒定频率的电力以便把它提供给公用网的风力涡轮发电机的使用方面，利用了各种不同的技术。这样的技术包括使用被耦合到双馈电感应发电机的转子的、带有直流(DC)链路的整流器/逆变器电桥。对于某些应用可能希望采用功率因数变量校正或调节。例如，可以参考T.A.Lipo，“Variable Speed GeneratorTechnology Option for Wind Turbine Generators(用于风力涡轮发电机的可变速度发电机技术可选方案)”，Department ofElectrical and Computer Engineering，University of Wisconsin(1984)的文章。而且，可以参考T.S.Jayadev，“Novel ElectricGeneration Scheme for Wind Power Plants(风力发电厂的新颖发电方法)”，College of Engineering and Applied Science，Universityof Wisconsin，Milwaukee，presented at the Second Workshop on WindEnergy Conservation Systems，Washington，D.C.(1975)的文章；以及Werner Leonhard，“Control of Electrical Drivers(电力驱动器的控制)”，Springer-Verlag Publishing Group的著作。还可以参考美国专利No.4,695,736和6,137,187。
附图简述 通过参考结合附图给出的本发明的某些实施例的以下的说明，将明白本发明的特征和实现本发明的方式，以及将最好地了解本发明，图上

图1是按照本发明的实施例构建的风力发电变换系统的示意性框图。
某些发明实施例的详细说明 公开了用于把风力产生的电力变换成恒定频率的电力以便把它供应给公用网的方法和设备。公开的系统和方法使用具有双馈电感应发电机的风力涡轮发电机。在超过发电机的同步速度后，来自转子的电力被变换成直流(DC)电，以及直流电以固定的功率因数1被变换返回成交流(AC)电。在低于同步速度时，电力也以固定的功率因数1从公用网流到转子。交流电的电流被调节成与公用网电压同相，其中交流电基本上保持在功率因数1。
按照本发明的公开的实施例，电力也可以从双馈电感应发电机的定子生成。
按照本发明的某些实施例，所述把交流电的电流调节成与公用网电压同相包括计算需要的电流幅度和将其乘以公用网电压的归一化的感测的电压，以便提供一个需要的电流值用于把该交流电的电流调整成与公用网电压同相而没有任何显著相移。按照本发明的实施例，该计算可包括从该直流电压的一个预期的值中减去该直流电压值，以便提供用于直流电压调整的误差电压值。
按照本发明的实施例，该计算也可以包括使用诸如一个比例与积分控制器那样的闭环控制器来调整直流电压值以产生预期的电流幅度。
按照本发明的公开的实施例，所述确定归一化电压值可以通过感测公用网的线与中性点间的(line to neutral)电压和把所感测的电压值除以感测电压的峰值幅度以便提供归一化的电压值而达到。按照本发明的实施例的另一方面，根据预期的交流电流值来调整实际的电流幅度。
现在参照图1，图上显示按照本发明的实施例构建的风力发电变换系统10，它被使用来把恒定频率的电力供应到公用网。系统10包括具有双馈电感应发电机(DFIG)14的风力涡轮发电机12，它把交流电经由其定子以预期的功率因数经由三相电力线16供应到公用网。来自定子的交流电的预期的功率因数通过转子电流控制而实现。
