1.一種風(fēng)力渦輪機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng),該風(fēng)力渦輪機(jī)包括具有定子和轉(zhuǎn)子的發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器以及電性耦合于轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器之間的直流鏈路,該制動(dòng)系統(tǒng)包括:
主制動(dòng)電路,其與直流鏈路或者多個(gè)定子繞組電性耦合;
輔助制動(dòng)電路,其與多個(gè)轉(zhuǎn)子繞組電性耦合;及
控制器,其用于響應(yīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)的電磁轉(zhuǎn)矩?fù)p失事件執(zhí)行以下步驟:
如果發(fā)生電網(wǎng)損失事件并且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器未出現(xiàn)故障,啟動(dòng)主制動(dòng)電路以在發(fā)電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩;或者
如果未發(fā)生電網(wǎng)損失事件或者如果發(fā)生電網(wǎng)損失事件并且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器中的至少一者出現(xiàn)故障,啟動(dòng)輔助制動(dòng)電路以在發(fā)電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。
2.如權(quán)利要求1所述的制動(dòng)系統(tǒng),其特征在于:在啟動(dòng)主制動(dòng)電路或者輔助制動(dòng)電路之后,該控制器還用于調(diào)整風(fēng)力渦輪機(jī)的多個(gè)葉片的槳距角以降低轉(zhuǎn)子速度。
3.如權(quán)利要求2所述的制動(dòng)系統(tǒng),其特征在于:該制動(dòng)系統(tǒng)還包括與風(fēng)力渦輪機(jī)的主軸機(jī)械耦合的機(jī)械制動(dòng)器;
如果降低的轉(zhuǎn)子速度大于閾值,則控制器還用于啟動(dòng)機(jī)械制動(dòng)器以使風(fēng)力渦輪機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的制動(dòng)系統(tǒng),其特征在于:該主制動(dòng)電路包括一個(gè)或多個(gè)側(cè)電阻元件,該一個(gè)或多個(gè)側(cè)電阻元件通過(guò)一個(gè)或多個(gè)側(cè)開(kāi)關(guān)元件與直流鏈路或多個(gè)定子繞組電性耦合;
其中,該控制器還用于在發(fā)生電網(wǎng)損失事件時(shí)控制風(fēng)力渦輪機(jī)的第一開(kāi)關(guān)元件將網(wǎng)側(cè)變流器和多個(gè)定子繞組與公用電網(wǎng)斷開(kāi)連接,以及控制一個(gè)或多個(gè)側(cè)開(kāi)關(guān)元件將該一個(gè)或多個(gè)側(cè)電阻元件與直流鏈路或多個(gè)定子繞組電性 耦合。
5.如權(quán)利要求4所述的制動(dòng)系統(tǒng),其特征在于:該一個(gè)或多個(gè)側(cè)電阻元件包括多個(gè)定子側(cè)電阻元件,該一個(gè)或多個(gè)側(cè)開(kāi)關(guān)元件包括多個(gè)定子側(cè)開(kāi)關(guān)元件;
其中,該控制器還用于在發(fā)生電網(wǎng)損失事件時(shí)控制多個(gè)定子側(cè)開(kāi)關(guān)元件將對(duì)應(yīng)的多個(gè)定子側(cè)電阻元件與對(duì)應(yīng)的多個(gè)定子繞組電性耦合。
6.如權(quán)利要求4所述的制動(dòng)系統(tǒng),其特征在于:該一個(gè)或多個(gè)側(cè)電阻元件包括轉(zhuǎn)子側(cè)電阻元件,該一個(gè)或多個(gè)側(cè)開(kāi)關(guān)元件包括轉(zhuǎn)子側(cè)開(kāi)關(guān)元件,該主制動(dòng)電路還包括儲(chǔ)能元件;
其中,該控制器還用于在發(fā)生電網(wǎng)損失事件時(shí)控制轉(zhuǎn)子側(cè)開(kāi)關(guān)元件將轉(zhuǎn)子側(cè)電阻元件和儲(chǔ)能元件中的至少一者與直流鏈路電性耦合。
7.如權(quán)利要求1所述的制動(dòng)系統(tǒng),其特征在于:該輔助制動(dòng)電路包括多個(gè)定子側(cè)開(kāi)關(guān)元件、多個(gè)輔助開(kāi)關(guān)元件和多個(gè)勵(lì)磁電容,該多個(gè)勵(lì)磁電容分別與多個(gè)定子側(cè)電阻元件并聯(lián)連接;
該控制器還用于在轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器中的至少一者出現(xiàn)故障時(shí)控制風(fēng)力渦輪機(jī)的第一開(kāi)關(guān)元件將網(wǎng)側(cè)變流器和多個(gè)定子繞組與電網(wǎng)斷開(kāi)連接,控制多個(gè)定子側(cè)開(kāi)關(guān)元件將對(duì)應(yīng)的多個(gè)定子側(cè)電阻元件與對(duì)應(yīng)的多個(gè)定子繞組電性耦合,以及控制多個(gè)輔助開(kāi)關(guān)元件分別將多個(gè)轉(zhuǎn)子繞組接地,使得多個(gè)勵(lì)磁電容器與發(fā)電機(jī)的磁漏電感諧振以在發(fā)電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。
8.如權(quán)利要求1所述的制動(dòng)系統(tǒng),其特征在于:該輔助制動(dòng)電路包括多個(gè)輔助開(kāi)關(guān)元件;
