專利名稱：用于供應(yīng)和/或吸收無功功率的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及風力渦輪機，并且更特別是涉及一種用于相對于風力渦輪機供應(yīng)和/或吸收無功功率(reactive power)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
有時使用風力渦輪機將風能產(chǎn)生電能，其中電發(fā)生器通過轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動驅(qū)動，將風能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動能。但是，風能有時不足以驅(qū)動轉(zhuǎn)子，使得風力渦輪機不產(chǎn)生電能。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，風力渦輪機包括具有輪轂的轉(zhuǎn)子、連接在輪轂上的至少一個轉(zhuǎn)子葉片以及連接在所述輪轂上以便與其轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子軸。風力渦輪機還包括連接在轉(zhuǎn)子軸上的電發(fā)生器，并且發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器電連接到電發(fā)生器上，以便將從電發(fā)生器接收的可變頻率AC轉(zhuǎn)換成DC。發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器電連接到電載荷上并且構(gòu)造成將無功功率供應(yīng)到電載荷并且從電載荷中吸收無功功率中的至少一種情況。風力渦輪機還包括電連接到發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器上的電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器，以便將從發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器接收的DC轉(zhuǎn)換成固定頻率AC。電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器電連接到電載荷上，并且構(gòu)造成將無功功率供應(yīng)到電載荷并且從電載荷中吸收無功功率中的至少一種情況。
在另一方面，提供一種相對于風力渦輪機提供無功功率的方法，風力渦輪機具有電發(fā)生器、電連接到電發(fā)生器上的發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器以及電連接在發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器和電載荷之間的電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器。該方法包括使用發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器和電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器，將無功功率同時供應(yīng)到電載荷上。
在另一方面，提供一種相對于風力渦輪機提供無功功率的方法，風力渦輪機具有電發(fā)生器、電連接到電發(fā)生器上的發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器以及電連接在發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器和電載荷之間的電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器。該方法包括使用發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器和電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器，從電載荷同時吸收無功功率。


圖1是示例性風力渦輪機的示例性實施例的透視圖；圖2是圖1和2所示的風力渦輪機的示意圖；圖3是說明相對于風力渦輪機提供無功功率的方法的示例性實施例的流程圖，風力渦輪機例如但不局限于圖1和2所示的風力渦輪機；圖4是說明相對于風力渦輪機提供無功功率的方法的另一示例性實施例的流程圖，風力渦輪機例如但不局限于圖1和2所示的風力渦輪機。
部件列表風力渦輪機10、機艙12、轉(zhuǎn)子14、轉(zhuǎn)動軸線16、塔18、轉(zhuǎn)子輪轂20、葉片22、發(fā)生器24、轉(zhuǎn)子軸26、轉(zhuǎn)子軸28、齒輪箱30、低速側(cè)32、高速側(cè)34、發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36、電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38、載荷40、開關(guān)42、開關(guān)44、開關(guān)46、系統(tǒng)48、總線50、處理器52、RAM54、裝置56、存儲器(ROM)58、裝置60、感測器界面62、方法100、供應(yīng)102、調(diào)節(jié)104、方法200、吸收202、調(diào)節(jié)204。
具體實施例方式
如這里使用那樣，術(shù)語“葉片”用來表示在相對于環(huán)繞流體運動時提供反作用力的任何裝置。如這里使用那樣，術(shù)語“風力渦輪機”用來表示從風能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動能并且更特別是將風的動能轉(zhuǎn)換成機械能的任何裝置。如這里使用那樣，術(shù)語“風力發(fā)生器”是用來表示從風能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動能中產(chǎn)生電能并且更特別是將從動能轉(zhuǎn)換的機械能轉(zhuǎn)換成電能的任何風力渦輪機。