发电机变换器18被连接到发电机14的转子，用于控制DFIG 14的转子的电流，使得来自定子的电力被控制成预期的功率因数，以及连接到发电机以便提供预期的转矩水平。定子的功率因数可以通过控制装置29来调节，该控制装置也可以变换交流电。转子电力经由变换器18被供应到直流总线21，在变换器中直流电被存储在电容器或电容器库，诸如被连接在直流总线引线22和24之间的电容器23。在超过发电机的同步速度时，公用变换器25把来自直流总线21的直流电变换成恒定频率的交流电，以及把它经由线滤波器27供应到公用网。在低于同步速度时，公用变换器25对来自公用网的交流电进行自动整流并且对它进行调整，以便把直流电供应到发电机变换器18，后者进而再把交流电流供应到发电机的转子。
按照本发明的公开的实施例，正如此后更详细地描述的，来自公用变换器25的交流电的电流被调节成与公用网电压同相。因此，被供应到公用网的来自公用变换器25的交流电在所有的时间基本上保持功率因数1。因此，按照本发明的公开的实施例，交流电经由双馈电感应发电机14的定子和转子以发电机的同步速度或大于它的速度供应到公用网。在低于同步速度时，交流电流被供应到转子，以及功率由定子产生并供应到公用网。DFIG 14在发电机变换器18的控制下调节无功功率，以使得由定子供应的交流电按可选择地调节的功率因数而被提供。按照本发明的公开的实施例，由发电机14的转子提供的交流电由于经由公用变换器25的电流调整，因而具有非可调节的固定的单位功率因数。
按照本发明的实施例，诸如具有6极和当电站被连接到60Hz公用网时具有1200rpm的同步速度的DFIG的实施例，约三分之二的功率可以由发电机14的定子按可调节的功率因数供应到公用网，而由发电机14从它的转子供应的约三分之一的功率以恒定的固定的功率因数1被有效而经济地提供到公用网。在转子与定子之间功率分配的比率可以由绕组比值来确定。这样的技术是可靠的和有效的，它与诸如样板波形的旋转那样的功率因数校正和现有技术中所利用的其它这样的技术相比较，是一个简化的方法。
现在更详细地考虑发电机变换器18，发电机变换器18是开关型倒相器，在低于同步速度时，它提供流到转子的电流，直至发电机14达到同步速度为止。在超过同步速度时，发电机14从它的转子中生成三相交流电和把它供应到发电机变换器18，后者于是用作为一个有源整流器，以便把直流电供应到直流总线21。控制电路29被利用来控制在它工作期间通过发电机变换器16往返于DFIG 14的转子之间的电力。转速计31监视传动轴速度和DFIG 14的转子的位置，以及用于控制电路29。
预期的转子电流的计算然后由控制电路29通过利用传统的发电机计算和由转速计31感测的机械角度以及基于预期的功率因数的转矩要求和通量要求来执行。最终得到的计算结果是供应到DFIG 14的转子的预期的转子电流，从而使得DFIG 14从它的定子按预期的功率因数产生电力。转矩要求是在给定的风速下的转矩量(可以是峰值能量收集)。一个计算机(未示出)可被使用来通过从被存储在计算机存储器(未示出)中的查找表检索信息从而确定预期的转矩。通量要求可以根据如由公用网要求的在给定的时间的预期的功率因数而被确定。
现在更详细地考虑公用变换器25，公用变换器25包括开关式倒相器，总的用33表示。开关式倒相器33包括三对绝缘栅双极性晶体管(IGBT)，诸如A+IGBT 35，它具有并联连接的二极管37，它们被连接到直流总线21的正端，以及A-IGBT 39和它的二极管42，它们被连接到直流总线21的负端，用于调整功率的A相。因此，正的或负的调整可以在电流调整器51的控制下在A，B和C相的每相被提供。
