CN1823467A - 双馈感应发电机系统的控制和保护 - Google Patents

双馈感应发电机系统的控制和保护 Download PDF

Info

Publication number
CN1823467A
CN1823467A CNA2004800198515A CN200480019851A CN1823467A CN 1823467 A CN1823467 A CN 1823467A CN A2004800198515 A CNA2004800198515 A CN A2004800198515A CN 200480019851 A CN200480019851 A CN 200480019851A CN 1823467 A CN1823467 A CN 1823467A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor
operating state
clamp
clamp units
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2004800198515A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100424988C (zh
Inventor
哈维尔·华纳雷纳萨拉居特
何塞伊格纳西奥·略伦特冈萨雷斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gamesa Eolica SA
Original Assignee
Gamesa Eolica SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gamesa Eolica SA filed Critical Gamesa Eolica SA
Publication of CN1823467A publication Critical patent/CN1823467A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100424988C publication Critical patent/CN100424988C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/10—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
    • H02P9/102—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load for limiting effects of transients
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/005—Arrangements for controlling doubly fed motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/007—Control circuits for doubly fed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2101/00—Special adaptation of control arrangements for generators
    • H02P2101/15—Special adaptation of control arrangements for generators for wind-driven turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

双馈感应发电机(DFIG)的控制系统包括具有转子绕组的转子(1)和可连接到电网以用于电力分配的具有定子绕组的定子(2)。控制系统包括变换器(170、171)，其具有包括至少一无源压敏电阻元件(291、292、293、294)的箝位单元，用于在箝位单元被触发时在转子绕组上提供箝位电压。本发明还涉及双馈感应发电机(DFIG)系统及包含发电系统中的变换器的方法。

