[发明专利]用于从海上风力涡轮机获得电力的方法和装置

权利要求书

1.一种配置用于在海上风力涡轮机场中获得电力并且包括第一装置的系统，所述第一装置包括：

变速箱，所述变速箱被配置为将风力涡轮机的可变第一转速机械地改变为较高的可变第二转速；

发电机，所述发电机具有在从50Hz到150Hz的范围中的用于全功率输出的额定电气频率，并且被配置为通过所述变速箱的输出以所述可变第二转速驱动，并且由此以对应可变的第一频率发电；以及

AC至AC转换器，所述AC至AC转换器被配置为将来自所述发电机的电力转换成处于固定低频的从所述AC至AC转换器输出的电力，以用于以所述固定低频的海上收集，其中所述固定低频低于公用电网频率；

所述AC至AC转换器包括模块化多电平转换器，所述模块化多电平转换器具有转换器输入、对应的转换器输出以及相关联的模块化转换电路，其被共同地配置为在从所述发电机输出的电力的所述可变第一频率的所期望的可变频率范围上接收输入电力，并且将所输入的电力转换成以所述固定低频从所述模块化多电平转换器输出的电力。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一装置进一步包括升压变压器，所述升压变压器具有对应于所述发电机的额定电气频率的额定电气频率，其中，所述升压变压器被连接在所述发电机和所述模块化多电平转换器之间，其中，所述升压变压器被配置为使从所述发电机输出的电力的电压升高，并且由此以升高的电压输出电力，并且其中所述模块化多电平转换器被配置为转换来自所述升压变压器的以所述升高的电压输出的电力。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述发电机被配置为输出在690V至13KV的电压范围中的电力，并且其中，所述升压变压器被配置为输出在13KV至72KV的电压范围中的电力。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述模块化多电平转换器被配置为输出处于在16Hz至20Hz的范围中的所述固定低频的电力。

5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：

多个第一装置；以及

包括低频海上集电网的一个或多个馈电线；

其中，每个馈电线被配置为收集从耦合到所述馈电线的所述多个第一装置中的每个第一装置的所述AC至AC转换器的输出的电力。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述低频海上集电网包括具有公共升压变压器的变电站，所述公共升压变压器被配置为升高由所述馈电线中的一个或多个馈电线收集的电力，并且对应地输出处于升压电压的电力，以用于经由低频高压传输系统传输到陆上电网。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一装置的所述模块化多电平转换器包括具有级联的功率电子开关电路的输入桥和具有串联的功率电子开关的输出桥，所述输入桥和所述输出桥经由呈现时变DC电压的共享DC链路以背对背配置连接。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述模块化多电平转换器被配置为从施加到所述输入桥的AC电压获得所述时变DC电压，并且控制所述时变DC电压以跟随AC控制信号的整流版本的形状。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述模块化多电平转换器包括控制电路，所述控制电路被配置为，相对于所述共享DC链路的所述时变DC电压，使所述输入桥和所述输出桥的操作同步，以实现所述输出桥中的功率电子开关的零电压或接近零电压的开关。

10.根据权利要求7所述的系统，进一步包括控制电路，所述控制电路被配置为根据输入到所述模块化多电平转换器的电力的AC电压或电流波形来控制所述输入桥中的所述级联的功率电子开关电路的开关，并且根据所述共享DC链路的所述时变DC电压来控制在所述输出桥中的所述串联功率电子开关的开关。