[发明专利]使用有源滤波器抑制振荡

说明书

使用有源滤波器抑制振荡。描述了一种用于控制发电系统、特别是风力涡轮机（1）的转换器（9，15）的装置（50），该转换器连接到去往公用电网（23）的连接点（21），该装置包括：测量区段（31），其适于提供指示连接点（21）处的电流（33）和电压（35）的值的测量值；主转换器控制器（27），其适于接收测量值（33，35）并基于测量值生成主转换器控制信号（37）；有源滤波器系统（29），其适于接收测量值（33，35）并基于测量值生成有源滤波器控制信号（39）；加法元件（30），其适于将主转换器控制信号（37）和有源滤波器控制信号（39）相加，并将总和信号（41）作为控制信号供应到转换器（9，15）。

技术领域

本发明涉及一种用于控制发电系统、特别是风力涡轮机的转换器的装置，涉及一种转换器系统，涉及一种风力涡轮机，并且进一步涉及一种控制发电系统、特别是风力涡轮机的转换器的方法。

背景技术

风力涡轮机可以包括风力涡轮机塔架、安装在塔架顶部上的机舱，该机舱容纳由连接到旋转枢轴的多个转子叶片驱动的发电机。发电机可以耦合到转换器，例如具有发电机侧部分（例如AC-DC转换器部分）并且具有电网侧部分（特别是DC-AC转换器部分）。转换器被配置为将从发电机输送的变频功率流转换成具有期望电特性（例如在频率、电压和/或功率和/或有功功率和/或无功功率方面）的基本上固定频率的功率流。转换器可以包括多个可控开关，诸如可以在高频（诸如例如大约2.5 kHz）处切换的IGBT。可控开关可以在其相应的栅极由脉宽调制信号来控制，所述脉宽调制信号可以基于控制信号来导出，所述控制信号诸如是由转换器从相应的转换器控制器接收的电压控制（例如，参考）信号。转换器可以经由例如风力涡轮机变换器、特别是经由多个其他风力涡轮机连接到的公共耦合点连接到公用电网。

由于功率转换器、特别是风力涡轮机功率转换器的操作，可能生成低频谐波电压源，从而在功率转换器的输出端子处引起不期望的振荡。在外部公用电网中也可能存在低频谐波源。在风力发电站内和/或在风力发电站（WPP）与外部电网之间抑制不良的谐振可能导致这些谐波（电压和/或电流）在风力发电站的一个或多个公共耦合点（PCC）处的放大。如果超过谐波发射限制，则这可能导致电网导则合规性问题，从而导致风力发电站可能的停工期。最差情况的情形是当谐振引起谐波振荡的非抑制增长时，导致风力涡轮机或整个风力发电站最终与公用电网断开。当将常规的风力涡轮机连接到电网时，可能遇到这两种情形。

由Chaudhary, Sanjay K.; Lascu, Cristian Vaslie; Teodorescu, Remus;Kocewiak, ukasz在2016 IEEE International Conference on Power Electronics,Drives and Energy Systems 会议录中出版的出版物“Voltage Feedback basedHarmonic Compensation for an Offshore Wind Power Plant”公开了STATCOMS（附加硬件组件），其用于在海上风力发电站中进行功率质量改进。在其中，所提出的控制方案是在风力涡轮机本身中实现的，并且因此不要求附加的硬件投资。