圖1是示例性風力渦輪機10的示例性實施例的透視圖。這里描述和說明的風力渦輪機10是用于從風能產(chǎn)生電能的風力發(fā)生器。這里描述和說明的示例性風力渦輪機10包括水平軸線的構(gòu)造。但是，在某些實施例中，風力渦輪機10可包括(除了水平軸線構(gòu)造之外或作為其選擇)垂直軸線構(gòu)造(未示出)。風力渦輪機10連接在電載荷(圖1未示出)，例如但不局限于電網(wǎng)、能量存儲裝置、水力電解槽和/或電馬達，以便從中接收輔助電能和/或用于將風力渦輪機10產(chǎn)生的電能供應(yīng)其中。雖然只表示一個風力渦輪機10，在某些實施例中，多個風力渦輪機10可組合在一起，有時稱為“風力農(nóng)場”。
風力渦輪機10包括有時稱為“機艙”的主體12以及連接到主體12上以便相對于主體12圍繞轉(zhuǎn)動軸線16轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子(總體由14標示)。在示例性實施例中，機艙12安裝在塔18上。但是，在某些實施例中，除了安裝在塔上的機艙12之外或作為其選擇，風力渦輪機10包括靠近地面和/或水面的機艙12。塔18的高度可以是使得風力渦輪機10如這里描述那樣操作的任何適當高度。轉(zhuǎn)子14包括輪轂20和多個葉片20以便將風能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動能。雖然轉(zhuǎn)子14這里描述和說明為具有三個葉片22，轉(zhuǎn)子14可具有任何數(shù)量的葉片22。葉片22可各自具有任何長度(而不管這里描述如何)。例如，在某些實施例中，一個或多個轉(zhuǎn)子葉片22是大約0.5米長，而在某些實施例中，一個或多個葉片22是大約50米長。葉片22的其它實例包括10米或更小、大約20米、大約37米以及大約40米。另外其它的實例包括大約50和大約100米長之間的轉(zhuǎn)子葉片22。
不管轉(zhuǎn)子葉片22如何在圖1中描述，轉(zhuǎn)子14可具有任何形狀的葉片22，并且可以具有任何類型和/或任何構(gòu)造的葉片22，而不管這里描述和/或說明的形狀、類型和/或構(gòu)造如何。轉(zhuǎn)子葉片22的另一類型、形狀和/或構(gòu)造的一個實例是具有導(dǎo)管的轉(zhuǎn)子(未示出)，該轉(zhuǎn)子具有容納在導(dǎo)管(未示出)內(nèi)的渦輪(未示出)。轉(zhuǎn)子葉片22的另一類型、形狀和/或構(gòu)造的另一實例是達里厄(darrieus)風力渦輪機，有時稱為“打蛋器”渦輪機。轉(zhuǎn)子葉片22的另一類型、形狀和/或構(gòu)造的又一實例是薩伏紐斯(savonious)風力渦輪機。轉(zhuǎn)子葉片22的另一類型、形狀和/或構(gòu)造的再一實例是用于泵送水的傳統(tǒng)風車，例如但不局限于具有木質(zhì)擋板和/或纖維帆的四葉片轉(zhuǎn)子。此外，風力渦輪機10可在某些實施例中是其中轉(zhuǎn)子14總體面向逆風以便控制風能的風力渦輪機，和/或可以是其中轉(zhuǎn)子14總體面向順風以便控制風能的風力渦輪機。當然，在任何實施例中，轉(zhuǎn)子14可以不準確地面向逆風和/或順風，而可以相對于風向總體面向任何角度(可以變化)以便從中控制風能。
現(xiàn)在參考圖2，風力渦輪機10包括連接在轉(zhuǎn)子14上以便從轉(zhuǎn)子14產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動能產(chǎn)生電能的電發(fā)生器24。發(fā)生器24可以是任何類型的電發(fā)生器，例如但不局限于卷繞轉(zhuǎn)子感應(yīng)發(fā)生器、永磁體發(fā)生器、同步發(fā)生器和/或鼠籠感應(yīng)發(fā)生器。發(fā)生器24包括定子(未示出)和轉(zhuǎn)子(未示出)。轉(zhuǎn)子14包括連接在轉(zhuǎn)子輪轂20上以便與其一起轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子軸26。發(fā)生器24連接在轉(zhuǎn)子軸26上，使得轉(zhuǎn)子軸26轉(zhuǎn)動驅(qū)動發(fā)生器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，以及發(fā)生器24的操作。在示例性實施例中，發(fā)生器轉(zhuǎn)子具有連接其上并連接在轉(zhuǎn)子軸26的轉(zhuǎn)子軸28，使得轉(zhuǎn)子軸26的轉(zhuǎn)動驅(qū)動發(fā)生器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動。在其它實施例中，發(fā)生器轉(zhuǎn)子直接連接在轉(zhuǎn)子軸26上，有時稱為“直接驅(qū)動風力渦輪機”。在示例性實施例中，發(fā)生器轉(zhuǎn)動軸28經(jīng)由齒輪箱30連接在轉(zhuǎn)子軸26上，而在其它實施例中，發(fā)生器轉(zhuǎn)子軸28直接連接在轉(zhuǎn)子軸26上。更特別是，在示例性實施例中，齒輪箱30具有連接在轉(zhuǎn)子軸26上的低速側(cè)32以及連接在發(fā)生器轉(zhuǎn)子軸28上的高速側(cè)34。轉(zhuǎn)子14的扭矩驅(qū)動發(fā)生器轉(zhuǎn)子，由此從轉(zhuǎn)子14的轉(zhuǎn)動中產(chǎn)生可變頻率AC的電能。
