注入电流的方法、装置和计算机程序产品的制作方法

专利名称：注入电流的方法、装置和计算机程序产品的制作方法
技术领域：
本文中的教导通常涉及在电信号中快速补偿相位和幅值信息的技术。
背景技术：
当电网(grid)出现故障的时候，现在许多国家需要将用作电力发电设备的风力涡轮机与电网保持连接。在系统故障(通常称作“低电压贯穿(low voltageride through)”)期间保持连接从工程学观点来看是充满挑战的。或许很重要，电网信号中序(sequence)分量的相位和幅值信息一定被使得能够快速和精确地用于涡轮控制系统。这允许控制系统及时调节风力涡轮机，从而减轻了任意大信号暂态的影响并且防止风力涡轮机的跳闸(trip)。
通常，发电设备的首要目标是控制正序电压。传统的电流调节方法隐含地企图消除负序电流。对于使用双重反馈感应发电机的风力涡轮机，在负载故障或不均衡条件下，需要一个转子侧转换器来支持负序电压并且供应负序电流。不幸的是，涡轮系统受到它们用于供应足够的负序电压，电流或功率的能力的限制。这将导致系统可控性的下降和保护措施(如“消弧电路”)的重复运行，从而使发电机和其他涡轮部件处于重复暂态。应用动态制动电阻来分流DC总线的功率，限制消弧的启动并且保持可控性。
耦合到电网中的分支或馈电线路的保护依靠用于负序电压的具有低阻抗特性的电路。也就是说，可以预期该分支电路能够把某种电流提供给负序故障或不均衡条件。典型地，这依靠电网的容量来支持该故障条件。进一步，随着在某些例子中，发电设备的各种特性标准，设备的规格需要适应负序电压的负序电流。不幸的是，传统的电流管理方案通常会阻止这些技术用于分支和馈电线路的协同保护。
针对这些挑战的传统的解决方法已导致具有非线性行为的系统，使得其很难提供在全系统模型中使用的子系统元件的简单模型。典型地，试验设计变得非常复杂，因为需要详尽的情况来试图覆盖非线性系统的轨迹。
许多资源被直接用来提出或测试发电设备中的电网干扰操作。一些例子包括由Bolik等在文章“Vestas Handles Grid Requirement Advanced Control StrategyFor Wind Turbines”中所描述的技术。其中采用了许多步骤，其中的第一个步骤是断开发电机定子与电网的连接。
第二篇文章是Seman等的“Transient Analysis of Doubly Fed Wind PowerInduction Generator Using Coupled Field-Circuit Model(使用耦合的场电路模型的双重反馈风力感应发电机的暂态分析)”，其中已经对电网故障进行了检测。在由Seman所公开的方法中，转子侧频率转换器由已改变的直接扭矩控制(DTC)控制策略来控制。
第三篇文章是Dittrich等的“Comparison of Fault Ride-Through Strategies forWind Tubines with DFIM Gerenators(风力涡轮机的故障贯通策略与DFIM发电机的比较)”，其中比较各种故障贯通策略。
第四篇文章是Niiranen的“Experience on Voltage Dip Ride Through FactoryTesting of Synchronous and Doubly Fed Generator Drives”，其中公开了用于故障仿真和测量相关的系统故障的技术。
许多用于响应电网干扰的现有技术要求应用消弧电路。典型地，当使用这个方法时候，发电设备不能够正确地响应新标准和发电系统的需求。
所需要的技术是用来保持将例如风力涡轮机这样的发电设备，在低压期间或电网信号不稳定期间，耦合到电网中，其中该技术以说明正和负序电网条件的方式来协调电压，电流和功率性能，用来扩展小信号线性度，并且使自保护暂态减小。

发明内容
正如以上所公开的内容，系统控制对不均衡电网条件的响应导致了将“消弧电路”应用给转子电路。
公开了一种用于改变电网中的干扰对耦合到电网的发电机的影响的方法，该方法包括至少跟踪电网信号的一个负序分量和一个正序分量；对用于注入到电网中的负序分量的幅值的至少一个部分定向(orient)；和注入该至少一个部分到电网中以便改变干扰。