一组三个乘法器44，46和48连同电路55和56一起，通过经由电流调整器51把参考电流I REFa，I REFb，和I REFc提供到公用变换器25从而协助控制公用变换器25的各个相A，B和C。直流电压调整器53把电流幅度信号Imag提供到三个乘法器电路44，46和48中的每个乘法器电路，其中信号Imag表示要由用于公用网的公用变换器25来进行处理的所预期的电流幅度。数值Imag被乘以根据公用网感测的电压而计算出的归一化的电压值VAN-NORM，VBN-NORM和VCN-NORM。在这方面，除法器电路55把经由线与中性点间的电压感测电路57感测的线与中性点间的电压VAN，VBN和VCN除以来自公用网的峰值电压。在这方面，感测电路57感测来自公用网的电压VA，VB和VC，以及把所感测的电压VAN，VBN和VCN提供到除法电路55。电路55生成归一化的信号VAN-NORM，VBN-NORM和VCN-NORM，它们中的每一个接下来又乘以预期的电流信号Imag，从而产生参考信号I REFa，I REFb和I REFc。这些参考信号然后被供应到电流调整器57，后者控制公用变换器25的三对IGBT。
按照本发明的公开的实施例，通过把预期的电流值(Imag)乘以来自公用网的电压的归一化的感测值，使得流入到公用网和自公用网流出的电流总是基本上与公用网的电压同相，从而保持恒定的单位功率因数。这样的安排是高效而经济的。
现在更详细地考虑直流电压调整器53，直流电压调整器53通过调节以与公用电压同相的方式流入到公用网或自公用网中流出的电流来调整直流总线21的电压，因而基本上在所有的时间基本上以功率因数1运行。流入到和自公用网中流出的预期的电流的幅度是Imag。Imag的数值由一个闭环比例和积分控制器58进行计算。直流总线21的所预期的电压值被定义为VDC，所感测的数值被定义为VBUS，它们的每个都以伏为单位。相加电路61使得从来自直流总线21代表电容器23上的电压的信号VBUS中减去信号VDC，从而生成一个误差项。这个误差项由比例与积分(PI)控制器控制环进行调整，以使得该误差被调整成趋近于零，并且VDC的实际数值被激励成所预期的数值VBUS。直流电压调整器53的输出是信号Imag，它是流到公用变换器25的电流的预期的峰值幅度。
把Imag的数值在乘法电路44，46和48中乘以代表对于三相的公用网电压的每相的归一化的线与中性点间的电压的信号。结果，提供了所预期的电流电平以便用于每相的电流调整。在这方面，用于公用变换器25的各个相应的相A，B和C的信号I REFa，I REFb和I REFc与公用电压同相而基本上没有相移。
现在更详细地考虑电流调整器51，电流调整器51接收预期的公用矩阵电流I REFa，I REFb和I REFc。电流调整器51还从公用变换器25的输出端接收感测的输入。感测的电流被表示为Ia，Ib，Ic，它们可以由电流换能器进行测量。对于每一相，感测的电流值可以由诸如用于A相的相加电路62那样的相加器从预期的电流值中减去。然后生成误差项。例如，在A相，从I REFa中减去Ia，从而生成误差信号。诸如由电路62生成的误差项那样的误差项由三个诸如A相的比较器63那样的比较器与诸如A相的信号LINE-TRI-A那样的三角形信号进行比较。因此，控制信号A+，A-，B+，B-，C+，C-被生成以用于接通或关断诸如用于A相的IGBTa 35和39那样的公用变换器IGBT。如果误差大于该三角形波，则诸如IGBT 39那样的适当的IGBT被接通，使得公用矩阵电流下降，在本例中，该公用矩阵电流是A相的IGBT 39的A-信号。当误差低于三角形波时，使用相反的处理过程来控制诸如A相的IGBT 35那样的适当的IGBT。对于三相的任一相，或者是正的或者是负的IGBT将被接通，但二者不是同时接通。例如，如果A+是接通的，则A-是关断的，以及如果A-是接通的，则A+是关断的。在这方面，电流调整器51包括对于每相的倒相器，例如倒相器64被使用来倒相来自诸如用于A相的比较器63那样的比较器的A+信号，从而提供控制信号A-。在各次切换之间还具有一个短的延时，以避免直流总线21的短路。在本实施方案中，使用2kHz的三角形波，以及电流调整计算由模拟硬件(未示出)执行。对于某些应用，在改变各个器件的状态之间的延时可被设置为诸如5微秒的数值。电流调整可以通过各种技术，包括(但不限于)使用数字逻辑(未示出)来完成。这可包括对实际的信号和参考信号进行滤波。
