专利名称：风电场、校正电压不平衡的方法以及风涡轮的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及风电场(wind park)以及校正电压不平衡的方法。而且，本发 明涉及风涡轮。
背景技术：
风电场通常包括经由主变压器(main transformer)耦合到电力网的多个风涡轮。 在电力网上会发生电压不平衡。这些电压不平衡会经由主变压器耦合到风电场中。来自电力网的不平衡供电电压通常会在风涡轮的电网连接的转换器(converter) 中在线频率的两倍处引起dc (直流)链路电压变化。如果不采取电压不平衡校正，则该dc 电压变化会导致具有高总谐波失真(THD)的不对称电流。如果将具有高THD的不对称电流 注入到电网中，将无法满足电网编码规程。因此，由于存在电压不平衡而无法满足电网编码 规程。而且，在存在平衡电压时，风涡轮可以按照最优的效率工作。当电压不平衡时，风 涡轮的效率会降低，这会导致风涡轮产生功率的损失。因此，本发明的一个目的在于避免上述问题。
发明内容
根据一实施例，提供一种风电场，包括至少一个风涡轮；耦合在所述至少一个风 涡轮和电力网之间的变压器，其中所述变压器包括耦合到所述电力网的初级绕组结构以及 耦合到所述至少一个风涡轮的次级绕组结构。所述电力网包括至少三条供电线，每一条供 电线传导各自相位的多相位电流；其中所述电力网的每一条供电线经由单独的抽头变换器 (tapchanger)耦合到所述初级绕组结构。根据一实施例，所述初级绕组结构包括至少三个绕组。根据一实施例，所述电力网具有三条供电线。根据一实施例，所述初级绕组结构具有三个绕组。根据一实施例，所述初级绕组结构的每一个绕组经由单独的抽头变换器耦合到所 述电力网的各自供电线。根据一实施例，每一个抽头变换器包括连接到所述初级绕组结构的多个接触点或 者连续的接触线。所述初级绕组结构经由所述接触点或者所述接触线连接到所述供电线。根据一实施例，每一个抽头变换器还包括用于选择性地接触所述多个接触点中的 一个接触点或者用于沿着所述接触线滑动的滑动触头。根据一实施例，每一个抽头变换器还包括分配到每一个接触点的开关。每一个开 关能够将一个接触点连接到所述供电线。根据一实施例，所述抽头变换器是由机械抽头变换器、电抽头变换器和电辅助抽 头变换器组成的组中的一个或者多个。根据一实施例，所述初级绕组结构的所述绕组以Y形配置或者三角形配置连接。
根据一实施例，所述初级绕组结构是所述变压器的高压侧的一部分。根据一实施例，所述次级绕组结构包括多个绕组。根据一实施例，所述初级绕组结构和所述次级绕组结构具有相同数量的绕组。根据一实施例，所述次级绕组结构的所述绕组以Y形配置或者三角形配置连接。根据一实施例，所述次级绕组结构是所述变压器的低压侧的一部分。
根据一实施例，所述风电场还包括耦合到所述电力网的检测单元。可以配置所述 检测单元以检测在耦合到所述初级绕组结构的所述电力网上发生的电压不平衡。根据一实施例，所述风电场还包括耦合到所述检测单元的处理单元。可以配置所 述处理单元以计算对于每一个抽头变换器所需的各自抽头变换器调整量，以补偿所检测的 电压不平衡对所述风涡轮的影响。根据一实施例，所述风电场还包括耦合到所述处理单元的抽头变化控制单元。可 以配置所述抽头变化控制单元以基于所计算的抽头变换器调整量控制抽头变换器调整过程。根据一实施例，所述变压器用作用于多个风涡轮的集中变压器。根据一实施例，所述变压器实现在所述至少一个风涡轮中。根据一实施例，提供一种校正在经由变压器耦合到风电场的电力网上发生的电压 不平衡的方法，所述变压器具有一个或者多个抽头变换器。所述方法包括检测在所述电力 网上发生的电压不平衡；计算对于所述至少一个抽头变换器所需的各自抽头变换器调整量 以补偿所检测的电压不平衡对所述风涡轮的影响；以及基于各自所计算的抽头变换器调整 量调整所述至少一个抽头变换器。根据一实施例，基于一个所计算的抽头变换器调整量调整第一组抽头变换器并且 基于另一个所计算的抽头变换器调整量调整第二组抽头变换器。