片、双馈感应发电机、背对背式转换器W及控制器。所述 DFIG可旋转地禪接到转子叶片上用于发电。背对背式转换器包括：转子侧转换器；直流链， 所述直流链具有至少一个电容并且与转子侧转换器的输出禪接；W及线路侧转换器，所述 线路侧转换器与直流链的输出禪接。所述控制器配置用于对背对背式转换器的功率、DFIG 的热性能W及转子侧转换器和线路侧转换器的电感器进行控制，W消除直流链中的过电压 并且减小由于孤岛效应事件产生的过速。
[0021] 在某些实施例中，提供一种用于抵制孤岛效应而对风力发电机进行控制W防止过 电压和过速情况的方法，所述方法包括：通过双馈感应发电机的旋转来发电；监测风力发 电机与公用电网的输电线之间的连接；监测公用电网电压的变化；W及响应于孤岛效应事 件期间公用电网电压的变化，运行控制器W防止过电压和过速情况。
[0022] 下文参考附图对各项实施例的其他特征和优点W及结构和操作进行更加详细的 描述。应注意，本发明不限于本说明书中所描述的具体实施例。此类实施例仅出于说明性 目的而呈现在本说明书中。相关领域的技术人员基于本说明书中所包含的教示将会了解另 外的实施例。
【附图说明】
[0023] 图1是DFIG风力系统的基本配置的方框图；
[0024] 图2是根据本发明的各项实施例的DFIG风力系统的一个实例的示意性方框图； [002引图3是图2所示的DFIG风力系统的电路图；W及
[0026] 图4是根据各项实施例的控制器的一个实例的方框图；
[0027] 图5是描绘根据各项实施例的DFIG风力系统的矢量图；
[002引图6是描绘根据各项实施例的DFIG风力系统的矢量图；
[0029] 图7是描绘根据各项实施例的DFIG风力系统的矢量图；
[0030] 图8是描绘根据各项实施例的DFIG风力系统的矢量图拟及
[0031] 图9是实践本发明的一项实施例的示例性方法的流程图。
[0032] 本发明可W采用W各种部件W及部件的布置和各种过程操作W及过程操作的布 置的形式。在附图中对本发明进行说明，在附图中相同的参考编号可W指示各个附图中的 对应或类似部分。附图仅用于说明优选实施例的目的，且不应将其视作对本发明的限制。考 虑到W下对附图的可行性描述，本发明的新颖方面对所属领域的技术人员而言应该是明显 的。
【具体实施方式】
[0033]W下【具体实施方式】在本质上仅仅是示例性的，而并不意图限制本说明书中所掲示 的应用和用途。此外，并不意图受前述【背景技术】或者
【发明内容】
或者W下【具体实施方式】中所 列举的任何理论的约束。尽管本说明书中主要结合DFIG风力系统对本发明技术的各项实 施例进行描述，但是该些概念也适用于具有转换器的其他类型的风力发电机系统，例如，全 功率转换器风力系统或具有转换器的其他类似系统。除了风力发电机技术W外，该些概念 还适用于水力发电机和太阳能。
[0034] 本说明书中所描述的实施例包括提供控制策略的风力发电机系统，所述控制策略 将线路侧电压、转子侧电压W及直流链电压控制到正常水平。控制策略也会防止发电机速 度增加，方式是改变转子磁通量链路、调节转换器线路侧的待用输出功率W及利用发电机 和电感器的热容。该种控制方案增强了在关闭风力发电机或执行电力网恢复之前的DFIG 系统的安全性。
[00巧]因此，某些实施例提供一种对连接到电力系统上的发电机系统进行控制W避免发 电机产生非计划性孤岛效应的系统和方法。进一步的实施例提供一种在DFIG脱离电网或 失去负载期间消除直流链、DFIG线路侧和转子侧中的过电压并且降低DFIG过速的风险的 系统和方法。另外的实施例也可W提供一种降低对DB(动态断路器）的容量需求的系统和 方法。
[0036] 各项实施例提供一种充分利用功率转换器的控制能力W及DFIG和线路侧转子侧 电感器的热性能的系统和方法。该种控制策略不需要任何硬件变化或修改。因此，该节约 了动态断路器的成本。进一步的实施例提供一种控制系统和方法，所述控制系统和方法增 强了转子侧转换器和线路侧转换器的作用并且利用发电机线路电感器和转子电感器的热 性能。该种策略有助于提高DFIG系统的安全性。