还公开了一种用于改变电网中的干扰对耦合到电网的发电机的影响的装置，该装置具有一个控制器，用于至少跟踪电网信号中的一个负序分量和一个正序分量，对用于注入到电网中的负序分量的幅值的至少一个部分定向；以及，注入该至少一个部分到电网中用来改变干扰。
进一步公开了一种存储于机器可读介质的计算机程序产品，该产品具有指令的技术效果，该指令用于通过如下操作来改变电网中的干扰对耦合到电网的发电机的影响跟踪至少一个电网信号中的负序分量和正序分量；对用于注入到电网中的负序分量的幅值的至少一个部分定向；和注入该至少一个部分到电网中用来改变干扰。
通过以下详细的附图和描述，本发明的这些特征和优点可以被本领域的技术人员所明白和理解。


现在参考附图，在这些图中相同的元件采用同样的标记，其中图1描述了风力涡轮机的控制系统；图2描述了双重反馈感应发电机(DFIG)的示意性布局；图3描述了具有消弧电路的DFIG的示意性布局；图4描述了具有动态制动器的DFIG的示意性布局；图5是一个描述了电流补偿的示意性过程的流程图；图6描述了输入到DFIG的信号；图7描述了负序分量之间的关系；图8是一个描述了补偿电流的信号分析和确定的方框图；图9是用于确定补偿电流的信号分析和确定的另一个实施例；图10是一个描述了将补偿电流作为注入电流处理的方框图；图11描述了用于注入负序电流和正序有功和无功电流的容量；图12描述了现有技术中风力涡轮机对仿真暂态事件的响应；图13描述了使用在此所提到的风力涡轮机对仿真暂态事件的响应；和图14描述了全功率转换同步电机系统的示意性布局。
具体实施例方式
在此所提到的用于确定在干扰中的负序电压的电平的技术，除了在干扰初始时短暂态消弧电路保护之外，还提供一个响应，其允许控制流入故障条件的正和负序电流。依靠如系统条件，系统能力和转换器设备的布局这类系统参数来限制正和负序电流。在不对称电网电压条件期间，该作为结果产生的控制能力可以用来提高发电机的响应。
本文中的教导提供了一些技术，用于改变电网中的干扰对发电设备(如风力涡轮机)的影响。这些用于改变干扰影响的技术规定，在系统故障期间保持与电网相连，并且将适当的行为提供给与电网相连的点。系统故障的一个例子包括在至少电网的一个部分中的低压时期。由系统故障引起的相位电压中的不平衡通常导致了负序电压和电流条件。
正如在此所讨论的，电网包括一个三相电信号。然而应该认识到，所讨论的三相输入信号仅仅是为了方便和说明的目的，并是对本文中教导的限制。例如，本文中的教导可以应用于其他的多相或聚多相输入信号中。
正如在此所使用的，术语“干扰”，“电网干扰”，“故障”，“系统故障”，“暂态”和其他类似的术语通常指引起电网中输入信号中扰动的任意事件。可能引起电网信号中干扰的事件的例子(例如电网中的故障)是已知的，并且在此不做进一步的讨论。通常以及如在此所讨论的，电网信号被认为包括三相信号，该三相信号包括具有特定频率的序分量。不可避免的，由于各种发电设备提供了电网信号并且可能发生包括暂态事件的各种现象，该电网信号的序分量可能下降或改变某些范围。例如，序分量可能产生谐波频率或相移，两者中任何一个都能使控制系统的有效运行和电网性能的其他方面复杂化。通常以及如在此所使用的，可以考虑该三相信号包括正序分量，负序分量和零或中性序分量。每一个分量都包括频率信息，相位信息和幅值信息。
换言之，在典型的干扰期间，几个相位的电压变得不均衡了。例如，可能存在线-线或两相短路，然而剩下的相位保持系统规定的电压。在这种情况下，电网信号将具有负序分量和正序分量。
对给定故障条件下的发电机控制系统的实际响应，将取决于发电系统运行的目标。例如，为了帮助清除故障线路，一个适当的响应是将充足数量的电流(高于正常水平)插入到电网中。这个技术在离故障最近的保护点，给携有故障电流的保护设备提供清除能力，因此减少较高系统或备份保护的不必要行动。
