风力涡轮和操作风力涡轮的方法与流程

1.本公开大体上涉及风力涡轮，并且更特定地，涉及操作风力涡轮的方法和用于操作风力涡轮的设备。


背景技术：

2.一般地，风力涡轮包括具有转子的涡轮，该转子包括具有多个叶片的可旋转毂组件。叶片将风能转化成机械旋转扭矩，该机械旋转扭矩经由转子驱动一个或多个发电机。发电机有时但不总是通过齿轮箱旋转地联接到转子。齿轮箱为发电机提升转子的固有低旋转速度，以高效地将旋转机械能转换成电能，该电能经由至少一个电连接供给到公用电网中。也存在无齿轮直驱风力涡轮。转子、发电机、齿轮箱和其它部件通常安装在壳体或机舱内，该壳体或机舱定位在基座的上方，该基座可以是桁架或管状塔架。
3.一些风力涡轮构造包括双馈感应发电机（dfig）。此类构造还可包括功率转换器，功率转换器用于将生成的电功率的频率转换成与公用电网频率基本上类似的频率。此外，此类转换器与dfig结合，还在公用电网和发电机之间传递电功率，以及将发电机激励功率从至公用电网电连接的连接中的一个传递到绕线发电机转子。备选地，一些风力涡轮构造包括但不限于备选类型的感应发电机、永磁（pm）同步发电机和电励磁同步发电机以及开关磁阻发电机。这些备选构造还可包括功率转换器，功率转换器用于转换如上文所描述的频率并且在公用电网和发电机之间传递电功率。
4.已知的风力涡轮具有多个机械和电气部件。与其它部件相比，每个电气和/或机械部件可具有独立和/或不同的操作限制，诸如电流、电压、功率、温度和其它限制。此外，已知的风力涡轮通常设计和/或组装有预定义的限制。为了在此类限制内操作，电气和/或机械部件可基于某些决定来操作。取决于这些决定，不太或比较理想的结果可能产生。本文中所描述的主题旨在解决有操作限制的情况下工作的挑战中的至少一些，以实现理想的结果。


技术实现要素：

5.本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可从描述中显而易见，或者可通过本发明的实践获知。
6.根据一方面，提供有操作风力涡轮的方法，该风力涡轮包括：具有发电机定子和发电机转子的双馈感应发电机；包括转子侧功率转换器和线路侧功率转换器的功率转换组件；以及负载，其中，发电机转子电联接到转子侧功率转换器，其中，线路侧功率转换器和负载经由变压器的低电压绕组电联接到电网，并且其中，发电机转子的额定电流和负载的额定电流的第一和大于低电压绕组的电流上限，该方法包括：当在次同步速度下操作发电机时，向发电机转子提供第一电流，该第一电流小于正常的发电机转子电流，并且向负载提供第二电流，其中，第一电流和第二电流的第二和等于或小于低电压绕组的电流上限。
7.根据另一方面，提供有操作风力涡轮的方法，该风力涡轮包括：叶片；叶片加热系统；具有发电机定子和发电机转子的双馈感应发电机；包括转子侧功率转换器和线路侧功
率转换器的功率转换组件；以及负载，其中，发电机转子电联接到转子侧功率转换器，其中，线路侧功率转换器和负载经由变压器的低电压绕组电联接到电网，并且其中，发电机转子的额定电流和负载的额定电流的第一和大于低电压绕组的电流上限，该方法包括：确定冰在叶片上；确定当前风速；当所确定的当前风速小于切入风速时，向叶片加热系统提供至多为叶片加热系统的额定电流的电流；以及当所确定的当前风速等于或大于切入风速时并且当发电机处于次同步速度时，向叶片加热系统提供至多为低电压绕组的未使用电流容量和叶片加热系统的额定电流中的较低的一者的电流。
8.根据另一个方面，提供有风力涡轮，该风力涡轮包括：叶片；具有发电机定子和发电机转子的双馈感应发电机；包括转子侧功率转换器和线路侧功率转换器的功率转换组件；负载；以及控制器，其中，发电机转子电联接到转子侧功率转换器，其中，线路侧功率转换器和负载经由变压器的低电压绕组电联接到电网，并且其中，发电机转子的额定电流和负载的额定电流的第一和大于低电压绕组的电流上限，其中，控制器配置成执行以下项：当发电机处于次同步速度时，由转子侧功率转换器向发电机转子提供第一电流，该第一电流小于正常的发电机转子电流，并且向负载提供第二电流，其中，第一电流和第二电流的第二和等于或小于低电压绕组的电流上限。
9.根据再一方面，提供有包括指令的计算机可读存储介质，这些指令当由计算机执行时导致计算机执行根据本文中所描述的方面的方法。
10.参考以下描述和所附权利要求书，将更好地理解本发明的这些和其它方面、实施例、示例和优点。
11.技术方案1. 一种操作风力涡轮的方法，所述风力涡轮(100)包括:具有发电机定子(120)和发电机转子(122)的双馈感应发电机(118）；包括转子侧功率转换器（220）和线路侧功率转换器（222）的功率转换组件（210）；以及负载（340），其中，所述发电机转子（122）电联接到所述转子侧功率转换器（220），其中，所述线路侧功率转换器（222）和所述负载（340）经由变压器（234）的低电压绕组（310）电联接到电网（390），并且其中，所述发电机转子（122）的额定电流和所述负载（340）的额定电流的第一和大于所述低电压绕组（310）的电流上限，所述方法包括：当在次同步速度下操作所述发电机(118)时，向所述发电机转子(122)提供第一电流(410)，所述第一电流小于正常的发电机转子电流；以及向所述负载（340）提供第二电流（420），其中，所述第一电流和所述第二电流的第二和等于或小于所述低电压绕组(310)的所述电流上限。
12.技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述正常的发电机转子电流是用于在多个上限部分中的一个下或在所述多个上限部分中的最低上限部分下操作的发电机转子电流，其中，所述多个上限部分包括所述风力涡轮(100)在所述当前风速下的可能功率生产的上限部分、所述风力涡轮(100)的机械负载的上限部分和针对所述风力涡轮(100)的声学噪声生成的上限部分。
13.技术方案3. 根据技术方案1或2所述的方法，进一步包括：通过所述低电压绕组(310)汲取第三电流(510)，所述第三电流包括所述第一电流和所述第二电流，其中，所述第三电流基本上处于所述低电压绕组(310)的所述电流上限。
14.技术方案4. 根据技术方案1至3中任一项所述的方法，进一步包括：在向所述发电
机转子(122)提供所述第一电流(410)之前和在向所述负载(340)提供所述第二电流(420)之前，确定(610)将第一发电机转子电流设定点设置成所述正常的发电机转子电流或将第二负载电流设定点设置成所述第二电流导致经由所述低电压绕组（310）汲取第四电流，所述第四电流大于所述低电压绕组(310)的所述电流上限，优选地，进一步确定（620）所述第一发电机转子电流设定点和先前的发电机转子电流设定点之间的第一差，或所述第二负载电流设定点和先前的负载电流设定点之间的第二差，大于所述低电压绕组（310）的所述电流上限和已经经由所述低电压绕组（310）汲取的电流之间的第三差。
15.技术方案5. 根据技术方案1至4中任一项所述的方法，进一步包括：在向所述发电机转子（122）提供所述第一电流（410）之前和在向所述负载（340）提供所述第二电流（420）之前，确定（710）所述正常的发电机转子电流已经提供给所述发电机转子(122)或者所述第二电流已经提供给所述负载（340）。
