CN105790298A - 风力发电控制装置及风力发电*** - Google Patents

风力发电控制装置及风力发电*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力发电控制装置及风力发电***，该风力发电控制装置耦接于风机和电网之间，包括：变换器单元，包括机侧变换器、直流母线电容和网侧变换器，所述机侧变换器的交流侧耦接于所述风机的转子侧，所述机侧变换器的直流侧耦接于所述直流母线电容，所述网侧变换器的直流侧耦接于所述直流母线电容，所述网侧变换器的交流侧耦接至所述电网；以及切换单元，用于当风速满足切换条件时，所述风力发电控制装置在双馈发电运行模式与全功率运行模式之间切换。

Description

风力发电控制装置及风力发电***
技术领域
本发明涉及一种风力发电领域，尤其涉及一种适于不同风速环境下的风力发电控制装置及风力发电***。
背景技术
众所周知，目前的兆瓦级风力发电***中主要包括两种风力发电机组，即，全功率风力发电机组和双馈风力发电机组。换言之，当前的一种风力发电机组采用双馈风力发电运行模式，而另一种风力发电机组采用全功率运行模式。一般来说，全功率风力发电机组主要由全功率变换器和全功率发电机(如，永磁同步发电机、电励磁发电机、感应发电机)组成，其发电运行范围宽，切入风速低，发电效率高，对电网的适应性好。然而，全功率风力发电机和全功率变换器价格昂贵。双馈风力发电机组主要由双馈感应发电机和双馈变换器组成，其相对于全功率机组价格便宜，但在低风速下的发电效率较低。此外，双馈式风力发电机组采用的双馈电机本身在低转速下的损耗较大，并且由于变换器所使用的晶体管的工作电压限制，双馈风机存在运行转速的下限，在低风速区域不能维持最佳尖速比运行，发电运行范围窄。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种能够在低风速和高风速模式下切换的风力发电控制装置。
本发明的另一目的在于提供一种适用于低风速和高风速环境的风力发电***。
本发明的风力发电控制装置，耦接于风机和电网之间，包括：
变换器单元，包括机侧变换器、直流母线电容和网侧变换器，所述机侧变换器的交流侧耦接于所述风机的转子侧，所述机侧变换器的直流侧耦接于所述直流母线电容，所述网侧变换器的直流侧耦接于所述直流母线电容，所述网侧变换器的交流侧耦接至所述电网；以及
切换单元，用于当风速满足切换条件时，所述风力发电控制装置在双馈发电运行模式与全功率运行模式之间切换。
在其中的一实施例，所述切换单元包括模式切换开关和并网开关，其中：
所述模式切换开关的第一端耦接于所述风机的定子侧以及所述并网开关的第一端，所述模式切换开关的第二端短接；
所述并网开关的第一端耦接于所述风机的定子侧，所述并网开关的第二端耦接至所述电网。
在其中的一实施例，所述风力发电控制装置还包括网侧开关和入网开关，其中：
所述网侧开关的第一端耦接于所述网侧变换器，所述网侧开关的第二端与所述并网开关的第二端耦接并形成一公共节点；
所述入网开关设置在所述公共节点与所述电网之间。
在其中的一实施例，当所述风力发电控制装置切换为全功率运行模式时，所述并网开关断开，所述模式切换开关、所述网侧开关和所述入网开关闭合；当所述风力发电控制装置切换为双馈发电运行模式时，所述模式切换开关断开，所述并网开关、所述网侧开关和所述入网开关闭合。
在其中的一实施例，还包括控制单元，用于根据一控制信号控制所述切换单元在所述双馈发电运行模式与所述全功率运行模式之间切换。
在其中的一实施例，所述控制单元包括：
接收模块，用于接收风速数据；
比较模块，用于将接收到的所述风速数据与一预定风速数据相比较生成一比较结果；
产生模块，用于根据所述比较结果产生所述控制信号。
在其中的一实施例，所述控制单元包括：
接收模块，用于接收切换指令；
产生模块，用于根据所述切换指令产生所述控制信号。