虽然讨论了本发明的具体实施例，但应当看到，可以出现各种不同的修改例以及预期在所附权利要求的确实的精神和范围内。例如，虽然对于某些功能描述了分立电路，但本领域技术人员将会看到，这样的功能可以整体地或部分地由软件实施。所以，不应将本发明限制在这里给出的精确地抽象或公开的内容。
权利要求
1.一种用于把风力产生的电力变换成恒定频率的电力以便将其供应到公用网的方法，包括
使用具有双馈电感应发电机的风力涡轮发电机；
当以超过同步速度的发电机旋转速度运行时，从发电机的转子产生电力以便将其供应到公用网；
当以低于发电机的同步速度的旋转速度运行时，把电力供应到发电机的转子，以及便于从定子产生电力；
把来自转子的电力变换成直流电，以及把该直流电变换成交流电；
把加到或来自公用网的交流电的电流调节成保持与公用网电压同相；以及
其中交流电基本上保持为功率因数1。
2.按照权利要求1的方法，还包括从发电机的定子生成电力。
3.按照权利要求1的方法，其中所述调节包括计算预期的电流幅度，以及将其乘以公用网电压的归一化电压值，以便提供一个预期的电流值用于把该交流电的电流调整成与公用网电压同相而没有任何显著相移。
4.按照权利要求3的方法，其中该计算包括减去该直流电压值以便提供一个误差电压值。
5.按照权利要求4的方法，其中该计算包括使用闭环比例与积分控制器来调整该误差电压值，以产生预期的电流幅度。
6.按照权利要求5的方法，还包括通过感测公用网的线与中性点间的电压来确定归一化电压值，以及把所感测的电压值除以所感测的电压的峰值幅度以便提供归一化的电压值。
7.按照权利要求6的方法，还包括根据交流电流的电流值调整预期的电流幅度。
8.一种变换风力产生的电力以便将其提供到公用网的系统，包括
具有双馈电感应发电机的风力涡轮发电机；
用于当以超过同步速度的发电机的旋转速度运行时从发电机的转子产生电力以便将其供应到公用网的装置；
用于当以低于发电机的同步速度的旋转速度运行时把电力供应到发电机的转子以及用于便于从定子产生电力的装置；
用于把来自转子的电力变换成直流电以及把该直流电变换成大于发电机的同步速度的交流电的装置；
用于把加到或来自公用网的交流电的电流调节成保持与公用网电压同相的装置；以及
其中交流电基本上保持为功率因数1。
9.按照权利要求8的系统，其中所述用于产生电力的装置包括从发电机的定子产生电力的装置。
10.按照权利要求8的系统，其中所述用于调节的装置包括一个装置，该装置用于计算预期的电流幅度以及将其乘以公用网电压的归一化电压值，以便提供一个预期的电流值用于把该交流电的电流调整成与公用网电压同相而没有任何显著相移。
11.按照权利要求10的系统，其中所述用于计算的装置包括从预期的直流电压值中减去该直流电压值以便提供误差电压值的装置。
12.按照权利要求11的系统，其中所述用于计算的装置包括使用闭环比例与积分控制器来调整误差电压值，以便产生预期的电流幅度。
13.按照权利要求12的系统，还包括用于通过感测公用网的线与中性点间的电压而确定归一化电压值的装置，和用于把所感测的电压值除以所感测的电压的峰值幅度以提供归一化的电压值的装置。
14.按照权利要求13的系统，还包括用于根据交流电流的电流值调整预期的电流幅度的装置。
