[发明专利]用于模块化串式转换器的风力涡轮机转换器控制

说明书

一种具有整流器(4)和逆变器(5)的风力涡轮机转换器系统(3)以及具有至少第一和第二转换器串(24、25)的转换器控制器(11)。转换器系统由主转换器控制器(13)和从转换器控制器(12)控制。主转换器控制器(13)控制第一转换器串(25)并且从转换器控制器(12)控制第二转换器串(24)。主转换器控制器(13)从上级风力涡轮机控制器(21)接收命令，基于上级控制命令为从转换器控制器(12)提供串控制命令，并且基于上级控制命令来控制第一转换器串(25)的转换操作。从转换器控制器(12)从主转换器控制器(13)接收串控制命令，并且根据所接收到的串控制命令来控制第二转换器串的转换操作。第一和第二转换器串(24、25)可以以允许接近中性点(62)的双极配置来布置。可以基于通过中性点(62)的电流来执行故障检测。该系统能够进行故障穿越。另外，在主转换器控制器(13)发生故障的情况下，冗余单元替代其位置。

技术领域

本发明涉及风力涡轮机转换器控制，并且例如涉及风力涡轮机转换器系统、具有这种转换器系统的风力涡轮机、以及用于将由变速风力涡轮机产生的变频电功率转换为要馈送到电网中的定频电功率的方法。

背景技术

EP 2 475 061 A1描述了一种风力涡轮机的功率传输系统的控制器布置。该系统有两个转换器和两个控制器。通常，第一控制器和第二控制器分别控制第一转换器和第二转换器。在转换器控制器故障的情况下，相关联的转换器的控制移交给另一个控制器，另一个控制器继而控制两个转换器。

发明内容

提供了一种风力涡轮机转换器系统，其被布置为将由变速风力涡轮机产生的变频电功率转换为要馈送到电网中的定频电功率，其中，风力涡轮机的操作由风力涡轮机控制器控制。风力涡轮机转换器系统包括转换器和转换器控制器。转换器包括被布置为执行转换操作的多个转换器串，其中，至少提供第一转换器串和第二转换器串。转换器控制器包括与转换器串相关联的多个转换器串控制器，其中，至少提供第一转换器串控制器和第二转换器串控制器以分别控制第一转换器串和第二转换器串的转换操作。第一转换器串控制器和第二转换器串控制器被布置为相对于彼此以主从关系进行操作。第一转换器串控制器被布置为作为主转换器控制器进行操作，并且第二转换器串控制器被布置为作为从转换器控制器进行操作。主转换器控制器被布置为从风力涡轮机转换器系统接收上级控制命令，以基于上级控制命令为从转换器控制器提供串控制命令，并基于上级控制命令控制第一转换器串的转换操作。从转换器控制器被布置为从主转换器控制器接收串控制命令，并且基于所接收的串控制命令来控制第二转换器串的转换操作。

根据另一方面，提供了一种包括这种转换器系统、容纳发电机并安装在塔架上的机舱的风力涡轮机。

根据另一方面，提供了一种控制转换器的方法，该转换器用于将由变速风力涡轮机产生的变频电功率转换为要馈送到电网中的定频电功率。风力涡轮机的操作由风力涡轮机控制器控制。该方法包括：由具有至少包括第一转换器串和第二转换器串的多个转换器串的转换器执行转换操作；以及由具有与所述转换器串相关联的多个转换器串控制器的转换器控制器控制所述转换器，其中，至少提供第一转换器串控制器和第二转换器串控制器以分别控制所述第一转换器串和第二转换器串的转换操作。第一转换器串控制器和第二转换器串控制器相对于彼此以主从关系进行操作，第一转换器串控制器作为主转换器控制器进行操作，并且第二转换器串控制器作为从转换器控制器进行操作。主转换器控制器从风力涡轮机控制器接收上级控制命令，基于上级控制命令为从转换器控制器提供串控制命令，并基于上级控制命令控制第一转换器串的转换操作。从转换器控制器从主转换器控制器接收串控制命令，并且基于所接收的串控制命令来控制第二转换器串的转换操作。

本发明的可选实施例的概述

风力涡轮机转换器系统被布置为将由变速风力涡轮机产生的变频电功率转换为要馈送到电网中的定频电功率，