并且設(shè)置了電源濾波器8，將這個電源濾波器特別根據(jù)逆變器3，5的開關(guān)頻率匹配。例如既可以使機(jī)器側(cè)的逆變器3也可以使電網(wǎng)側(cè)的逆變器5在例如為2.25kHz的開關(guān)頻率以及4.5kHz的開關(guān)頻率f2工作。根據(jù)本發(fā)明，這樣選擇逆變器在開關(guān)頻率f i的工作時間與在開關(guān)頻率f2的工作時間的比率，即，例如使一個或多個諧波的電流的平均值保持在電網(wǎng)運(yùn)營商預(yù)設(shè)的限值內(nèi)?？梢岳缇痛藢㈦娫礊V波器8分為兩個濾波器，如在圖6中所示。濾波器8具有濾波器8a以及濾波器Sb。將濾波器8a例如調(diào)整為開關(guān)頻率4并且就此達(dá)到最大衰減作用。然后可以將濾波器8b調(diào)整為開關(guān)頻率f2，從而在那里達(dá)到大的衰減作用。只要和f2相互間為整數(shù)倍關(guān)系，就能夠借助于相應(yīng)的簡單的濾波器的配置，通過調(diào)整為f2的濾波器使與開關(guān)頻率協(xié)調(diào)的諧波也得以減弱。例如可以通過調(diào)整為f2的濾波器來減少在2*Π的區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的協(xié)調(diào)的諧波。
[0081]在風(fēng)能設(shè)備的一種其它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中也能夠使用一種相應(yīng)的濾波器，正如在圖7中所示意的。在圖7中所示的風(fēng)能設(shè)備具有發(fā)電機(jī)1，其定子2通過機(jī)器側(cè)的逆變器3、中間電路4、電網(wǎng)側(cè)的逆變器5以及變壓器9與電網(wǎng)6連接。就此也優(yōu)選地將電源濾波器8調(diào)整為電網(wǎng)側(cè)的逆變器的開關(guān)頻率。轉(zhuǎn)子可以例如處于持續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)中。
[0082]可以將例如有源濾波器或無源濾波器作為濾波器8來設(shè)置。有源濾波器包含例如IGBTs這樣的有源組件，由此能夠?qū)V波特性進(jìn)行調(diào)整。無源濾波器例如為所謂的陷波電路。這種窄帶的濾波器的諧振頻率與逆變器的開關(guān)頻率匹配。另一種可能性是使用寬帶的濾波器，這種濾波器能夠衰減寬的頻率范圍，不過卻占用更大的結(jié)構(gòu)空間。由于選擇了相互間為整數(shù)倍數(shù)的開關(guān)頻率，可以特別簡單地這樣設(shè)計，即，使用能夠很好衰減所用開關(guān)頻率的濾波器。通過簡單的對逆變器的控制工作時間的選擇，可以以簡單的方式，根據(jù)不同的參變量以及極限值一例如電網(wǎng)運(yùn)營商的諧波極限值一調(diào)整發(fā)電設(shè)備的功率輸出。
[0083]在圖8和9中舉例地示出了逆變器的特性曲線，這些特性曲線示出了調(diào)制深度Α，所產(chǎn)生的諧波電壓電平U以及開關(guān)頻率f之間的相互關(guān)系。調(diào)制深度A描述了逆變器輸出電壓與中間電路電壓的振幅比。中間電路電壓這里示例為1100V。在X軸上描繪了頻率f，在I軸上描繪了所產(chǎn)生的諧波的電壓U。在z軸上標(biāo)出了在O到I區(qū)間內(nèi)的調(diào)制A。
[0084]圖8示出了在開關(guān)頻率為2250Hz條件下的諧波波譜?？梢院芎玫乇嬲J(rèn)出，電壓電平與在一倍的開關(guān)頻率的邊帶諧波的調(diào)制之間的線性相關(guān)性，即，在2250Hz的范圍內(nèi)。雙倍的開關(guān)頻率的電平一4500Hz，具有最大值在一半調(diào)制處的拋物線曲線。同樣地，示出了三倍與四倍的開關(guān)頻率的諧波。
[0085]圖9示出了雙倍開關(guān)頻率的4500Hz的諧波電平。低于這個開關(guān)頻率，就不會產(chǎn)生電平，高于這個開關(guān)頻率就會只在頻率的整數(shù)倍數(shù)產(chǎn)生電平?？梢院苋菀椎卦O(shè)想，通過選擇2250Hz或4500Hz的各個開關(guān)頻率的工作時間，會得到以相應(yīng)于工作時間的曲線比重而相加的這兩個曲線的平均值。通過選擇逆變器的開關(guān)頻率的工作時間可以這樣影響到在哪些波段按比率分配地產(chǎn)生諧波，從而能夠更好地充分利用針對不同頻率所允許的不同高的諧波電平的電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種用于運(yùn)轉(zhuǎn)具有逆變器的發(fā)電設(shè)備的方法，其特征在于，所述逆變器能夠在至少兩個不同的開關(guān)頻率下工作，其中，根據(jù)至少一個操縱變量來選擇在一個第一開關(guān)頻率下的所述逆變器的工作時間與在至少一個其它開關(guān)頻率下的所述逆變器的工作時間的比率，并且選擇產(chǎn)生的諧波的含量作為所述操縱變量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過使用模型來確定所述操縱變量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，直接地通過測量或者間接地通過所述逆變器的工作參數(shù)來完成所述諧波含量的確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，將所述逆變器的調(diào)制深度作為用于確定所述諧波含量的所述工作參數(shù)來使用，并且計算出或者通過預(yù)先定義的特性曲線來確定出所述調(diào)制深度的所述諧波含量與時長的相關(guān)性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的方法，其特征在于，通過使用模型來確定操縱變量，所述模型額外地取決于以下參變量中的一個或一組: -電流， -電壓， -逆變器的損耗功率， -冷卻水的溫度， -1GBT溫度， -逆變器的噪聲發(fā)射， -濾波電流， -逆變器的規(guī)定額定值， -電網(wǎng)參數(shù)， -發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任意一項所述的方法，其特征在于，通過測量來獲得至少一個所述參變量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法，其特征在于，第一個所述開關(guān)頻率和其它的所述開關(guān)頻率相互為整數(shù)倍關(guān)系。