在其中的一实施例，当处于所述全功率运行模式时，所述风机的转子侧、所述变换器单元与所述电网间形成第三输电路径；当处于所述双馈发电运行模式时，所述风机的定子侧与所述电网间形成第一输电路径，所述风机的转子侧、所述变换器单元与所述电网间形成第二输电路径。
在其中的一实施例，所述模式切换开关和所述并网开关为电子开关、机械开关或电子开关与机械开关形成的组合开关。
在其中的一实施例，所述风力发电控制装置还包括能量平衡单元，用于所述电网发生短路故障时保持所述风力发电***能量平衡，以实现在预定时间内保持并网，并同时发出无功电流。
在其中的一实施例，所述能量平衡单元为直流斩波器，耦接于所述直流母线电容的第一端和第二端。
在其中的一实施例，在所述双馈发电运行模式下发生电网短路故障时，所述网侧变换器稳定母线电压，所述机侧变换器根据电压跌落深度自风机的所述定子侧发感性无功电流，所述直流斩波器根据直流母线电压的大小进行开通或关断以维持机侧变换器与网侧变换器的能量平衡。
在其中的一实施例，在所述全功率运行模式下发生电网短路故障时，所述网侧变换器稳定母线电压并根据电压跌落深度发感性无功电流,以对电网电压提供支撑，所述直流斩波器根据直流母线电压的大小进行开通或关断以维持机侧变换器与网侧变换器的能量平衡。
本发明的风力发电***，耦接于电网，包括：
风机；以及
风力发电控制装置，耦接于所述风机和所述电网之间，用于控制所述风力发电***与所述电网之间的功率流向，
其中，所述风力发电控制装置为如上所述的风力发电控制装置。
在其中的一实施例，所述切换单元包括模式切换开关和并网开关，其中：
所述模式切换开关的第一端耦接于所述风机的定子侧以及所述并网开关的第一端，所述模式切换开关的第二端短接；
所述并网开关的第一端耦接于所述风机的定子侧，所述并网开关的第二端耦接至所述电网。
在其中的一实施例，所述风力发电控制装置还包括网侧开关和入网开关，其中：
所述网侧开关的第一端耦接于所述网侧变换器，所述网侧开关的第二端与所述并网开关的第二端耦接并形成一公共节点；
所述入网开关设置在所述公共节点与所述电网之间。
在其中的一实施例，当所述风力发电控制装置切换为全功率运行模式时，所述并网开关断开，所述模式切换开关、所述网侧开关和所述入网开关闭合；当所述风力发电控制装置切换为双馈发电运行模式时，所述模式切换开关断开，所述并网开关、所述网侧开关和所述入网开关闭合。
在其中的一实施例，所述模式切换开关和所述并网开关为电子开关、机械开关或电子开关与机械开关形成的组合开关。
在其中的一实施例，所述风力发电控制装置还包括能量平衡单元，用于所述电网发生短路故障时保持所述风力发电***能量平衡，以实现在预定时间内保持并网，并同时发出无功电流。
在其中的一实施例，所述能量平衡单元为直流斩波器，耦接于所述直流母线电容的第一端和第二端。
在其中的一实施例，在所述双馈发电运行模式下发生电网短路故障时，所述网侧变换器稳定母线电压，所述机侧变换器根据电压跌落深度自风机的所述定子侧发感性无功电流，所述直流斩波器根据直流母线电压的大小进行开通或关断以维持机侧变换器与网侧变换器的能量平衡。
在其中的一实施例，在所述全功率运行模式下发生电网短路故障时，所述网侧变换器稳定母线电压并根据电压跌落深度发感性无功电流,以对电网电压提供支撑，所述直流斩波器根据直流母线电压的大小进行开通或关断以维持机侧变换器与网侧变换器的能量平衡。
本发明在切换单元的控制下可以使风机在低风速运行模式和中高风速运行模式下工作，既具有双馈机组价格低廉的优点，同时可以实现双馈机组的低风速条件下的全功率运行模式，从而有效地提高了双馈机组在低风速下的发电效率，解决了发电运行范围窄的缺点。
附图说明
图1为本发明一实施例的风力发电控制装置的示意图；
图2a、2b为本发明一实施例的风力发电控制装置中控制单元的结构示意框图；
图3a为本发明的风力发电控制装置处于低风速运行模式的示意图；
图3b为本发明的风力发电控制装置处于中高风速运行模式的示意图；
图4为本发明一实施例采用双向电子开关的风机发电***示意图；
图5为图4中几类双向电子开关的示意图；
图6为本发明一实施例采用组合开关的风机发电***示意图；
