本公開(kāi)一般涉及基于逆變器的資源，例如風(fēng)力渦輪，并且更特定地涉及控制基于逆變器的資源中的有源諧波濾波器的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)功率被認(rèn)為是目前可獲得的最清潔、對(duì)環(huán)境最友好的能源之一，并且風(fēng)力渦輪在這方面已得到越來(lái)越多的關(guān)注。現(xiàn)代風(fēng)力渦輪通常包括塔架、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、機(jī)艙和一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片使用已知的翼型件原理捕獲風(fēng)的動(dòng)能。例如，轉(zhuǎn)子葉片通常具有翼型件的橫截面輪廓，使得在操作期間，空氣在葉片之上流動(dòng)，從而在兩側(cè)之間產(chǎn)生壓力差。因此，從壓力側(cè)指向吸力側(cè)的升力作用在葉片上。升力在與用于產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)嚙合的主轉(zhuǎn)子軸上生成扭矩。

2、在操作期間，風(fēng)沖擊風(fēng)力渦輪的轉(zhuǎn)子葉片，并且葉片將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)低速軸的機(jī)械旋轉(zhuǎn)扭矩。低速軸被配置成驅(qū)動(dòng)齒輪箱，所述齒輪箱隨后提高低速軸的低旋轉(zhuǎn)速度，以便以增加的旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動(dòng)高速軸。高速軸通?？尚D(zhuǎn)地耦合到發(fā)電機(jī)，以可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。因此，可由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并且可在磁耦合到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的發(fā)電機(jī)定子內(nèi)感應(yīng)電壓。在某些配置中，相關(guān)聯(lián)的電功率可以傳輸?shù)綔u輪變壓器，所述渦輪變壓器通常經(jīng)由電網(wǎng)斷路器連接到電力網(wǎng)。因此，渦輪變壓器提高電功率的電壓幅度，使得經(jīng)變換的電功率可以進(jìn)一步傳輸?shù)诫娏W(wǎng)。

3、在許多風(fēng)力渦輪中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子可電耦合到雙向功率轉(zhuǎn)換器，所述雙向功率轉(zhuǎn)換器包括經(jīng)由經(jīng)調(diào)節(jié)的dc鏈路接合到線(xiàn)路側(cè)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)換器。更具體而言，一些風(fēng)力渦輪(例如風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(dfig)系統(tǒng)或全功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng))可包括具有ac-dc-ac拓?fù)涞墓β兽D(zhuǎn)換器。在這樣的系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)定子經(jīng)由主變壓器單獨(dú)連接到電力網(wǎng)。

4、然而，在某些實(shí)例中，這樣的系統(tǒng)可能生成需要被控制和/或減少的渦輪諧波，因?yàn)閬?lái)自各種電網(wǎng)法規(guī)的要求之一是在風(fēng)力渦輪的輸出處電流和電壓諧波的一致性。基于dfig的風(fēng)力渦輪系統(tǒng)中的主要諧波源是轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)換器和線(xiàn)路側(cè)轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)換器中的諧波主要經(jīng)由定子電流促成渦輪諧波。定子和線(xiàn)路電流結(jié)合在一起以生成渦輪諧波(在有主變壓器的情況下或在沒(méi)有主變壓器的情況下)。

5、因此，在dfig系統(tǒng)中，其中定子與功率轉(zhuǎn)換器隔離，通常在定子和電網(wǎng)之間提供無(wú)源濾波器，以允許定子電壓不同于轉(zhuǎn)換器電壓。雖然這樣的濾波器可以減少?gòu)膁fig供應(yīng)到電力網(wǎng)的諧波，但它們?cè)谧兓牟僮鳁l件的情況下沒(méi)有提供很大的靈活性。

6、因此，本公開(kāi)涉及使用用于有源諧波濾波器的相位偏移控制的最大補(bǔ)償跟蹤器來(lái)控制基于逆變器的資源(例如風(fēng)力渦輪)中的有源諧波濾波器的系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開(kāi)的方面和優(yōu)點(diǎn)將在以下描述中部分闡述，或者可從描述中顯而易見(jiàn)，或者可通過(guò)本公開(kāi)的實(shí)踐而獲知。

2、在一方面，本公開(kāi)涉及一種用于控制基于逆變器的資源的有源諧波濾波器的方法。所述方法包括經(jīng)由最大補(bǔ)償跟蹤器模塊，接收電網(wǎng)反饋信號(hào)。進(jìn)一步地，所述方法包括經(jīng)由所述最大補(bǔ)償跟蹤器模塊，至少部分基于所述電網(wǎng)反饋信號(hào)來(lái)確定相移信號(hào)。此外，所述方法包括經(jīng)由所述最大補(bǔ)償跟蹤器模塊，將相移偏移信號(hào)應(yīng)用于所述相移信號(hào)以獲得修改的相移信號(hào)。另外，所述方法包括經(jīng)由所述最大補(bǔ)償跟蹤器模塊，至少部分基于所述電網(wǎng)反饋信號(hào)和所述修改的相移信號(hào)來(lái)確定用于所述有源諧波濾波器的電壓參考信號(hào)。因此，所述方法包括以及經(jīng)由所述最大補(bǔ)償跟蹤器模塊，使用所述電壓參考信號(hào)來(lái)控制所述有源諧波濾波器，其中所述相移偏移信號(hào)確保所述有源諧波濾波器注入與目標(biāo)諧波基本異相的電流。