本文中的教导规定，通过控制正序电压和响应负序电压，最小化干扰和保持与电网的连接。也就是说，在典型的实施例中，在此所提到的技术用于提供对负序电压的响应，以这种方式保持小信号线性度，同时采用一种方法来慎重控制负序电流的数量。该负序电流被转换(或“定向”)然后“注入”到电网络中。电流注入提供对要维护的系统的控制并且减少暂态对系统分量的严重影响。进一步，这个方法提供了系统行为的线性特性并且支持系统设计和分析，提供了响应广泛的情形和规格的系统操作性和性能。
正如在此所讨论的，“小信号线性度”涉及在调节器范围内的信号使用。也就是说，小信号线性度提供了一个信号，该信号在一个允许调节器保持设计基本操作的信号范围内。保持小信号线性度提供了正如在此所公开的系统的持续运行，并且防止保护措施的启动，例如对消弧电路410的激励。
此外，电流注入(还称为“电流补偿”)的使用支持各种分支电路保护和电压补偿方案。这对于健壮的发电系统设计来说是非常重要的，应用于分支电路保护的规则和电压支持在现有技术中被广泛配置和理解。为了考虑存在于单一电网中不同功率发生器的多样性，可以控制电流注入并且使其符合各种标准和设备规格。
为了将本发明的教导置于上下文中，现在讨论使用风力涡轮机发电的部件的各个方面的回顾。参考图1，显示了风力涡轮机系统350的一个示意性实施例。
在这个实施例中，转子106包括耦合到转子中心体110的多个转子叶片108，并且共同定义了一个螺旋桨(如三十米的螺旋桨)。该螺旋桨耦合到一个变速箱118，该变速箱进而又耦合到发电机120。在这个实施例中，发电机120是一个双重反馈感应发电机120(还可以是现有技术中已知的“绕线转子”并且在此称为“DFIG 120”)。转速计352还耦合到发电机120并且对发电机120的速度进行监测。
典型地，发电机120通过定子总线354耦合到定子同步开关358上，并且还通过转子总线356耦合到功率转换部件362上。定子总线354提供了来自发电机120定子(未显示)的三相功率输出，并且转子总线356提供了来自发电机120转子(未显示)的三相功率输出。定子同步开关358通过系统总线360连接到系统断路器376。特别参考功率转换部件362，发电机120通过转子总线356耦合到转子滤波器364。转子滤波器364耦合到转子侧转换器366。典型地，转子侧转换器366耦合到线路侧转换器368，其中该线路侧转换器还耦合到线路滤波器370和线路接触器372。在示意性实施例中，在三相，两电平，使用绝缘栅双极性晶体管(IGBT)开关设备(未显示)的脉宽调制(PWM)装置中，转子侧转换器366和线路侧转换器368配置成正常操作模式。转子侧转换器366和线路侧转换器368通过DC链路435耦合到一起，跨该DC链路的是DC链路电容器436。
功率转换部件362还包括控制器374，其用于控制转子侧转换器366和线路侧转换器368的操作，在此将对其进行详细的描述。应该注意到，在典型实施例中，控制器374配置成在功率转换部件362和控制系统300之间的接口。应该进一步的注意到，当在此提到“总线”时，它指的是任意通信或传送链路，其包括一个或多个定义了或形成电，通信或其他类型路径的导体或线路。
在典型的实施例中，线路接触器372通过线路总线388耦合到转换断路器378。转换断路器378还通过系统总线360耦合到系统断路器376。应该注意到，转换断路器378的输出线路和系统总线360的线路可以采用现有技术的任一种方式耦合到一起，包括将使用电流总和技术的相应的线路配线在一起(如相应的电力相位线路)。
系统断路器376耦合到变压器(transformer)380，该变压器连接电网断路器382。电网断路器382通过电网总线384连接中压配电部分。
在运行中，通过旋转转子106在发电机120上所产生的功率通过双路径提供给电力网。双路径是由定子总线354和转子总线356定义的。在转子总线356侧，正弦三相交流(AC)功率由功率转换部件362转换成直流(DC)功率。典型地，转子滤波器364用于补偿或调节转子侧转换器366 PWM信号的变化率，并且线路滤波器370用于补偿或调节在线路侧转换器368 PWM信号的谐波电流。来自功率转换部件362的转换功率与来自发电机120定子的功率组合在一起，用来提供具有基本上保持恒定频率的三相功率，例如60Hz的交流电平。功率转换部件362补偿或调节来自发电机120转子的三相功率频率的变化。一个明显的例子是在中心体110的旋转速度上的变化。应该可以注意到，定子同步开关358同步来自发电机120定子上的三相功率，其三相功率与来自功率转换部件362上的三相功率输出组合在一起。