在示例性實施例中，風力渦輪機10包括發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36以及電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38，有時稱為雙重轉(zhuǎn)換風力渦輪機發(fā)生器。更特別是，發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36電連接到發(fā)生器24上，并且將從發(fā)生器24接收的可變頻率AC轉(zhuǎn)換成DC。電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38電連接到發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36上并且將從發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36接收的DC轉(zhuǎn)換成固定頻率AC。電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38還電連接到電載荷40上，例如但不局限于電網(wǎng)、能量存儲裝置、水力電解槽和/或電馬達。在其中風能足以驅(qū)動轉(zhuǎn)子14轉(zhuǎn)動并由此從發(fā)生器24的操作中產(chǎn)生電能的情況下，電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38將固定頻率AC供應(yīng)到載荷40。電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38還可從載荷40吸收和/或供應(yīng)電無功功率。發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36和電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38可各自位于風力渦輪機10內(nèi)的任何位置或遠離風力渦輪機10。例如，在示例性實施例中，發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36和電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38各自位于塔18的底部(未示出)內(nèi)。
如上所述，電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38電連接到電載荷40上以便將電無功功率供應(yīng)其中并且用于從中吸收電無功功率。另外，發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36電連接到電載荷40上，以便將電無功功率供應(yīng)其中并且用于從中吸收電無功功率。因此，在風能在預(yù)定閾值以下時，或者在希望使用發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36在發(fā)生器24的操作過程中通過電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38進行無功功率的補充供應(yīng)或吸收時，電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38和發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36都構(gòu)造成將無功功率供應(yīng)到電載荷40并從電載荷40吸收無功功率。預(yù)定閾值可具有任何數(shù)值。例如，預(yù)定風能閾值可以是在風能不足以驅(qū)動轉(zhuǎn)子14轉(zhuǎn)動并由此不足以操作電發(fā)生器24以便產(chǎn)生電能的閾值。因此，在使用電發(fā)生器24時，在風能足以產(chǎn)生電能的情況下，電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38和發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36都可用來供應(yīng)無功功率到電載荷40和/或從電載荷吸收無功功率。例如，無功功率可供應(yīng)到電載荷40和/或從中吸收，以有助于調(diào)節(jié)電載荷40的電壓。在其它實施例中，預(yù)定閾值可選擇為如下的數(shù)值，即在該數(shù)值下，風能足以驅(qū)動轉(zhuǎn)子14轉(zhuǎn)動由此使用發(fā)生器24產(chǎn)生電能的，但是在該數(shù)值下，希望用發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36產(chǎn)生的無功功率來補充電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38產(chǎn)生的無功功率。
發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36和電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38可通過任何方式、形式、構(gòu)造和/或配置、和/或使用任何結(jié)構(gòu)、和/或使其如這里描述和說明那樣操作的裝置電連接在電載荷上。例如，在示例性實施例中，發(fā)生器側(cè)頻率發(fā)生器36和電網(wǎng)側(cè)頻率發(fā)生器38并聯(lián)連接在電載荷40上，如圖2所示。此外，在示例性實施例中，開關(guān)42沿著發(fā)生器24和發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器之間的電連接進行電連接，并且開關(guān)46沿著發(fā)生器側(cè)轉(zhuǎn)換器36和電載荷40之間的電連接進行電連接。開關(guān)42可斷開，以便將發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36以及隨后將電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38與發(fā)生器24電隔離。在開關(guān)42接通時，電能可在發(fā)生器24和發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36之間流動。