用于穩(wěn)定風力渦輪發(fā)電機的次同步交互的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明題為用于穩(wěn)定風力渦輪發(fā)電機的次同步交互的系統(tǒng)和方法。本公開針對用于穩(wěn)定連接到電力網(wǎng)的風力渦輪發(fā)電機的次同步交互(SSI)的系統(tǒng)和方法。更具體來說，該方法包括測量電力網(wǎng)的交流(a-c)量。另一個步驟包括將a-c量轉換成d-q量，并且向控制器內的d-q控制回路提供d-q量。另一個步驟包括采用對稱控制組件來改變d-q控制回路的轉移函數(shù)。該方法還包括基于所改變的轉移函數(shù)來生成風力渦輪發(fā)電機的至少一個d-q參考信號，以便實現(xiàn)發(fā)電機的對稱控制。進一步的步驟包括至少部分基于至少一個d-q參考信號來生成發(fā)電機的控制信號。該方法還包括基于控制信號來操作發(fā)電機。
【專利說明】
用于穩(wěn)定風力渦輪發(fā)電機的次同步交互的系統(tǒng)和方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明一般涉及風力渦輪發(fā)電機領域，以及更具體來說涉及用于通過對稱控制設 計來穩(wěn)定風力渦輪發(fā)電機的次同步交互(SSI)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002] 風力被認為是目前可用的最清潔、最為環(huán)境友好的能源之一，以及風力渦輪機在 這個方面已經(jīng)獲得增加的關注。現(xiàn)代風力渦輪機通常包括塔架、發(fā)電機、變速箱、短艙以及 具有一個或多個轉子葉片的轉子。在許多風力渦輪機中，轉子附連到短艙，并且經(jīng)過變速箱 耦合到發(fā)電機。轉子和變速箱安裝在位于短艙內的臺板支承框架上。更具體來說，在許多實 例中，變速箱借助于一個或多個轉矩支架或臂安裝到臺板。轉子葉片使用已知螺旋槳原理 來捕獲風力的動能。轉子葉片傳送處于旋轉能形式的動能，以便轉動軸，該軸將轉子葉片耦 合到變速箱、或者如果沒有使用變速箱則直接將轉子葉片耦合到發(fā)電機的發(fā)電機軸。變速 箱可用于調高發(fā)電機的渦輪機轉子的固有低旋轉速度，以便將機械能有效地轉換成電能， 其被提供給公用電網(wǎng)。
[0003] 風能從遠程位置傳送到負載中心或者傳送到主傳輸干線需要長傳輸線。串聯(lián)電容 器是處理長傳輸線的系統(tǒng)強度、電網(wǎng)穩(wěn)定性和電壓分布問題的已證實和經(jīng)濟的傳輸解決方 案。在一些實例中，風力渦輪發(fā)電機在發(fā)電機經(jīng)過串聯(lián)補償?shù)膫鬏斁€連接到電網(wǎng)時能夠易 遭受次同步交互(SSI)問題。
[0004] 更具體來說，風力渦輪機能夠與由串聯(lián)電容器補償所創(chuàng)建的電網(wǎng)諧振進行交互， 由此如果這樣的交互沒有被處理，會引起風力渦輪機損壞和/或誤操作。此外，風力發(fā)電機 按照其物理特性和控制邏輯對電網(wǎng)瞬變起反應。在對由電網(wǎng)中的串聯(lián)諧振所引起的次同步 電流起反應時，這樣的反應能夠影響諧振的阻尼。該現(xiàn)象已經(jīng)被稱作次同步交互(SSIhSSI 在許多情況下是良性的，但是在其他情況下能夠導致電力不穩(wěn)定性。在不穩(wěn)定時，次同步電 流和電壓增長，直到非線性事件發(fā)生。
[0005] 用于研究次同步交互的一種常用方法是頻率掃描分析。典型的頻率掃描分析包括 建立被測試系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)操作條件，向穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)注入電流(或電壓)擾動信號，將擾動的系統(tǒng) 電壓和電流減去其穩(wěn)態(tài)量以獲取小信號增量變化，執(zhí)行快速傅立葉變換(FFT)，計算在測試 頻率的相量值，并且計算系統(tǒng)阻抗。步驟可在感興趣范圍中的其他頻率重復。
[0006] 另外，如圖1中所示出的，頻率掃描分析將電路10的風力渦輪發(fā)電機12和電力網(wǎng)14 看作兩個獨立的子系統(tǒng)。當兩個子系統(tǒng)12、14連接在一起時，結果相當于合計其相應的阻 抗。因此，潛在不穩(wěn)定性通過在諧振頻率（即，零電抗）的負電阻來指示。例如，如圖2中所示 出的，分別說明了電路10的電阻與頻率以及電抗與頻率的對應圖表。更具體來說，從由電路 10所生成的頻率阻抗圖表中識別兩個諧振頻率15、17 (例如在大約10 Hz和大約51 Hz)。如 所示出的，因為關聯(lián)電阻為負，諧振頻率15、17兩者具有負阻尼，由此指示系統(tǒng)的潛在不穩(wěn) 定性。
[0007] 雖然上述頻率分析已經(jīng)廣泛地被用于SSI評估，但是這樣的測試的結果由于方法 中的不足而可能是誤導的。例如，一個這樣的不足是如圖3-5說明的那樣耦合頻率效應。更 具體來說，圖3說明了簡化的控制功能的框圖，所述控制功能將三相交流(a-c)量(例如Xab。） 轉換為直接正交(d-q)旋轉坐標，將d-q量分別乘以兩個增益(Kd和K q)，并且然后將結果相反 地轉換為a-c量(例如Yab。）。d_q變換一般指的是數(shù)學變換，其旋轉三相系統(tǒng)的參考幀，以努 力簡化三相電路的分析。輸入X abc和輸出Yabc能夠是電壓、電流或者其組合。如在圖4和圖5中 所示出的，使用控制功能、采用Kd和K q的不同值來運行兩個測試。ABC到DQ和DQ到ABC變換基 于基本頻率，例如60 Hz。圖4說明了例如當Kd = Kq = 1.0時來自第一測試的時域和頻譜兩 者中的輸入和輸出的比較。如所示出的，輸出等于輸入。在第二測試中，如在圖5中所示出 的，Kd不同于K q(即，控制變成不對稱），并且所產(chǎn)生的輸出Yab。包含不在輸入中的附加頻率分 量16〇