在风力涡轮机系统350之内的断路器包括转换断路器378，系统断路器376和电网断路器382，例如当流过的电流过多并且能够损坏风力涡轮机系统350的部件的时候，它们配置成与相应的总线断开。这里还具有附加的保护部件，其包括线路接触器372，可以通过打开线路总线388的每一个线路的开关(未显示)来断开连接。
应该可以注意到，风力涡轮机系统350可以被改变为在连接了不同的电力系统等等中运行。通常，风力涡轮机系统350如现有技术中已知的那样产生功率。应该还可以认识到，正如在此所讨论的风力涡轮机系统350仅仅是示意性生的并不会局限于此。
在不同的实施例中，功率转换部件362通过控制器374接收来自例如控制系统300的控制信号。控制信号是以在此所描述的风力涡轮机系统350的传感条件或操作特性中之一为基础的。典型地，控制信号提供对功率转换部件362运行的控制。例如，来自转速计352的以发电机120传感速度的形式的反馈用来控制来自转子总线356的输出功率的转换，用于保持一个适当和平衡的三相电源。来自其他传感器的其他反馈还可以由控制系统300来使用，以便控制功率转换部件362，包括，例如定子和转子总线电压和电流反馈。使用各种形式的反馈信息，通过任意已知的方式来产生例如开关控制信号，定子同步开关控制信号和系统断路器控制(跳闸)信号。
参考图2，显示了用于通过风力涡轮机发电的双重反馈感应发电机(DFIG)120的典型布局400。典型地，控制系统300测量电压，电流，速度和转子106的位置，并且提供对转子侧转换器366和线路侧转换器368两者的开关的控制。
参考图3，显示了典型的布局400，其中包括称为消弧电路410的系统保护特征。在典型的实施例中，消弧电路410是完全可控的短路设备。在其他的实施例中，通过控制转子侧转换器366的控制动作来实现消弧。在这些实施例中，一旦控制被重新建立，典型地，转子侧转换器366配置成用来限制消弧电路的启动。
由于风力涡轮机系统350对于电网中的干扰很敏感，并且由于电网性能要求典型地需要风力涡轮机系统350在每个干扰期间(即满足低电压贯穿(LVRT)要求)保持与电网384的连接，消弧电路410典型地被作为保护措施使用。图3描绘了消弧电路410的一个实施例。在其他的一些实施例中，消弧电路410与转子侧转换器366集成在一起。不管消弧电路410在哪儿或消弧电路410的结构如何，当消弧电路410被启动时，它就会通过阻止大电流流向DC电容器436来实现对转子侧转换器366的保护。当消弧电路被启动时，转子侧转换器366被阻止控制DFIG 120。
参考图4，显示了包括另一个系统保护特征，动态制动器700部件的典型布局400。在这个实施例中，包括跨越DC总线435的动态制动器700。在典型实施例中，动态制动器700包括了与电阻串连的完全可控短路设备。典型地，动态制动器700阻止DC总线435过电压从而保护转子侧转换器366和线路侧转换器368。通过使用动态制动器700，消弧电路410较小频率地激活，以便在电网干扰期间提升转子侧转换器366的可控性。进一步，在第二种方法中，通过使用具有充分大额定功率的动态制动器700，消弧电路410可以被取消或改变。然而典型地，该第二种方法需要实现昂贵的和庞大的动态制动器700的设计。本领域技术人员能认识到，这个问题能够根据本文的教导被解决，其能够被认为用来减少动态制动器700的容量和消弧电路410的启动。
当电网384有一个不对称的故障时，消弧电路410会频繁地启动，因比DFIG120频繁地不能控制。这个问题使得在故障情况期间，很难控制到电网384的有功功率和无功功率。这个问题能够根据本文的教导来解决，其规定了电流补偿。