图7为本发明的风力发电***与现有双馈风力发电***的各风速段下风机的运行功率曲线示意图；
图8为本发明一实施例的具备FRT功能的风力发电控制装置示意图；
图9为图8中风力发电控制装置的几类直流斩波器的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员能更进一步了解本发明以下列举本发明的较佳实施例，并配合所附附图，详细说明本发明的构成内容。为了方便说明，本发明的各附图仅为示意以更容易了解本发明，其详细的比例可依照设计的需求进行调整。
如图1所示，本发明的风力发电控制装置1，耦接于双馈风力发电机2和电网3之间，包括：
变换器单元11，包括机侧变换器111、直流母线电容C1和网侧变换器112，机侧变换器111的交流侧耦接于风机2的转子侧，机侧变换器111的直流侧耦接于直流母线电容C1，网侧变换器112的直流侧耦接于直流母线电容C1，网侧变换器112的交流侧耦接至电网3；以及
切换单元12，用于当风速满足切换条件时，所述风力发电控制装置1在双馈发电运行模式与全功率运行模式之间切换。
本实施例中于低风速模式时仅由转子侧向电网3供电，短路了双馈发电机2的定子部分。此时双馈发电机2变成了感应发电机(IG)，变换器单元11工作在全功率变流器模式。***工作情况类似于全功率发电机组。功率流向从变换器单元11流向电网3。变换器单元11处理全部的发电机输出功率，提高了低风速运行时的工作效率。
切换单元12的工作模式切换动作可以由控制单元13进行控制。控制单元13根据一控制信号控制切换单元12在所述全功率运行模式和所述双馈发电运行模式间切换。其中，控制信号可以直接为来自双馈发电机2的控制器(图中未示出)的切换指令，也可以是根据风速数据与预定风速数据的比较结果进行控制。由于控制信号的不同，控制单元13的组成结构可选择地有以下两种组成形式。
如图2a所示，在一实施例中控制单元13包括：
接收模块130，用于接收风速数据；其中，风速数据可以是由双馈发电机2的控制器(图中未示出)传送，可选择地也可以由风速传感器(图中未示出)直接传送。
比较模块132，用于将接收到的所述风速数据与一预定风速数据相比较生成一比较结果；预定风速数据为预先存储在控制单元13或存储单元(图中未示出)的风速数据，其是根据当地的风速环境统计所得，可以选择大于传统双馈发电机组的切入转速，避免切入风速选择过低，导致两种模式的频繁动作。比较模块132根据接收到的风速数据与一预定风速数据相比较得到当前风速满足第一条件(低风速条件)，即当前接收到的所述风速数据小于预定风速数据，或满足第二条件(中高速条件)，即当前接收到的所述风速数据大于等于预定风速数据，并将比较结果发送至产生模块134。
产生模块134，用于根据所述比较结果产生切换至所述全功率运行模式或所述双馈发电运行模式的所述控制信号。
如图2b所示，在另一实施例中控制单元13包括：
接收模块131，用于接收切换指令；其中，切换指令是由双馈发电机2的控制器发送，切换指令为切换至全功率运行模式，或切换至双馈发电运行模式。
产生模块133，用于根据所述切换指令产生切换至所述全功率运行模式或所述双馈发电运行模式的所述控制信号。
本实施与上述实施例中的控制单元结构的主要区别在于：本实施例中控制单元13的接收模块131直接接收双馈发电机2的控制器的切换指令，风速达到第一条件或第二条件由双馈发电机2的控制器进行比较判断，并发送相应的切换指令，控制单元13仅根据切换指令直接切换至全功率运行模式或双馈发电运行模式，不进行风速条件的比较判断操作，在一定程度上简化了控制单元13,甚至可以省略控制单元，仅根据外部的控制信号来控制切换单元动作。
上述实施例中的切换单元12可选择性地包括模式切换开关S4和并网开关S2，其中：
所述模式切换开关S4的第一端耦接于所述风机2的定子侧以及所述并网开关S2的第一端，所述模式切换开关S4的第二端短接；
所述并网开关S2的第一端耦接于所述风机2的定子侧，所述并网开关S2的第二端耦接至所述电网3。模式切换开关S4的闭合和关断，对应全功率运行模式和双馈发电运行模式。