[0037] 本说明书中所用的术语"过电压"旨在表示超过预定电压水平（例如，参考电压水 平）的电压水平。该种参考电压水平可W根据最大电压水平进行设置，所述最大电压水平 可W应用于风力发电机的电气部件和/或辅助部件。本说明书所用的术语"叶片"旨在表 示在相对于周围流体进行运动时提供反作用力的任意装置。
[0038] 本说明书中所用的术语"风力发电机"旨在表示利用风能生成旋转能，具体而言， 将风的动能转化成机械能的任意装置。本说明书中所用的术语"风力发电机"旨在表示利 用由风能产生的旋转能生成电能，具体而言，将由风的动能转化来的机械能转化成电能的 任意风力发电机。
[0039]DFIG风力系统200的一项示例性实施例，所述DFIG风力系统禪接到公用电网204 上，用于进行电力分配。所述DFIG风力系统200包括禪接到DFIG208上的风力发电机206。 DFIG208包括DFIG发电机210,所述DFIG发电机包括转子212和定子214。系统200包括 可操作地禪接到风力发电机206和DFIG发电机210上的齿轮箱216。DFIG208的转子绕组 禪接到背对背式转换器220上，而DFIG208的定子绕组禪接到公用电网204上。
[0040] 转换器220是背对背式结构，该结构包括：转子侧转换器电路224;DC中间电路 226,所述电路提供具有电容C的化总线值B) 及线路侧转换器电路228。线路侧转换器 电路228禪接在DFIG208的定子绕组与DC中间电路226之间。
[0041] 在图2中，公用电网204使发电机定子214(如外圆所表示）的绕组通电。典型地， 所述电网供应H相交流电。在转子侧，风力驱动的叶片组件206驱动转子轴，例如，通过齿 轮箱216。该样生成机械力W转动DFIG转子212 (如内圆所表示）。转子的电连接是穿过 滑环的。
[0042] 除了触发定子绕组之外，来自公用电网的H相电力连接到AC/DC线路或电网侧 转换器228上。电力断路器等开关机构230可W提供于到达定子214的电网和连接件与电 网或线路侧转换器228之间。转子绕组产生的交流电被供应到AC/DC转子侧转换器220 上。两个功率转换器224和228由DC总线226连接。在说明的实施例中，转换器224和 228中的每一者都可W使用绝缘口极双极型晶体管，但是也可W使用其他转换装置，例如， SCR或M0S阳T。
[0043] 在各项实施例中，风力发电机系统200可W包括电气和控制系统，所述电气和控 制系统包括润轮机控制器202,如图4所示。润轮机控制器202可W包括至少一个处理器和 存储器、至少一个处理器输入通道、至少一个处理器输出通道，并且可W包括至少一个计算 机。本说明书所用的术语计算机不限于计算机领域所提及的集成电路，而是泛指处理器、微 控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器（PLC)、专用集成电路和其他可编程电路，且本说明 书中所用的该些术语可互换使用。
[0044] 在示例性实施例中，存储器可W包括，但不限于，计算机可读媒体，例如，随机存取 存储器（RAM)。或者，也可W使用一个或多个存储装置，例如，软盘、压缩光盘只读存储器 (CD-ROM)、磁光盘（MOD),和/或数字多功能光盘值VD)。此外，在示例性实施例中，额外的 输入通道可W是，但不限于，与操作员接口相关联的计算机外围设备，例如，鼠标和键盘。此 夕F，在示例性实施例中，额外的输出通道可W包括，但不限于，操作员接口监视器。
[0045] 用于润轮机控制器的处理器处理从多个电气和电子装置传输的信息，所述装置可 W包括，但不限于，电压和电流变换器。RAM和/或存储装置对将由处理器执行的信息和指 令进行存储和传输。
[0046]RAM和/或存储装置也可W用于在处理器