15.一种把风力产生的电力变换成恒定频率的电力以便将其供应到公用网的系统，包括
具有双馈电感应发电机的风力涡轮发电机；
所述发电机具有转子，用于当以超过同步速度的发电机的旋转速度运行时，从发电机的转子产生电力并将其供应到公用网；
用于把来自转子的电力变换成超过发电机的同步速度的直流电的发电机变换器；
用于当以低于发电机的同步速度的旋转速度运行时把电力供应到发电机的转子以及用于便于从定子产生电力的发电机变换器；
用于把直流电变换成交流电的公用变换器；
用于把加到或来自公用网的交流电的电流调节成保持与公用网电压同相的至少一个电路；以及
其中交流电基本上保持为功率因数1。
16.按照权利要求15的系统，其中发电机包括定子，以便从该发电机的定子产生电力。
17.按照权利要求15的系统，其中用于调节的该至少一个电路包括计算预期的电流幅度以及将其乘以公用网电压的归一化电压值，以便提供一个预期的电流值用于把该交流电的电流调整成与公用网电压同相而没有任何显著相移。
18.按照权利要求17的系统，其中该计算包括从一个预期的直流电压值中减去该直流电压值，以提供误差电压值。
19.按照权利要求18的系统，其中该计算包括使用闭环比例与积分控制器来调整误差电压值，以产生预期的电流幅度。
20.按照权利要求19的系统，还包括至少一个电路，该至少一个电路用于通过感测公用网的线与中性点间的电压和把所感测的电压值除以所感测的电压的峰值幅度以提供归一化的电压值，从而确定归一化电压值。
21.按照权利要求20的系统，还包括电流调整器，用于根据交流电流的电流值调整预期的电流幅度。
22.一种通过使用具有双馈电感应发电机的风力涡轮发电机把风力产生的电力变换成恒定频率的电力以便将其提供到公用网的方法，该具有双馈电感应发电机的风力涡轮发电机用于当以超过同步速度的发电机的旋转速度运行时从发电机的转子产生电力以便将其供应到公用网，包括
当以旋转速度运行时把电力供应到发电机的转子以及便于从定子生成电力；
把来自转子的电力变换成直流电，以及把该直流电变换成交流电；
把加到或来自公用网的交流电的电流调节成保持与公用网电压同相；以及
其中交流电基本上保持为功率因数1。
23.一种用于把风力产生的电力变换成恒定频率的电力以便将其供应到公用网的方法，包括
使用具有双馈电感应发电机的风力涡轮发电机；
当以超过同步速度的发电机的旋转速度运行时，从发电机的转子产生电力以便将其供应到公用网；
把来自转子的电力变换成直流电，以及把该直流电变换成交流电；
把加到或来自公用网的交流电的电流调节成保持与公用网电压同相；以及
其中交流电基本上保持为功率因数1。
24.按照权利要求23的方法，还包括从发电机的定子产生电力。
25.按照权利要求23的方法，其中该调节包括计算预期的电流幅度以及将其乘以公用网电压的归一化电压值，以便提供一个预期的电流值用于把该交流电的电流调整成与公用网电压同相而没有任何显著相移。
26.按照权利要求25的方法，其中该计算包括减去直流电压值，以提供误差电压值。
27.按照权利要求26的方法，其中该计算包括使用闭环比例与积分控制器来调整误差电压值，以产生预期的电流幅度。
28.按照权利要求27的方法，还包括通过感测公用网的线与中性点间的电压来确定归一化电压值，以及把所感测的电压值除以所感测的电压的峰值幅度以便提供归一化的电压值。
29.按照权利要求28的方法，还包括根据交流电流的电流值调整预期的电流幅度。
30.一种用于把风力产生的电力变换成恒定频率的电力以便将其提供到公用网的方法，包括
使用具有双馈电感应发电机的风力涡轮发电机；
当以低于发电机的同步速度的旋转速度运行时，把电力供应到发电机的转子，以及便于从定子产生电力；