Description

双馈感应发电机系统的控制和保护
技术领域
本发明涉及双馈感应发电机(DFIG)的控制，特别是风力发电中使用的双馈感应发电机的控制。
背景技术
使用风力产生电能的一个基本问题是涡轮速度应能随风速变化，以提高能量效率并降低风力涡轮机上的机械负载。然而，不管涡轮速度怎样变化，风力发电机的输出功率应被保持在不变的频率，其对应于发电机与其连接的配电系统或电网的频率。即，需要变速恒频(VSCF)。在风力发电中，为了实现VSCF运行，已使用双馈感应发电机(DFIG)；包括DFIG的系统在一些文献中公开，例如：
1996年12月的EPE期刊第6卷、第3-4号中60-67页由Pena，R.S.等著的“风力发电系统使用的变速双馈感应电机的矢量控制”
ENE-97(Trondheim)第2717-2728页由Weiss，H.著的“用于滑环感应电机的转子电路GTO变换器”
JP-A-07-067393
JP-A-07-194196
传统的DFIG系统如图1中所示。发电机的转子1包括：多相(在该例子中为3相)异步电机通过变速箱4连接到由风力涡轮机的叶片3驱动的轴5。发电机的定子2的绕组通过开关6连接到与变压器101连接的输出线路100，借助于变压器101，输出线路被连接到配电系统或电网102，通常为中压(10Kv-40kV)电网。来自定子的输出线路上的电压通常在690V(被视为定子的正常工作电压水平)。
系统还包括变换器7，其具有通过控制线路8连接到转子绕组的转子侧逆变器或转子逆变器(71、72、73)，每一控制线路包括电感器9。变换器7还包括通过电网逆变器连接线103连接到上述输出线路100(因而连接到电网)的电网侧逆变器或电网逆变器(74、75、76)，连接线103与变压器104连接(通常，用于从变换器侧的480V级别转换为输出线路侧的690V)。变压器通过开关设备连接到输出线路100，开关设备包括并联排列的两个开关：主开关105直接布置在输出线路100和变压器104之间，充电开关106与充电电阻107串联连接。即，电网逆变器通过变压器104连接到电网和定子绕组。
两个逆变器基本上是对称的；所述转子逆变器和电网逆变器中的每一个均包括并联连接的三个半桥(71、72、73；74、75、76)，一个半桥分别用于发电机和电网的每一相。
转子逆变器(71、72、73)被直流传输线77反馈。电网逆变器(74、75、76)控制直流传输线77上的电压。
每一半桥(71、72、73；74、75、76)由两个串联连接的相同的单元组成，每一单元包括与续流二极管79并联连接的IGBT(绝缘栅双极晶体管)78。
在两个单元之间组成每一半桥，半桥被连接到：
-各自的控制线路8(对于转子逆变器的半桥71-73)；或
-各自的电网变换器连接线103(对于电网逆变器的半桥74-76)。
逆变器(71-76)的IGBT78的工作由控制模块80控制，其被布置来接收多个对应于系统的几个参数的值的输入信号，包括：
IG：在变压器101的连接点用于连接到电网的输出线路100中的电流(被视为“供给电网的电流”)；
UG：输出线路100中的电压(被视为“供给电网的电压”)；
IS：输出线路100中在连接定子端的电流，其在开关6和用于向变换器供电的支线的连接(经开关105和106及变压器104)之间(被视为“定子电流”)；
US：在定子绕组测量的定子电压(在定子2和开关6之间)；
IL：使转子绕组和转子逆变器相互连接的控制线路8中的电流；及
由编码器85测量的转子的旋转速度。
使用这些输入，控制模块80可控制两个逆变器的PWM(脉宽调制)。
控制模块80接收来自主风力涡轮机控制器(图1中未示出)的功率参考信号，(PRS)，其被布置来接收信息如发电机提供的实际功率、叶片的位置、风速等。主风力涡轮机控制器负责风力涡轮机的全部运转并控制多个辅助控制器，包括变换器7。
在变换器7中，功率参考信号与测量的功率进行比较(基于测量的IG和UG值)，且控制模块80的功率调节环路的输出控制转子逆变器的PWM。直流传输线由电网逆变器控制。当变换器在正常条件下工作时，直流传输线电压是常数。在本例子(图1)的电路中，在正常条件下，直流传输线电压可以为约800VDC。
基本上，变换器7按如下进行工作：
要开始变换器的工作，充电开关106被闭合。之后，直流传输线77将在充电电阻107和电网逆变器的续流二极管79上进行充电。直流传输线上的电压由控制模块80测量。当直流传输线上的电压达到预定水平时，主开关105被闭合且充电开关106被断开。
在主开关105闭合之后，电网逆变器被启动且直流传输线电压将由电网逆变器控制，以将直流传输线上的电压保持在额定值(在该例子中为约800VDC)。电网逆变器可向电网提供以功率(像发电机那样)或其可从电网获得功率(像电动机那样)。电网逆变器根据直流传输线上的电压进行工作：如果该电压趋向于增加(由于来自转子逆变器的输入)，电网逆变器向电网供电；如果直流传输线上的电压趋向于降低，电网逆变器从电网获得功率。
如果直流传输线上的电压与额定值(800VDC)相同，且风力涡轮机在其预定速度范围内旋转，转子逆变器被启动；这意味着控制模块80开始操作转子逆变器的PWM，触发或不触发转子逆变器的半桥(71-73)的每一IGBT78。使用所得的转子电流/转子电压，控制模块80控制定子侧(当发电机用作变压器时)。在定子侧，控制模块80测量AC电压(在图中为US，有时也称为USYNC)并控制转子逆变器(提供调节PWM)，直到该定子电压US与电网电压UG相等为止。一旦两电压一样，开关8被闭合，从而将定子绕组连接到电网。使用转子逆变器的PWM，现在可控制提供给电网的总功率中的有功功率和无功功率。
变换器7的功率电子元件需要被保护以免遭高电流(过电流)和过电压的危害，其可能出现在连接转子绕组和转子逆变器的控制线路8中，例如，如果电网102中发生短路，发电机2将高定子电流(IS)反馈到短路中，则转子电流非常迅速地增加。为了保护发电机和变换器，将发电机连接到电网的开关6被断开，但在断开实际上发生之前有实质上的时延(通常为约50ms)，在这期间，高转子电流可损害变换器。
为了保护变换器，已知道可向变换器7提供以所谓的“消弧电路”90，其被布置来在必要时使转子绕组短路，以吸收转子电流并阻止转子电流进入转子逆变器并损害其元件。已知消弧电路的基本布局的典型例子如图2中所示。基本上，消弧电路包括并联排列的三个分支，每一分支包括串联连接的两个二极管(91、92；93、94；95、96)。在每一分支的两个二极管之间，有一个消弧电路连接到相应的转子绕组的连接点。与包括二极管的三个分支串联的是包括功率晶闸管98和电阻器97(可选)的分支。消弧电路按下述方式工作：
在正常运行时，晶闸管98被闭锁，使得没有电流流过晶闸管。因而，没有电流流过二极管91-96，转子电流通过控制线路8全部反馈给变换器7的转子逆变器71-73。当转子电流有较大增加时，这些电流使转子逆变器的IGBT过载且IGBT78的PWM将被控制模块80停止(即IGBT的工作被停止)(控制模块80读通过控制线路8的电流IL的值并在所述电流高出某一水平时被编程以停止IGBT的工作)。转子电流接着将流过续流二极管79，从而导致直流传输线77上的电压增加。该增加由控制模块80检测，且一旦直流传输线上的电压达到预定的阈值，控制模块激发消弧电路的功率晶闸管98，从而允许电流流过所述晶闸管。其后，高转子电流将开始流过消弧电路的二极管，而不是流过转子逆变器。当消弧电路充作短路时，转子电压将接近于零。
接下来，开关6被断开，因而使定子2与电网断开连接；发电机接着将在所述开关6和消弧电路90上将被去磁。其后，一旦电网电压已返回到额定值，发电机可被再次连接到电网。
图3A-3G使用相同的时间轴示出了当电网中产生短路时，具有图2的现有技术消弧电路的图1系统的一些参数的发展。下述时间点被涉及：
t1：电网中发生短路时的时间
t2：消弧电路被触发时的时间
t3：发电机与电网断开连接(通过断开开关6)时的时间
t4：发电机被重新连接到电网(通过闭合开关6)时的时间
图3A示出了在时间t1(电网中短路的时间)附近UG的下降。
图3B示出了定子电流IS。在t1，定子电流开始迅速增加且其在时间t3之前一直保持高水平，当开关6被断开时，因而将定子与电网断开连接(继而定子电流被中断)。随后，一旦电网上的电压回到其额定值，发电机被重新连接到电网(在t4)且定子电流开始再次流动。
图3C示出了转子电流IR怎样变化，其几乎与定子电流的方式一样(由于转子和定子用作变压器的一次侧和二次侧)。唯一的区别是由于发电机的磁化电流是来自转子侧。因而，在图3C中，在t4之前，可发现很短地小磁化电流。
图3D示出了从转子到转子逆变器的电流(IL)。在t1，该转子逆变器电流迅速增加(在转子电流增加之后，转子电流被全部反馈给转子逆变器)。转子逆变器被控制模块80停止且电流接着流过续流二极管79而流入直流传输线。直流传输线上的电压(UDC)(参考图3E)非常快的增加，直到其达到某一水平。之后，到时间t2，消弧电路被控制模块(其已正读直流传输线上的电压)触发。接着，转子电流被整流到消弧电路(且几乎立即下降为零，即，没有电流被从转子反馈到变换器7中)。一旦电压回到电网上，转子逆变器开始向发电机的转子提供磁化电流，且与电网同步。在将发电机连接到电网之后(在t4)，转子电流重新增加到额定值(参考图3C)(如果有足够的风能)。
在图3E中，其示出了在t1直流传输线如何被快速充电(直流传输线上的电压UDC因而增加)。在t2，消弧电路被触发且充电被停止。直流传输线的放电由电网逆变器完成。电网逆变器将直流传输线放电到额定值(800VDC)。
图3F示出了通过消弧电路的电流ICR。在时间t2之前，消弧电路碰上全部转子电流。
最后，图3G示出了转子电压UR。在开始时，转子电压在其正常工作水平。在t1，转子逆变器被停止且整流后的转子电压立即达到直流传输线的水平。转子电压随直流传输线上的电压增加而增加，直到t2时消弧电路被触发为止；之后，转子被短路，转子电压下降到零。一旦开关被断开且发电机与电网断开连接，消弧电路被再次断开。一旦电网电压回到其额定值，转子逆变器被同步，转子电压重新回到其正常工作水平。
如上面的例子中所述，发电机与电网断开连接在传统上已被使用以在电网上出现问题时及因为与网络管理有关的原因保护发电机和变换器(如短路导致转子电流电涌)。传统上，断开连接尚未被视为包含有关于电网的整个供电的任何实质的问题，因为风力发电机仅占电网的总供电的非常小部分(通常在总供电的5％以下)。然而，在许多国家，风力发电正表现为电力发电的快速增加的部分，且在某些国家，风力发电占总发电的重要部分，从而如果突然断开风力发电机的连接可导致电网上整个电力分配的严重问题。
因此，需要提供一种方案，其在电网中发生短路时无须使发电机与电网断开连接即可适当地工作。
然而，在上述及使用消弧电路90保护变换器7的现有技术方案中，必须使发电机与电网断开连接，因为被触发的消弧电路在转子侧产生硬短路。如果定子未与电网断开连接，转子的短路将在转子和定子绕组中产生稳定的过电流。在正常工作期间，具有额定的电网电压和转差率，转子电压为约200Vrms。如果转子被短路且如果定子未与电网断开连接，则在长时间期间将有通常三倍于额定电流的过电流，如果消弧电路接下来被断开连接，这些过电流将“跳”到转子逆变器内并在直流传输线77上产生过电压。之后，消弧电路90将被再次触发等。基本上，没有办法避开该循环。因而，为了避免这些长时间的过电流，定子必须与电网断开连接。
在上面提及的JP-A-07-067393和JP-A-07-194196中，与电网中电压下降有关的问题通过添加与直流传输线并联的斩波电路进行解决。接下来，转子电流流过转子逆变器的续流二极管并对直流传输线充电。当直流传输线上的电压上升而高于预定水平时，与电阻器串联连接的斩波器被启动且直流传输线上的电压通过在斩波电路上使直流传输线放电而得以限制。然而，该解决方案要求对转子逆变器的续流二极管进行选择以支持高电流(因为转子电流将持续流过转子逆变器的续流二极管)。此外，斩波器需要可被切断的开关如GTO或IGBT，即有源开关。另外，因为保护原因，必须有消弧电路与转子逆变器并联连接。
本发明的目标是提供在电网中发生短路时无须使定子与电网断开连接即可保护变换器的方案，且其不要求任何尺寸过大的续流二极管，且首选方案没有有源开关。优选地，该方案不应要求任何消弧电路。