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的方法，其特征在于，運(yùn)行轉(zhuǎn)子側(cè)的和/或電網(wǎng)側(cè)的逆變器。
9.一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，利用所述計算機(jī)程序產(chǎn)品能夠依照根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的方法來運(yùn)行具有所述逆變器的所述發(fā)電設(shè)備。
10.一種依照根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的方法來用于控制具有至少一個所述逆變器的所述發(fā)電設(shè)備的工作的裝置，所述裝置包含用于控制具有第一個開關(guān)頻率以及至少一個其它的所述開關(guān)頻率(f\，f2)的所述逆變器(3，5)的部件，并且還具有根據(jù)所述操縱變量(S)而用于設(shè)定和改變在第一個所述開關(guān)頻率的工作時間與在至少一個其它的所述開關(guān)頻率的工作時間的比率的部件，其中，通過這些所述部件至少能夠?qū)a(chǎn)生的所述諧波含量作為所述操縱變量(S)來使用。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，設(shè)置通過使用所述模型而用于確定所述操縱變量的部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的裝置，其特征在于，設(shè)置直接地通過測量或者間接地通過所述逆變器的所述工作參數(shù)而用于確定所述諧波含量的部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于，設(shè)置通過模型而用于確定所述操縱變量的部件，所述模型額外地包含以下參變量的其中一個或一組: -電流， -電壓， -逆變器的損耗功率， -冷卻水的溫度， -1GBT溫度， -逆變器的噪聲發(fā)射， -濾波電流， -逆變器的規(guī)定額定值， -電網(wǎng)參數(shù)， -發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任意一項所述的裝置，其特征在于，設(shè)置用于寄存一個參變量的所述特性曲線或多個參變量的綜合特性曲線的部件和/或用于根據(jù)至少一個所述參變量而計算所述操縱變量的部件。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任意一項所述的裝置，其特征在于，設(shè)置用于測量至少一個參變量的部件。
16.—種發(fā)電設(shè)備，所述發(fā)電設(shè)備包含了至少一個所述逆變器(3，5)和至少一個根據(jù)權(quán)利要求11至15中任意一項所述的裝置以及用于向電網(wǎng)內(nèi)輸入所產(chǎn)生的電流的部件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于，在電網(wǎng)側(cè)設(shè)置至少一個電源濾波器(8)，所述電源濾波器與至少一個第一開關(guān)頻率以及至少一個其它的開關(guān)頻率匹配。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)電設(shè)備用于從再生的能源中產(chǎn)生電流。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任意一項所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)電設(shè)備是風(fēng)能設(shè)備。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)轉(zhuǎn)具有逆變器的發(fā)電設(shè)備的方法、一種用于控制逆變器的計算機(jī)程序產(chǎn)品、一種用于控制具有逆變器的發(fā)電設(shè)備的裝置以及一種相應(yīng)的發(fā)電設(shè)備。本發(fā)明的目的在于，提供一種運(yùn)行具有逆變器的發(fā)電設(shè)備的方法，利用這種方法可以簡單地限制諧波含量，從而遵守了電網(wǎng)運(yùn)營商的標(biāo)準(zhǔn)并且同時還能實現(xiàn)最佳的功率輸出，這個目的這樣達(dá)到，即，使逆變器能夠在至少兩個不同的開關(guān)頻率下工作，其中，根據(jù)至少一個操縱變量來選擇在一個第一開關(guān)頻率下的逆變器的工作時間與在至少一個其它開關(guān)頻率下的逆變器的工作時間的比率，并且選擇產(chǎn)生的諧波的含量作為操縱變量。
【IPC分類】H02M1-12, H02M7-5395
【公開號】CN104718693
【申請?zhí)枴緾N201380045910
【發(fā)明人】曼弗雷德·施米茨
【申請人】伍德沃德肯彭有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年9月3日
【公告號】DE102012108164A1, EP2893629A2, WO2014033331A2, WO2014033331A3