在某些實施例中，開關(guān)44沿著電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38和電載荷40之間的電連接進行電連接。開關(guān)44可以斷開以便將電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38以及隨后將發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36與電載荷40電隔離。在開關(guān)44接通時，電能可在電載荷40和電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36之間流動。在其它實施例中，不包括開關(guān)44。開關(guān)46可斷開以便將發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36與電載荷40電隔離。在開關(guān)46接通(并且開關(guān)44(在包括時)接通)，電能可在電載荷40和發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36之間流動。在風能在預(yù)定閾值之下時，通過將開關(guān)42斷開或保持斷開，并且通過將開關(guān)46接通或保持接通(以及開關(guān)44(在包括時))，發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36和電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38可用來將無功功率供應(yīng)到電載荷40和/或從電載荷40吸收無功功率。開關(guān)42和46(以及開關(guān)44(在包括時))可以是任何開關(guān)，例如但不局限于功率電子器件、接觸器、中斷器和/或斷路器。
在某些實施例中，風力渦輪機10可包括連接到風力渦輪機10的一個或多個部件上以便總體控制風力渦輪機10和/或其某些或所有部件(不管這種部件是否在這里描述和/或說明)的操作的一個或多個控制系統(tǒng)48。在示例性實施例中，控制系統(tǒng)48安裝在機艙12內(nèi)。但是，另外或作為選擇，一個或多個控制系統(tǒng)48可遠離風力渦輪機10的機艙12和/或其它部件?？刂葡到y(tǒng)48可用于(但不局限于)整個系統(tǒng)監(jiān)測和控制，包括但不局限于傾斜(pitch)和速度調(diào)節(jié)、高速軸和偏航(yaw)制動應(yīng)用、偏航和泵馬達應(yīng)用和/或故障監(jiān)測。在某些實施例中可使用可選擇的分散或集中控制結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，在示例性實施例中，控制系統(tǒng)48包括總線50或其它通訊裝置以便通訊信息。一個或多個處理器52連接在總線50上以便處理信息。控制系統(tǒng)48還可包括一個或多個隨機存取存儲器(RAM)54和/或其它存儲裝置56。RAM54和存儲裝置56連接在總線50上，以便存儲和傳遞信息和指令，從而通過處理器52執(zhí)行。RAM54(和/或存儲裝置56(如果包括))還可用來在通過處理器52執(zhí)行指令的過程中，存儲臨時變量或其它中間信息?？刂葡到y(tǒng)48還可包括一個或多個只讀存儲器(ROM)58和/或連接在總線50上以便存儲和提供靜態(tài)信息到處理器52的靜態(tài)存儲裝置。輸入/輸出裝置60可包括本領(lǐng)域公知的任何裝置，以便將例如但不局限于與電載荷40相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)提供給控制系統(tǒng)48，和/或提供例如但不局限于偏航控制輸出、傾斜控制輸出和/或用于控制開關(guān)42、44和/或46的操作的開關(guān)控制輸出的輸出數(shù)據(jù)。指令可經(jīng)由提供一個或多個電子存儲介質(zhì)等有線或無線的遠程連接從例如但不局限于磁盤、只讀存儲器(ROM)集成電路、CD-ROM和/或DVD的存儲裝置提供給存儲器。在某些實施例中，硬線回路用來代替軟件指令或與軟件指令相結(jié)合。因此，不管這里描述和/或說明如何，指令執(zhí)行順序不局限于硬件回路和軟件指令的任何特定組合。
控制系統(tǒng)48還可包括使得控制系統(tǒng)48與任何感測器通訊的感測器界面62。感測器界面62可以是或者可以包括例如將模擬信號轉(zhuǎn)換成可以通過處理器52使用的數(shù)字信號的一個或多個模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器?？刂葡到y(tǒng)48可以例如但不局限于電氣和/或光學(xué)連接到發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36和電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38上，以便控制其操作，從而將例如但不局限于電無功功率的電功率供應(yīng)到電載荷40，和/或從電載荷40吸收例如但不局限于電無功功率的電功率。在示例性實施例中，控制系統(tǒng)48電連接到轉(zhuǎn)換器36和38以及開關(guān)42和46(以及44(如果包括的話)上，以便控制其操作。在某些實施例中，控制系統(tǒng)48例如但不局限于電氣和/或光學(xué)連接到電載荷40上以便接收與載荷40相關(guān)的信息，例如但不局限于操作參數(shù)和/或載荷40的狀態(tài)，和/或用于控制載荷40的操作。例如，在某些實施例中，使用轉(zhuǎn)換器36和/或38，控制系統(tǒng)48接收與載荷40有關(guān)的電壓信息或其它信息，以便調(diào)節(jié)載荷40的電壓，而不管這種信息是否如同示例性實施例那樣從控制系統(tǒng)48和載荷40之間的直接連接接收，和/或經(jīng)由感測器界面62從感測器(未示出)接收。