根据一实施例，检测所述电压不平衡包括测量所述变压器和所述电力网之间的点 处的相位电压；以及确定所述相位电压是否形成负电压序列(sequence)或者零电压序列。 如果检测到负电压序列或者零电压序列，则可调整所述至少一个抽头变换器。根据一实施例，调整所述至少一个抽头变换器包括改变或者调整所述电力网和连 接到所述变压器的所述初级绕组结构的多个接触点或者连续接触线之间的电连接。根据一实施例，改变或者调整位于所述电力网与所述接触点之间的电连接包括选 择性地接触所述多个接触点中的一个接触点。根据一实施例，改变或者调整位于所述电力网与所述接触线之间的电连接包括沿 着所述接触线移动滑动触头。根据一实施例，改变或者调整位于所述电力网与所述接触点或者所述接触线之间 的电连接包括打开或者闭合每一个接触点的开关。根据一实施例，提供一种风涡轮，其包括耦合在至少一个风涡轮与电力网之间的 变压器，其中所述变压器包括耦合到所述电力网的初级绕组结构以及耦合到至少一个风涡 轮的次级绕组结构；其中所述电力网包括至少三条供电线，每一条供电线传导各自相位的 多相位电流；以及其中所述电力网的每一条供电线经由单独的抽头变换器耦合到所述初级 绕组结构。
在附图中，类似的附图标记通常指代不同图中的相同部件。附图不必按照比例绘制，而是通常强调说明本发明的原理。在下面的说明中，参照附图描述本发明的各种实施 例。在附图中图1说明了传统风涡轮的共同构成；图2a示出了根据本发明实施例的风电场的示意图；图2b示出了根据本发明实施例的风电场的示意图；图2c示出了根据本发明实施例的风电场的示意图；图2d示出了根据本发明实施例的风电场的示意图；图2e示出了根据本发明实施例的风电场的示意图；图3a示出了根据本发明实施例的具有抽头变换器的第一示例的变压器的示意 图；图3b示出了根据本发明实施例的具有抽头变换器的第二示例的变压器的示意 图；图3c示出了根据本发明实施例的具有抽头变换器的第三示例的变压器的示意 图；图4示出了根据本发明实施例在风电场的变压器处校正电压不平衡的处理流程 图；以及图5示出了根据本发明实施例用于在风电场的变压器处校正电压不平衡的抽头 控制单元的示意图。
具体实施例方式以下将参照附图详细描述根据本发明的风电场、校正电压不平衡的方法以及风涡 轮。应该意识到，在不改变本发明的实质的情况下，可以在许多方面修改下面描述的示例性 实施例。图1说明了传统风涡轮100的共同构成。风涡轮100安装在基座102上。风涡轮 100包括塔104，该塔104具有多个塔节，诸如塔环状体。风涡轮机舱106放置在塔104的 顶部上。风涡轮转子包括轮榖108以及至少一个转子叶片110，例如三个转子叶片110。转 子叶片Iio连接到轮毂108，轮毂108接着通过低速轴连接到机舱106，该低速轴延伸出机 舱106的前面。图2a到2e分别示出了根据本发明实施例的风电场200a到200e (也表示为“风 力田(wind farm)”或者“风力发电厂”)。在图2a中，风电场200包括多个风涡轮100。然 而，应该理解，术语“风电场”在本发明的含义中也可以包括只有一个风涡轮的情况。风涡 轮100经由变压器204及经由供电线212耦合到电力网202。变压器204经由供电线212 耦合在风涡轮100和电力网202之间。风电场200a还包括经由控制线206 (也可以称为数 据线)耦合到电力网202和变压器204的抽头控制单元230。抽头控制单元230用于检测 在电力网202上发生的电压不平衡并且按照能够防止电压不平衡作用于风电场200的不期 望效果的方式(“电压补偿”)控制变压器204。在图2a所示的风电场200a中，抽头控制 单元230和变压器204是独立的设备。然而，如在图2b的风电场200b所示，抽头控制单元230也可以集成到变压器204中。在图2a和2b所示的风电场200a和200b中，所有风涡轮100都经由相同的变压器204连接到电力网。然而，如图2c中的风电场200c所示，每一个风涡轮100也可以具有集 成在各自风涡轮100本身中或者提供在各自风涡轮100的外部的“其自己的”变压器204。 在风电场200c中，每一个变压器204连接到集中的抽头控制单元230，该集中的抽头控制单 元230连接到电力网202并且控制变压器204的操作。