把来自公用网的电力变换成直流电，以及把该直流电变换成交流电；
把从公用网流出的电流调节成保持与公用网电压同相；以及
其中提供到转子的交流电基本上保持为功率因数1。
31.按照权利要求30的方法，还包括从发电机的定子产生电力。
32.按照权利要求30的方法，其中该调节包括计算预期的电流幅度以及将其乘以公用网电压的归一化电压值，以便提供一个预期的电流值用于把该交流电的电流调整成与公用网电压同相而没有任何显然相移。
33.按照权利要求32的方法，其中该计算包括减去直流电压值，以提供误差电压值。
34.按照权利要求33的方法，其中该计算包括使用闭环比例与积分控制器来调整误差电压值，以产生预期的电流幅度。
35.按照权利要求34的方法，还包括通过感测公用网的线与中性点间的电压来确定归一化电压值，以及把所感测的电压值除以所感测的电压的峰值幅度，以便提供归一化的电压值。
36.按照权利要求35的方法，还包括根据交流电流的电流值调整预期的电流幅度。
37.一种用于变换风力产生的电力以便将其供应到公用网的系统，包括
具有双馈电感应发电机的风力涡轮发电机；
用于当以超过同步速度的发电机的旋转速度运行时从发电机的转子产生电力以便将其供应到公用网的装置；
用于把来自转子的电力变换成直流电以及把直流电变换成高于发电机的同步速度的交流电的装置；
用于把加到或来自公用网的交流电的电流调节成保持与公用网电压同相的装置；以及
其中交流电基本上保持为功率因数1。
38.按照权利要求37的系统，其中所述用于产生电力的装置包括用于从发电机的定子产生电力的装置。
39.按照权利要求37的系统，其中用于调节的装置包括一个装置，该装置用于计算预期的电流幅度以及将其乘以公用网电压的归一化电压值以提供一个预期的电流值用于把交流电的电流调整成与公用网电压同相而没有任何显著相移。
40.按照权利要求39的系统，其中该用于计算的装置包括从预期的直流电压值中减去该直流电压值，以提供误差电压值。
41.按照权利要求40的系统，其中该用于计算的装置包括使用闭环比例与积分控制器来调整误差电压值，以产生预期的电流幅度。
42.按照权利要求41的系统，还包括用于通过感测公用网的线与中性点间的电压而确定归一化电压值的装置，和用于把所感测的电压值除以所感测的电压的峰值幅度以提供归一化的电压值的装置。
43.按照权利要求42的系统，还包括用于根据交流电流的电流值调整预期的电流幅度的装置。
44.一种用于变换风力产生的电力以便将其供应到公用网的系统，包括
具有双馈电感应发电机的风力涡轮发电机；
用于当以低于发电机的同步速度的旋转速度运行时把电力供应到发电机的转子以及用于便于从定子产生电力的装置；
用于把来自公用网的电力变换成直流电以及把该直流电变换成交流电和用于把该交流电供应到转子的装置；
用于把从公用网流出的电流调节成保持与公用网电压同相的装置；以及
其中被供应到转子的交流电基本上保持为功率因数1。
45.按照权利要求44的系统，其中所述用于产生电力的装置包括从发电机的定子生成电力的装置。
46.按照权利要求44的系统，其中用于调节的装置包括一个装置，该装置用于计算预期的电流幅度以及将其乘以公用网电压的归一化电压值，以便提供一个预期的电流值用于把该交流电的电流调整成与公用网电压同相而没有任何显著相移。
47.按照权利要求46的系统，其中用于计算的装置包括从预期的直流电压值中减去该直流电压值，以提供误差电压值。
48.按照权利要求47的系统，其中用于计算的装置包括使用闭环比例与积分控制器来调整误差电压值，以产生预期的电流幅度。
49.按照权利要求48的系统，还包括用于通过感测公用网的线与中性点间的电压而确定归一化电压值的装置，和用于把所感测的电压值除以所感测的电压的峰值幅度以提供归一化的电压值的装置。