[0008] 如在圖6中所示出的，說明了一個圖表，其說明上面描述的耦合頻率效應的效應。 如所示出的，該圖表比較從兩個電網(wǎng)條件所計算的阻抗。如果不存在耦合頻率效應，則計算 對兩種條件產(chǎn)生相同的發(fā)電機阻抗，使得曲線應當重疊。然而，圖6的兩個曲線之間的區(qū)別 證明耦合頻率的影響。另外，來自兩個電網(wǎng)條件的發(fā)電機的所產(chǎn)生的頻率阻抗對系統(tǒng)的SSI 穩(wěn)定性呈現(xiàn)相反的指示。例如，當電網(wǎng)連接更剛性時（曲線18)發(fā)電機電阻對整個次同步頻 率范圍為正，并且因此指示沒有SSI不穩(wěn)定性。相比之下，當電網(wǎng)連接更弱時（曲線20)，發(fā)電 機電阻在次同步頻率范圍中為負，由此引發(fā)潛在SSI不穩(wěn)定性的擔憂。因此，耦合頻率效應 使風力渦輪發(fā)電機的SSI評估變復雜。此外，耦合頻率效應促成系統(tǒng)設計的困難，因為設法 對無限數(shù)量的電網(wǎng)情形設計穩(wěn)定系統(tǒng)幾乎是不可能的。
[0009] 鑒于以上所述，通過利用對稱控制設計來改進風力渦輪發(fā)電機的次同步交互 (SSI)阻尼的系統(tǒng)和方法會是有利的。
【發(fā)明內容】
[0010] 本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在以下描述中部分闡明，或者從描述中可以是顯然的，或 者可通過實施本發(fā)明來了解。
[0011] 本公開的一個示范實施例針對一種用于操作使用直接-正交(d-q)控制技術連接 到電力網(wǎng)的風力渦輪發(fā)電機的方法。該方法包括測量電力網(wǎng)的交流(a-c)量。另一個步驟包 括在風力渦輪發(fā)電機的控制器中將a-c量轉換為d-q量。該方法還包括向控制器內的d-q控 制回路提供d-q量。另一個步驟包括采用對稱控制組件來改變d-q控制回路的轉移函數(shù)。該 方法還包括基于所改變的轉移函數(shù)來生成風力渦輪發(fā)電機的至少一個d-q參考信號，以便 實現(xiàn)風力渦輪發(fā)電機的對稱控制。進一步的步驟包括至少部分基于至少一個d-q參考信號 來生成風力渦輪發(fā)電機的控制信號。因此，該方法還包括基于控制信號來操作風力渦輪發(fā) 電機，以便穩(wěn)定風力渦輪發(fā)電機的次同步交互。
[0012] 在一個實施例中，對稱控制組件包括一個或多個濾波器、控制補償器或類似中的 至少一個。在某些實施例中，一個或多個濾波器可以包括陷波濾波器、低通濾波器、高通濾 波器或者其組合或者任何其他適當?shù)臑V波器。
[0013] 在進一步的一些實施例中，風力渦輪發(fā)電機是具有定子和轉子的雙饋發(fā)電機。此 外，轉子經(jīng)由具有轉子側功率轉換器和電網(wǎng)側功率轉換器的功率轉換組合件耦合到電力 網(wǎng)。在這樣的實施例中，d-q控制回路配置成經(jīng)由轉子側功率轉換器來控制轉子的電壓。
[0014] 在進一步的實施例中，d_q參考信號可包括d軸電流參考、d軸電壓參考、q軸電流參 考、q軸電壓參考或類似中的至少一個。因此，在某些實施例中，基于d_q參考信號來生成風 力渦輪發(fā)電機的控制信號的步驟還可以包括：向轉子側轉換器提供d軸電流參考和q軸電流 參考，經(jīng)由轉子側轉換器來確定作為d軸電流參考和q軸電流參考的函數(shù)的控制信號，以及 向雙饋發(fā)電機提供控制信號，其中對稱控制組件改變d軸電流參考和q軸電流參考的轉移函 數(shù)，以便實現(xiàn)風力渦輪發(fā)電機的對稱控制。
[0015] 在附加實施例中，控制信號可對應于電流信號、電壓信號等或類似。在某些實施例 中，q軸電流參考調節(jié)風力渦輪發(fā)電機的電壓，并且d軸電流參考調節(jié)風力渦輪發(fā)電機的轉 矩。
[0016] 在又進一步的一些實施例中，該方法還可以包括通過確定風力渦輪發(fā)電機的端子 電壓的比例積分微分并且對微分進行濾波，來計算q軸電流參考。在另一個實施例中，該方 法可包括計算作為轉矩參考和磁通量的函數(shù)的d軸電流參考。在特定的實施例中，磁通量可 計算為風力渦輪發(fā)電機的端電壓的函數(shù)。更具體來說，風力渦輪發(fā)電機的端子電壓可提供 給控制器、經(jīng)過濾波并且與乘數(shù)相乘，以得到磁通量。
[0017] 在另一方面，本公開針對一種用于穩(wěn)定連接到電力網(wǎng)的風力渦輪機的雙饋發(fā)電機 的次同步交互(SSI)的方法。該方法包括采用對稱控制組件來改變發(fā)電機的控制器內的d- q 控制回路的轉移函數(shù)。另一個步驟包括基于所改變的轉移函數(shù)來生成發(fā)電機的至少一個d_ q參考信號，以便實現(xiàn)風力渦輪發(fā)電機的對稱控制。該方法還包括基于至少一個d-q參考信 號來生成風力渦輪發(fā)電機的控制信號。因此，進一步的步驟包括基于控制信號來操作風力 渦輪發(fā)電機。
[0018] 在又一個方面，本公開針對一種用于操作使用直接-正交(d-q)控制技術連接到電 力網(wǎng)的雙饋發(fā)電機的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:一個或多個傳感器，其配置成測量電力網(wǎng)的交流 (a_c)量；以及控制器，通信地耦合到處理器。處理器包括具有至少一個對稱控制組件的d-q 控制回路。d-q控制回路配置成執(zhí)行一個或多個操作，包括但不限于將a_c量轉換成d-q量， 向控制器內的d-q控制回路提供d-q量，采用對稱控制組件來改變d-q控制回路的轉移函數(shù)， 并且基于所改變的轉移函數(shù)來生成風力渦輪發(fā)電機的至少一個d-q參考信號，以便實現(xiàn)風 力渦輪發(fā)電機的對稱控制，至少部分基于至少一個d-q參考信號來生成風力渦輪發(fā)電機的 電壓-電流信號，以及基于電壓-電流信號來操作風力渦輪發(fā)電機，以便穩(wěn)定風力渦輪發(fā)電 機的次同步交互。