发明内容
本发明的第一方面涉及双馈感应发电机(DFIG)的控制系统，包括具有转子绕组的转子和可连接到电网以用于电力分配的具有定子绕组的定子，所述控制系统包括变换器，所述变换器包括下述元件：
可连接到发电机的转子绕组的转子逆变器，
可连接到电网和/或定子绕组的电网逆变器，及
用于馈电转子逆变器的直流传输线。
根据本发明，变换器还包括箝位单元，用于保护变换器免遭由于转子绕组中的过电流而导致的损害，所述箝位单元可连接在转子绕组上并被安排为在检测到转子绕组中出现过电流之后其将从非工作状态触发为工作状态，所述箝位单元包括箝位元件，其被安排为当箝位单元在其非工作状态时，转子绕组中的电流不能通过所述箝位元件，且在箝位单元在其工作状态时，转子绕组中的电流可通过所述箝位元件。箝位元件包括至少一无源压敏电阻元件，其用于在转子绕组上提供箝位电压。
压敏电阻元件可被选择以使得，对于在电网短路期间出现的转子电流的任何预期值，适当的箝位电压将在箝位元件因而在转子绕组上获得。所述箝位电压在预定范围内是非常重要的。特别是，其不应被允许为太低，因为太低的箝位电压意味着转子绕组中的电流将非常缓慢地降低(只要定子保持连接到电网)。实际上，如果箝位电压低于正常工作期间的转子电压水平，则转子电流将永远不会下降到零。
而希望转子电流尽可能快地降低，以允许变换器重新开始工作，其借助于使箝位单元回到其非工作状态(藉此转子电流被重新整流到转子逆变器)，从而变换器可重新接管发电机的控制。变换器将能够尽快接管转子电流的控制被认为是非常重要的，以能够还在电网上的短路持续期间即能控制对电网的功率输出(这通常为电网的操作员所要求)。
因此，箝位元件为压敏电阻元件是非常重要的，从而电压将不是转子电流的纯线性函数：一般电阻器的使用意味着箝位电压将(实质上)直接正比于转子电流。在选择电阻时，应注意选择电阻值足够低的电阻以确保箝位电压永远不会超出转子电压允许的最大水平，即使流过电阻器的电流达到预期的最高转子电流水平时也不会超出。然而，如果由于电网中的短路产生的实际转子电流远低于所述预期的最高水平时，这样的低电阻值将引起太低的箝位电压水平。在这种情况下，由于太低的箝位电压，转子电流将不会足够快地降低以允许变换器重新接管控制，或至少不会如所希望那样快地接管控制。在额定转子电压时，低电阻值电阻器的使用将导致转子绕组中的高稳态过电流。
然而，通过使用压敏电阻元件，对于较大范围的可能转子电流，则可选择该元件以提供相当明确定义的箝位电压，在相当短量程内。实际上，有元件可对任何转子电流水平的值提供实质上不变的箝位电压，所述转子电流水平在非常大的范围内，基本上包括由于电网短路而可能的转子电流的全部范围。
使用无源压敏电阻元件特别有利，因为其提供相当明确定义的箝位电压，而不要求箝位单元的任何复杂的控制。基本上，其足以触发箝位单元以允许转子电流通过箝位单元而不是通过转子逆变器。用于触发箝位单元，可使用简单的触发元件如功率晶闸管，其可被布置为与箝位元件和相应的转子绕组串联连接并从控制模块使用非常低的电流进行触发(例如，在1A以下，通过简单的脉冲变压器施加)。转子绕组上的电压的箝位由压敏电阻元件本身实现，不需要另外的控制。即，不需要“主动”控制该箝位电压；一旦定子电流在其额定值以下，控制模块可简单地停止触发晶闸管，因而在通过晶闸管的电流的下一零交叉之后停止转子电流流过箝位单元。
箝位元件可包括多个并联排列的无源压敏电阻元件，从而允许非常高的转子电流流过箝位元件，而不会损害单个的无源压敏电阻元件。
(每一)无源压敏电阻元件可包括：
-压敏变阻器(或串联连接的多个压敏变阻器)；
-齐纳二极管(或多个串联连接的齐纳二极管)；和/或
-抑制二极管(或多个串联连接的抑制二极管)。
适当的无源压敏电阻元件的例子为下述元件：
-压敏变阻器：来自生产商EPCOS的BOK320
-抑制二极管：来自生产商ST的BZW50-180
-齐纳二极管：来自生产商Vishay的BZG05C100
对于转子的每一相，箝位单元可包括用于连接到相应的转子相位的连接器，每一连接器被连接到触发器分支，其包括串联连接的：箝位单元到连接器的连接点以用于连接到相应的转子相位；用于触发箝位单元的晶闸管；箝位元件；二极管；及连接到连接器的连接点以用于连接到相应的转子相位。箝位单元还可包括与箝位元件并联连接的电阻器。
箝位单元可被安排成可从非工作状态触发为工作状态：
-当直流传输线上的电压上升高于预定水平时(即，转子绕组中的过电流通过测量直流传输线上的电压进行检测)；
-当转子绕组上的电压上升高于预定水平时(即，转子绕组中的过电流通过测量转子绕组上的电压进行检测)；
-当转子绕组中的电流上升高于预定水平时(即，转子绕组中的过电流通过测量转子绕组中的电流进行检测)；和/或
当定子绕组中的电流上升高于预定水平时(即，转子绕组中的过电流通过测量定子绕组中的电流进行检测)。
本发明的第二方面涉及双馈感应发电机(DFIG)系统，包括具有转子绕组的转子和可连接到电网以用于电力分配的具有定子绕组的定子，所述双馈感应发电机系统还包括如上所述的控制系统、可连接到发电机的转子绕组的转子逆变器，可连接到电网的电网逆变器，及被连接在转子绕组上的箝位单元。
本发明的第三方面涉及用于保护包含双馈感应发电机(DFIG)和控制系统的发电系统中的逆变器的方法，双馈感应发电机包括具有转子绕组的转子和可连接到电网以用于电力分配的具有定子绕组的定子，所述控制系统包括变换器，所述变换器包括可连接到发电机的转子绕组的转子逆变器、可连接到电网和/或定子绕组的电网逆变器、及用于馈电转子逆变器的直流传输线。所述方法包括步骤：
将具有箝位元件的箝位单元连接在转子绕组上，所述箝位单元包括箝位元件，其被安排成使得在箝位单元处于非工作状态时转子绕组中的电流不能通过所述箝位元件，当箝位单元在其工作状态时，转子绕组中的电流可通过所述箝位元件，所述箝位元件包括至少一无源压敏电阻元件以用于在转子绕组上提供箝位电压；及
当在转子绕组中检测到过电流时将箝位单元触发到其工作状态。
箝位单元可从非工作状态触发为工作状态，例如：
-当直流传输线上的电压上升高于预定水平时，
-当转子绕组上的电压上升高于预定水平时，
-当转子绕组中的电流上升高于预定水平时，和/或
-当定子绕组中的电流上升高于预定水平时。
附图说明
图1为现有技术中的DFIG系统的示意图。
图2为现有技术中消弧电路的示意图。
图3示意性地示出了在电网中发生短路后的时间间隔期间，根据现有技术的系统的部分参数的变化。
图4示意性地示出了在电网中发生短路后的时间间隔期间，根据本发明优选实施例的系统的部分参数的变化。
图5为根据本发明优选实施例的系统的示意图。
图6为根据本发明另一优选实施例的系统的示意图。
图7为根据本发明优选实施例的箝位单元的示意图。
具体实施方式
图5和图6示出了本发明的两个优选实施例。大多数所示元件均完全对应于参考图1所述的现有技术系统的那些元件；这些元件具有相同的附图标记且不需另外描述。然而，代替图2的变换器7，图5和6示出了包括相同基本元件的变换器，二者区别在于：
在图5示出的变换器170中，消弧电路已被箝位单元190替代，变换器包括适于控制所述箝位单元的控制模块180(除此之外，控制模块180按图1的系统的控制模块80那样运行)；
及
在图6所示的变换器171中，箝位单元190已被组合且与消弧电路90并联连接，变换器包括适于控制所述箝位单元和消弧电路的控制模块181(除此之外，控制模块181按图1的系统的控制模块80那样运行)。
图7示出了箝位单元的优选实施例，箝位单元包括，对于转子的每一相，连接器300用于连接到相应的转子相位。每一连接器被连接到触发器分支，其包括串联连接的：箝位单元到连接器300的连接点297以用于连接点相应的转子相位；用于触发箝位单元的晶闸管295；箝位元件290；二极管296；及连接到连接器300的连接点297以用于连接到相应的转子相位。
晶闸管295和二极管296可被集成在一个元件中，如Semikron生产的SKKH210/12E。箝位元件290可以是压敏变阻器，如EPCOS生产的B80K320。
(可使用晶闸管代替二极管296，其优点在于：相比于使用二极管，使用晶闸管可使触发箝位单元的停止和流过箝位单元的电流的实际停止之间的时延可被降低高达50％)。
图4A示出了电网电压，短路在t11附近出现。之后，定子电流IS(图4B)迅速增加。然而，在这种情况下，发电机未被断开连接且将在定子和转子电流上被去磁，定子和转子电流继而将降低。一旦定子电流低于额定水平(大约在t13附近)，箝位单元190将被控制模块180、181断开且转子电流将重新流入转子逆变器。变换器测量转子电流(通过测量控制线路中的电流IL)并与那些电流同步PWM。转子逆变器控制转子电流并在剩余的短路持续期间提供不变的转子和定子电流(在图4B和4C中从t14到t15)。随后，当电网电压返回到其额定值时，发电机未被足够磁化且高电流从电网流到定子从而产生过电流(在图4C中在t15和t17之间的间隔中)。之后，转子逆变器被再次停止，且发电机将被从电网进行磁化。其后，定子电流降低，一旦其在额定值之下(t17)，箝位单元190被断开，转子逆变器重新接管转子电流的控制。
转子电流IR(图4C)几乎与定子电流一样。
图4D示出了到转子逆变器的电流1(即从转子到变换器的电流)。在t11，转子电流迅速增加，在t12，箝位单元190被触发(正如上述现有技术系统中消弧电路被触发)。因此，转子电流被整流到箝位单元190中且IL下降到零。一旦定子电流下降到额定电流以下(t13)，箝位单元被控制模块180、181断开，且转子电流被整流到转子逆变器中。转子逆变器与转子电流同步并在剩余的短路持续期间(t14-t15)控制电流。(在t14和t15之间，电网操作员要求风力涡轮机积极在风力涡轮机外面的短路中供电，以通过断开电网中的高压断路器引起更快速地断开短路的连接。尤其对于该目的，在短路的大多数持续时间发电机均应被控制。本发明允许转子逆变器仅在过渡时间被停止，过渡时间对应于电网上快速电压变化引起的动态过电流的出现)。
当电网电压返回到其额定值时(t15)，转子电流迅速增加，转子逆变器被再次停止(当控制模块测量到过电流时)，箝位单元190被触发并遭受转子电流。当定子电流下降到额定水平以下时(t17)，箝位单元被断开，转子电流被再次整流到转子逆变器中。转子逆变器与实际的转子电流同步并开始重新运行，控制转子电流。
图4E示出了直流传输线上的电压。在t11，有第一尖峰信号，其触发箝位单元190(在t12)。随后，如上所述，箝位单元被断开且转子电流被重新整流到转子逆变器中，开始再次充电直流传输线(t13)，直到转子逆变器接管转子电流的控制为止(这由控制模块180、181进行，以再次接管发电机的控制)。在图4E中这发生了两次，第一次是由于电网上的电压下降，第二次是在电网电压再次上升时。
图4F示出了箝位电流ICL(通过箝位单元的电流)。如上面所描述的，箝位单元两次遭受全部转子电流。
图4G示出了转子电压UR。
在开始，转子电压在其正常工作水平。在t11附近，转子电流增加，转子逆变器被停止。转子电流就像电流源并在续流二极管79上流入直流传输线77。在此，转子电压将在与直流传输线上的电压一样的水平。
转子电压随直流传输线电压的增加而增加，在t12，箝位单元被触发，转子电压被箝位到与所选择的箝位元件290的特性一致的水平。在t13，箝位单元被断开，转子电流流入转子逆变器，且转子电压跳到直流传输线电压的水平。在转子逆变器与实际的转子电流同步时间之后，转子逆变器开始工作(t14)，且转子电压的水平回到对应于正常工作的水平。当短路条件在电网上保持时(t14-t15)，由于定子电压的下降，“正常”电压低于t11之前的电压。
当电压返回到电网时(t15)，系统将依据电压降反应：
在t15附近，转子电流快速上升，且转子逆变器被停止；转子电压增加到直流传输线电压的水平；
在t16附近，箝位单元被触发，且转子电压被箝位到由箝位元件290的特性确定的水平；
在t17附近，箝位单元被断开，转子电流流入转子逆变器，转子电压跳到直流传输线电压水平；
最后，在转子逆变器与实际的转子电流同步时间之后，在t18附近，转子逆变器重新开始工作。
图4H示出了箝位电压UCL。理想地，箝位电压将在两个明确定义的水平之间变化，即在零和箝位水平之间。
在整个说明书和权利要求书中，词“包括”均不意为排除其它附加、元件、整体或步骤。