3、在另一方面，本公開(kāi)涉及一種連接到電力網(wǎng)的風(fēng)力渦輪功率系統(tǒng)。所述風(fēng)力渦輪功率系統(tǒng)包括：具有轉(zhuǎn)子側(cè)轉(zhuǎn)換器和線(xiàn)路側(cè)轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器、具有轉(zhuǎn)子和定子的發(fā)電機(jī)、耦合在所述發(fā)電機(jī)和所述電力網(wǎng)之間的有源諧波濾波器、以及用于控制所述風(fēng)力渦輪功率系統(tǒng)的控制器。所述控制器包括最大補(bǔ)償跟蹤器模塊。所述最大補(bǔ)償跟蹤器模塊配置成執(zhí)行多個(gè)操作，包括但不限于：接收電網(wǎng)反饋信號(hào)；至少部分基于所述電網(wǎng)反饋信號(hào)來(lái)確定相移信號(hào)；將相移偏移信號(hào)應(yīng)用于所述相移信號(hào)以獲得修改的相移信號(hào)；至少部分基于所述電網(wǎng)反饋信號(hào)和所述修改的相移信號(hào)來(lái)確定用于所述有源諧波濾波器的電壓參考信號(hào)；以及使用所述電壓參考信號(hào)來(lái)控制所述有源諧波濾波器，其中所述相移偏移信號(hào)確保所述有源諧波濾波器注入與目標(biāo)諧波基本異相的電流。

4、參考以下描述和所附權(quán)利要求，本公開(kāi)的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。并入本說(shuō)明書(shū)并構(gòu)成其一部分的附圖示出了本公開(kāi)的實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本公開(kāi)的原理。

技術(shù)特征：

1.一種用于控制基于逆變器的資源的有源諧波濾波器的方法，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電網(wǎng)反饋信號(hào)包括電壓反饋、電流反饋、頻率反饋或其組合中的至少一個(gè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，至少部分基于所述電網(wǎng)反饋信號(hào)和所述修改的相移信號(hào)來(lái)確定用于所述有源諧波濾波器的所述電壓參考信號(hào)還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，至少部分基于所述電網(wǎng)反饋信號(hào)來(lái)確定所述相移信號(hào)還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括經(jīng)由所述最大補(bǔ)償跟蹤器模塊，確定對(duì)于所述有源諧波濾波器的用于每單位安培進(jìn)行最大諧波補(bǔ)償?shù)乃鱿嘁破频淖罴阎怠?/p>

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，確定對(duì)于所述有源諧波濾波器的用于每單位安培進(jìn)行最大諧波補(bǔ)償?shù)乃鱿嘁破菩盘?hào)的所述最佳值還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述最大補(bǔ)償跟蹤器模塊是多個(gè)最大補(bǔ)償跟蹤器模塊之一，所述方法還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述基于逆變器的資源包括風(fēng)力渦輪功率系統(tǒng)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括將所述有源諧波濾波器耦合在所述風(fēng)力渦輪功率系統(tǒng)的線(xiàn)路側(cè)轉(zhuǎn)換器和電力網(wǎng)之間。

技術(shù)總結(jié)
一種用于控制基于逆變器的資源的有源諧波濾波器的方法，包括：經(jīng)由最大補(bǔ)償跟蹤器模塊，接收電網(wǎng)反饋信號(hào)；經(jīng)由所述最大補(bǔ)償跟蹤器模塊，至少部分基于所述電網(wǎng)反饋信號(hào)來(lái)確定相移信號(hào)；經(jīng)由所述最大補(bǔ)償跟蹤器模塊，將相移偏移信號(hào)應(yīng)用于所述相移信號(hào)以獲得修改的相移信號(hào)；經(jīng)由所述最大補(bǔ)償跟蹤器模塊，至少部分基于所述電網(wǎng)反饋信號(hào)和所述修改的相移信號(hào)來(lái)確定用于所述有源諧波濾波器的電壓參考信號(hào)；以及經(jīng)由所述最大補(bǔ)償跟蹤器模塊，使用所述電壓參考信號(hào)來(lái)控制所述有源諧波濾波器，其中所述相移偏移信號(hào)確保所述有源諧波濾波器注入與目標(biāo)諧波基本異相的電流。

技術(shù)研發(fā)人員：P·C·喬達(dá)里,K·賈,R·G·瓦戈納,W·G·巴頓,S·舒克拉,A·K·蒂瓦里
受保護(hù)的技術(shù)使用者：通用電氣可再生能源西班牙有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/26