集中的抽头控制单元230经由控制 线206连接到变压器204和电力网202。作为替代，每一个变压器204可以连接到分别集成 到相应的风涡轮100中或者提供在风涡轮100的外部的单独的抽头控制单元230。每一个 变压器204可以经由控制线206连接到单独的抽头控制单元230。图2d和2e示出了如何详细实现图2a所示的风电场200a的示例。图2d和2e示 出了分别包括电厂控制器205的风电场200d和200e。电厂控制器205通常实现多个控制 功能。例如，电厂控制器205可以收集对风电场200d和200e中的风涡轮100或风涡轮100 的部件的当前状态进行特征化的不同类型数据，并且对这些不同类型数据做出响应以控制 风电场200d，200e中的部件(例如，风涡轮100中的部件)。所有风涡轮100可以通过经由 控制线206耦合到电厂控制器205的风力发电厂网络220与电厂控制器205通信。例如， 风涡轮100可以向电厂控制器205发送风涡轮状态数据。电厂控制器205可以对其做出响 应以经由风力发电厂网络220控制风涡轮100。在例如风涡轮100、电厂控制器205等等之 间通信的信号可以包括但不限于电力输出、涡轮状态、电力基准以及涡轮命令。例如，在正 常操作模式下，电厂控制器205可以向风涡轮100发送类似电力基准的命令数据以控制风 涡轮的操作。如图2d的风电场200d所示，抽头控制单元230集成到电厂控制器205中。在该 实施例中，电厂控制器205检测在电力网202上发生的电压不平衡并且经由控制线206按 照能够防止电压不平衡作用于风电场200的不期望效果的方式(“电压补偿”)控制变压器 204。然而，如图2e的风电场200e所示，抽头控制单元230和电力控制器205也可以是单 独的设备。在该实施例中，抽头控制单元230检测在电力网202上发生的电压不平衡并且 经由控制线206按照能够防止电压不平衡作用于风电场200的不期望效果的方式(“电压 补偿”)控制变压器204。电力控制器205经由控制线206耦合到电力网202并且耦合到传输系统运营商 (TSO)接口 207。电力控制器205可以从TSO接口 207接收数据或者信号。TSO接口 207可 以用于从发电厂(在这种情况下是风电场)向地区或者本地分配运营商传输电功率。电厂控制器205还经由控制线206连接到断路器或者继电器218a，218b并且连 接到补偿设备210。断路器或者继电器218a，218b可以用于在高电流的情况下断开供电线 212:在高电流的情况下，各自控制信号经由控制线206通信到电力控制器205，电力控制器 205对其做出响应来控制断路器或者继电器218a，218b以断开供电线212。风涡轮100经 由供电线212连接到断路器或者继电器218a。断路器或者继电器218a经由供电线212连 接到断路器或者继电器218b。断路器或者继电器218b经由供电线212连接到变压器204。补偿设备210可以包括但不限于无功功率生成设备，用于补偿图2d的风电场200d 和图2e的风电场200e的无功功率。补偿设备210可以是晶闸管切换的电容器组以及静态 Var补偿器(SVC)。
在一个实施例中，配置电厂控制器205以测量位于电力网202和变压器204之间 的点208处的电压和电流(点208可以例如是公共耦合点)，特别是在点208处发生的电 压不平衡和电流不平衡。然而，也可以配置电厂控制器205以检测其它点处的电压不平衡。 这里假设电力网202上的电压和电流通常具有三个相位，然而应该理解，本发明并不限于 此。即，电力网202上的电压和电流也可以具有多于三个或者少于三个的相位。假设电力 网202上的电压/电流是三相位电压/电流，则可以例如通过确定在公共耦合点208处发 生的三相位电压是否形成负电压序列或者零电压序列来检测电压不平衡。也可以按照不同 的方式，例如通过比较电压幅值来检测电压不平衡。根据一个实施例，平衡的例如三相位电压/电流意味着三线电压/电流在RMS/峰 值幅度上相等并且电压/电流的各自相位角彼此偏移120° (即360° /3)。