Claims (17)

1、双馈感应发电机(DFIG)的控制系统，包括具有转子绕组的转子(1)和可连接到电网以用于电力分配的具有定子绕组的定子(2)；
所述控制系统包括变换器(170、171)，所述变换器包括下述元件：
可连接到发电机的转子绕组的转子逆变器(71-73)，
可连接到电网和/或定子绕组的电网逆变器(74-76)，及
用于馈电转子逆变器的直流传输线(77)；
变换器(170、171)还包括箝位单元(190)，用于保护变换器免遭由于转子绕组中的过电流而导致的损害，所述箝位单元(190)可连接在转子绕组上并被安排为在检测到转子绕组中出现过电流之后其将从非工作状态触发为工作状态，所述箝位单元包括箝位元件(290)，其被安排为使得
当箝位单元在其非工作状态时，转子绕组中的电流不能通过所述箝位元件，及
当箝位单元在其工作状态时，转子绕组中的电流可通过所述箝位元件，
所述箝位元件包括至少一无源压敏电阻元件(291、292、293、294)，其用于在转子绕组上提供箝位电压。
2、根据权利要求1的控制系统，其中箝位元件(290)包括多个并联连接的无源压敏电阻元件(291、292、293、294)。
3、根据权利要求1或2的控制系统，其中所述至少一无源压敏电阻元件包括至少一压敏变阻器。
4、根据权利要求1或2的控制系统，其中所述至少一无源压敏电阻元件包括至少一齐纳二极管。
5、根据权利要求1或2的控制系统，其中所述至少一无源压敏电阻元件包括至少一抑制二极管。
6、根据前述任一权利要求的控制系统，其中对于转子的每一相，箝位单元可包括用于连接到相应的转子相位的连接器(300)，每一连接器被连接到触发器分支，其包括串联连接的：箝位单元到连接器(300)的连接点(297)以用于连接到相应的转子相位；用于触发箝位单元的晶闸管(295)；箝位元件(290)；二极管(296)；及连接到连接器(300)的连接点(297)以用于连接到相应的转子相位。
7、根据前述任一权利要求的控制系统，其中箝位单元还包括与箝位元件(290)并联连接的电阻器(298)。
8、根据前述任一权利要求的控制系统，其中箝位单元被安排成当直流传输线上的电压上升高于预定水平时可从非工作状态触发为工作状态。
9、根据权利要求1-7任一所述的控制系统，其中箝位单元被安排成当转子绕组上的电压上升高于预定水平时可从非工作状态触发为工作状态。
10、根据权利要求1-7任一所述的控制系统，其中箝位单元被安排成当转子绕组中的电流上升高于预定水平时可从非工作状态触发为工作状态。
11、根据权利要求1-7任一所述的控制系统，其中箝位单元被安排成当定子绕组中的电流上升高于预定水平时可从非工作状态触发为工作状态。
当定子绕组中的电流上升高于预定水平时(即，转子绕组中的过电流通过测量定子绕组中的电流进行检测)。
12、双馈感应发电机(DFIG)系统，包括具有转子绕组的转子(1)和可连接到电网以用于电力分配的具有定子绕组的定子(2)，所述双馈感应发电机系统还包括根据前述权利要求任一所述的控制系统，其中
转子逆变器(71-73)被连接到发电机的转子绕组，
电网逆变器(74-76)被连接到电网，及
箝位单元(190)被连接在转子绕组上。
13、用于保护包含双馈感应发电机(DFIG)和控制系统的发电系统中的变换器的方法，双馈感应发电机包括具有转子绕组的转子(1)和可连接到电网以用于电力分配的具有定子绕组的定子(2)，控制系统包括变换器(170、171)，所述变换器包括连接到发电机的转子绕组的转子逆变器(71-73)、连接到电网和/或定子绕组的电网逆变器(74-76)、及用于馈电转子逆变器的直流传输线(77)；
藉此，所述方法包括步骤：
将具有箝位元件的箝位单元(190)连接在转子绕组上，所述箝位单元包括箝位元件(290)，其被安排成使得在箝位单元处于非工作状态时转子绕组中的电流不能通过所述箝位元件，当箝位单元在其工作状态时，转子绕组中的电流可通过所述箝位元件，所述箝位元件包括至少一无源压敏电阻元件(291、292、293、294)以用于在转子绕组上提供箝位电压；及
当在转子绕组中检测到过电流时将箝位单元从其非工作状态触发到其工作状态。
14、根据权利要求13的方法，其中当直流传输线上的电压上升高于预定水平时箝位单元被从非工作状态触发为工作状态。
15、根据权利要求13的方法，其中当转子绕组上的电压上升高于预定水平时箝位单元被从非工作状态触发为工作状态。
16、根据权利要求13的方法，其中当转子绕组中的电流上升高于预定水平时箝位单元被从非工作状态触发为工作状态。
17、根据权利要求13的方法，其中当定子绕组中的电流上升高于预定水平时箝位单元被从非工作状态触发为工作状态。
CNB2004800198515A 2003-07-15 2004-07-01 双馈感应发电机系统的控制和保护 Active CN100424988C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03380174.7 2003-07-15
EP20030380174 EP1499009B1 (en) 2003-07-15 2003-07-15 Control and protection of a doubly-fed induction generator system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1823467A true CN1823467A (zh) 2006-08-23
CN100424988C CN100424988C (zh) 2008-10-08