該控制器還用于響應(yīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)的電磁轉(zhuǎn)矩?fù)p失事件執(zhí)行以下步驟:在未發(fā)生電網(wǎng)損失事件時(shí),控制多個(gè)輔助開(kāi)關(guān)元件分別將多個(gè)轉(zhuǎn)子繞組接地,使得電流通過(guò)呈導(dǎo)通狀態(tài)的風(fēng)力渦輪機(jī)的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件從多個(gè)定子繞組流至電網(wǎng)。
9.如權(quán)利要求1所述的制動(dòng)系統(tǒng),其特征在于:該輔助制動(dòng)電路包括多 個(gè)定子側(cè)開(kāi)關(guān)元件及電性耦合于多個(gè)轉(zhuǎn)子繞組和輔助儲(chǔ)能元件之間的輔助變換器;
該控制器還用于在轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器中的至少一者出現(xiàn)故障時(shí)控制風(fēng)力渦輪機(jī)的第一開(kāi)關(guān)元件將網(wǎng)側(cè)變流器和多個(gè)定子繞組與電網(wǎng)斷開(kāi)連接,控制多個(gè)定子側(cè)開(kāi)關(guān)元件將對(duì)應(yīng)的多個(gè)定子側(cè)電阻元件與對(duì)應(yīng)的多個(gè)定子繞組電性耦合,以及控制輔助變換器為多個(gè)轉(zhuǎn)子繞組提供直流電流或交流電流。
10.一種操作風(fēng)力渦輪機(jī)的方法,該風(fēng)力渦輪機(jī)包括具有定子和轉(zhuǎn)子的發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器、網(wǎng)側(cè)變流器以及電性耦合于轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器之間的直流鏈路,該方法包括:
響應(yīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)的電磁轉(zhuǎn)矩?fù)p失事件;
(a)如果發(fā)生電網(wǎng)損失事件并且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器未出現(xiàn)故障,啟動(dòng)主制動(dòng)電路以在發(fā)電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩;或者
(b)(i)如果未發(fā)生電網(wǎng)損失事件或者(ii)如果發(fā)生電網(wǎng)損失事件并且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器中的至少一者出現(xiàn)故障,啟動(dòng)與多個(gè)轉(zhuǎn)子繞組電性耦合的輔助制動(dòng)電路以在發(fā)電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。
11.如權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于,該方法還包括:在啟動(dòng)主制動(dòng)電路或者輔助制動(dòng)電路之后,調(diào)整風(fēng)力渦輪機(jī)的多個(gè)葉片的槳距角以降低轉(zhuǎn)子速度。
12.如權(quán)利要求11所述的方法,其特征在于,該方法還包括:如果降低的轉(zhuǎn)子速度大于閾值,則啟動(dòng)與風(fēng)力渦輪機(jī)的主軸機(jī)械耦合的機(jī)械制動(dòng)器以使風(fēng)力渦輪機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于:該主制動(dòng)電路包括一個(gè)或多個(gè)側(cè)電阻元件,該一個(gè)或多個(gè)側(cè)電阻元件通過(guò)一個(gè)或多個(gè)側(cè)開(kāi)關(guān)元件與直流鏈路或多個(gè)定子繞組電性耦合;該方法還包括:
在發(fā)生電網(wǎng)損失事件時(shí),控制風(fēng)力渦輪機(jī)的第一開(kāi)關(guān)元件將網(wǎng)側(cè)變流器和多個(gè)定子繞組與公用電網(wǎng)斷開(kāi)連接,以及控制一個(gè)或多個(gè)側(cè)開(kāi)關(guān)元件將一個(gè)或多個(gè)側(cè)電阻元件與直流鏈路或多個(gè)定子繞組電性耦合。
14.一種風(fēng)力渦輪機(jī),其包括:
發(fā)電機(jī),其包括定子和與風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片機(jī)械耦合的轉(zhuǎn)子;
主制動(dòng)電路,其與直流鏈路或者多個(gè)定子繞組電性耦合,該直流鏈路電性耦合于轉(zhuǎn)子側(cè)變流器和網(wǎng)側(cè)變流器之間;
輔助制動(dòng)電路,其與多個(gè)轉(zhuǎn)子繞組電性耦合;及
控制器,其用于響應(yīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)的電磁轉(zhuǎn)矩?fù)p失事件執(zhí)行以下步驟:
如果發(fā)生電網(wǎng)損失事件并且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器未出現(xiàn)故障,啟動(dòng)主制動(dòng)電路以在發(fā)電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩;或者
如果未發(fā)生電網(wǎng)損失事件或者如果發(fā)生電網(wǎng)損失事件并且轉(zhuǎn)子側(cè)變流器出現(xiàn)故障,啟動(dòng)輔助制動(dòng)電路以在發(fā)電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。