50.按照权利要求49的系统，还包括用于根据交流电流的电流值调整预期的电流幅度的装置。
51.一种用于把风力产生的电变换成恒定频率的电力以便将其供应到公用网的系统，包括
具有双馈电感应发电机的风力涡轮发电机；
所述发电机具有转子，用于当以超过同步速度的发电机的旋转速度运行时，从发电机的转子产生电力以便将其供应到公用网；
发电机变换器，用于把来自转子的电力变换成超过发电机的同步速度的直流电；
公用变换器，用于把直流电变换成交流电；
用于调节流到公用网的交流电的电流以便使其保持与公用网电压同相的至少一个电路；以及
其中交流电基本上保持为功率因数1。
52.按照权利要求51的系统，其中发电机包括定子，以便从发电机的该定子生成电力。
53.按照权利要求51的系统，其中该用于调节的至少一个电路包括计算预期的电流幅度，以及把它乘以公用网电压的归一化电压值，以提供一个预期的电流值用于把该交流电的电流调整成与公用网电压同相而没有任何显著相移。
54.按照权利要求53的系统，其中该计算包括从预期的直流电压值中减去该直流电压值，以提供误差电压值。
55.按照权利要求54的系统，其中该计算包括使用闭环比例与积分控制器来调整误差电压值，以产生预期的电流幅度。
56.按照权利要求55的系统，还包括至少一个电路，用于通过感测公用网的线与中性点间的电压来确定归一化电压值，以及把所感测的电压值除以所感测的电压的峰值幅度以提供归一化的电压值。
57.按照权利要求56的系统，还包括电流调整器，用于根据交流电流的电流值调整预期的电流幅度。
58.一种把风力产生的电变换成恒定频率的电力以便将其供应到公用网的系统，包括
具有双馈电感应发电机的风力涡轮发电机；
所述发电机具有转子；
发电机变换器，用于当以低于发电机的同步速度的旋转速度运行时，把电力供应到发电机的转子以及便于从定子产生电力；
公用变换器，用于把来自公用网的交流电变换成直流电；
用于调节从公用网流出的电流以便使其保持与公用网电压同相的至少一个电路；
把该直流电变换成交流电；以及
其中该交流电被供应到转子。
59.按照权利要求58的系统，其中发电机包括定子，以便从发电机的该定子产生电力。
60.按照权利要求58的系统，其中该用于调节的至少一个电路包括计算预期的电流幅度，以及把它乘以公用网电压的归一化电压值，以提供一个预期的电流值用于把该交流电的电流调整成与公用网电压同相而没有任何显著相移。
61.按照权利要求60的系统，其中该计算包括从预期的直流电压值中减去该直流电压值，以提供误差电压值。
62.按照权利要求61的系统，其中该计算包括使用闭环比例与积分控制器来调整误差电压值，以产生预期的电流幅度。
63.按照权利要求62的系统，还包括至少一个电路，用于通过感测公用网的线与中性点间的电压来确定归一化电压值，以及把所感测的电压值除以所感测的电压的峰值幅度，以提供归一化的电压值。
64.按照权利要求63的系统，还包括电流调整器，用于根据交流电流的电流值调整预期的电流幅度。
全文摘要
公开了一种用于把风力产生的电力变换成恒定频率的电力以便把它提供到公用网的方法和设备。公开的系统和方法使用具有双馈电感应发电机(14)的风力涡轮发电机(12)。当高于发电机(14)的同步速度时，来自转子的电力被变换成直流(DC)电，以及把直流电变换回具有固定的功率因数1的交流电。当低于同步速度时，电力从公用网流到转子，也具有固定的功率因数1。交流电的电流被调节成与公用网电压同相，其中交流电被保持为基本上是1的功率因数。
文档编号H02P9/00GK101176253SQ200680013407
公开日2008年5月7日 申请日期2006年2月17日 优先权日2005年2月22日
发明者R·M·哈森 申请人:赞特雷克斯科技公司