Family

ID=33462270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004800198515A Active CN100424988C (zh) 2003-07-15 2004-07-01 双馈感应发电机系统的控制和保护

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7518256B2 (zh)
EP (1) EP1499009B1 (zh)
KR (1) KR100832769B1 (zh)
CN (1) CN100424988C (zh)
AT (1) ATE377286T1 (zh)
DE (1) DE60317183T2 (zh)
PT (1) PT1499009E (zh)
WO (1) WO2005015730A1 (zh)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101320953A (zh) * 2007-06-05 2008-12-10 株式会社日立制作所 风力发电系统及其控制方法
CN100456628C (zh) * 2006-10-26 2009-01-28 天津理工大学 基于dsp的参与二次调频的双馈型风力发电机交流励磁控制系统及其工作方法
CN101635449A (zh) * 2008-06-30 2010-01-27 通用电气公司 为风力涡轮发电机优化变换器保护
CN101033730B (zh) * 2007-01-25 2010-06-02 上海交通大学 采用双馈异步发电机的风电场稳定运行控制方法
CN101521481B (zh) * 2009-04-07 2011-01-12 浙江大学 一种双馈异步风力发电系统不对称协调直接功率控制方法
CN102187567A (zh) * 2008-10-20 2011-09-14 伍德沃德肯彭有限公司 双馈感应电机的保护系统
CN102870186A (zh) * 2010-03-19 2013-01-09 伊顿工业（奥地利）有限公司 剩余电流断路器
CN101399445B (zh) * 2007-09-26 2013-05-29 通用电气公司 用磁齿轮传动机械发电
TWI420772B (zh) * 2010-04-06 2013-12-21 Szu Lin Liu 風力發電之輸出功率調節電路
CN103560680A (zh) * 2012-03-26 2014-02-05 洛克威尔自动控制技术股份有限公司 双馈感应发电机变流器以及用于改进电网故障穿越的方法
CN103620947A (zh) * 2011-01-27 2014-03-05 普罗蒂恩电子有限公司 开关装置
CN103683252A (zh) * 2012-09-07 2014-03-26 通用电气公司 用于响应电网事件使用动态制动来操作风机的方法和系统
CN104836206A (zh) * 2014-02-07 2015-08-12 株式会社东芝 过电压保护装置
CN105340171A (zh) * 2013-05-08 2016-02-17 伦策驱动有限公司 驱动系统
CN105684297A (zh) * 2013-10-18 2016-06-15 Abb研究有限公司 具有dc输出的涡轮发电机系统
US9847733B2 (en) 2016-05-12 2017-12-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power conversion system with DC bus regulation for abnormal grid condition ride through
CN113236525A (zh) * 2021-06-11 2021-08-10 西安热工研究院有限公司 汽动给水泵改造为双馈电机驱动给水泵的方法及启动方法