16.技术方案6. 根据技术方案1至5中任一项所述的方法，进一步包括：发出用于在低于最佳叶尖速比的叶尖速比下操作所述风力涡轮（100）的扭矩设定点（810），所述最佳叶尖速比用于在多个上限部分中的一个下或在所述多个上限部分的最低上限部分下操作，其中，所述多个上限部分包括所述风力涡轮(100)在所述当前风速下的可能功率比生产的上限部分、所述风力涡轮(100)的机械负载的上限部分和针对所述风力涡轮（100）的声学噪声生成的上限部分。
17.技术方案7. 根据技术方案1至6中任一项所述的方法，进一步包括：调节（910）与所述第二电流成反比的所述第一电流。
18.技术方案8. 根据技术方案1至7中任一项所述的方法，其中，所述正常的发电机转子电流与至所述发电机转子（122）的所述第一电流之间的差等于或小于所述负载(340)的所述额定电流。
19.技术方案9. 根据技术方案1至8中任一项所述的方法，其中，所述负载(340)包括叶片加热系统(360)。
20.技术方案10. 根据技术方案9所述的方法，进一步包括：接收增加至所述负载（340）的电流的供应的第三请求（1010），以及响应于接收所述第三请求，增加所述低电压绕组（310）的电流上限（1020）。
21.技术方案11. 一种操作风力涡轮的方法，所述风力涡轮（100）包括：叶片(108)；叶片加热系统（360）；具有发电机定子（120）和发电机转子（122）的双馈感应发电机（118）；包括转子侧功率转换器（220）和线路侧功率转换器（222）的功率转换组件（210）；以及负载（340），其中，所述发电机转子（122）电联接到所述转子侧功率转换器（220），其中，所述线路侧功率转换器（222）和所述负载（340）经由变压器（234）的低电压绕组（310）电联接到电网（390），并且其中，所述发电机转子（122）的额定电流和所述负载（340）的额定电流的第一和大于所述低电压绕组（310）的电流上限，所述方法包括：确定冰在所述叶片上（1110）；确定当前风速（1120）；当所确定的当前风速小于切入风速时，向所述叶片加热系统提供至多为所述叶片
加热系统的额定电流的电流（1130）；以及当所确定的电流风速等于或大于所述切入风速时并且当所述发电机处于次同步速度时，向所述叶片加热系统提供至多为所述低电压绕组的未使用电流容量和所述叶片加热系统的所述额定电流中的较低一者的电流（1140）。
22.技术方案12. 根据技术方案11所述的方法，进一步包括：当所确定的当前风速大于所述切入风速时并且当所述发电机基本上处于同步速度时，向所述叶片加热系统提供至多为所述叶片加热系统的所述额定电流的电流（1150）。
23.技术方案13. 根据技术方案11或12所述的方法，进一步包括：当所确定的当前风速大于所述切入风速时并且当所述发电机处于超同步速度时，向所述叶片加热系统提供至多为所述叶片加热系统的所述额定电流的电流（1160）。
24.技术方案14. 一种风力涡轮(100)，包括：叶片（108）；双馈感应发电机（118），所述双馈感应发电机（118）具有发电机定子（120）和发电机转子（122）；功率转换组件（210），所述功率转换组件（210）包括转子侧功率转换器（220）和线路侧功率转换器（222）；负载（340）；以及控制器，其中，所述发电机转子(122)电联接到所述转子侧功率转换器（220）,其中，所述线路侧功率转换器（222）和所述负载（340）经由变压器（234）的低电压绕组（310）电联接到电网（390）,并且其中，所述发电机转子（122）的额定电流和所述负载（340）的额定电流的第一和大于所述低电压绕组（310）的电流上限，其中，所述控制器配置成执行以下项：当所述发电机（118）处于次同步速度时，由所述转子侧功率转换器（220）向所述发电机转子（122）提供第一电流，所述第一电流小于正常的发电机转子电流；以及向所述负载（340）提供第二电流，其中，所述第一电流和所述第二电流的第二和等于或小于所述低电压绕组（310）的所述电流上限。
25.技术方案15. 一种计算机可读存储介质，包括：指令，所述指令当由计算机执行时，导致所述计算机执行根据技术方案1或11中的至少一项所述的方法。
附图说明
26.在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的完整且能够实现的公开内容，包括其最佳模式，其中:图1是根据本文中所描述的实施例的风力涡轮的透视图；图2是根据本文中所描述的实施例的风力涡轮的电气和控制系统的示意图；图3是根据本文中所描述的方面的操作风力涡轮的方法的框图；图4是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图；图5是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图；图6是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图；
图7是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图；图8是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图；图9是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图；图10是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图；图11是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图；以及图12是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图。
具体实施方式
27.现在将详细参考实施例，其一个或多个示例在附图中图示。提供每个示例用于解释本公开。作为一个示例或实施例的一部分所图示或描述的特征可以与另一个示例或实施例一起使用。
28.如上文所论述，本公开涉及风力涡轮，并且更特定地，涉及操作风力涡轮的方法和用于操作风力涡轮的设备。一般来说，风力涡轮的电气系统中的任何部件都可能是瓶颈或限制部件。
29.例如，发电机的滑环可以是限制部件，例如，就可以由电气系统汲取或提供的最大电流或功率而言。在另一个示例中，变压器可以是限制部件，例如，分配或收集电网与单独的风力涡轮（或一组风力涡轮）之间的变压器。例如，当电流或功率需求超过变压器额定值时，不能汲取或提供所需的电流或功率。
30.一般地，多于一个电气系统或负载可以电联接到变压器的同一绕组。例如，双馈感应发电机（dfig）的转子绕组可电联接到与电气负载（诸如偏航系统或冰管理系统)相同的变压器的低电压绕组。当风速低时，转子绕组可消耗功率。当条件是冰冷的时，冰管理系统（诸如叶片加热系统）也可消耗功率。
31.因此，通过变压器的低电压绕组的所需电流或功率可能超过变压器额定值，例如低电压绕组的最大电流额定值。
32.因此，例如，就可以由转子绕组和叶片加热系统同时汲取或提供给它们的最大电流或功率而言，变压器可以是瓶颈或限制部件。
33.为了解决这样的瓶颈，可适当地指定或升级变压器。在变压器被指定或升级诸如以同时处理所有功率消耗者（例如发电机转子和冰管理系统）的最大电流或功率需求的情况下，这样的变压器一般会非常大且昂贵，这一般是空间和成本低效的。