[0019] 可對本公開的這些示范實施例進行變更和修改。通過參照以下描述和所附權利要 求書，本發(fā)明的這些及其他特征、方面和優(yōu)點將會變得更好理解。結合在本說明中并且構成 其一部分的【附圖說明】本發(fā)明的實施例，并且連同描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0020] 技術方案1: 一種用于使用直接正交(d-q)控制技術來操作連接到電力網(wǎng)（184)的 風力渦輪發(fā)電機(120)的方法，所述方法包括： 測量所述電力網(wǎng)（184)的交流(a-c)量； 在所述風力渦輪發(fā)電機（120)的控制器（174)中將所述a-c量轉換為d-q量； 向所述控制器(174)內的d-q控制回路(200)提供所述d-q量； 采用對稱控制組件(202，204)來改變所述d-q控制回路(200)的轉移函數(shù)； 基于所述改變的轉移函數(shù)來生成所述風力渦輪發(fā)電機(120)的至少一個d-q參考信號， 以便實現(xiàn)所述風力渦輪發(fā)電機(120)的對稱控制； 至少部分基于至少一個d_q參考信號來生成所述風力渦輪發(fā)電機(120)的控制信號；以 及 基于所述控制信號來操作所述風力渦輪發(fā)電機（120)，以便穩(wěn)定所述風力渦輪發(fā)電機 (120)的次同步交互。
[0021]技術方案2:如技術方案1所述的方法，其中，所述對稱控制組件(202，204)包括一 個或多個濾波器或控制補償器中的至少一個。
[0022]技術方案3:如技術方案2所述的方法，其中，所述一個或多個濾波器包括陷波濾波 器、低通濾波器、高通濾波器或者其組合中的至少一個。
[0023]技術方案4:如技術方案1所述的方法，其中，所述風力渦輪發(fā)電機（120)包括具有 定子和轉子的雙饋發(fā)電機，所述轉子經(jīng)由功率轉換組合件（162)耦合到所述電力網(wǎng)（184)， 所述功率轉換組合件（162)包括轉子側功率轉換器（166)和電網(wǎng)側功率轉換器（168 )，其中 所述d_q控制回路(200)配置成經(jīng)由所述轉子側功率轉換器(166)來控制所述轉子的電壓。
[0024] 技術方案5:如技術方案4所述的方法，其中，所述d-q參考信號包括d軸電流參考、d 軸電壓參考、q軸電流參考或q軸電壓參考中的至少一個。
[0025] 技術方案6 :如技術方案5所述的方法，其中，基于所述d-q參考信號來生成所述風 力渦輪發(fā)電機（120)的所述控制信號還包括向所述轉子側轉換器提供所述d軸電流參考和 所述q軸電流參考，經(jīng)由所述轉子側轉換器(166)來確定作為所述d軸電流參考和所述q軸電 流參考的函數(shù)的所述控制信號，并且向所述風力渦輪發(fā)電機(120)提供所述控制信號，其中 所述對稱控制組件(202, 204)改變所述d軸電流參考和所述q軸電流參考的所述轉移函數(shù)， 以便實現(xiàn)所述風力渦輪發(fā)電機(120)的對稱控制。
[0026] 技術方案7:如技術方案6所述的方法，其中，所述q軸電流參考調節(jié)所述風力渦輪 發(fā)電機(120)的電壓，并且所述d軸電流參考調節(jié)所述風力渦輪發(fā)電機(120)的轉矩。
[0027]技術方案8:如技術方案6所述的方法，還包括通過確定所述風力渦輪發(fā)電機（120) 的端子電壓的比例積分微分并且對所述微分進行濾波，來計算所述q軸電流參考。
[0028]技術方案9:如技術方案6所述的方法，還包括計算作為轉矩參考和磁通量的函數(shù) 的所述d軸電流參考，其中，還包括確定作為所述風力渦輪發(fā)電機（120)的端子電壓的函數(shù) 的所述磁通量，對所述端子電壓進行濾波，以及將所述經(jīng)濾波的端子電壓與乘數(shù)相乘。 [0029]技術方案10:-種用于改進連接到電力網(wǎng)（184)的風力渦輪發(fā)電機的雙饋發(fā)電機 的次同步交互(SSI)阻尼的方法，所述方法包括： 采用對稱控制組件（202, 204)來改變所述發(fā)電機的控制器（174)內的d-q控制回路 (200)的轉移函數(shù)； 基于所述改變的轉移函數(shù)來生成所述發(fā)電機的至少一個d-q參考信號，以便實現(xiàn)所述 風力渦輪發(fā)電機(120)的對稱控制； 至少部分基于所述d-q參考信號來生成所述風力渦輪發(fā)電機(120)的控制信號；以及 基于所述控制信號來操作所述風力渦輪發(fā)電機(120)。
[0030]技術方案11: 一種用于使用直接正交(d-q)控制技術來操作連接到電力網(wǎng)（184)的 雙饋發(fā)電機的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 一個或多個傳感器，配置成測量所述電力網(wǎng)（184)的交流(a-c)量； 控制器（174)，通信地耦合到處理器，所述處理器包括具有至少一個對稱控制組件 (202, 204)的d-q控制回路(200)，所述d-q控制回路(200)配置成執(zhí)行一個或多個操作，所 述一個或多個操作包括： 將所述a_c量轉換成d-q量； 向所述控制器(174)內的d-q控制回路(200)提供所述d-q量； 采用對稱控制組件(202，204)來改變所述d-q控制回路(200)的轉移函數(shù)； 基于所述改變的轉移函數(shù)來生成所述風力渦輪發(fā)電機(120)的至少一個d-q參考信號， 以便實現(xiàn)所述風力渦輪發(fā)電機(120)的對稱控制； 至少部分基于所述至少一個d-q參考信號來生成所述風力渦輪發(fā)電機(120)的電壓-電 流信號；以及 基于所述電壓-電流信號來操作所述風力渦輪發(fā)電機(120)，以便穩(wěn)定所述風力渦輪發(fā) 電機(120)的次同步交互。
[0031]技術方案12:如技術方案11所述的系統(tǒng)，其中，所述對稱控制組件(202, 204)包括 一個或多個濾波器或控制補償器的至少一個。
[0032] 技術方案13:如技術方案12所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個濾波器包括陷波濾 波器、低通濾波器、高通濾波器或者其組合中的至少一個。
[0033] 技術方案14:如技術方案11所述的方法，其中，基于所述d-q參考信號來生成所述 風力渦輪發(fā)電機（120)的所述電壓-電流信號還包括向轉子側轉換器提供d軸電流參考和q 軸電流參考，經(jīng)由所述轉子側轉換器來確定作為所述d軸電流參考和所述q軸電流參考的函 數(shù)的所述電壓-電流信號，并且向所述雙饋發(fā)電機提供所述電壓-電流信號，其中所述對稱 控制組件(202, 204)改變所述d軸電流參考和所述q軸電流參考的所述轉移函數(shù)，以便實現(xiàn) 所述風力渦輪發(fā)電機的對稱控制，其中所述q軸電流參考調節(jié)所述風力渦輪發(fā)電機(120)的 電壓，并且所述d軸調節(jié)所述風力渦輪發(fā)電機(120)的轉矩。
[0034] 技術方案15:如技術方案14所述的方法，還包括通過確定所述風力渦輪發(fā)電機 (120)的端子電壓的比例積分微分并且對所述微分進行濾波，來計算所述q軸電流參考。 [0035]技術方案16: -種用于使用直接正交(d-q)控制技術來操作連接到電力網(wǎng)的風力 渦輪發(fā)電機的方法，所述方法包括： 測量所述電力網(wǎng)的交流(a_c)量； 在所述風力渦輪發(fā)電機的控制器中將所述a_c量轉換為d-q量； 向所述控制器內的d-q控制回路提供所述d-q量； 采用對稱控制組件來改變所述d-q控制回路的轉移函數(shù)； 基于所述改變的轉移函數(shù)來生成所述風力渦輪發(fā)電機的至少一個d-q參考信號，以便 實現(xiàn)所述風力渦輪發(fā)電機的對稱控制； 至少部分基于至少一個d-q參考信號來生成所述風力渦輪發(fā)電機的控制信號；以及 基于所述控制信號來操作所述風力渦輪發(fā)電機，以便穩(wěn)定所述風力渦輪發(fā)電機的次同 步交互。
[0036] 技術方案17:如技術方案16所述的方法，其中，所述對稱控制組件包括一個或多個 濾波器或控制補償器中的至少一個。
[0037] 技術方案18:如技術方案17所述的方法，其中，所述一個或多個濾波器包括陷波濾 波器、低通濾波器、高通濾波器或者其組合中的至少一個。
[0038] 技術方案19:如技術方案16所述的方法，其中，所述風力渦輪發(fā)電機包括具有定子 和轉子的雙饋發(fā)電機，所述轉子經(jīng)由功率轉換組合件耦合到所述電力網(wǎng)，所述功率轉換組 合件包括轉子側功率轉換器和電網(wǎng)側功率轉換器，其中所述控制回路配置成經(jīng)由所述轉子 側功率轉換器來控制所述轉子的電壓。
[0039] 技術方案20:如技術方案19所述的方法，其中，所述d_q參考信號包括d軸電流參 考、d軸電壓參考、q軸電流參考或q軸電壓參考中的至少一個。
[0040] 技術方案21:如技術方案20所述的方法，其中，基于所述d_q參考信號來生成所述 風力渦輪發(fā)電機的所述控制信號還包括向所述轉子側轉換器提供所述d軸電流參考和所述 q軸電流參考，經(jīng)由所述轉子側轉換器來確定作為所述d軸電流參考和所述q軸電流參考的 函數(shù)的所述控制信號，并且向所述風力渦輪發(fā)電機提供所述控制信號，其中所述對稱控制 組件改變所述d軸電流參考和所述q軸電流參考的所述轉移函數(shù)，以便實現(xiàn)所述風力渦輪發(fā) 電機的對稱控制。
[0041] 技術方案22:如技術方案21所述的方法，其中，所述控制信號包括電流信號或電壓 信號中的至少一個。
[0042]技術方案23:如技術方案21所述的方法，其中，所述q軸電流參考調節(jié)所述風力渦 輪發(fā)電機的電壓，并且所述d軸電流參考調節(jié)所述風力渦輪發(fā)電機的轉矩。
[0043]技術方案24:如技術方案21所述的方法，還包括通過確定所述風力渦輪發(fā)電機的 端子電壓的比例積分微分并且對所述微分進行濾波，來計算所述q軸電流參考。
[0044] 技術方案25:如技術方案21所述的方法，還包括計算作為轉矩參考和磁通量的函 數(shù)的所述d軸電流參考。
[0045] 技術方案26:如技術方案25所述的方法，還包括確定作為所述風力渦輪發(fā)電機的 端子電壓的函數(shù)的所述磁通量，對所述端子電壓進行濾波，以及將所述經(jīng)濾波的端子電壓 與乘數(shù)相乘。
[0046]技術方案27:-種用于改進連接到電力網(wǎng)的風力渦輪發(fā)電機的雙饋發(fā)電機的次同 步交互(SSI)阻尼的方法，所述方法包括： 采用對稱控制組件來改變所述發(fā)電機的控制器內的d-q控制回路的轉移函數(shù)； 基于所述改變的轉移函數(shù)來生成所述發(fā)電機的至少一個d_q參考信號，以便實現(xiàn)所述 風力渦輪發(fā)電機的對稱控制； 至少部分基于所述d-q參考信號來生成所述風力渦輪發(fā)電機的控制信號；以及 基于所述控制信號來操作所述風力渦輪發(fā)電機。
[0047]技術方案28: -種用于使用直接正交(d-q)控制技術來操作連接到電力網(wǎng)的雙饋 發(fā)電機的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 一個或多個傳感器，配置成測量所述電力網(wǎng)的交流(a_c)量； 控制器，通信地耦合到處理器，所述處理器包括具有至少一個對稱控制組件的d-q控制 回路，所述d-q控制回路配置成執(zhí)行一個或多個操作，所述一個或多個操作包括： 將所述a_c量轉換成d-q量； 向所述控制器內的d-q控制回路提供所述d-q量； 采用對稱控制組件來改變所述d-q控制回路的轉移函數(shù)； 基于所述改變的轉移函數(shù)來生成所述風力渦輪發(fā)電機的至少一個d-q參考信號，以便 實現(xiàn)所述風力渦輪發(fā)電機的對稱控制； 至少部分基于所述至少一個d-q參考信號來生成所述風力渦輪發(fā)電機的電壓-電流信 號；以及 基于所述電壓-電流信號來操作所述風力渦輪發(fā)電機，以便穩(wěn)定所述風力渦輪發(fā)電機 的次同步交互。
[0048]技術方案29:如技術方案28所述的系統(tǒng)，其中，所述對稱控制組件包括一個或多個 濾波器或控制補償器的至少一個。
[0049] 技術方案30:如技術方案29所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個濾波器包括陷波濾 波器、低通濾波器、高通濾波器或者其組合中的至少一個。
[0050] 技術方案31:如技術方案28所述的方法，其中，基于所述d-q參考信號來生成所述 風力渦輪發(fā)電機的所述電壓-電流信號還包括向轉子側轉換器提供d軸電流參考和q軸電流 參考，經(jīng)由所述轉子側轉換器來確定作為所述d軸電流參考和所述q軸電流參考的函數(shù)的所 述電壓-電流信號，并且向所述雙饋發(fā)電機提供所述電壓-電流信號，其中所述對稱控制組 件改變所述d軸電流參考和所述q軸電流參考的所述轉移函數(shù)，以便實現(xiàn)所述風力渦輪發(fā)電 機的對稱控制。
[0051] 技術方案32:如技術方案31所述的方法，其中，所述q軸電流參考調節(jié)所述風力渦 輪發(fā)電機的電壓，并且所述d軸調節(jié)所述風力渦輪發(fā)電機的轉矩。
[0052]技術方案33:如技術方案31所述的方法，還包括通過確定所述風力渦輪發(fā)電機的 端子電壓的比例積分微分并且對所述微分進行濾波，來計算所述q軸電流參考。
[0053]技術方案34:如技術方案31所述的方法，還包括計算作為轉矩參考和磁通量的函 數(shù)的所述d軸電流參考。
[0054]技術方案35:如技術方案34所述的方法，還包括確定作為所述風力渦輪發(fā)電機的 端子電壓的函數(shù)的所述磁通量，對所述端子電壓進行濾波，以及將所述經(jīng)濾波端子電壓與 乘數(shù)相乘。
【附圖說明】
[0055]針對本領域的技術人員的本發(fā)明的全面和開放的公開、包括其最佳模式在說明書 中闡明，其參照所附的圖形，其中： 圖1說明按照常規(guī)構造能夠引起不穩(wěn)定次同步交互(SSI)的電路圖； 圖2分別說明電阻與頻率以及電抗與頻率的各種圖表； 圖3說明按照本公開的一個實施例的用于將a-c量轉換成d-q量的控制功能的框圖； 圖4分別說明輸入和輸出a-c量與時間以及頻率的各種圖表，具體說明不具有耦合頻率 輸出的對稱控制； 圖5分別說明輸入和輸出a-c量與時間以及頻率的各種圖表，具體說明創(chuàng)建耦合頻率輸 出的不對稱控制； 圖6說明分別對于按照常規(guī)構造的不同電網(wǎng)條件的阻抗與頻率以及阻抗與頻率的各種 圖表； 圖7說明按照本公開的一個實施例的風力渦輪機的控制系統(tǒng)的示意圖； 圖8說明按照本公開的風力渦輪機的控制系統(tǒng)的適當組件的一個實施例的框圖； 圖9說明按照常規(guī)構造的簡化的控制框圖，具體說明了d軸和q軸電流參考的生成； 圖10說明按照本公開的一個實施例的簡化的控制框圖，具體說明了提供風力渦輪發(fā)電 機的對稱控制的d軸和q軸電流參考的生成； 圖11說明分別對于按照本公開的一個實施例的不同電網(wǎng)條件的阻抗與頻率以及阻抗 與頻率的各種圖表； 圖12說明按照本公開的一個實施例的電路圖，具體說明了由串聯(lián)補償電容器所提供的 插入事件； 圖13說明比較按照本公開的一個實施例的在實現(xiàn)本公開的控制技術之前和之后的風 力渦輪發(fā)電機的瞬態(tài)響應的圖表;以及 圖14說明用于通過對稱控制設計來穩(wěn)定風力渦輪發(fā)電機的次同步交互(SSI)的方法的 一個實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0056]現(xiàn)在將詳細參照本發(fā)明的實施例，附圖中說明其一個或多個示例。每個示例作為 對本發(fā)明的說明而不是對本發(fā)明的限制來提供。實際上，本領域的技術人員將會清楚地知 道，能夠對本發(fā)明進行各種修改和變更，而沒有背離本發(fā)明的精神和范圍。例如，作為一個 實施例的一部分說明或描述的特征能夠與另一個實施例一起使用，以便產(chǎn)生又進一步的實 施例。因此，意圖是，本發(fā)明包含落入所附權利要求書范圍之內的這樣的修改和變更以及它 們的等效物。
[0057] 一般來說，本公開針對用于穩(wěn)定連接到電力網(wǎng)的風力渦輪發(fā)電機的次同步交互的 系統(tǒng)和方法。更具體來說，系統(tǒng)和方法配置成使用直接正交(d_q)控制技術來操作風力渦輪 發(fā)電機。例如，該系統(tǒng)測量電力網(wǎng)的交流(a_c)量，并且在風力渦輪發(fā)電機的控制器中將a_c 量轉換成d_q量(例如旋轉坐標）。d_q量然后提供給風力渦輪機控制器內的d_q控制回路。該 系統(tǒng)然后配置成采用d_q控制回路中的對稱控制組件來改變d_q控制回路的轉移函數(shù)。因 此，該系統(tǒng)基于所改變的轉移函數(shù)，經(jīng)由d_q控制回路來生成風力渦輪發(fā)電機的d_q參考信 號(例如一個或多個電流參考），以便實現(xiàn)風力渦輪發(fā)電機的對稱控制。因此，該系統(tǒng)至少部 分基于一個或多個d_q參考信號來生成風力渦輪發(fā)電機的控制信號，并且基于控制信號來 操作發(fā)電機。
[0058] 按照這種方式控制風力渦輪發(fā)電機提供現(xiàn)有技術控制系統(tǒng)中不存在的許多優(yōu)點。 例如，本公開使用內部控制而不是依靠外部方式來實現(xiàn)改進的次同步交互阻尼。因此，本公 開更不復雜，并且因此比先前解決方案更為經(jīng)濟。另外，該方法確保風力渦輪發(fā)電機對次同 步交互的正阻尼。
[0059] 為了使本發(fā)明的教導投入上下文中，現(xiàn)在論述用于使用包含功率電子轉換器的風 力渦輪機來生成電力的組件的方面的回顧。然而，應當理解，本公開的控制方法也可適用于 電池能量儲存系統(tǒng)中使用的其他轉換器、太陽能逆變器、靜態(tài)無功補償器(STATC0M)等等。 [0000]參照圖7,示出有風力禍輪機系統(tǒng)100的方面的示范實施例。如所示出的，轉子106 包括多個轉子葉片108,其耦合到可旋轉輪轂110,并且共同限定推進器。推進器耦合到可選 變速箱118，其又耦合到發(fā)電機120。按照本公開，發(fā)電機120可以是雙饋發(fā)電機120 (DFG)。
[0061 ] DFG 120通常經(jīng)由轉子母線156耦合到定子母線154和功率轉換組合件162。定子母 線154從DFG 120的定子(沒有單獨說明）提供三相功率的輸出，并且轉子母線156從DFG 120 的轉子(沒有單獨說明）提供三相功率的輸出。具體參照功率轉換組合件162，DFG 120經(jīng)由 轉子母線156耦合到轉子側轉換器166。轉子側轉換器166耦合到線路側轉換器168,其又耦 合到線路側母線188。在示范配置中，轉子側轉換器166和線路側轉換器168配置用于使用絕 緣柵雙極晶體管（IGBT)開關裝置的三相、二電平、脈寬調制(PWM)布置中的正常操作模式。 轉子側轉換器166和線路側轉換器168經(jīng)由DC鏈路136(DC鏈路電容器138橫跨DC鏈路136)來 耦合。
[0062] 在典型配置中，可以包括各種線路接觸器和斷路器(包括例如電網(wǎng)斷路器182)來 隔離各種組件，如在連接至電力網(wǎng)184以及與電力網(wǎng)184斷開連接期間的DFG 120的正常操 作需要的。系統(tǒng)斷路器178將系統(tǒng)母線160耦合到變壓器180,其經(jīng)由電網(wǎng)斷路器182連接到 電力網(wǎng)184。另外，風力渦輪機系統(tǒng)100內的各種斷路器和開關(包括電網(wǎng)斷路器182、系統(tǒng)斷 路器178、定子同步開關158、轉換器斷路器186以及線路接觸器172)配置成例如當電流過量 并且可能損壞風力渦輪機系統(tǒng)100的組件時或者由于其他操作考慮因素而連接或斷開對應 的母線。還可以提供附加的保護組件(未示出）。
[0063]在操作中，在DFG 120由旋轉轉子106所生成的功率經(jīng)由雙路來提供給電力網(wǎng)184。 雙路通過定子母線154和轉子母線156來限定。在轉子母線156側上，正弦三相a-c功率由功 率轉換組合件162來轉換成直流(DC)功率。來自功率轉換組合件162的經(jīng)轉換的功率與來自 DFG 120的定子的功率相組合，以便提供具有保持為基本上恒定（例如保持在60 Hz a-c電 平）的頻率的三相功率。功率轉換組合件162補償或調整來自DFG 120的轉子的三相功率的 頻率的變化。
[0064] 功率轉換組合件162還可以包括控制器174,以控制轉子側轉換器166和線路側轉 換器168的操作。應當注意，在典型實施例中，控制器174配置為系統(tǒng)100的控制系統(tǒng)170與功 率轉換組合件162之間的接口。在附加的實施例中，功率轉換組合件162經(jīng)由控制器174從例 如控制系統(tǒng)170接收控制信號?？刂菩盘栍绕浠陲L力渦輪機系統(tǒng)100的所感測的條件或工 作特性?？刂菩盘柾ǔＬ峁┕β兽D換組合件162的操作的控制。例如，以DFG 120的所感測的 速度的形式的反饋可用來控制來自轉子母線156的輸出功率的轉換，以保持正確和平衡的 三相電源。來自其他傳感器的其他反饋也可以由控制系統(tǒng)170使用來控制功率轉換組合件 162,包括例如定子和轉子母線電壓和電流反饋。使用各種形式的反饋信息（以及例如開關 控信號），定子同步開關控制信號以及系統(tǒng)斷路器控制(跳閘）信號可按照任何已知方式來 生成。
[0065] 現(xiàn)在參照圖8,按照本主題的方面說明了可包含在控制器174(或控制系統(tǒng)170)內 的適當組件的一個實施例的框圖。如所示出的，控制器174可包括一個或多個處理器173和 一個或多個相關聯(lián)的存儲器裝置175,其配置成執(zhí)行多種計算機實現(xiàn)的功能(例如執(zhí)行本文 中所公開的方法、步驟、計算等等）。如本文中所使用的，術語"處理器"不僅指代本領域中稱 作被包括在計算機中的集成電路，而且還指代控制器、微控制器、微型計算機、可編程邏輯 控制器(PLC)、專用集成電路和其他可編程電路。
[0066] 另外，一個或多個存儲器裝置175-般包括一個或多個存儲器元件，包括但不限于 計算機可讀介質（例如隨機存取存儲器(RAM))、計算機可讀非易失性介質（例如閃速存儲 器）、軟盤、致密光盤只讀存儲器(CD-ROM)、磁光盤(MOD)、數(shù)字多功能光盤(DVD)和/或其他 適當?shù)拇鎯ζ髟４送?，控制?74還可包括通信模塊176,以促進控制器174與風力渦輪 機系統(tǒng)100的各種組件之間的通信。例如，通信模塊176可包括傳感器接口 177(例如一個或 多個模數(shù)轉換器），以準許由一個或多個傳感器183、185、187所傳送的信號被轉換為能夠由 控制器174來理解和處理的信號。應當意識到，傳感器183、185、187可使用任何適當?shù)姆绞?通信地耦合到通信模塊176。例如，如在圖8中所示出的，傳感器183、185、187經(jīng)由有線連接 耦合到傳感器接口 177。然而，在其他實施例中，傳感器183、185、187可經(jīng)由無線連接(例如 通過使用本領域已知的任何適當?shù)臒o線通信協(xié)議)來耦合到傳感器接口 177。因此，處理器 173可配置成從傳感器183、185、187接收一個或多個信號。
[0067]風力渦輪機系統(tǒng)100的傳感器183、185、187可以是配置成測量在風力渦輪機處或 附近的任何操作或負荷條件的任何適當傳感器。例如，傳感器可包括:葉片傳感器，用于測 量轉子葉片108之一的螺旋角或者用于測量在轉子葉片108之一上起作用的負荷;發(fā)電機傳 感器，用于監(jiān)測發(fā)電機(例如轉矩、旋轉速度、加速度和/或功率輸出）；和/或各種風力傳感 器，用于測量各種風力參數(shù)。另外，傳感器183、185、187可位于風力渦輪機的地面附近、短艙 上或者風力渦輪機的氣象桅桿上。還應當理解，可在任何位置采用任何數(shù)量或類型的傳感 器。例如，傳感器可以是加速計、壓力傳感器、攻角傳感器、振動傳感器、MMU傳感器、照相裝 置系統(tǒng)、光纖系統(tǒng)、風速計、風向標、聲探測和測距(S0DAR)傳感器、紅外激光器、光探測和測 距(LIDAR)傳感器、輻射計、皮托管、無線電探空測風儀、其他光學傳感器和/或任何其他適 當?shù)膫鞲衅鳌?br>[0068] 現(xiàn)在參照圖9和圖10,說明了可由控制器174來實現(xiàn)以用于生成風力渦輪發(fā)電機的 控制信號的各種控制回路簡圖。