Families Citing this family (99)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT1384002E (pt) * 2001-04-20 2010-10-11 Baw Gmbh Processo para exploração de uma instalação de energia eólica
DE10119624A1 (de) 2001-04-20 2002-11-21 Aloys Wobben Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
DE10327344A1 (de) * 2003-06-16 2005-01-27 Repower Systems Ag Windenergieanlage
GB2420456A (en) * 2004-11-23 2006-05-24 Areva T & D Uk Ltd Generator control having grid imbalance detector
ES2637890T5 (es) * 2004-12-28 2020-08-03 Vestas Wind Sys As Método de control de una turbina eólica conectada a una red de distribución de energía eléctrica
US7215035B2 (en) * 2005-02-22 2007-05-08 Xantrex Technology, Inc. Method and apparatus for converting wind generated electricity to constant frequency electricity for a utility grid
US7239036B2 (en) * 2005-07-29 2007-07-03 General Electric Company System and method for power control in wind turbines
DK1752660T3 (da) * 2005-08-12 2013-06-17 Gen Electric Beskyttelsesindretning mod overspænding til en vindmølle
WO2007035411A2 (en) * 2005-09-16 2007-03-29 Satcon Technology Corporation Slip-controlled, wound-rotor induction machine for wind turbine and other applications
DE102005051753A1 (de) * 2005-10-27 2007-05-24 Suzlon Energy Gmbh Schaltungsanordnung zum Ausschalten einer Crowbar
ES2296483B1 (es) * 2005-11-21 2009-03-01 Ingeteam Technology, S.A. Un sistema de control y proteccion ante faltas simetricas y asimetricas, para generadores de tipo asincrono.
US7253537B2 (en) 2005-12-08 2007-08-07 General Electric Company System and method of operating double fed induction generators
ES2298014B1 (es) * 2005-12-30 2009-07-23 Universidad Publica De Navarra Metodo y sistema para la proteccion de una instalacion de generacion electrica conectada a una red electrica ante la presencia de huecos de tension en dicha red.
ES2291103B1 (es) * 2005-12-30 2009-02-01 Universidad Publica De Navarra Metodo y sistema de control del convertidor de una instalacion de generacion electrica conectada a una red electrica ante la presencia de huecos de tension en dicha red.
US7816801B2 (en) * 2006-03-16 2010-10-19 International Components Corporation, Inc. Speed sensing circuit for a wind turbine generator
US7425771B2 (en) * 2006-03-17 2008-09-16 Ingeteam S.A. Variable speed wind turbine having an exciter machine and a power converter not connected to the grid
CN101401294B (zh) * 2006-03-17 2013-04-17 英捷电力技术有限公司 具有激励器设备和不连接至电网的功率变换器的变速风机
DE102006018160A1 (de) * 2006-04-19 2007-10-25 Siemens Ag Stromrichterkaskaden-Anordnung
WO2007140466A2 (en) * 2006-05-31 2007-12-06 Wisconsin Alumni Research Foundation Power conditioning architecture for a wind turbine
DE102006051546A1 (de) * 2006-11-02 2008-05-08 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage mit einem doppelt gespeisten Asynchrongenerator sowie Windenergieanlage mit einem doppelt gespeisten Asynchrongenerator
WO2008077974A1 (es) * 2006-12-22 2008-07-03 Wind To Power System, S.L. Generador asíncrono de doble alimentación
EP2128440A4 (en) * 2006-12-28 2012-03-14 Wind To Power System S L ASYNCHRONOUS GENERATOR WITH CONTROL OF THE VOLTAGE PLACED ON THE STATOR
US7622815B2 (en) * 2006-12-29 2009-11-24 Ingeteam Energy, S.A. Low voltage ride through system for a variable speed wind turbine having an exciter machine and a power converter not connected to the grid
US7615904B2 (en) * 2007-01-24 2009-11-10 Raven Energy Alternatives, Llc Brushless high-frequency alternator and excitation method for three-phase AC power-frequency generation
KR100886194B1 (ko) 2007-06-08 2009-02-27 한국전기연구원 계통 연계형 고압 권선형 유도 발전기 제어 장치
DE102007032179A1 (de) * 2007-07-10 2009-01-22 Repower Systems Ag Windenergieanlage mit erweitertem Drehzahlbereich
WO2009043943A1 (es) * 2007-10-01 2009-04-09 Ingeteam Energy, S.A. Método de acoplamiento y regulación de potencia reactiva por estátor para generadores eólicos doblemente alimentados en cualquier condición de viento
US7884492B2 (en) * 2007-11-13 2011-02-08 General Electric Company Methods and systems for wind turbine generators
JP4845904B2 (ja) * 2008-02-08 2011-12-28 株式会社日立製作所 風力発電システム
DE102008034531A1 (de) * 2008-02-20 2009-08-27 Repower Systems Ag Windenergieanlage mit doppelt gespeistem Asynchrongenerator und Umrichterregelung
DE102008017715A1 (de) * 2008-04-02 2009-10-15 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage mit einer doppelt gespeisten Asynchronmaschine sowie Windenergieanlage mit einer doppelt gespeisten Asynchronmaschine
ITTO20080324A1 (it) * 2008-04-30 2009-11-01 Trevi Energy S P A Convertitore modulare della potenza elettrica prodotta da generatori eolici e centrale eolica impiegante lo stesso.
ES2360433B1 (es) * 2008-05-23 2012-04-20 Ingeteam S.A. Método y sistema de control de una instalación eólica ante faltas de red.
ES2331285B1 (es) * 2008-06-26 2010-09-27 Ingeteam Energy, S.A. Metodo de control de una turbina eolica.
DE102008032876B4 (de) * 2008-07-14 2010-04-08 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Verfahren, Schaltungsanordnung und Brückenschaltung
EP2161821B1 (en) * 2008-09-03 2020-06-17 General Electric Company Magnetically geared generator
US7741729B2 (en) * 2008-10-15 2010-06-22 Victor Lyatkher Non-vibrating units for conversion of fluid stream energy
DE102008064078A1 (de) * 2008-12-19 2010-06-24 Converteam Technology Ltd., Rugby Verfahren zum Starten einer doppelt-gespeisten Asynchronmaschine
WO2010082317A1 (ja) * 2009-01-14 2010-07-22 東芝三菱電機産業システム株式会社 ダブルフェッド誘導発電機を備えた風力発電システムに用いられる保護回路
CH701753A1 (de) * 2009-09-03 2011-03-15 Ids Holding Ag Generatorsystem mit direkt netzgekoppeltem Generator und Verfahren zum Durchfahren von Netzstörungen.
CH701746A2 (de) 2009-09-03 2011-03-15 Ids Holding Ag Generatorsystem mit direkt netzgekoppeltem Generator und Verfahren zum Durchfahren von Netzstörungen.
US7843078B2 (en) * 2009-09-30 2010-11-30 General Electric Company Method and apparatus for generating power in a wind turbine
US8860236B2 (en) * 2009-10-19 2014-10-14 Uwm Research Foundation, Inc. Wind energy power conversion system reducing gearbox stress and improving power stability
US8018082B2 (en) * 2009-11-25 2011-09-13 General Electric Company Method and apparatus for controlling a wind turbine
KR101103665B1 (ko) 2009-12-16 2012-01-11 한국전기연구원 권선형 유도발전기를 갖는 발전시스템을 위한 동기화 방법
CN101741100A (zh) * 2010-01-11 2010-06-16 华锐风电科技(集团)股份有限公司 低电压穿越控制方案
CN101895128B (zh) * 2010-07-02 2013-04-10 国网电力科学研究院 不对称电压下并网变流器的电压波动量反馈控制方法
CN101917130B (zh) * 2010-08-05 2012-07-18 国电南京自动化股份有限公司 Dfig低压穿越过程网侧变流器能量快速响应方法
US8471534B2 (en) * 2010-08-26 2013-06-25 General Electric Company Fault ride through switch for power generation system
JP5589085B2 (ja) * 2010-09-22 2014-09-10 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
US9184685B2 (en) 2010-10-28 2015-11-10 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine generator
KR101243181B1 (ko) * 2010-11-04 2013-03-14 한국전기연구원 궤환선형화 방법을 이용한 권선형유도발전기 제어장치
DK2453133T3 (da) 2010-11-11 2017-11-20 Ingeteam Power Tech Sa Strømomformerstyringsfremgangsmåde
EP2463976A1 (en) * 2010-12-08 2012-06-13 Siemens Aktiengesellschaft Circuit and method for regulating a DC voltage and power con-verter
DE102011000459B4 (de) * 2011-02-02 2017-11-02 Universität Kassel Verfahren zur Lieferung von Blindstrom mit einem Umrichter sowie Umrichteranordnung und Energieversorgungsanlage
DE102011001786A1 (de) * 2011-04-04 2012-10-04 Woodward Kempen Gmbh Schaltschrankanordnung einer Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie
DE102011076925A1 (de) * 2011-06-03 2012-12-06 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Asynchronmaschine und Windkraftanlage
CN102231529A (zh) * 2011-06-07 2011-11-02 北京交通大学 双馈风力发电机无切换并网控制方法
FR2977738B1 (fr) * 2011-07-04 2015-01-16 Mersen France Sb Sas Systeme d'interruption de courant continu apte a ouvrir une ligne de courant continu a comportement inductif
DE102011051732B3 (de) * 2011-07-11 2013-01-17 Pcs Power Converter Solutions Gmbh Windkraftanlage
CN102901919B (zh) 2011-07-29 2015-02-04 台达电子企业管理（上海）有限公司 双馈式感应发电系统及其有源撬棍电路的自我测试方法
US20130057227A1 (en) * 2011-09-01 2013-03-07 Ingeteam Technology, S.A. Method and apparatus for controlling a converter
CN102983587B (zh) * 2011-09-07 2015-01-07 台达电子企业管理（上海）有限公司 具有超速保护的风力发电系统及其操作方法
CN102769305A (zh) * 2012-07-12 2012-11-07 华北电力大学 一种锅炉烟气余热发电系统
CA2878612C (en) * 2012-07-12 2021-07-27 General Electric Company Dynamic braking system for an electric power system and method of operating the same
US9450415B2 (en) * 2012-08-31 2016-09-20 General Electric Company System and method for controlling a dual-fed induction generator in response to high-voltage grid events
US8669669B1 (en) * 2012-09-13 2014-03-11 General Electric Company Voltage control in a doubly-fed induction generator wind turbine system
WO2014107802A1 (en) * 2013-01-14 2014-07-17 The Governors Of The University Of Alberta Grid-connected induction machine with controllable power factor
US8941961B2 (en) 2013-03-14 2015-01-27 Boulder Wind Power, Inc. Methods and apparatus for protection in a multi-phase machine
US9048764B2 (en) * 2013-05-29 2015-06-02 General Electric Company Connection for improved current balancing in a parallel bridge power converter
EP3004637B2 (en) 2013-06-04 2020-12-02 General Electric Company Methods for operating wind turbine system having dynamic brake
US8975768B2 (en) 2013-06-05 2015-03-10 General Electic Company Methods for operating wind turbine system having dynamic brake
DE102013211898A1 (de) * 2013-06-24 2014-12-24 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage
CN105474527A (zh) * 2013-08-30 2016-04-06 Abb技术有限公司 用于抽水蓄能式功率装置的电气单元
US20150084439A1 (en) * 2013-09-23 2015-03-26 General Electric Company Shorting assembly and method for wind turbine power supply
US9614457B2 (en) 2013-10-18 2017-04-04 Abb Schweiz Ag Modular thyristor-based rectifier circuits
US9334749B2 (en) 2013-10-18 2016-05-10 Abb Technology Ag Auxiliary power system for turbine-based energy generation system
WO2015065425A1 (en) * 2013-10-31 2015-05-07 General Electric Company System and method for controlling wind power generation systems
US9231509B2 (en) 2013-11-25 2016-01-05 General Electric Company System and method for operating a power generation system within a power storage/discharge mode or a dynamic brake mode
ES2950289T3 (es) * 2013-12-18 2023-10-06 Ingeteam Power Tech Sa Dispositivo de impedancia variable para una turbina eólica
US9337685B2 (en) 2013-12-23 2016-05-10 General Electric Company Optimized filter for battery energy storage on alternate energy systems
JP6071912B2 (ja) * 2014-01-27 2017-02-01 株式会社東芝 過電圧保護装置および電流調整回路
DE102014202771A1 (de) * 2014-02-14 2015-08-20 Sirona Dental Systems Gmbh Steuerschaltung und Regelungsverfahren für Synchronmaschine
EP3164935A4 (en) * 2014-07-02 2018-02-28 GE Energy Power Conversion Technology Ltd Overvoltage protection self-trigger circuit for double fed induction generator (dfig) wind power system
CN105790298B (zh) * 2014-12-23 2019-03-12 台达电子工业股份有限公司 风力发电控制装置及风力发电系统
US9705440B2 (en) * 2015-07-16 2017-07-11 Hamilton Sundstrand Corporation Fault tolerant electric power generating system
DE102015009742A1 (de) * 2015-07-31 2017-02-02 Senvion Gmbh Eigenbedarfssteuerung für eine Windenergieanlage
US9945359B2 (en) * 2015-08-13 2018-04-17 Abb Schweiz Ag DC output wind turbine with power dissipation
PL3157161T3 (pl) * 2015-10-12 2019-09-30 Siemens Aktiengesellschaft Sposób sterowania instalacją energii wiatrowej
EP3200331B1 (en) * 2016-01-27 2019-11-20 GE Energy Power Conversion Technology Ltd Method to protect a power converter arrangement and power converter arrangement with a protective device
CN107681684B (zh) * 2016-08-02 2021-05-07 台达电子企业管理（上海）有限公司 中压风力发电系统及其发电方法
US10630215B2 (en) * 2017-11-20 2020-04-21 General Electric Company System and method for operating a doubly fed induction generator system to reduce harmonics
EP3505753A1 (en) * 2017-12-29 2019-07-03 Acciona Windpower, S.A. Method for operating electrical machines
CN110080944B (zh) * 2018-01-26 2021-09-24 通用电气公司 风力发电系统及其控制方法
CN110912179A (zh) * 2018-09-14 2020-03-24 中车株洲电力机车研究所有限公司 双馈风电机组的容错控制方法、双馈风电机组及双馈电机
US11394324B2 (en) 2019-12-17 2022-07-19 General Electric Company Selective crowbar response for a power converter to mitigate device failure
KR20210090908A (ko) * 2020-01-13 2021-07-21 엘지전자 주식회사 모터어셈블리 및 모터어셈블리의 제어방법
US11843325B2 (en) 2020-08-24 2023-12-12 General Electric Company Crowbar module for an active neutral point clamped power conversion assembly
US11486355B2 (en) * 2020-12-31 2022-11-01 General Electric Company Method for operating doubly-fed wind turbine generator as a virtual synchronous machine to provide grid-forming control thereof