34.一般来说，一些部件比其它部件更贵或更难提升规格（提升性能）或升级。在上面的例子中，变压器一般会是比滑环更昂贵的待升级的部件，和/或例如，当支撑框架具有有限的空间或当可用的冷却有限时更难升级。
35.作为示例，变压器系统通常涉及多个方面（诸如电网侧接口、阻抗、电弧闪光、保护协调、母线、主保险丝和冷却），这些方面造成了提升规格或提升性能的（级联）成本和复杂性。如本文中所描述，变压器可理解为主变压器。
36.因此，如果系统的有效性可以改进而不涉及过大和/或贵的变压器，则是有利的。一般来说，在发电机的次同步速度操作期间，电流或功率由转子绕组汲取或者提供给转子绕组。一般地，设置正常的发电机转子电流设定点诸如以在其它考虑因素（诸如电网侧需求、（多个）机械负载限制和/或（多个）（预定的）声学噪声生成限制）内（针对当前风速）最大
化功率生产。
37.一般来说，负载（诸如偏航系统或冰管理系统）的电流或功率需求可以是相当大的。特别地，更长的叶片和/或更恶劣的环境条件施加了增加的附加负载需求。附加地，电流或功率需求可以是过渡的和/或时间敏感的。
38.因此，当负载和转子绕组电联接到变压器的同一低电压绕组，并且转子绕组和负载的总电流需求超过低电压绕组的电流额定值时，提供给转子绕组的电流可减小，以便向负载提供所需电流，诸如以在低电压绕组的电流上限附近或在该电流上限下操作。
39.鉴于以上所述，可以理解，一般有大量的操作条件，其中，对于每个操作条件，有相应的限制条件，并且对于每个限制条件，有相应的限制部件。因此，本公开提供了用于改进系统的有效性的有益见解，以将变压器称为限制部件。特别地，它被认定成提出电联接到转子绕组和负载的变压器的低电压绕组。
40.本公开提供用于改进系统的有效性的进一步有益见解，以控制供应给转子绕组和负载的电流或功率，诸如以在低电压绕组的电流上限内操作，从而改进系统的有效性，而不涉及过大和/或贵的变压器。提供这些优点用于改造和新建应用。
41.鉴于以上所述，根据本文中所描述或图示的方面、示例和实施例的方法和设备使得本领域普通技术人员能够实现上述优点中的至少一些。
42.风力涡轮图1是根据本文中所描述的实施例的风力涡轮100的透视图。风力涡轮100包括容纳发电机（图1中未示出）的机舱102。机舱102安装在塔架104（塔架104的一部分在图1中示出）上。塔架104可具有促进如本文中所描述的风力涡轮100的操作的任何合适的高度。风力涡轮100还包括转子106。转子106可包括附接到旋转毂110的三个叶片108。备选地，风力涡轮100可包括促进如本文中所描述的风力涡轮100的操作的任何数量的叶片108。风力涡轮100可包括可操作地联接到转子106和发电机（图1中未示出）的齿轮箱（图1中未示出）。
43.根据一方面，风力涡轮100包括：叶片108；具有发电机定子120和发电机转子122的双馈感应发电机118；包括转子侧功率转换器220和线路侧功率转换器222的功率转换组件210；负载340；以及控制器，其中，发电机转子122电联接到转子侧功率转换器220，其中，线路侧功率转换器222和负载340经由变压器234的低电压绕组310电联接到电网390，并且其中，发电机转子122的额定电流和负载340的额定电流的第一和大于低电压绕组310的电流上限。
44.根据该方面，控制器配置成执行以下项：当发电机118处于次同步速度时，由转子侧功率转换器220向发电机转子122提供第一电流，该第一电流小于正常的发电机转子电流，并且向负载340提供第二电流，其中，第一电流和第二电流的第二和等于或小于低电压绕组310的电流上限。
45.根据一方面，包括指令的计算机可读存储介质，这些指令当由计算机执行时导致计算机执行根据本文中所描述的方面、实施例和示例的方法。
46.电气和控制系统图2是根据本文中所描述的实施例的可与风力涡轮100一起使用的电气和控制系统200的示意图。根据实施例，转子106包括联接到毂110的叶片108。根据实施例，转子106包括可旋转地联接到毂110的低速轴112。根据实施例，低速轴112联接到增速齿轮箱114，该增
速齿轮箱114配置成增加低速轴112的旋转速度并且将该速度转移到高速轴116。
47.在示例中，齿轮箱114具有大约70：1的增速比。在示例中，以大约每分钟20转(rpm)旋转的低速轴112以大约70：1的增速比联接到齿轮箱114，生成用于大约1400 rpm的高速轴116的速度。备选地，齿轮箱114可具有任何合适的增速比，该增速比促进如本文中所描述的风力涡轮100的操作。作为另外的替代方案，风力涡轮100可包括直驱发电机，该直驱发电机可旋转地联接到转子106，而没有任何介于中间的齿轮箱。
48.根据实施例，高速轴116可旋转地联接到发电机118。发电机118是双馈感应发电机（dfig），其包括发电机定子120和发电机转子122。根据实施例，发电机118是绕线转子三相异步发电机，其中，发电机定子120磁联接到发电机转子122。可以理解，发电机转子一般可以具有代替转子绕组的多个永磁体。
49.根据实施例，电气和控制系统200包括涡轮控制器202。涡轮控制器202可包括至少一个处理器和存储器、至少一个处理器输入通道、至少一个处理器输出通道和/或至少一台计算机（图2中都未示出）。如本文中所使用的，术语计算机不限于在本领域中称为计算机的集成电路，而是广泛地指处理器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器（plc）、专用集成电路和其它可编程电路（图2中都未示出），并且这些术语在本文中可互换使用。
50.根据实施例，存储器可包括但不限于计算机可读介质，诸如随机存取存储器（ram）（图2中未示出）。在示例中，可使用一个或多个存储装置，诸如软盘、光盘只读存储器（cd-rom）、磁光盘（mod）和/或数字多功能盘（dvd）（图2中都未示出）。在示例中，附加的输入通道（图2中未示出）可以是但不限于与诸如鼠标和键盘（两者在图2中均未示出）的操作员界面相关联的计算机外围设备。在示例中，附加的输出通道可包括但不限于操作员界面监视器（图2中未示出）。
51.根据实施例，用于涡轮控制器202的处理器处理从多个电气和电子装置传递的信息，这些电气和电子装置可包括但不限于电压和电流变换器。在示例中，ram和/或存储装置存储并传输要由处理器执行的信息和指令。在示例中，ram和/或存储装置可以用于在由处理器执行指令期间向处理器存储和提供临时变量、静态（即，不变）信息和指令或其它中间信息。在示例中，所执行的指令包括但不限于常驻转换和/或比较器算法。在示例中，指令序列的执行不限于硬件电路和软件指令的任何特定组合。
52.根据实施例，发电机定子120经由定子总线208电联接到定子同步开关206。在示例中，为了促进dfig构造，发电机转子122经由转子总线212电联接到双向功率转换组件210。在示例中，发电机转子122经由促进如本文中所描述的电气和控制系统200的操作的任何其它装置电联接到转子总线212。在示例中，电气和控制系统200配置为全功率转换系统（未示出），该全功率转换系统包括在设计和操作上类似于功率转换组件210并且电联接到发电机定子120的全功率转换组件（图2中未示出）。全功率转换组件可促进在发电机定子120和电功率传送和分配电网（未示出）之间引导电功率。