除了控制系統(tǒng)48之外或作為選擇，其它控制系統(tǒng)48(未示出)可用來控制載荷40的操作和/或控制轉(zhuǎn)換器36和/或38的操作，以便將例如但不局限于電無功功率的電功率供應(yīng)到電載荷40，和/或從電載荷40吸收例如但不局限于電無功功率的電功率。這種其它的控制系統(tǒng)包括但不局限于與其它風力渦輪機(未示出)相關(guān)的一個或多個控制系統(tǒng)、用于風力農(nóng)場的一個或多個集中化控制系統(tǒng)和/或與載荷40相關(guān)的一個或多個控制系統(tǒng)。
圖3是說明用于相對于風力渦輪機10(圖1和2)的風力渦輪機提供無功功率的方法100的示例性實施例的流程圖。雖然這里相對于風力渦輪機10描述和說明方法100，方法100可適用于任何風力渦輪機。方法100包括前面相對于圖2描述那樣在風能在預(yù)定閾值以下時或者在需要使用來自于發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36的無功功率在發(fā)生器24操作過程中通過電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38補充供應(yīng)無功功率時，使用發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36(圖2所示)和電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38(圖2所示)同時將無功功率供應(yīng)102到電載荷40(圖2所示)。在某些實施例中，控制系統(tǒng)48(圖2所示)和/或其它控制系統(tǒng)，例如但不局限于與其它風力渦輪機(未示出)相關(guān)的一個或多個控制系統(tǒng)、用于風力農(nóng)場的一個或多個集中化控制系統(tǒng)和/或與載荷40相關(guān)的一個或多個控制系統(tǒng)可用來有助于將無功功率供應(yīng)102到載荷40。
雖然方法100可以任何方式、形式、構(gòu)造、和/或配置和/或使用任何方法、過程、結(jié)構(gòu)和/或裝置將無功功率供應(yīng)102到載荷40，在示例性實施例中，方法100包括通過將開關(guān)42斷開或保持斷開(圖2所示)使得發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36與發(fā)生器24(圖2所示)電隔離。開關(guān)46(圖2所示)和開關(guān)44(圖2所示，如果包括的話)接通或保持接通，以便將無功功率供應(yīng)到載荷40。在某些實施例中，供應(yīng)到電載荷40上的無功功率可用來有助于調(diào)節(jié)104電載荷40的電壓。
圖4是說明用于相對于風力渦輪機10(圖1和2)的風力渦輪機提供無功功率的方法200的示例性實施例的流程圖。雖然這里相對于風力渦輪機10描述和說明方法200，方法200可適用于任何風力渦輪機。方法200包括前面相對于圖2描述那樣在風能在預(yù)定閾值以下時或者在需要使用發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36在發(fā)生器24操作過程中通過電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38補充吸收無功功率時，使用發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36(圖2所示)和電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器38(圖2所示)同時從電載荷40吸收202無功功率(圖2所示)。在某些實施例中，控制系統(tǒng)48(圖2所示)和/或其它控制系統(tǒng)，例如但不局限于與其它風力渦輪機(未示出)相關(guān)的一個或多個控制系統(tǒng)、用于風力農(nóng)場的一個或多個集中化控制系統(tǒng)和/或與載荷40相關(guān)的一個或多個控制系統(tǒng)可用來有助于從電載荷40吸收202無功功率。
雖然方法200可以任何方式、形式、構(gòu)造、和/或配置和/或使用任何方法、過程、結(jié)構(gòu)和/或裝置從電載荷40吸收202無功功率，在示例性實施例中，方法200包括通過將開關(guān)42斷開或保持斷開(圖2所示)使得發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器36與發(fā)生器24(圖2所示)電隔離。開關(guān)46(圖2所示)和開關(guān)44(圖2所示，如果包括的話)接通或保持接通，以便從電載荷40吸收202無功功率。在某些實施例中，從電載荷40吸收的無功功率可用來有助于調(diào)節(jié)204電載荷40的電壓。
這里詳細描述和/或說明了示例性實施例。該實施例不局限于這里描述的特定實施例，而是每個實施例的部件和步驟可單獨使用，并且與這里描述和其它部件和步驟分開。每個部件和每個步驟還可與其它部件和/或方法步驟結(jié)合使用。
在引入這里描述和/或說明的元件/部件/等時，冠詞“一個”、“該”、“所述”以及“至少一個”用來說明一個或多個元件/部件/等。術(shù)語“包括”、“包含”以及“具有”是涵蓋的，并且可以是所列舉元件/部件/等之外的另外元件/部件/等。
雖然針對多個特定實施例描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到本發(fā)明可通過權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的變型來實施。
權(quán)利要求