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3894274A (en) * 1974-07-01 1975-07-08 Gen Electric Electric motor transient voltage suppressing circuit
SE392010B (sv) 1976-02-27 1977-03-07 Ericsson Telefon Ab L M Net for kompensering av forlustdempningen temperaturavvikelse i ett passivt filter
CA1124781A (en) * 1978-10-31 1982-06-01 James C. Murdoch Control circuit for discharging the field winding of a synchronous motor
SE449151B (sv) 1983-06-17 1987-04-06 Asea Ab Skyddsanordning for en seriekondensator
US4812729A (en) * 1986-08-19 1989-03-14 Hitachi Ltd. Protecting apparatus for secondary excitation type variable speed AC generator/motor
JP3026474B2 (ja) 1993-04-07 2000-03-27 株式会社東芝 半導体集積回路
JP3100805B2 (ja) * 1993-08-24 2000-10-23 東京電力株式会社 可変速揚水発電システムの過電圧保護装置
JP3348944B2 (ja) * 1993-12-27 2002-11-20 株式会社東芝 巻線形誘導機の制御装置
US5734256A (en) * 1995-05-31 1998-03-31 General Electric Company Apparatus for protection of power-electronics in series compensating systems
US5798631A (en) * 1995-10-02 1998-08-25 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Performance optimization controller and control method for doubly-fed machines
US6600240B2 (en) * 1997-08-08 2003-07-29 General Electric Company Variable speed wind turbine generator
US6137187A (en) * 1997-08-08 2000-10-24 Zond Energy Systems, Inc. Variable speed wind turbine generator
DE19735742B4 (de) * 1997-08-18 2007-11-08 Siemens Ag Über- und untersynchrone Stromrichterkaskade
US6226166B1 (en) * 1997-11-28 2001-05-01 Erico Lighting Technologies Pty Ltd Transient overvoltage and lightning protection of power connected equipment
FR2798784B1 (fr) * 1999-09-17 2002-01-11 Francois Girard Dispositif de protection contre les surtensions
KR20030083705A (ko) * 2001-01-31 2003-10-30 샛콘 테크놀로지 코포레이션 슬립 링의 권선형 회전자 유도기기를 사용하는 무정전전력 공급원 및 플라이휠 에너지 저장을 위한 방법
DE10206828A1 (de) * 2002-01-29 2003-08-14 Lorenz Feddersen Schaltungsanordnung zum Einsatz bei einer Windenergieanlage
WO2003065567A1 (de) * 2002-01-29 2003-08-07 Vestas Wind Systems A/S Schaltungsanordnung zum einsatz bei einer windenergieanlage
US7015595B2 (en) * 2002-02-11 2006-03-21 Vestas Wind Systems A/S Variable speed wind turbine having a passive grid side rectifier with scalar power control and dependent pitch control
US6943531B2 (en) * 2002-03-20 2005-09-13 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Portable power supply incorporating a generator driven by an engine
DE10232423A1 (de) * 2002-07-17 2004-01-29 Ge Wind Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und Windenergieanlage zum Ausführen derartiger Verfahren
US7411309B2 (en) * 2003-05-02 2008-08-12 Xantrex Technology Inc. Control system for doubly fed induction generator
DE10327344A1 (de) * 2003-06-16 2005-01-27 Repower Systems Ag Windenergieanlage
US7038330B2 (en) * 2004-04-23 2006-05-02 Rwe Piller Gmbh Protection for wind power station
US20060067021A1 (en) * 2004-09-27 2006-03-30 Xiang-Ming Li Over-voltage and over-current protection device