53.根据实施例，定子总线208将三相功率从发电机定子120传递到定子同步开关206。在示例中，转子总线212将三相功率从发电机转子122传递到功率转换组件210。在示例中，定子同步开关206经由定子侧系统总线384电联接到第一主变压器断路器380。在示例中，使用一个或多个保险丝（未示出）代替第一主变压器断路器380。在示例中，保险丝和第一主变压器断路器380都未使用。
54.根据实施例，功率转换组件210包括转子过滤器218，转子过滤器218经由转子总线212电联接到发电机转子122。在示例中，转子过滤器器总线219将转子过滤器218电联接到转子侧功率转换器220。在示例中，转子侧功率转换器220电联接到线路侧功率转换器222。在示例中，转子侧功率转换器220和线路侧功率转换器222是包括功率半导体（未示出）的功率转换器桥。在示例中，转子侧功率转换器220和线路侧功率转换器222配置在包括绝缘栅双极晶体管（igbt）开关装置（图2中未示出）的三相脉宽调制（pwm）构造中。在示例中，转子侧功率转换器220和线路侧功率转换器222具有使用任何开关装置的任何构造，这些开关装置促进如本文中所描述的电气和控制系统200的操作。在示例中，功率转换组件210与涡轮控制器202以电子数据通信的方式联接，以控制转子侧功率转换器220和线路侧功率转换器222的操作。
55.根据实施例，线路侧功率转换器总线223将线路侧功率转换器222电联接到线路过滤器224。在示例中，线路总线225将线路过滤器224电联接到线路接触器226。在示例中，线路接触器226经由转换断路器总线230电联接到转换断路器228。在示例中，转换断路器228经由第二系统总线324和连接总线232电联接到第二主变压器断路器320。在示例中，线路过滤器224直接经由连接总线232电联接到转子侧系统总线324，并且包括保护方案（未示出），该保护方案配置成负责线路接触器226和转换断路器228从电气和控制系统200的移除。
56.提供了变压器234或主变压器234或电功率主变压器234。在示例中，变压器234配置成提供发电机118的电压与电网390的电压之间的电压的阶跃变化。术语“电网390”可理解为收集/分配网络/电网。
57.变压器234包括低电压绕组310或第一低电压绕组310。在示例中，变压器 234包括另外的低电压绕组370或第二低电压绕组370。在示例中，布置低电压绕组310。在示例中，转子侧主变压器断路器320经由转子侧发电机侧总线322电联接到电功率主变压器234。在示例中，定子侧主变压器断路器380经由定子侧发电机侧总线382电联接到电功率主变压器234。
58.根据实施例，主变压器234经由断路器侧总线240电联接到电网断路器238。在示例中，电网断路器238经由电网总线242连接到电功率传送和分配电网。在示例中，主变压器234经由断路器侧总线240电联接到一个或多个保险丝（未示出），而不是到电网断路器238。在示例中，保险丝和电网断路器238都未使用，并且主变压器234经由断路器侧总线240和电网总线242联接到电功率传送和分配电网。
59.根据实施例，转子侧功率转换器220经由单个直流（dc）链路244与线路侧功率转换器222以电通信的方式联接。在示例中，转子侧功率转换器220和线路侧功率转换器222经由单独且分离的dc链路（图2中未示出）电联接。在示例中，dc链路244包括正轨246、负轨248和联接在正轨246和负轨248之间的至少一个电容器250。在示例中，电容器250包括串联和/或并联配置在正轨246和负轨248之间的一个或多个电容器。
60.根据实施例，涡轮控制器202配置成从第一组电压和电流传感器252接收多个电压和电流测量信号。在示例中，涡轮控制器202配置成监视和控制与风力涡轮100相关联的操作变量中的至少一些。在示例中，三个电压和电流传感器252中的每个电联接到电网总线242的三个相中的每一个。在示例中，电压和电流传感器电联接到定子侧系统总线384和/或转子侧系统总线324。在示例中，电压和电流传感器电联接到电气和控制系统200的任何部
分，该任何部分促进如本文中所描述的电气和控制系统200的操作。在示例中，涡轮控制器202配置成从任何数量的电压和电流传感器接收任何数量的电压和电流测量信号，这些电压和电流测量信号包括但不限于来自一个变换器的一个电压和电流测量信号。
61.如图2中所示，电气和控制系统200可包括转换器控制器262，转换器控制器262配置成接收多个电压和电流测量信号。根据实施例，转换器控制器262从与定子总线208以电子数据通信的方式联接的第二组电压和电流传感器254接收电压和电流测量信号。在示例中，转换器控制器262从与转子总线212以电子数据通信的方式联接的第三组电压和电流传感器256接收第三组电压和电流测量信号。在示例中，转换器控制器262从与转换断路器总线230以电子数据通信的方式联接的第四组电压和电流传感器264接收第四组电压和电流测量信号。在示例中，第二组电压和电流传感器254基本上类似于第一组电压和电流传感器252。在示例中，第四组电压和电流传感器264基本上类似于第三组电压和电流传感器256。在示例中，转换器控制器262基本上类似于涡轮控制器202，并且以电子数据通信的方式与涡轮控制器202联接。在示例中，转换器控制器262物理地集成在功率转换组件210内。在示例中，转换器控制器262具有促进如本文中所描述的电气和控制系统200的操作的构造。
62.在操作期间，风力冲击叶片108和叶片108将风能转化成机械旋转扭矩。根据实施例，机械旋转扭矩经由毂110可旋转地驱动低速轴112。在示例中，低速轴112驱动齿轮箱114，齿轮箱114随后增加低速轴112的低旋转速度来以增大的旋转速度驱动高速轴116。在示例中，高速轴116可旋转地驱动发电机转子122。在示例中，旋转磁场由发电机转子122感应，并且电压在与发电机转子122磁联接的发电机定子120内感应。
63.根据实施例，发电机118在发电机定子120中将旋转机械能转换成正弦三相交流(ac)电能信号。在示例中，电功率经由定子总线208、定子同步开关206、定子侧系统总线384、定子侧主变压器断路器380和定子侧发电机侧总线382传递到主变压器234。在示例中，主变压器234增加电功率的电压幅度，并且转化的电功率经由断路器侧总线240、电网断路器238和电网总线242传递到电网。
64.根据实施例，提供了第二电功率传送路径。在示例中，三相正弦ac电功率在发电机转子122内生成，并且经由转子总线212传递到功率转换组件210。在示例中，在功率转换组件210内，将电功率传递到转子过滤器218，并且针对与转子侧功率转换器220相关联的pwm信号的变化率修改电功率。在示例中，转子侧功率转换器220充当整流器并且将正弦三相ac功率整流成dc功率。在示例中，dc功率传递到dc链路244中。在示例中，电容器250通过促进与ac整流相关联的dc纹波的减轻来促进减轻dc链路244电压幅度变化。
65.根据实施例，dc功率从dc链路244传递到线路侧功率转换器222。在示例中，线路侧功率转换器222充当逆变器，该逆变器配置成将来自dc链路244的dc电功率转换成具有预定电压、电流和频率的三相正弦ac电功率。在示例中，经由转换器控制器262监视和控制功率转换。在示例中，转换的ac功率经由线路侧功率转换器总线223和线路总线225、线路接触器226、转换断路器总线230、转换断路器228和连接总线232从线路侧功率转换器222传递到转子侧系统总线324。在示例中，线路过滤器224补偿或调节从线路侧功率转换器222传递的电功率中的谐波电流。在示例中，定子同步开关206配置成闭合以促进将来自发电机定子120的三相功率与来自功率转换组件210的三相功率连接。