例如，這類控制回路配置成產(chǎn)生針對DFG 120的恒定和穩(wěn)定 電流和/或電壓命令。更具體來說，圖9說明按照常規(guī)構造的用于生成電流參考(例如Iq*和 Id*)的控制回路簡圖150。相比之下，圖10說明按照本公開的用于通過經(jīng)由一個或多個對稱 控制組件202、204創(chuàng)建對稱控制設計來生成d-q參考信號(例如d-q電流參考I q* and Id*)以 用于改進DFG 120的次同步交互阻尼的控制回路簡圖200。更具體來說，如所示出的，對稱控 制組件202、204對應于多個濾波器202、204,其改變d-q回路的轉移函數(shù)以實現(xiàn)對稱控制。 [0069] 如在圖10所示出的，q軸電流參考IJ調節(jié)DFG 120的電壓，并且d軸電流參考1/調 節(jié)DFG 120的轉矩。由于這個原因，兩個軸能夠基于不同基本原理來設計，并且因此變成不 對稱的（即，兩個軸的轉移函數(shù)是不同的）。更具體來說，q軸電流參考I，是電壓調節(jié)器的輸 出，其基于電壓參考V#來控制DFG 120的端子電壓幅值V。例如，如在圖10中所示出的，控制 回路200通過確定DFG 120的端子電壓V的比例積分(PI)微分并且經(jīng)由濾波器202對微分進 行濾波，來計算q軸電流參考。
[0070]此外，控制回路200計算作為轉矩參考f和磁通量Ψ的函數(shù)的d軸電流參考I/。更 具體來說，通過將轉矩參考f除以磁通量Ψ，如以N/D，即分子除以分母所示出的，從轉矩參 考f來計算d軸電流參考I/。另外，磁通量Ψ-般與DFG 120端子電壓幅值V成比例。因此，在 某些實施例中，控制回路200確定作為DFG 120的端子電壓V的函數(shù)的磁通量Ψ，對端子電壓 V進行濾波，并且將經(jīng)濾波的端子電壓與乘數(shù)、例如K相乘。更具體來說，在某些實施例中，乘 數(shù)K可以是定子電壓頻率的函數(shù)(例如l/co s)。
[0071]從小信號觀點來看，DFG 120端子電壓V與電流參考Ij和1/之間的轉移函數(shù)能夠 表達為：
其中Gp^PI調節(jié)器的轉移函數(shù)，以及 Vo是穩(wěn)態(tài)電壓幅值。
[0072]如通過等式（1)和(2)所示出的，從V到1/的轉移函數(shù)取決于DFG 120的一個或多個 操作條件。例如，在τ接近零的低功率輸出，從V到1/的增益也接近零。此外，兩個軸之間的差 創(chuàng)建不對稱控制并且因此創(chuàng)建本文中所描述的耦合頻率效應(例如圖5)。在DFG 120的上下 文中，低功率/低速度操作通常呈現(xiàn)最具挑戰(zhàn)性的條件，因為轉子106的電阻變?yōu)榇瓮筋l 率范圍中的最負數(shù)。因此，本公開的系統(tǒng)200包括如在圖10中所示出的一個或多個對稱控制 組件202、204(例如一個或多個濾波器或控制補償器），以便具體處理DFG 120的低功率/低 速度操作。更具體來說，在某些實施例中，對稱控制組件202、204能夠應用于兩個軸的每個 (或兩者）的控制通路中，使得所產(chǎn)生轉移函數(shù)在某個頻率范圍（即，次同步頻率范圍）中彼 此相似(恢復對稱）。如本文中所描述的控制補償器一般指的是控制系統(tǒng)中的改進反饋和控 制系統(tǒng)中的不期望的頻率響應的組件。
[0073]更具體來說，在某些實施例中，對稱控制組件202、204可以是具有大約30 Hz(其一 般是次同步頻率范圍的中值）的阻塞頻率的陷波濾波器。然而，本領域的技術人員應當理 解，阻塞頻率可以是任何適當頻率，并且可根據(jù)系統(tǒng)而改變。通過將濾波器202、204包含在 從V到IdV的通路中，如在圖10中所示出的，兩個軸之間的差對于阻塞頻率周圍的頻率范圍 (即，通常發(fā)現(xiàn)SSI不穩(wěn)定性的頻率范圍)有效地降低。同時，濾波器202、204允許低頻率控制 信號（即，d-q旋轉幀中的低頻率)的足夠帶寬經(jīng)過，而沒有許多衰減或相位滯后。另外，如在 圖10中所示出的，包括濾波器204,以用于Id生成的V輸入但是不用于轉矩參考Τ'在這樣的 實施例中，沒有用于轉矩參考f的濾波器避免改變系統(tǒng)機械特性，因為轉矩參考f不受濾波 器影響。
[0074] 如本文中所描述的濾波器202、204可以是本領域已知的任何適當濾波器。例如，在 某些實施例中，濾波器202、204可包括帶阻濾波器或帶除濾波器。帶阻濾波器或帶除濾波器 一般指的是使大多數(shù)頻率未改變地通過但是將特定范圍內的信號衰減到極低電平的濾波 器。因此，帶阻濾波器與帶通濾波器(其使某個范圍內的頻率通過并且抑制(衰減)那個范圍 之外的頻率)相反。更具體來說，濾波器202、204可以是陷波濾波器，其是具有窄的阻帶（即， 高Q因子）的帶阻濾波器。在又一些附加實施例中，濾波器202、204可包括帶通濾波器，其是 低通和高通濾波器的組合。因此，在具體實施例中，濾波器202、204可包括低通濾波器，之后 接著串聯(lián)的高通濾波器。低通濾波器一般指的是使具有低于某個截止頻率的頻率的信號通 過并且衰減具有高于截止頻率的頻率的信號的濾波器。各頻率的衰減量取決于濾波器設 計。低通濾波器與高通濾波器(其是使具有高于某個截止頻率的頻率的信號通過并且衰減 具有低于截止頻率的頻率的信號的濾波器)相反。在又進一步的實施例中，濾波器202、204 可包括滾動平均濾波器。
[0075]現(xiàn)在參照圖11，說明了圖表，其說明本公開的潛在優(yōu)點。如所示出的，參照圖5論述 的耦合頻率效應顯著降低，如通過次同步頻率范圍的大部分中的不同電網(wǎng)條件下的對應的 發(fā)電機頻率阻抗218、220所反映的(例如直到電阻正地較高并且SSI不是擔憂）。