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100456628C (zh) * 2006-10-26 2009-01-28 天津理工大学 基于dsp的参与二次调频的双馈型风力发电机交流励磁控制系统及其工作方法
CN101033730B (zh) * 2007-01-25 2010-06-02 上海交通大学 采用双馈异步发电机的风电场稳定运行控制方法
US8129851B2 (en) 2007-06-05 2012-03-06 Hitachi, Ltd. Wind power generation system and control method thereof
CN101320953A (zh) * 2007-06-05 2008-12-10 株式会社日立制作所 风力发电系统及其控制方法
CN101399445B (zh) * 2007-09-26 2013-05-29 通用电气公司 用磁齿轮传动机械发电
CN101635449A (zh) * 2008-06-30 2010-01-27 通用电气公司 为风力涡轮发电机优化变换器保护
CN101635449B (zh) * 2008-06-30 2013-12-18 通用电气公司 为风力涡轮发电机优化变换器保护
CN102187567A (zh) * 2008-10-20 2011-09-14 伍德沃德肯彭有限公司 双馈感应电机的保护系统
CN102187567B (zh) * 2008-10-20 2014-05-28 伍德沃德肯彭有限公司 双馈感应电机的保护系统
CN101521481B (zh) * 2009-04-07 2011-01-12 浙江大学 一种双馈异步风力发电系统不对称协调直接功率控制方法
CN102870186A (zh) * 2010-03-19 2013-01-09 伊顿工业（奥地利）有限公司 剩余电流断路器
CN102870186B (zh) * 2010-03-19 2015-07-22 伊顿工业（奥地利）有限公司 剩余电流断路器
TWI420772B (zh) * 2010-04-06 2013-12-21 Szu Lin Liu 風力發電之輸出功率調節電路
CN103620947A (zh) * 2011-01-27 2014-03-05 普罗蒂恩电子有限公司 开关装置
CN103620947B (zh) * 2011-01-27 2018-02-16 普罗蒂恩电子有限公司 开关装置
US9590547B2 (en) 2012-03-26 2017-03-07 Rockwell Automation Technologies, Inc. Double fed induction generator (DFIG) converter and method for improved grid fault ridethrough
CN103560680A (zh) * 2012-03-26 2014-02-05 洛克威尔自动控制技术股份有限公司 双馈感应发电机变流器以及用于改进电网故障穿越的方法
CN103560680B (zh) * 2012-03-26 2016-08-17 洛克威尔自动控制技术股份有限公司 双馈感应发电机变流器以及用于改进电网故障穿越的方法
CN103683252B (zh) * 2012-09-07 2019-05-07 通用电气公司 用于响应电网事件使用动态制动来操作风机的方法和系统
CN103683252A (zh) * 2012-09-07 2014-03-26 通用电气公司 用于响应电网事件使用动态制动来操作风机的方法和系统
CN105340171A (zh) * 2013-05-08 2016-02-17 伦策驱动有限公司 驱动系统
US10263557B2 (en) 2013-05-08 2019-04-16 Lenze Drives Gmbh Drive system
CN105684297A (zh) * 2013-10-18 2016-06-15 Abb研究有限公司 具有dc输出的涡轮发电机系统
CN105684297B (zh) * 2013-10-18 2019-09-24 Abb研究有限公司 具有dc输出的涡轮发电机系统
CN104836206A (zh) * 2014-02-07 2015-08-12 株式会社东芝 过电压保护装置
US9847733B2 (en) 2016-05-12 2017-12-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power conversion system with DC bus regulation for abnormal grid condition ride through
CN113236525A (zh) * 2021-06-11 2021-08-10 西安热工研究院有限公司 汽动给水泵改造为双馈电机驱动给水泵的方法及启动方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1499009B1 (en) 2007-10-31
US7518256B2 (en) 2009-04-14
DE60317183T2 (de) 2008-06-26
US20060192390A1 (en) 2006-08-31
ATE377286T1 (de) 2007-11-15
PT1499009E (pt) 2008-01-14
WO2005015730A1 (en) 2005-02-17
KR100832769B1 (ko) 2008-05-27
KR20060036454A (ko) 2006-04-28
CN100424988C (zh) 2008-10-08
DE60317183D1 (de) 2007-12-13
EP1499009A1 (en) 2005-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1823467A (zh) 双馈感应发电机系统的控制和保护
US8432055B2 (en) Wind turbine having a high-voltage ride through (HVRT) mode
AU2003206633B2 (en) Circuit to be used in a wind power plant
US10865777B2 (en) Wind turbine power generation system
CA2797906C (en) Electric generator control system and method
US8922173B2 (en) DC chopper and DC chopping method for doubly fed induction generator system
US10914288B2 (en) Wind turbine with an on-load tap changer configured with dynamic fault current injection
US8970183B2 (en) Overvoltage limiter in an aircraft electrical power generation system
US9000734B2 (en) Method and arrangement for operating a wind turbine converter
EP2905858B1 (en) Over-voltage prevention device
US9455568B2 (en) Energy storage system for renewable energy source
CA2901713C (en) System and method for improving reactive current response time in a wind turbine
US20130234434A1 (en) Overvoltage clipping device for a wind turbine and method
WO2011160643A2 (en) A wind turbine and a method of operating a wind turbine
EP2798201B1 (en) A wind turbine and a method of operating thereof
US20140126255A1 (en) System and method of over-voltage protection
EP3506489B1 (en) System and method for controlling switching device temperature of electrical power systems
Parveen et al. Using Modular based DC/DC Converter and HF Transformer for PMSG and SPSG Wind Turbine
Wong et al. Low cost high-side gate drive power supply for switched reluctance machines
Nanda Dynamic Performance of Doubly Fed Induction Generator-Based Wind Turbines during Grid Faults
CN1702936A (zh) 电力系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY

Free format text: FORMER OWNER: GEMEISA WIND ELECTRICITY CO., LTD.

Effective date: 20080425

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20080425

Address after: Pamplona

Applicant after: Gamesa Eolica S. A. Soc Uniperso

Address before: Pamplona

Applicant before: Gamesa Eolica S. A. Soc Uniperso

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant