[发明专利]用于自换向变流器调节功率交换的调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调节自换向变流器的方法，该自换向变流器借助其交变电压端子经由电感器件与具有期望频率f_N的交变电压网络的、对于所有变流器共同的耦合点连接。

本发明还涉及一种自换向变流器，用于借助用于连接交变电压网络的交变电压端子、用于连接直流电压网络的直流电压端子和调节单元来传输功率，其中，所述调节单元与可接通和断开的功率半导体开关经由控制线路连接，并且构建为用于借助开头所述的方法来调整功率的传输。

本发明还涉及一种具有多个风车的风电场，其中，每个风车都具有这种自换向变流器。

背景技术

这种方法、这种自换向变流器和这种风电场从R.Blasco-Gimenez等所著的发表于Universidad Polytéchnica de Valencia的文献"Distributed Voltage and Frequency Control of Off-shore Wind Farms Connected with a Diode Based HVDC link，与基于二极管的HVDC链路连接的离岸风电场的分布式电压和频率控制"中已经已知。所述自换向变流器经由直流电压中间电路与另一变流器连接，该另一变流器起整流器作用并且本身在交变电压侧与风能设备的同步发电机连接。与常见的调节方法相反提出了，借助有功电流调整电压，并且借助所调整的无功电流调整所连接的交变电压网络的频率。作为调整方法提出了电流调节，其中，确定有功和无功电流的期望值并且将其分别与所测量的变流器电流相比较以求出差值。将相应的差值馈送给负责自换向变流器的相应控制的调节器。有功和无功电流的期望值是借助调节器基于集中式和分布式测量来求出的。

发明内容

本发明的任务是，提出了一种开头提及类型的方法，其在实践中可以容易地应用并且尽可能简单地构造。

本发明通过一种用于调节自换向变流器的方法来解决，该自换向变流器和其它自换向变流器借助其交变电压端子经由电感器件与交变电压网络的、对于所有变流器共同的耦合点连接，其中，

-从在该耦合点上确定的网络电压和所得出的流过电感器件的变流器电流中确定有功功率P和频率f_N，

-求出有功功率P与预先给出的期望功率P_Soll之差以获得有功功率差值ΔP，以及

-求出所述频率f_N与预先给出的期望频率f_Soll之差以获得频率差值Δf，

-其中，有功功率差值ΔP被馈送给正交调节器和平行调节器，以及

-其中，借助正交调节器的输出值确定有功功率P，以及借助平行调节器的输出值将在变流器与耦合点之间交换的无功功率最小化，

-其中，将频率差值Δf馈送给频率调节器，并且将频率调节器的输出值与正交调节器的输出值以及平行调节器的输出值逻辑组合，其中，同时将频率差值Δf最小化。

借助根据本发明的方法可以调节用于传输功率的自换向变流器，该自换向变流器可以在其交变电压端子上经由电感器件与高压交变电流网络连接。术语“功率”在此指的是视在功率，其既包括有功功率又包括无功功率。为了能够在本发明的范围中实际上有利地使用该方法，所连接的高压交变电流网络应是弱的高压交变电流网络，其甚至可以具有小于2的短路功率比例。这种高压交变电流网络可以在本发明的范围中基本上任意地构建。于是例如可能的是，交变电压网络经由直流电压连接部与强供电网络连接。直流电压连接部有利地包括二极管整流器，其经由直流电压网络与另一变流器连接，该另一变流器与该供电网络连接。该变流器例如是自换向变流器，例如所谓的电压源换流器(VSC)。替选于二极管整流器，具有晶闸管作为功率半导体开关的外部换向变流器也可以与交变电压网络连接。外部换向变流器于是替选于二极管整流器经由高压直流电流网络、例如直流电压中间电路与VSC连接。

在本发明的范围中，不同的自换向变流器作为调整单元与弱交变电压网络连接。交变电压网络例如连接至二极管整流器或者外部换向变流器。在此，所述交变电压网络设计为用于高压。其例如不具有自己的能量源并且任何时候可以经由辅助供电线路受限地被从外部供给能量。