66.根据实施例，转换断路器228、第一主变压器断路器380、第二主变压器断路器320
和电网断路器238配置成例如当过大的电流流动可能损坏电气和控制系统200的部件时断开对应的总线。在示例中，提供了包括线路接触器226的附加保护部件，线路接触器226可通过打开对应于线路总线225的每条线路的开关（图2中未示出）来控制以形成断开。
67.根据实施例，针对例如毂110和叶片108处的风速的变化，功率转换组件210补偿或调节来自发电机转子122的三相功率的频率。因此，机械和电气转子频率可以与定子频率解耦。
68.根据实施例，功率转换组件210的双向特性，以及具体地，转子侧功率转换器220和线路侧功率转换器222的双向特性，促进将所生成的电功率中的至少一些反馈到发电机转子122中。在示例中，电功率从转子侧系统总线324传递到连接总线232。在示例中，电功率通过转换断路器228和转换断路器总线230传递到功率转换组件210中。
69.根据实施例，电功率通过线路接触器226、线路总线225和线路侧功率转换器总线223传递到线路侧功率转换器222中。在示例中，线路侧功率转换器222充当整流器并且将正弦三相ac功率整流成dc功率。在示例中，dc功率传递到dc链路244中。在示例中，电容器250通过促进有时与三相ac整流相关联的dc纹波的减轻来促进减轻dc链路244电压幅度变化。
70.根据实施例，dc功率从dc链路244传递到转子侧功率转换器220，并且转子侧功率转换器220充当逆变器，该逆变器配置成将从dc链路244传递的dc电功率转换成具有预定电压、电流和频率的三相正弦ac电功率。在示例中，经由转换器控制器262监视和控制功率转换。在示例中，转换的ac功率经由转子过滤器总线219从转子侧功率转换器220传递到转子过滤器218。在示例中，转换的ac功率经由转子总线212传递到发电机转子122，从而促进次同步操作。
71.根据实施例，功率转换组件210配置成从涡轮控制器202接收控制信号。在示例中，控制信号基于感测到的风力涡轮100以及电气和控制系统200的条件或操作特性。在示例中，控制信号由涡轮控制器202接收并且用于控制功率转换组件210的操作。来自一个或多个传感器的反馈可被电气和控制系统200用于经由转换器控制器262控制功率转换组件210，包括例如经由第二组电压和电流传感器254、第三组电压和电流传感器256以及第四组电压和电流传感器264的转换断路器总线230、定子总线和转子总线电压或电流反馈。使用该反馈信息以及例如开关控制信号，定子同步开关控制信号和系统断路器控制（跳闸）信号可以任何已知的方式生成。
72.根据实施例，对于具有预定特性的电网电压瞬变，转换器控制器262会至少暂时基本上暂停igbt在线路侧功率转换器222内导通。线路侧功率转换器222的操作的这样的暂停可以将通过功率转换组件210引导的电功率基本上减轻至大约零。
73.低电压绕组根据一方面，线路侧功率转换器222和负载340经由变压器234的低电压绕组310电联接到电网390。在示例中，低电压绕组310是第一低电压绕组310。在示例中，变压器234的低电压绕组310是变压器234的多个低电压绕组中的第一低电压绕组310。
74.根据实施例，发电机定子120经由变压器234的另外的低电压绕组370或第二低电压绕组370电联接到电网390。在示例中，另外的低电压绕组370或第二低电压绕组370不同于低电压绕组310或第一低电压绕组310。
75.根据实施例，变压器234包括低电压绕组310（或第一低电压绕组310）和另外的低
电压绕组370（或第二低电压绕组370）。在示例中，（主）变压器234包括低电压绕组310（或第一低电压绕组310），并且辅助变压器（未示出）包括另外的低电压绕组370（或第二低电压绕组370）。在另一个示例中，辅助变压器（未示出）包括低电压绕组310，并且主变压器234包括另外的低电压绕组370。
76.发电机转子根据一方面，双馈感应发电机118包括发电机定子和发电机转子122。根据一方面，发电机转子122电联接到转子侧功率转换器220。根据一方面，功率转换组件210包括转子侧功率转换器220和线路侧功率转换器222。根据一方面，线路侧功率转换器222和负载340电联接到低电压绕组310。
77.根据实施例，发电机转子具有额定电流。在示例中，控制器，例如发电机控制器或涡轮控制器，配置成例如在发电机处于次同步速度时控制提供给发电机转子的电流。
78.负载根据实施例，负载340包括叶片加热系统360。在示例中，叶片加热系统360是冰管理系统的一部分。在示例中，叶片加热系统360包括布置成加热风力涡轮100的相应叶片108的一个或多个加热器。在示例中，叶片加热系统360包括布置在风力涡轮100的每个叶片108上的至少一个加热器。
79.根据实施例，叶片加热系统360经由开关柜设备352和/或滑环电联接到低电压绕组310。在示例中，用于负载340的开关柜设备352包括保险丝模块、上锁-挂牌盒、保护开关柜和电流变压器中的至少一个。
80.根据实施例，一个或多个另外的负载（未示出）经由低电压绕组310电联接到电网390。一个或多个另外的负载可以包括例如偏航系统、齿轮箱系统、变桨系统、润滑系统、冷却系统、电插座和灯、加热器和杂项设备。在示例中，另外的负载，特别是偏航系统，经由低电压绕组310电联接到电网390。在示例中，风力涡轮100包括偏航系统、齿轮箱系统、变桨系统、润滑系统、冷却系统、电插座和灯、加热器和杂项设备中的一个或多个。
81.根据实施例，负载340经由低电压绕组310上的第一抽头(tap)电联接到电网390。在示例中，一个或多个另外的负载（未示出）经由低电压绕组310上的另外的抽头电联接到电网390。在示例中，另外的抽头不同于第一抽头。在示例中，经由低电压绕组310以第一电压向负载340供应功率。在示例中，经由低电压绕组310以第二电压向一个或多个另外的负载供应功率。在示例中，第一电压和第二电压是不同的。为了说明的目的，第一电压可以是690 v，且第二电压可以是400 v。
82.正常的发电机转子电流根据实施例，正常的发电机转子电流是用于在多个上限部分中的一个下或在多个上限部分的最低上限部分下操作的发电机转子电流，其中，多个上限部分包括风力涡轮100在当前风速下的可能功率生产的上限部分、风力涡轮100的机械负载的上限部分和针对风力涡轮100的声学噪声生成的上限部分。
83.根据实施例，正常的发电机转子电流是用于在风力涡轮100的可能功率生产的上限部分下操作的发电机转子电流。风力涡轮100的可能功率生产的上限部分可理解为针对当前风速。在示例中，可能功率生产的上限是针对当前风速对应于最大功率系数的功率生产。在示例中，当前风速是对于当前时间或者对于可获得的风速的最近计算或测量的计算
风速或测量风速，或模拟风速。
84.根据实施例，正常的发电机转子电流是用于在风力涡轮100的机械负载的上限部分下操作的发电机转子电流。在示例中，风力涡轮100的机械负载的上限基于预定的和/或如所设计的上限。
85.根据实施例，正常的发电机转子电流是用于在针对风力涡轮100的声学噪声生成的上限部分下操作的发电机转子电流。在示例中，风力涡轮100的声学噪声生成的上限基于预定的和/或如所设计的上限（例如，基于预定的调节限制）。
