风力发电系统及其控制方法

摘要

本发明提供一种风力发电系统及其控制方法，用于在永磁体型风力发电系统连接的电力系统中引起系统事故时，由设置在电力变换器直流部的能量消耗电路消耗从发电机流入的能量，保护永磁体型风力发电系统免受过电压或过电流影响并继续运转。在本发明中，在由于系统异常电力变换器的直流部电压上升的情况下，也可回避直流过电流，进行风力发电系统的继续运转。因此，在风力发电系统中，通过在电力变换器的直流部设有由半导体开关和电阻器组成的能量消耗电力，从而即使在系统异常时直流电压上升的情况下，也能消耗能量，使风力发电系统继续运转。

主权项

一种风力发电系统，其具有：叶片，能变更桨距角；风轮，与所述叶片机械连接；同步发电机，由所述风轮驱动；电力变换器，与所述同步发电机电连接，控制从所述同步发电机输出至电力系统的电力；电力变换器控制器，其控制电力变换器；和桨距角控制单元，控制所述桨距角，所述电力变换器具有：发电机侧电力变换器，其将所述同步发电机的输出进行电力变换而得到的直流提供给直流部分；设置于所述直流部分的平滑电容器；以及系统侧电力变换器，其与所述平滑电容器连接且将提供给所述直流部分的电力变换至系统频率后提供给系统，所述风力发电系统，在所述电力变换器的直流部分具备电能消耗电路，所述电能消耗电路具有：电阻器，用于消耗电能；以及开关单元，用于使所述电阻器导通关断，存在第1直流过电压判定电平、以及电压电平比所述第1直流过电压判定电平高的第2直流过电压判定电平，所述电力变换器控制器在判定为直流部分的直流电压比所述第1直流过电压判定电平高的情况下，使所述开关单元导通来使所述电阻器短路以消耗电能，即便使所述电阻器动作，直流部分的直流电压还继续上升且被所述电力变换器控制器判定为超过所述第2直流过电压判定电平的情况下，关断所述电力变换器的门来使所述风力发电系统停止，在通常时，所述系统侧电力变换器被控制为使所述直流部分为规定电压，所述发电机侧电力变换器被控制为对所述系统提供规定的有功功率，在所述电力变换器的过电流异常时，若并非因系统电压下降引起的过电流，则视为非系统异常，从而判断为所述风力发电系统的构成机器的故障而向与所述电力系统连接的断路器发送断开信号来使所述风力发电系统停止，若是系统异常，则所述发电机侧电力变换器和所述系统侧电力变换器均被门阻断，在所述过电流异常被解除时，所述发电机侧电力变换器被控制为使所述直流部分成为规定电压，在规定时间后，所述系统侧电力变换器被控制为对系统提供规定的无功功率，在与所述过电流异常不同的异常中，使所述发电机侧电力变换器和所述系统侧电力变换器的动作维持，以使所述发电机侧电力变换器被控制为使所述直流部分成为规定电压而且所述系统侧电力变换器对系统提供规定的无功功率。