[0076] 本公開的控制技術的優(yōu)點在其穩(wěn)定SSI瞬變方面的效能的時域模擬中評估，并且 在圖12和圖13中進一步說明。更具體來說，圖12說明按照本公開的電路圖190,其具有配置 成提供如本文中所描述的插入事件的串聯(lián)補償電容器192。在安裝串聯(lián)補償電容器192之 前，無限母線194與風力渦輪機變壓器180的高電壓側之間的電網(wǎng)短路比（SCR)接近0.77 pu。在斷開串聯(lián)補償電容器192的旁路開關之后，電網(wǎng)SCR增加到1.34 pu。如在圖13中所示 出的，說明了比較將濾波器202、204的一個或多個添加到電流參考通路之前和之后的DFG 120的瞬時響應的圖表。如所示出的，當與現(xiàn)有技術控制技術（曲線198)相比時，本公開的控 制技術（曲線196)穩(wěn)定SSI。
[0077] 現(xiàn)在參照圖14,說明了用于使用按照本公開的用于使用d-q控制技術來操作連接 到電力網(wǎng)的風力渦輪發(fā)電機的方法300的流程圖。如在302示出的，方法300包括測量電力網(wǎng) 的a-c量。在304,方法300包括在風力渦輪發(fā)電機的控制器內將a-c量轉換為d-q量。在306， 方法300包括經(jīng)由至少一個濾波器對控制器的控制回路中的d-q量進行濾波。在308，該方法 包括基于經(jīng)濾波的d-q量來生成風力渦輪發(fā)電機的控制信號。此外，在310，該方法包括基于 控制信號來操作風力渦輪發(fā)電機，以便穩(wěn)定風力渦輪發(fā)電機的次同步交互。
[0078] 本書面描述使用包括最佳模式的示例來公開本發(fā)明，并且還使本領域的技術人員 能夠實施本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何結合方法。本發(fā)明的專利 范圍由權利要求書來定義，并且可包括本領域的技術人員想到的其他示例。如果這樣的其 他示例包括與權利要求書的文字語言完全相同的結構元件，或者如果它們包括具有與權利 要求書的文字語言的非實質差異的等效結構元件，則它們意在權利要求書的范圍之內。
[0079] 附圖標記說明
【主權項】
1. 一種用于使用直接正交(d-q)控制技術來操作連接到電力網(wǎng)（184)的風力渦輪發(fā)電 機(120)的方法，所述方法包括： 測量所述電力網(wǎng)（184)的交流(a-c)量； 在所述風力渦輪發(fā)電機（120)的控制器（174)中將所述a-c量轉換為d-q量； 向所述控制器(174)內的d-q控制回路(200)提供所述d-q量； 采用對稱控制組件(202，204)來改變所述d-q控制回路(200)的轉移函數(shù)； 基于所述改變的轉移函數(shù)來生成所述風力渦輪發(fā)電機（120)的至少一個d-q參考信號， 以便實現(xiàn)所述風力渦輪發(fā)電機(120)的對稱控制； 至少部分基于至少一個d-q參考信號來生成所述風力渦輪發(fā)電機（120)的控制信號；以 及 基于所述控制信號來操作所述風力渦輪發(fā)電機（120)，以便穩(wěn)定所述風力渦輪發(fā)電機 (120)的次同步交互。2. 如權利要求1所述的方法，其中，所述對稱控制組件（202，204)包括一個或多個濾 波器或控制補償器中的至少一個。3. 如權利要求2所述的方法，其中，所述一個或多個濾波器包括陷波濾波器、低通濾波 器、高通濾波器或者其組合中的至少一個。4. 如權利要求1所述的方法，其中，所述風力渦輪發(fā)電機（120)包括具有定子和轉子的 雙饋發(fā)電機，所述轉子經(jīng)由功率轉換組合件（162)耦合到所述電力網(wǎng)（184)，所述功率轉換 組合件（16 2)包括轉子側功率轉換器（166)和電網(wǎng)側功率轉換器（168 )，其中所述d-q控制回 路(200)配置成經(jīng)由所述轉子側功率轉換器(166)來控制所述轉子的電壓。 5 .如權利要求4所述的方法，其中，所述d-q參考信號包括d軸電流參考、d軸電壓參考、q 軸電流參考或q軸電壓參考中的至少一個。6. 如權利要求5所述的方法，其中，基于所述d-q參考信號來生成所述風力渦輪發(fā)電機 (120)的所述控制信號還包括向所述轉子側轉換器提供所述d軸電流參考和所述q軸電流參 考，經(jīng)由所述轉子側轉換器（166)來確定作為所述d軸電流參考和所述q軸電流參考的函數(shù) 的所述控制信號，并且向所述風力渦輪發(fā)電機（120)提供所述控制信號，其中所述對稱控制 組件(202, 204)改變所述d軸電流參考和所述q軸電流參考的所述轉移函數(shù)，以便實現(xiàn)所述 風力渦輪發(fā)電機(120)的對稱控制。7. 如權利要求6所述的方法，其中，所述q軸電流參考調節(jié)所述風力渦輪發(fā)電機（120)的 電壓，并且所述d軸電流參考調節(jié)所述風力渦輪發(fā)電機(120)的轉矩。8. 如權利要求6所述的方法，還包括通過確定所述風力渦輪發(fā)電機（120)的端子電壓的 比例積分微分并且對所述微分進行濾波，來計算所述q軸電流參考。9. 如權利要求6所述的方法，還包括計算作為轉矩參考和磁通量的函數(shù)的所述d軸電流 參考，其中，還包括確定作為所述風力渦輪發(fā)電機（120)的端子電壓的函數(shù)的所述磁通量， 對所述端子電壓進行濾波，以及將所述經(jīng)濾波的端子電壓與乘數(shù)相乘。10. -種用于改進連接到電力網(wǎng)（184)的風力渦輪發(fā)電機的雙饋發(fā)電機的次同步交互 (SSI)阻尼的方法，所述方法包括： 采用對稱控制組件（202, 204)來改變所述發(fā)電機的控制器（174)內的d-q控制回路 (200)的轉移函數(shù)； 基于所述改變的轉移函數(shù)來生成所述發(fā)電機的至少一個d-q參考信號，以便實現(xiàn)所述 風力渦輪發(fā)電機(120)的對稱控制； 至少部分基于所述d-q參考信號來生成所述風力渦輪發(fā)電機(120)的控制信號；以及 基于所述控制信號來操作所述風力渦輪發(fā)電機(120)。
【文檔編號】H02P9/10GK105932916SQ201610107472
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月26日
【發(fā)明人】任瑋, E.V.拉森
【申請人】通用電氣公司