86.在示例中，上限部分是包括上限的部分。在示例中，上限部分是来自上限的90%及更高、来自上限的95%及更高、或者来自上限的99%及更高的部分。在示例中，上限部分至多为上限。在示例中，上限部分是来自第一阈值以及更高的部分。在示例中，第一阈值是上限的固定百分比。在示例中，第一阈值基于控制器速度或控制裕度。在示例中，上限部分是在上限的10%、5%或1%内的部分。
87.在示例中，正常的发电机转子电流是用于在设定点下操作的发电机转子电流，该设定点是风力涡轮100在当前风速下的可能功率生产、风力涡轮100的机械负载和针对风力涡轮100的声学噪声生成的上限部分中的一个。
88.电流上限根据实施例，低电压绕组310包括电流上限。低电压绕组的电流上限可理解为低电压绕组310的电流容量或低电压绕组310的最大连续电流额定值。
89.在示例中，第一电流（其被提供给发电机转子122）和第二电流（其被提供给负载340）的第二和（被选择诸如成）等于或小于低电压绕组310的电流上限。
90.根据实施例，第一电流和第二电流的第二和与低电压绕组的电流上限之间的差小于低电压绕组310的电流容量的10%，小于低电压绕组的电流容量的5%，小于电流容量的操作缓冲。
91.根据实施例，通过低电压绕组310的第三电流（该第三电流包括第一电流（其被提供给发电机转子122）和第二电流（其被提供给负载340））（被选择诸如成）基本上处于低电压绕组310的电流上限。术语“基本上”可理解为“在10%之内”、“在5%之内”、“在2%之内”、“在预定的裕度之内”或“在固定的裕度之内”。
92.方法图3是根据本文中所描述的方面的操作风力涡轮的方法的框图。根据图3中所看到的方面，操作风力涡轮的方法包括：当在次同步速度下操作发电机118时，向发电机转子122提供第一电流410，该第一电流小于正常的发电机转子电流，并且向负载340提供第二电流420，其中，第一电流和第二电流的第二和等于或小于低电压绕组310的电流上限。
93.根据一方面，风力涡轮100包括：具有发电机定子120和发电机转子122的双馈感应发电机118；包括转子侧功率转换器220和线路侧功率转换器222的功率转换组件210；以及负载340。根据一方面，发电机转子122电联接到转子侧功率转换器220。根据一方面，线路侧功率转换器222和负载340经由变压器234的低电压绕组310电联接到电网390。根据一方面，发电机转子122的额定电流和负载340的额定电流的第一和大于低电压绕组310的电流上限。
94.根据一方面，操作风力涡轮的方法包括：当在次同步速度下操作发电机118时，向
发电机转子122提供第一电流410，该第一电流小于正常的发电机转子电流，并且向负载340提供第二电流420，其中，第一电流和第二电流的第二和等于或小于低电压绕组310的电流上限。
95.可理解，向发电机转子122提供第一电流410和向负载340提供第二电流420可（基本上）同时或并发执行。
96.可理解，（多个）控制器,诸如涡轮控制器、转换器控制器、功率转换组件控制器、发电机控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个）,可配置成向功率转换组件210（和/或转子侧功率转换器220）发出设定点，以向发电机转子122提供第一电流410。
97.可理解，(多个）控制器,诸如负载控制器、叶片加热系统控制器、涡轮控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个），可配置（成控制负载340或叶片加热系统360）以汲取第二电流420。
98.图4是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图。根据图4中所看见的实施例，操作风力涡轮的方法包括通过低电压绕组310汲取第三电流510。
99.根据实施例，操作风力涡轮的方法包括通过低电压绕组310汲取第三电流510，该第三电流包括第一电流和第二电流，其中，第三电流基本上处于低电压绕组310的电流上限。
100.在示例中，第一电流和第二电流的第二和是第三电流的至少50%、至少70%或至少90%。
101.可理解，通过低电压绕组310汲取第三电流510可与向发电机转子122提供第一电流410和向负载340提供第二电流420并发执行（或者可由控制器实现）。
102.可理解，(多个）控制器，诸如负载控制器、叶片加热系统控制器、涡轮控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个），可配置（成控制负载340或叶片加热系统360）以通过低电压绕组310汲取第三电流510。
103.图5是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图。根据图5中所看见的实施例，操作风力涡轮的方法包括：确定610将第一发电机转子电流设定点设置成正常的发电机转子电流或将第二负载电流设定点设置成第二电流导致经由低电压绕组310汲取第四电流，该第四电流大于低电压绕组310的电流上限。
104.根据图5中所看见的实施例，操作风力涡轮的方法包括：确定620第一发电机转子电流设定点和先前的发电机转子电流设定点之间的第一差，或第二负载电流设定点和先前的负载电流设定点之间的第二差，大于低电压绕组310的电流上限和已经经由低电压绕组310汲取的电流之间的第三差。
105.根据实施例，操作风力涡轮的方法包括：在向发电机转子122提供第一电流410之前和在向负载340提供第二电流420之前，确定610将第一发电机转子电流设定点设置成正常的发电机转子电流或将第二负载电流设定点设置成第二电流导致经由低电压绕组310汲取第四电流，该第四电流大于低电压绕组310的电流上限。
106.根据实施例，操作风力涡轮的方法包括：确定620第一发电机转子电流设定点和先前的发电机转子电流设定点之间的第一差，或第二负载电流设定点和先前的负载电流设定点之间的第二差，大于低电压绕组310的电流上限和已经经由低电压绕组310汲取的电流之间的第三差。
107.可理解，(多个）控制器，诸如负载控制器、叶片加热系统控制器、转换器控制器、功率转换组件控制器、发电机控制器、涡轮控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个），可配置成：确定610将第一发电机转子电流设定点设置成正常的发电机转子电流或将第二负载电流设定点设置成第二电流导致经由低电压绕组310汲取第四电流。
108.可理解，（多个）控制器，诸如负载控制器、叶片加热系统控制器、转换器控制器、功率转换组件控制器、发电机控制器、涡轮控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个），可配置成：确定620第一发电机转子电流设定点和先前的发电机转子电流设定点之间的第一差，或第二负载电流设定点和先前的负载电流设定点之间的第二差，大于低电压绕组310的电流上限和已经经由低电压绕组310汲取的电流之间的第三差。
109.图6是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图。根据图6中所看见的实施例，操作风力涡轮的方法包括：确定710正常的发电机转子电流已经提供给发电机转子122，或者第二电流已经提供给负载340。