1.一種風力渦輪機(10)包括包括輪轂(20)的轉(zhuǎn)子(14)、連接在所述輪轂上的至少一個轉(zhuǎn)子葉片(22)以及連接在所述輪轂上以便與其轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子軸(26、28)；電連接在所述轉(zhuǎn)子軸上的電發(fā)生器(24)；發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(36)，電連接到所述電發(fā)生器上，以便將從所述電發(fā)生器接收的可變頻率AC轉(zhuǎn)換成DC，所述發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器電連接到電載荷(40)上并且構(gòu)造成將無功功率供應(yīng)到電載荷并且從電載荷中吸收無功功率中的至少一種情況；電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(38)，電連接到所述發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器上，以便將從所述發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器接收的DC轉(zhuǎn)換成固定頻率AC，所述電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器電連接到電載荷上，并且構(gòu)造成將無功功率供應(yīng)到電載荷并且從電載荷中吸收無功功率中的至少一種情況。
2.如權(quán)利要求1所述的風力渦輪機(10)，其特征在于，所述發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(36)和所述電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(38)并聯(lián)地電連接到電載荷(40)上。
3.如權(quán)利要求1所述的風力渦輪機(10)，其特征在于，還包括沿著所述電發(fā)生器(24)和所述發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(36)之間的電連接進行電連接以便將所述電發(fā)生器與所述發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器有選擇地電隔離的開關(guān)(42、44、46)。
4.如權(quán)利要求1所述的風力渦輪機(10)，其特征在于，還包括沿著所述電載荷(40)和所述發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(36)之間的電連接進行電連接以便將所述電載荷與所述發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器有選擇地電隔離的開關(guān)(42、44、46)。
5.如權(quán)利要求1所述的風力渦輪機(10)，其特征在于，還包括連接在所述發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(36)和所述電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(38)上的處理器(52)。
6.如權(quán)利要求5所述的風力渦輪機(10)，其特征在于，所述處理器(52)構(gòu)造成從所述發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(36)和所述電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(38)同時為電載荷(40)供應(yīng)無功功率。
7.如權(quán)利要求5所述的風力渦輪機(10)，其特征在于，所述處理器(52)構(gòu)造成使用所述發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(36)和所述電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(38)同時從電載荷(40)吸收無功功率。
8.如權(quán)利要求5所述的風力渦輪機(10)，其特征在于，所述處理器(52)連接在電載荷(40)上并構(gòu)造成使用所述發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(36)和所述電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(38)調(diào)節(jié)電載荷的電壓。
9.如權(quán)利要求1所述的風力渦輪機(10)，其特征在于，電載荷(40)是電網(wǎng)。
全文摘要
一種風力渦輪機(10)包括具有輪轂(20)的轉(zhuǎn)子(14)、連接在輪轂上的至少一個轉(zhuǎn)子葉片(22)以及連接在輪轂上以便與其轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子軸(26、28)；電連接在轉(zhuǎn)子軸上的電發(fā)生器(24)；電連接到電發(fā)生器上的發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(36)，以便將從電發(fā)生器接收的可變頻率AC轉(zhuǎn)換成DC，發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器電連接到電載荷(40)上并且構(gòu)造成將無功功率供應(yīng)到電載荷并且從電載荷中吸收無功功率中的至少一種情況；電連接到發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器上的電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器(38)，以便將從發(fā)生器側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器接收的DC轉(zhuǎn)換成固定頻率AC，電網(wǎng)側(cè)頻率轉(zhuǎn)換器電連接到電載荷上，并且構(gòu)造成將無功功率供應(yīng)到電載荷并且從電載荷中吸收無功功率中的至少一種情況。
文檔編號F03D9/00GK101092941SQ20071011216
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月19日
發(fā)明者R·沃林 申請人:通用電氣公司