电流补偿500通常可以描述为涉及图5所描述的三级。在第一级中，跟踪正相序电压信号和负相序电压信号以及DC链路435的电压。尤其是，电压跟踪510提供了负相序电压的模型，该模型不能适应给定的操作条件。在第二级中，将过量的负相序电压信号转换成转子电流信号，并且将负相序电压的定向应用于控制器374之内的XY调节器中。在电压定向520之后，电流补偿500要求将误差节点的定向信号应用于控制器374之内的XY电流调节器中，有效地调节电网干扰中某些信号的反馈和补偿。
在电流注入540之前和典型地(但不是必需的)在电压定向520之后，完成获得系统参数530。示意性的系统参数包括如系统条件，系统能力和布局等参数。对系统参数的认识，提供了对以解决用户目标的方式注入电流的强制，限制和目标的确定。以这种方式，至少负序分量幅值的一个部分被用于注入，其中该至少一个部分是在预定范围内。在典型的实施例中，该预定范围说明各种系统参数和保持小信号线性度的目标。
电流注入540将电网干扰对转子转换控制的影响最小化，减少例如消弧电路410的系统保护特征的启动频率，以及所要求的动态制动器700的容量。因此，支持了风力涡轮机系统350的低电压贯穿。
参考图6，描述了功率源之间的关系。在图6中，电网总线384提供了一个负序电网电压信号(Vs，neg)和一个负序电网电流信号(Is，neg)给DFIG 120。类似的，转子侧转换器366提供了一个负序转子电压信号(Vr，neg)和一个负序转子电流信号(Ir，neg)给DFIG 120。这些术语还在图7中使用。
在图7中，图6的关系的变型，描述了风力涡轮机系统350之内的负序电压的多个方面。除了图6中建立的变量之外，和值(Xs，neg+Xr，neg)表示DFIG 120的负序阻抗。图7显示了通过将附加的负序电流注入到DFIG 120中，可以减少转子侧转换器366所需要的负序电压。这是很重要的，这是因为转子侧转换器366具有有限的容量来支持正和负序电压。减少负序电压使得附加的正序电压能够被提供给电网384。因此，有可能提升正序电流的控制以及控制正序有功和无功功率。
当将负序电流注入到DFIG 120中时，典型地，电流Ir，neg包括一个关于正序旋转方向领先于电网384的负序电压的90度相位。领先电网384的负序电压用来提供一个消耗负序无功功率。通过使用在此没有讨论的各种工具，有可能测量出电网384信号中的正序电压和负序电压的幅值和相位。一旦这些量是已知的，就可以确定适当的相位和幅值，该相位和幅值用于对注入到电网384中的负序分量的幅值的至少一个部分进行定向。
为了更加深入的讨论这些或其他的方法，现在采用了特定的惯例并且考虑了对讨论各种信号有用的方面。正如在此所使用的，“仪器信号”电压(Vsignal)包括正序电压，负序电压和每个正序分量和负序分量的相位角；电压(Vneed)表示所测量的负序电压幅值；电压(Vallowed)表示在满足正序电压之后剩下的电压头上空间(headroom)；电压(Vshortfall)表示不支持的负序电压幅值；电流(Icomp)表示可用于电流注入530的且与亏空电压相关的补偿电流；而电流(IcompXY)表示被分配和旋转的补偿序分量，其中电流(IcompXY)被添加到电流调节器误差节点。
参考图8，显示了电流补偿500和信号分析的方面。在图8中，典型地，对控制器374中的输入信号进行评估。典型地，确定在DC链路电压601和正序电压幅值602之间的差值，以便定义一个可用于支持谐波电压(及其补偿)的允许的电压余量(Vallowed)603。假定在定子电路和转子电路之间的转换是正确处理的，实际的负序电压需求(Vneed)604和允许的电压余量(Vallowed)603(削波为正值)之间的差值定义了亏空电压(Vshortfall)605的数量，或不能适应的负序电压。表示成电抗的净阻抗用于将亏空电压(Vshortfall)605转换成电流幅值，从而提供了一个补偿电流信号606(或简单地，补偿电流606)。