当在例如三个 电压幅度之间存在差异和/或相位角差异偏离120°时，发生电压不平衡。如果存在六个相 位，则当在六个电压幅度之间存在差异和/或相位角差异偏离60° (S卩，360° /6)时，发生 电压不平衡。图3a到3c示出了变压器204的可能实施例的示意图。变压器204是抽头 控制的 变压器。变压器204包括耦合到电力网202的初级绕组结构302以及耦合到风涡轮100的 次级绕组结构304。在该实施例中，电力网202具有至少三条供电线，例如，三条供电线306a，306b, 306c。每一条供电线306a，306b，306c可以传导各自相位的多相位电流。初级线绕组结构 302具有至少三个绕组，例如，三个绕组308a，308b, 308c。电力网202的每一条供电线306a， 306b, 306c经由单独的抽头变换器310a，310b，310c耦合到初级绕组结构302。在该实施例中，初级绕组结构302的绕组308a，308b，308c以类似Y形的配置连 接。或者，初级绕组结构302的绕组308a，308b，308c可以以类似三角形的配置连接。初级 绕组结构302是变压器204的高压侧303的一部分。这里，初级绕组结构302具有三个绕组308a，308b, 308c,并且次级绕组结构304也 具有三个绕组312a，312b，312c。取决于电力网202的类型，初级绕组结构302和次级绕组 结构304的绕组数量可以相应地改变。在图3a到3c所示的实施例中，初级绕组结构302 的绕组308a，308b，308c的每一个耦合到多相位电压的一个相位。或者，多相位电压的每一 个相位也可以连接到两个或者多个绕组。即，每一个绕组308a，308b，308c可以分别被划分 为两个或者更多绕组。类似地，次级绕组结构304的每一个绕组312a，312b，312c可以分别 被划分为两个或者更多绕组。在一个实施例中，次级绕组结构304的绕组312a，312b，312c以类似三角形的配置 连接。可选地，次级绕组结构304的绕组312a，312b，312c可以以类似Y形的构造连接。次 级绕组结构304是变压器204的低压侧305的一部分。X，Y和Z代表连接到主变压器204 的供电线212的各自导体，每一个导体承载一相位的多相位电流。初级绕组结构302的每一个绕组308a，308b，308c经由单独的抽头变换器310a， 310b, 310c耦合到各自的供电线306a, 306b, 306c。抽头变换器310a, 310b, 310c可以是(但 不限于)机械抽头变换器、电抽头变换器和电辅助抽头变换器。可以将抽头变换器310a， 310b, 310c实现为带负载变换器或者无负载变换器。抽头变换器310a，310b, 310c可以用于 处理负载效应和电压调节。
每一个抽头变换器310a，310b，310c可以具有连接到初级绕组结构302的多个接 触点314a，314b，314c (参见图3a)或者接触线316a，316b，316c (参见图3b)。初级绕组结 构302经由接触点314a，314b，314c (参见图3a)或者接触线316a，316b，316c (参见图3b) 连接到供电线306a，306b, 306c。每一个抽头变换器310a，310b, 310c可以具有滑动触头 318a，318b，318c，用于选择性地接触多个接触点314a，314b，314c中的一个(参见图3a)或 者用于沿着接触线316a，316b，316c连续滑动(参见图3b)。在另一实施例中，每一个抽头 变换器310a，310b, 310c可以具有分配到每一个接触点314a，314b，314c的开关320a，320b， 320c (参见图3c)。每一个开关320a，320b，320c可以将一个接触点314a，314b，314c连接 到供电线306a，306b，306c。可以选择性地打开和闭合开关320a，320b，320c。 可以设置用于抽头变换器310a，310b，310c的多个接触点314a，314b，314c (参见 图3a和3c)以使得每一个接触点314a，314b，314c与相同绕组306a，306b，306c的相邻接 触点314a，314b，314c分隔开初级绕组结构302的各自绕组306a，306b，306c的单圈(更加 通常的是相同的圈数)。因此，跨相同绕组306a，306b，306c的两个相邻接触点314a，314b， 314c的电压变化可以是跨单圈的电压(更加通常的是跨特定圈数的电压)。然而，可选地， 接触点314a，314b，314c的间隔也可是等距间隔。通过在变压器204的每一个绕组308a，308b，308c中实现单独的抽头变换器310a， 310b，310c，通过单独调整各自绕组308a，308b, 308c的抽头变换器310a，310b, 310c能够补 偿多相位电压的每一个相位中的电压不平衡。按照这种方式，能够将不平衡电压有效地调 整为平衡电压。如图2d的实施例中所表明的，如果对于所有风涡轮100仅使用一个公共集 中变压器204，则不需要校正每一个风涡轮100上的电压不平衡。按照这种方式，由于仅需 要修改一个变压器(变压器204)以包括抽头变换器310a，310b，310c，因此能够实现成本有 效的方案。图4示出了根据本发明的校正电压不平衡的实施例的流程图400。在402处，检测 在电力网上发生的电压不平衡。在404处，计算对于至少一个抽头变换器所需的各自抽头 变换器调整量，以补偿所检测的电压不平衡对风涡轮的影响。在406处，基于各自所计算的 抽头变换器调整量来调整该至少一个抽头变换器。图5示出了根据本发明一个实施例的抽头控制单元230的示例。抽头控制单元230 包括耦合到电力网202的检测单元500，配置该检测单元500以检测在耦合到初级绕组结构 303的电力网202上发生的电压不平衡。抽头控制单元230还包括耦合到检测单元500的 处理单元502，配置处理单元502以计算对于每一个抽头变换器310a，310b，310c所需的抽 头变换器调整量，以补偿所检测的电压不平衡。抽头控制单元230还包括耦合到处理单元 502的抽头变化控制单元504，配置抽头变化控制单元504以基于所计算的抽头变换器调整 量控制抽头变换器调整过程。下面描述如何检测和补偿电压不平衡的细节。在一个实施例中，检测单元500测量来自位于电力网202和变压器204之间的公 共耦合点208的电压和电流。检测单元500还检测在电力网202上发生的电压不平衡。可 以例如通过确定来自公共耦合点208的三相位电压是否形成负电压序列或者零电压序列 来检测电压不平衡。也可以通过比较电压幅值来检测电压不平衡。处理单元502计算对于每一个抽头变换器310a，310b，310c所需的抽头变换器调 整量以补偿所检测的电压不平衡。抽头变化控制单元504基于所计算的抽头变换器调整量控制抽头变换器调整过程。可以通过各种方法计算抽头变换器调整量。可以使用的两种示例性方法是标量补 偿方法和向量补偿方法。使用标量补偿方法，可以使用下面的等式计算对于抽头变换器310a，310b，310c 的各自电压补偿
'^va=Va-Vam
UVb=Vb-Vbm .^Vc=Vc-Vcm其中，Vam，Vbffl和V。m是对于多相位电压的每一个相位的各自变压器额定电压，并且 Va, Vb和V。是对于多相位电压的每一个相位的各自测量的变压器电压。对于具体的公共耦 合点(PCC) 208，给出了各自变压器额定电压VamJbn^nVemt5在电力网侧处测量各自测量的变 压器电压Va，Vb和V。。测量从供电线306a到初级绕组结构302的中性点N(如图3a到3c 所示)的变压器电压Va。测量从供电线306b到初级绕组结构302的中性点N的变压器电 压Vb (如图3a到3c所示)。测量从供电线306c到初级绕组结构302的中性点N的变压器 电压V。(如图3a到3c所示)。可以基于所计算的电压补偿AVa，八\和Δν。分别调整抽头变换器310a，310b， 310c。使用向量补偿方法，可以将所测量的变压器电压Va，Vb, V。表示为各自正序列分量 Vap, Vbp，v。p，各自负序列分量Van，Vbn，Vcn以及零序列分量Vn的正交和，如下面的等式所示
K =Vap+va +v ■ Vh =Vbp+Vbn+Vn
K =Kp+Kn+K其中，Vap，Vbp，Vcp是三相位正序列分量，Van，Vbn，Vcn分别是三相位负序列分量，并且 Vn是零序列分量。可以使用一些传统算法由多相位电压获得正序列分量和负序列分量。然后可以使用上述的标量补偿方法计算对于抽头变换器310a，310b，310c的各自 电压补偿。可以基于所计算的电压补偿Δ^，八\和Δ V。分别调整抽头变换器310a，310b， 310c。为了补偿所检测的电压不平衡，可以单独调整每一个抽头变换器310a，310b， 310c。例如，对于图3a中所示的抽头变换器310a，310b，310c，通过选择性地接触多个接 触点314a，314b，314c中的一个，可以改变或者调整位于电力网202和接触点314a，314b， 314c之间的电连接。对于图3b所示的抽头变换器310a，310b，310c，通过沿着各自的接触 线316a，316b，316c将各自的滑动触头318a，318b，318c移动到特定位置，可以改变或者调 整位于电力网202和接触线316a，316b，316c之间的电连接。对于图3c所示的抽头变换器 310a, 310b，310c,通过选择性地打开或者闭合分别分配到接触点314a，314b，314c或者接 触线316a，316b，316c的开关320a，320b, 320c，可以改变或者调整位于电力网202和接触点 314a，314b，314c或者接触线316a，316b，316c之间的电连接。下面将使用图3a所示的抽头变换器310a，310b, 310c作为说明示例来描述抽头变 换器调整过程。开始假设将用于相位A电压(例如供电线306a)的抽头变换器310a的滑动触头318a放置在标记为“2a”的接触点314a处，将用于相位B电压(例如供电线306b) 的抽头变换器310b的滑动触头318b放置在标记为“2b”的接触点314b处，并且将用于相 位C电压(例如供电线306c)的抽头变换器310c的滑动触头318c放置在标记为“2c”的 接触点314c处。在电力网上检测电压不平衡并且发现相位B电压比相位A电压和相位C 电压高1%。假设在相同绕组308a，308b，308c的两个相邻接触点314a，314b，314c之间分 别存在的电压偏差，则通过在变压器204的初级绕组结构302处将抽头变换器310b的 滑动触头318b从标记为“2b”的接触点314b移动到标记为“3b”的接触点314b，可以在变 压器204的次级绕组结构304中获得平衡电压。因而，能够补偿所检测的电压不平衡对风 涡轮100的影响。按照这种方式，可以保护风电场200的风涡轮免受在电力网202上发生 的电压不平衡的影响。利用上述相同的情景，对于图3b所 示的抽头变换器310a，310b，310c，通过将抽头 变换器310b的滑动触头318b沿着接触线316b从标记为“2b”的位置移动到标记为“3b” 的位置，可以在次级绕组结构304中获得平衡电压。利用上述相同的情景，对于图3c中所示的抽头变换器310a，310b，310c，通过打开 抽头变换器310b的标记为“2b”的接触点314b的开关320b并且闭合抽头变换器310b的 标记为“3b”的接触点314b的开关320b，可以在次级绕组结构304中获得平衡电压。在上述实施例中描述了利用对于变压器的每一个相位的单独抽头控制的相位抽 头控制。可选地，可以使用没有对于变压器的每一个相位的单独抽头控制的相位抽头控制 (三相位抽头控制或者具有少于两个相位或者多于三个相位的抽头控制)以校正电压不平 衡。例如，没有单独抽头控制的相位抽头控制可以具有与图3a到3c所示的单独抽头控制 的相位抽头控制相同的配置。然而，对于没有单独抽头控制的相应三相位抽头控制，可以同 时控制三个抽头变换器310a，310b，310c。即，可以从抽头控制单元230同时向三个抽头变 换器310a，310b，310c发送代表所计算的抽头变换器调整量的公共控制信号。另一方面，对 于具有单独抽头控制的三相位抽头控制，可以单独控制三个抽头变换器310a，310b，310C。 艮口，可以从抽头控制单元230同时或者以不同的时序向三个抽头变换器310a，310b，310c中 的每一个发送代表分别所计算的抽头变换器调整量的各自控制信号。对于三个抽头变换器 310a,310b,310c的每一个的各自控制信号可以代表相同的所计算的抽头变换器调整量或 者不同的所计算的抽头变换器调整量。与没有单独抽头控制的三相位抽头控制相比，单独的三相位抽头控制能够更好地 保护风电场的风涡轮不使用单独的抽头控制，会仅在一定的范围内同时调整三相位电压， 即，可能不会实现完全平衡的三相位电压。在一个实施例中，可以同时控制相位抽头控制的一些抽头变换器(例如至少两 个抽头变换器)，同时单独控制相位抽头控制的剩余抽头变换器(例如至少一个抽头变 换器)。例如，可以同时控制相应的三相位抽头控制的两个抽头变换器(例如抽头变换器 310b，310c)，而单独控制一个抽头变换器(例如抽头变换器310a)。即，可以将代表所计算 的抽头变换器调整量的公共控制信号从抽头控制单元230同时发送到抽头变换器310b， 310c。可以基于一个所计算的抽头变换器调整量来同时调整抽头变换器310b，310c。可以 将代表另一所计算的抽头变换器调整量的另一控制信号从抽头控制单元230发送到抽头 变换器310a。可以基于该另一所计算的抽头变换器调整量调整抽头变换器310a。用于抽头变换器310a的控制信号和用于抽头变换器310b，310c的控制信号可以分别代表相同的 所计算的抽头变换器调整量或者不同的所计算的抽头变换器调整量。即，在一个实施例中， 对于抽头变换器310a的另一所计算的抽头变换器调整量与对于抽头变换器310b，310c计 算的抽头变换器调整量可以相同。在另一实施例中，对于抽头变换器310a的另一所计算的 抽头变换器调整量与对于抽头变换器310b，310c计算的抽头变换器调整量可以不同。可以 同时或者以不同的时序从抽头控制单元230发送对于抽头变换器310a的控制信号和对于 抽头变换器310b，310c的控制信号。在另一实施例中，可以使用代表所计算的抽头变换器调整量的第一控制信号控制 第一组抽头变换器，并且使用代表另一所计算的抽头变换器调整量的另一控制信号控制第 二组抽头变换器，并且可以使用代表各自所计算的抽头变换器调整量的各自控制信号单独 控制剩余的一个或者多个抽头变换器(如果存在)。第一组抽头变换器可以具有一个抽头 变换器，可以基于所计算的抽头变换器调整量对其进行单独调整。在第一组抽头变换器具 有多于一个的抽头变换器的情况中，可以基于一个所计算的抽头变换器调整量同时调整这 些抽头变换器。类似地，第二组抽头变换器可以具有一个抽头变换器，可以基于另一所计算 的抽头变换器调整量对其进行单独调整。在第二组抽头变换器具有多于一个的抽头变换 器的情况中，可以基于另一所计算的抽头变换器调整量同时调整这些抽头变换器。在其它 实施例中，可以按照不同的方式对抽头变换器进行分组(例如分为不同数量组的抽头变换 器)以通过各自所计算的抽头变换器调整量进行调整。尽管已经参照具体实施例示出和描述了本发明的实施例，但是本领域的普通技术 人员应该理解，在不偏离由所附的权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以在形式和 细节上进行各种修改。因而，本发明的范围由所附的权利要求限定并且因此意欲包括在权 利要求的等同物的意义和范围内的所有修改。
1权利要求
一种风电场，包括至少一个风涡轮；耦合在所述至少一个风涡轮和电力网之间的变压器，其中所述变压器包括耦合到所述电力网的初级绕组结构以及耦合到所述至少一个风涡轮的次级绕组结构；其中所述电力网包括至少三条供电线，每一条供电线传导各自相位的多相位电流；以及其中所述电力网的每一条供电线经由单独的抽头变换器耦合到所述初级绕组结构。
2.如权利要求1所述的风电场，其中所述初级绕组结构包括至少三个绕组。
3.如权利要求2所述的风电场，其中所述初级绕组结构的每一个绕组经由单独的抽头 变换器耦合到所述电力网的各自供电线。
4.如权利要求1至3中任一项所述的风电场，其中每一个抽头变换器包括连接到所述 初级绕组结构的多个接触点或者连续的接触线，其中所述初级绕组结构经由所述接触点或 者所述接触线可连接到所述供电线。
5.如权利要求4所述的风电场，其中每一个抽头变换器还包括滑动触头，用于选择性 地接触所述多个接触点中的一个或者用于沿着所述接触线滑动。
6.如权利要求4所述的风电场，其中每一个抽头变换器还包括分配到每一个接触点的 开关，每一个开关将一个接触点连接到所述供电线。
7.如权利要求1至6中任一项所述的风电场，其中所述抽头变换器是由机械抽头变换 器、电抽头变换器和电辅助抽头变换器组成的组中的一个或者多个。
8.如权利要求1至7中任一项所述的风电场，还包括耦合到所述电力网的检测单元，所述检测单元被配置为检测在耦合到所述初级绕组结 构的所述电力网上发生的电压不平衡。
9.如权利要求8所述的风电场，还包括耦合到所述检测单元的处理单元，所述处理单元被配置为计算对于每一个抽头变换器 所需的各自抽头变换器调整量，以补偿所检测的电压不平衡对所述风涡轮的影响。
10.如权利要求9所述的风电场，还包括耦合到所述处理单元的抽头变化控制单元，所述抽头变化控制单元被配置为基于所计 算的抽头变换器调整量来控制抽头变换器调整过程。
11.如权利要求1至10中任一项所述的风电场，其中所述变压器用作用于多个风涡轮 的集中变压器。
12.如权利要求1至10中任一项所述的风电场，其中所述变压器实现在所述至少一个 风涡轮中。
13.一种校正在经由变压器耦合到风电场的电力网上发生的电压不平衡的方法，所述 变压器包括至少一个抽头变换器，所述方法包括检测在所述电力网上发生的电压不平衡；计算对于所述至少一个抽头变换器所需的各自抽头变换器调整量，以补偿所检测的电 压不平衡对所述风涡轮的影响；以及基于各自所计算的抽头变换器调整量，调整所述至少一个抽头变换器。
14.如权利要求13所述的方法，其中基于一个所计算的抽头变换器调整量，调整第一组抽头变换器；并且基于另一个所计算的抽头变换器调整量，调整第二组抽头变换器。
15.如权利要求13或者14所述的方法，其中检测所述电压不平衡包括 测量所述变压器和所述电力网之间的点处的相位电压；以及确定所述相位电压是否形成负电压序列或者零电压序列；其中如果检测到负电压序列或者零电压序列，则调整所述至少一个抽头变换器。
16.如权利要求13至15中任一项所述的方法，其中调整所述至少一个抽头变换器包括 改变或者调整所述电力网和连接到所述变压器的所述初级绕组结构的多个接触点或者连 续接触线之间的电连接。
17.如权利要求16所述的方法，其中改变或者调整所述电力网与所述接触点之间的电 连接包括选择性地接触所述多个接触点中的一个接触点。
18.如权利要求16所述的方法，其中改变或者调整所述电力网与所述接触线之间的电 连接包括沿着所述接触线移动滑动触头。
19.如权利要求16所述的方法，其中改变或者调整所述电力网与所述接触点或者所述 接触线之间的电连接包括打开或者闭合每一个接触点的开关。
20.—种风涡轮，包括耦合在所述风涡轮与电力网之间的变压器，其中所述变压器包括耦合到所述电力网的 初级绕组结构以及耦合到所述风涡轮的次级绕组结构；其中所述电力网包括至少三条供电线，每一条供电线传导各自相位的多相位电流；以及其中所述电力网的每一条供电线经由单独的抽头变换器耦合到所述初级绕组结构。
全文摘要
本发明提供一种风电场、校正电压不平衡的方法以及风涡轮。所述风电场包括至少一个风涡轮；耦合在所述至少一个风涡轮和电力网之间的变压器。所述变压器包括耦合到所述电力网的初级绕组结构以及耦合到所述至少一个风涡轮的次级绕组结构。所述电力网包括至少三条供电线，每一条供电线传导各自相位的多相位电流。所述电力网的每一条供电线经由单独的抽头变换器耦合到所述初级绕组结构。能够补偿所检测的电压不平衡对所述风涡轮的影响。
文档编号H02J3/26GK101867194SQ20101016392
公开日2010年10月20日 申请日期2010年4月16日 优先权日2009年4月17日
发明者K·B·拉森, 奥维·斯特赫姆, 殷波, 邓恒 申请人:维斯塔斯风力系统集团公司