110.根据实施例，操作风力涡轮的方法包括：在将第一电流410提供给发电机转子122之前和在将第二电流420提供给负载340之前，确定710正常的发电机转子电流已经提供给发电机转子122或者第二电流已经提供给负载340。
111.可理解，(多个）控制器，诸如负载控制器、叶片加热系统控制器、转换器控制器、功率转换组件控制器、发电机控制器、涡轮控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个），可配置成确定710正常的发电机转子电流已经提供给发电机转子122或者第二电流已经提供给负载340。
112.图7是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图。根据图7中所看见的实施例，操作风力涡轮的方法包括：发出扭矩设定点810，用于在低于最佳叶尖速比的叶尖速比下操作风力涡轮100。
113.根据实施例，最佳叶尖速比是用于在多个上限部分中的一个下或在多个上限部分的最低上限部分下操作的叶尖速比。根据实施例，多个上限部分包括风力涡轮100在当前风速下的可能功率生产的上限部分、风力涡轮100的机械负载的上限部分和针对风力涡轮的声学噪声生成的上限部分。
114.可理解，(多个）控制器，诸如涡轮控制器、转换器控制器、功率转换组件控制器、发电机控制器和/或风电场控制器(中的一个或多个）,可配置成发出扭矩设定点810，用于在低于最佳叶尖速比的叶尖速比下操作风力涡轮100。
115.图8是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图。根据图8中所看见的实施例，操作风力涡轮的方法包括调节910与第二电流成反比的第一电流。
116.可理解，(多个）控制器，诸如负载控制器、叶片加热系统控制器、转换器控制器、功率转换组件控制器、发电机控制器、涡轮控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个），可配置成调节910与第二电流成反比的第一电流。
117.根据实施例，正常的发电机转子电流与至发电机转子122的第一电流之间的差可等于或小于负载340的额定电流。因此，由负载可汲取的最大电流在低电压绕组的电流上限内可得到，并且从而改进了系统的有效性。
118.根据实施例，负载340包括叶片加热系统360。因此，改进了在低电压绕组的电流上限内的操作，并且从而改进了系统的有效性。
119.图9是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图。根据图9中所看见的实施例，操作风力涡轮的方法包括：接收增加至负载340的电流的供应的第三请求1010；以及响应于接收第三请求，增加低电压绕组310的电流上限1020。
120.在示例中，增加至负载340的电流的供应的第三请求1010基于环境温度中的减少。在示例中，增加至负载340的电流的供应的第三请求1010包括第一增加量，该第一增加量与环境温度中的减少量成比例。
121.在示例中，低电压绕组310的电流上限1020中的增加基于环境温度中的减少。在示例中，低电压绕组310的电流上限1020中的增加包括第二增加量，该第二增加量与环境温度中的减少量成比例。
122.可理解，（多个）控制器，诸如负载控制器、叶片加热系统控制器、转换器控制器、功率转换组件控制器、发电机控制器、涡轮控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个），可配置成：接收增加至负载340的电流的供应的第三请求1010，并且响应于接收第三请求，增加低电压绕组310的电流上限1020。
123.可理解，低电压绕组310的电流上限可是预定值或（可调节的）常数。在示例中，低电压绕组310的电流上限是存储在（多个）控制器（诸如负载控制器、叶片加热系统控制器、转换器控制器、功率转换组件控制器、发电机控制器、涡轮控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个））中或针对其存储的（值）。
124.另外的方法图10是根据本文中所描述的方面的操作风力涡轮的方法的框图。根据图10中所看见的方面，操作风力涡轮的方法包括：确定冰在叶片1110上；确定当前风速1120；当所确定的当前风速小于切入风速时，向叶片加热系统提供至多为叶片加热系统1130的额定电流的电流；以及当所确定的当前风速等于或大于切入风速时并且当发电机处于次同步速度时，向叶片加热系统提供至多为低电压绕组的未使用电流容量和叶片加热系统1140的额定电流中的较低一者的电流。
125.根据该方面，风力涡轮100包括；叶片108；叶片加热系统360；具有发电机定子120和发电机转子122的双馈感应发电机118；包括转子侧功率转换器220和线路侧功率转换器222的功率转换组件210；以及负载340，其中，发电机转子122电联接到转子侧功率转换器220，其中，线路侧功率转换器222和负载340经由变压器234的低电压绕组310电联接到电网390，并且其中，发电机转子122的额定电流和负载340的额定电流的第一和大于低电压绕组310的电流上限。
126.在示例中，确定冰在叶片1110上包括：基于来自振动探头、重量传感器、光学传感器和/或电容传感器中的一个或多个的测量来确定。
127.在示例中，(多个）控制器，诸如负载控制器、叶片加热系统控制器、涡轮控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个），可配置成确定冰在叶片1110上。在示例中，（多个）控制器，诸如涡轮控制器、发电机控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个），可配置成确定当前风速1120。
128.在示例中，（多个）控制器，诸如负载控制器、叶片加热系统控制器、涡轮控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个），可配置：当确定的当前风速小于切入风速时，（以控制负载340或叶片加热系统360）针对叶片加热系统360汲取至多为叶片加热系统1130的额定
电流的电流。
129.在示例中，（多个）控制器，诸如负载控制器、叶片加热系统控制器、涡轮控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个），可配置：当确定的当前风速等于或大于切入风速时并且当发电机处于次同步速度时，（以控制负载340或叶片加热系统360）针对叶片加热系统360汲取至多为低电压绕组的未使用电流容量和叶片加热系统1140的额定电流中的较低一者的电流。
130.图11是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图。根据图11中所看见的实施例，操作风力涡轮的方法包括：当确定的当前风速大于切入风速时并且当发电机基本上处于同步速度时，向叶片加热系统提供至多为叶片加热系统1150的额定电流的电流。
131.在示例中，（多个）控制器，诸如负载控制器、叶片加热系统控制器、涡轮控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个），可配置成：当确定的当前风速大于切入风速时并且当发电机基本上处于同步速度时，（以控制负载340或叶片加热系统360）为叶片加热系统360汲取至多为叶片加热系统1150的额定电流的电流。
132.图12是根据本文中所描述的实施例的操作风力涡轮的方法的框图。根据图12中所看见的实施例，操作风力涡轮的方法包括：当确定的当前风速大于切入风速时并且当发电机处于超同步速度时，向叶片加热系统提供至多为叶片加热系统1160的额定电流的电流。
133.在示例中，（多个）控制器，诸如负载控制器、叶片加热系统控制器、涡轮控制器和/或风电场控制器（中的一个或多个），可配置：当确定的当前风速大于切入风速时并且当发电机处于超同步速度时，（以控制负载340或叶片加热系统360）针对叶片加热系统360汲取至多为叶片加热系统1160的额定电流的电流。
134.在示例中，表述“基本上在同步速度下”可以是包括同步速度的发电机速度范围，对于该同步速度，不同的或特定的或同步速度（发电机/涡轮）控制策略/方案是适用的或有效的。
135.在示例中，可理解，可以有用于“基本上在次同步速度下”操作发电机的至少第一控制算法/方案。在示例中，可理解，可以有用于“基本上在同步速度下”操作发电机的至少第二控制算法/方案。在示例中，可理解，可以有用于“基本上在超同步速度下”操作发电机的至少第三控制算法/方案。
136.在示例中，表述“基本上在同步速度下”可理解为在同步速度的5%、2%或1%之内。在示例中，表述“基本上在同步速度下”可理解为“在同步速度下”。
137.因此，当电联接到同一低电压绕组的发电机转子的和负载或叶片加热系统的额定电流大于低电压绕组的电流上限时，功率生产是最佳的。此外，当发电机转子汲取小电流或没有汲取电流时，使负载或叶片加热系统的最大额定电流在基本上同步和超同步速度期间（基本上或完全）可得到。
138.因此，改进了在低电压绕组的电流上限内的操作，并且从而改进了系统的有效性。
139.术语“定子侧主变压器断路器380”可与“第一主变压器断路器380”互换使用。术语“转子侧主变压器断路器320”可与“第二主变压器断路器320”互换使用。术语“定子侧系统总线384”可与“第一系统总线384”互换使用。术语“转子侧系统总线324”可与“第二系统总线324”互换使用。术语“低电压绕组310”可与“第一低电压绕组310”互换使用。术语“第二低
电压绕组370”可与“另外的低电压绕组370”互换使用。
140.本书面描述使用实施例和示例来提供能够实现的公开内容。本发明的范围由权利要求书来限定。

技术特征：
1. 一种操作风力涡轮的方法，所述风力涡轮(100)包括:具有发电机定子(120)和发电机转子(122)的双馈感应发电机(118）；包括转子侧功率转换器（220）和线路侧功率转换器（222）的功率转换组件（210）；以及负载（340），其中，所述发电机转子（122）电联接到所述转子侧功率转换器（220），其中，所述线路侧功率转换器（222）和所述负载（340）经由变压器（234）的低电压绕组（310）电联接到电网（390），并且其中，所述发电机转子（122）的额定电流和所述负载（340）的额定电流的第一和大于所述低电压绕组（310）的电流上限，所述方法包括：当在次同步速度下操作所述发电机(118)时，向所述发电机转子(122)提供第一电流(410)，所述第一电流小于正常的发电机转子电流；以及向所述负载（340）提供第二电流（420），其中，所述第一电流和所述第二电流的第二和等于或小于所述低电压绕组(310)的所述电流上限。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述正常的发电机转子电流是用于在多个上限部分中的一个下或在所述多个上限部分中的最低上限部分下操作的发电机转子电流，其中，所述多个上限部分包括所述风力涡轮(100)在所述当前风速下的可能功率生产的上限部分、所述风力涡轮(100)的机械负载的上限部分和针对所述风力涡轮(100)的声学噪声生成的上限部分。3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括：通过所述低电压绕组(310)汲取第三电流(510)，所述第三电流包括所述第一电流和所述第二电流，其中，所述第三电流基本上处于所述低电压绕组(310)的所述电流上限。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括：在向所述发电机转子(122)提供所述第一电流(410)之前和在向所述负载(340)提供所述第二电流(420)之前，确定(610)将第一发电机转子电流设定点设置成所述正常的发电机转子电流或将第二负载电流设定点设置成所述第二电流导致经由所述低电压绕组（310）汲取第四电流，所述第四电流大于所述低电压绕组(310)的所述电流上限，优选地，进一步确定（620）所述第一发电机转子电流设定点和先前的发电机转子电流设定点之间的第一差，或所述第二负载电流设定点和先前的负载电流设定点之间的第二差，大于所述低电压绕组（310）的所述电流上限和已经经由所述低电压绕组（310）汲取的电流之间的第三差。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，进一步包括：在向所述发电机转子（122）提供所述第一电流（410）之前和在向所述负载（340）提供所述第二电流（420）之前，确定（710）所述正常的发电机转子电流已经提供给所述发电机转子(122)或者所述第二电流已经提供给所述负载（340）。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，进一步包括：发出用于在低于最佳叶尖速比的叶尖速比下操作所述风力涡轮（100）的扭矩设定点（810），所述最佳叶尖速比用于在多个上限部分中的一个下或在所述多个上限部分的最低上限部分下操作，其中，所述多个上限部分包括所述风力涡轮(100)在所述当前风速下的可能功率比生产的上限部分、所述风力涡轮(100)的机械负载的上限部分和针对所述风力涡轮（100）的声学噪声生成的上限部分。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，进一步包括：调节（910）与所述第二电流成
反比的所述第一电流。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述正常的发电机转子电流与至所述发电机转子（122）的所述第一电流之间的差等于或小于所述负载(340)的所述额定电流。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述负载(340)包括叶片加热系统(360)。10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：接收增加至所述负载（340）的电流的供应的第三请求（1010），以及响应于接收所述第三请求，增加所述低电压绕组（310）的电流上限（1020）。

技术总结
提供了风力涡轮和操作如本文中所描述的风力涡轮的方法。风力涡轮的方法。风力涡轮的方法。


技术研发人员：W
受保护的技术使用者：通用电气可再生能源西班牙有限公司
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2023/5/13