参考图9，显示了电流补偿500的信号分析的另一个实施例。图9描述了一个用于被认为是与图8相近似的处理的实施例。与图8描述的实施例相通，一个处理单元，典型地是控制器374，提供了电压需求604，允许的电压603的确定，并且确定亏空电压605。该亏空电压605被转换成补偿电流606。
在任一实施例中，补偿电流信号606(一个标量)必须分配在负序参考坐标系的X-轴和Y-轴之间。作为结果产生的矢量必须进一步重新定向到正序参考坐标系。在重新定向级之后，这些X-轴和Y-轴分量被添加到X-Y电流调节器的误差节点。
图10描述了电压定向520的级。在图10中，补偿电流606被分配和旋转用来给电流调节器误差节点增加适当的贡献，作为一对信号(comp XY)607。
在进一步的实施例(未显示)中，负序注入电流(comp XY 607)通过检测调节器的饱和状态来确定，其中该调节器被设计为用于控制负序电流。检测器(未显示)能用来改变标量补偿项的值，然后通过与以上参考图10所描述的实施例相似的方式来分配和旋转。采用这种方法，comp XY 607能被调节用来保持电流调节器的线性度。
如图11中所示的，增加所注入的负序电流(Ir，neg)将减少所需要的转换器负序电压(Vr，neg)。这个减少被描述为从C到D。因此，可用的转换器正序电压(Vr，pos)从A到B增加。由于系统控制正序电流(Ir，pos)的能力从A到B增加，注入正序有功功率与正序无功功率的能力也是这样。
总的电流，包括负序电流(Ir，neg)和正序电流(Ir，pos)不应该超过转子侧转换器366的总电流容量Ir，max(在B和D之间显示)。由于转子侧转换器366的总电流容量Ir，max是已知的，因此能计算出系统350能够注入到电网中的最大负序电流(D点)和正序有功/无功电流(B点)。而且，当正序电流Ir，pos是零时(点A)确定最小负序电流(点C)，其中该最小负序电流是转换器必须注入以使得系统完全可控的负序电流。因此，最大(点D)和最小(点C)将定义系统350的能力范围。
本文中的教导所具有的一个好处是一种用来减少转子侧转换器366中的电流的技术。参考图9中描述的方法。另外一个好处是规定了较多类型的条件，在所述条件下，可以遵循来自更上层控制器(如，涡轮控制器或风电场控制器)的有功/无功功率命令。更进一步的好处是一个提高了的向电网中注入有功功率，或增加注入到电网中的无功功率的能力。因此，使用本文中教导的发电系统被配置为在电网暂态和负序电压事件期间，用来更接近地仿真传统的同步发电机的行为。
在前述实施例的评价中，已经执行了仿真。提供了两个独立的描述。第一，在图12中，描述了仿真暂态的响应。在图13中，描述了相同的仿真事件。然而，图13的性能依据本文中的教导来改进。注意参考图12和图13，仿真表中的信号如下表示“Cb_gate”表示消弧事件门信号；“l_dscmvmagn”和“l_dscmvmagp”是负和正电压电平的信号；“Iapcc”和“Ibpcc”表示在公共连接点(pcc)的转换器电流。线-线故障应用于变压器380电网侧的相位A和相位C之间。“Vca”和“Vab”描述了在pcc的线-线电压。
仿真暂态事件(其中相位a和相位c是短路的)是一个将信号降低到0伏的线-线干扰。短路应用于0.6秒并且在1.0秒移去。
参考图12，描述了现有技术的风力涡轮机系统350的效果。在图12中，风力涡轮机系统350经历了由转子侧转换器366的控制动作所实现的“消弧事件”的多重和正在进行的启动。该消弧事件持续贯穿整个电网干扰的期间。参考图13，消弧事件门信号(Cb Gate)的静噪提供了系统调节器处于控制中的指示。在少许消弧激励之后，控制器374重新获得电流控制并且调节该系统到所期望的电平。注意到，在相当短的间隔之内重新获得该控制。
以上所描述的焦点在于注入正序有功功率和无功功率到电网中。然而，本领域的技术人员可以认识到，当有所需求的时候，本发明还可以应用于吸收来自电网384的正序有功功率和无功功率。在将负序电流注入电网384的帮助下，依据用户的需求，系统350被配置为用来控制吸收的有功和无功功率。
注意到以上的描述依赖于使用DFIG 120的实施例。然而，本领域的技术人员可以认识到，本文中的教导还可以应用于如图14所示的全功率转换系统。
在图14中显示了一个全功率转换系统布局600。该全功率转换系统布局600包括一个产生侧转换器466和一个线路侧转换器368。产生侧转换器466和线路侧转换器368通过DC总线435耦合到一起。向产生侧转换器466馈送的是一个全功率发电机220。应该可以认识到，通过变压器连接到电网的线路侧转换器368，在许多方面类似于通过DFIG 120连接到电网的转子侧转换器366。这在将电流注入电网中的能力上尤其相关，并且其中有些方面是可以互换的。因此，这些示意性的转换器不会限制本文的教导。
也可以包括正如以上所描述或本领域已知的其他部件。例如，在这个举例说明中，还可以包括滤波器370。
典型地，在这个实施例中，本文中的教导仅实现用于在线路侧转换器368。由线路侧转换器368注入负序电流到电网384中，将会提高全功率发电机控制正序电流的能力。因此，提高了注入正序有功功率或无功功率的能力。知道了用于全功率转换系统的线路侧转换器368的电流容量，注入负序电流和正序电流到电网384中的容量范围就可以被确定。用户可以选择在范围之内并根据相应的偏好或需要来设定电流注入的多个方面。
本领域的技术人员可以认识到，电流补偿500的技术可以采用各种方式。例如，电流补偿500可以通过软件或固件的操作来控制。典型地，软件和固件实现在控制器374中以提供风力涡轮机系统350的快速调节。然而，这仅仅是实例性的并且不会限制在此所公开的实施例。
虽然参考示意性的实施例来描述了本发明，但本领域的技术人员可以理解，可以进行各种改变并且可以用等价物来替换其元件而不脱离本发明的范围。另外，可以进行多种修改来使特定的情形或材料适于本发明的教导而不脱离其实质范围。因此，本发明并不局限于在此作为预期用于实施本发明的最佳模式而公开的特定实施例，本发明还包括在所附权利要求范围之内的全部实施例。
部件列表


权利要求
1.一种用于改变电网(384)中干扰对耦合到该电网(384)的发电机(120)的影响的方法，该方法包括至少跟踪电网(384)信号的一个负序分量和一个正序分量；对用于注入到电网(384)中的负序分量的幅值的至少一个部分进行定向；和将该至少一个部分注入到电网(384)中以便改变干扰。
2.如权利要求1的方法，其中负序分量和正序分量中的每一个都包括相位信息、频率信息和幅值信息。
3.如权利要求1的方法，其中该跟踪包括检测电网(384)干扰。
4.如权利要求1的方法，进一步包括在注入之前，获得电网(384)，发电机(120)和用于发电机(120)的控制系统中至少一个的参数。
5.如权利要求1的方法，其中改变该影响包括增加正序电网条件和负序电网条件中至少一个的小信号线性度。
6.如权利要求1的方法，其中该改变包括减少系统保护特征(410，700)的启动。
7.如权利要求1的方法，其中选择所述至少一个部分的参数来最大化有功功率注入和无功功率注入中的至少一个。
8.如权利要求1的方法，其中该注入包括仿真一个同步发电机。
9.如权利要求1的方法，其中该注入减少电网(384)电流中不对称电压的数量。
10.一种用于改变电网(384)中干扰对耦合到该电网(384)的发电机(120)的影响的装置，该装置包括控制器(374)，用于至少跟踪电网(384)信号的一个负序分量和一个正序分量；对用于注入到电网(384)中的负序分量的幅值的至少一个部分进行定向；和将该至少一个部分注入到电网(384)中以便改变干扰。
全文摘要
一种装置和方法，在连接发电设备，例如风力涡轮机系统的电网系统的干扰期间，提供了对负序电流需求的响应，提供了电网信号的跟踪分量，对指示一部分信号进行定向，并且注入该定向部分。负序电流的控制注入提供了对小信号控制响应的扩展，并且还提供了对功率转换设备的电网互连的明显的阻抗改变。
文档编号H02H7/06GK101026301SQ20071008794
公开日2007年8月29日 申请日期2007年1月31日 优先权日2006年1月31日
发明者H·翁, R·A·西摩, J·D·德阿特尔, A·M·里特, X·源, R·戴, R·W·德尔梅里科 申请人:通用电气公司