此外，风力发电控制装置1还包括网侧开关S3和入网开关S1，其中：
所述网侧开关S3的第一端耦接于所述网侧变换器112，所述网侧开关S3的第二端与所述并网开关S2的第二端耦接并形成一公共节点；
所述入网开关S1设置在所述公共节点与所述电网3之间。
如图3a所示，是本发明的全功率运行模式，即低风速运行模式的各开关状态的示意图。在此模式下，入网开关S1、网侧开关S3、模式切换开关S4导通(TurnOn)，并网开关S2关断(Turnoff),通过模式切换开关S4开关的闭合，短路了双馈发电机2的定子部分。此时双馈发电机2变成了感应发电机(IG)，变换器单元11工作在全功率变流器模式。***工作情况类似与全功率发电机组。网侧变换器112稳定母线电压，调节入网电流波形,机侧变换器111承担输出功率的调节作用,功率流向从转子侧流经机侧变换器111和网侧变换器112流向电网3。机侧变换器111和网侧变换器112处理全部的发电机输出功率。
如图3b所示，是本发明的双馈发电运行模式,即中高风速运行模式的各开关状态的示意图。在此模式下,模式切换开关S4关断(Turnoff),入网开关S1、并网开关S2、网侧开关S3导通(Turnon),***工作情况与传统的双馈风力发电机组相一致。网侧变换器112维持直流母线电压恒定,机侧变换器111根据转速和功率控制转子绕组的励磁磁场旋转方向以及大小,实现风机的变速恒频工作。功率流向是双馈发电机2的定子侧向电网3发出功率,网侧变换器112和机侧变换器111根据风机转速的变化,能量双向流动。当双馈发电机2转速超过同步转速时,网侧变换器112和机侧变换器111向电网3方向发出能量,当双馈发电机2转速低于同步转速时,网侧变换器112和机侧变换器111从电网3方向吸收能量。
如下表1所示，表示了两种工作模式S1-S4开关的切换逻辑状态。通常开关可以采用机械开关，如接触器(contactor)，断路器(Breaker)等。机械开关在切换过程中需要较长的分断，开通时间(20ms-200ms)，为了减少开关时间，可以采用双向电子开关代替机械开关。图4为并网开关S2、模式切换开关S4采用双向晶闸管(SCR)电子开关的示意图，切换时间可以减少到20ms以内。图5为可选择地几种双向电子开关(a)、(b)、(c)的示意图，但双向电子开关的种类并不以此为限。
表1
如图6所示，并网开关S2也可以采用组合开关的方式，即采用机械开关S2和电子开关A2并联的方式。组合开关既有机械开关承载流大的优点又有电子开关切换快的优点。配合相应的开关逻辑控制，能够实现两种模式的无缝切换。
在低速运行(IG)模式下，机械开关S2断开，双向电子开关A2断开，模式切换开关S4、入网开关S1、网侧开关S3闭合。当要向双馈模式转换时，先闭合双向电子开关A2，同时断开模式切换开关S4，并网机械开关S2、入网开关S1、网侧开关S3保持之前状态。由于并网双向电子开关A2、模式切换开关S4均是双向电子开关，状态转换立刻完成。实现了由IG到双馈模式的转换。短时由并网双向电子开关A2承受定子电流，再关断并网机械开关S2，此时并网机械开关S2、并网双向电子开关A2并联工作，由于并网机械开关S2阻抗较小，定子电流大多数由并网机械开关S2流过，并网双向电子开关A2承担较小的负载电流，降低了双向电子开关的使用成本。并网机械开关S2完成闭合后，再断开并网双向电子开关A2，并网机械开关S2独自承担全部定子电流。整个切换过程结束。
同样的，在中高速模式(DFIG)模式下，并网机械开关S2闭合，并网双向电子开关A2断开，入网开关S1、网侧开关S3闭合，模式切换开关S4断开。当要向IG模式转换时，先闭合并网双向电子开关A2，同时断开模式切换开关S4，并网机械开关S2、入网开关S1、网侧开关S3保持之前状态。此时并网机械开关S2、并网双向电子开关A2并联工作，由于并网机械开关S2阻抗较小，定子电流大多数由并网机械开关S2流过，并网双向电子开关A2承担较小的负载电流。再关断并网机械开关S2，短时由并网双向电子开关A2承受全部定子电流。再闭合模式切换开关S4，断开并网双向电子开关A2，由于并网双向电子开关A2、模式切换开关S4均是双向电子开关，状态转换立刻完成。实现了由双馈到IG模式的转换,整个切换过程结束。如下表2显示了采用组合开关的风机发电***的各开关的切换逻辑状态。
表2
为了能够更加清楚的揭露本发明，以下通过功率曲线图进行详述。如图7所示，本发明风电机组在各个风速下的功率曲线示意图，其中实线部分为本发明的风机运行功率曲线，虚线部分是传统双馈发电机运行曲线。在中高风速段(>6m/s),两条曲线重合,区别在低风速段,本发明的运行功率曲线明显更优化。以1.5MW双馈***为例，传统双馈发电***的切入风速约为3.4m/s，在达到额定风速前，风机控制***通过控制桨叶迎风角度，使发电***尽可能的最大功率输出，到达额定风速后，通过控制桨叶迎风角度变化，保持发电***恒功率输出。本发明中，在未达到切换风速前，通过切换相应的开关和网侧，机侧变流器的协调控制***工作在全功率运行模式(低速运行模式),全功率运行模式的切入风速远低于传统的双馈发电***切入风速。在风速达到切换风速后,***转换为双馈运行模式(中高速运行模式)。
根据各国电力公司标准要求,大功率风电并网发电设备需要具有FRT(故障穿越)功能，即在电网发生如短路故障时，发电设备需要在规定时间内保持并网状态，不能保护性脱网。同时要能够发出一定的无功电流,以实现对电网***的电压支撑。由于本发明有低速和中高速两种不同的运行模式，需要考虑到在不同运行模式下都能够满足此要求。
如图8所示，是本发明一实施例具备FRT功能的控制***示意图。通过在变换器直流母线侧接入能量平衡单元14，可以很好的解决在电网故障时由于能量不平衡所引起的母线电压波动，保护变流器电子元器件，从而实现本发明的FRT功能。能量平衡单元14可选择性地为直流斩波器，所述直流斩波器耦接于电容C1的第一端和第二端。其中如图9所示为直流斩波器(a)、(b)、(c)、(d)几种拓扑示意图。包括一个直流斩波桥臂和一颗能量泄放电阻，直流斩波桥臂可以有多种不同的形式，由IGBT和Diode组成。泄放电阻也可以连接在正母线和桥臂中点之间或者负母线和桥臂中点之间。
在IG模式下发生电网短路故障时,网侧变换器112除了和正常工作一样稳定母线电压还需要根据电压跌落深度发感性无功电流，以对电网电压提供支撑。直流斩波器根据直流母线电压的大小进行开通或关断以维持机侧变换器111与网侧变换器112能量的平衡。
在DFIG模式下发生电网短路故障时,网侧变流器112稳定母线电压,机侧变流器111根据电压跌落深度从定子侧发感性无功电流,以对电网电压提供支撑。直流斩波器根据直流母线电压的大小进行开通或关断以维持机侧网侧能量的平衡。
如图1所示，本发明一实施例的风力发电***，耦接于电网3，包括：
风机2；以及
风力发电控制装置1，耦接于所述风机2和所述电网1之间，用于所述风机2和所述电网3间的输电控制；
其中，所述风力发电控制装置1包括：
变换器单元11，包括机侧变换器111、直流母线电容C1和网侧变换器112，机侧变换器111的交流侧耦接于风机2的转子侧，机侧变换器111的直流侧耦接于直流母线电容C1，网侧变换器112的直流侧耦接于直流母线电容C1，网侧变换器112的交流侧耦接至电网3；以及
切换单元12，用于当风速满足切换条件时，所述风力发电控制装置1在双馈发电运行模式与全功率运行模式之间切换。
本实施例中的控制装置1结构以及工作模式在以上实施例中已经详细说明，在此不再赘述。
以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求范围内的各种修改和等效置换。

Claims (22)

1.一种风力发电控制装置，耦接于风机和电网之间，其特征在于，包括：
变换器单元，包括机侧变换器、直流母线电容和网侧变换器，所述机侧变换器的交流侧耦接于所述风机的转子侧，所述机侧变换器的直流侧耦接于所述直流母线电容，所述网侧变换器的直流侧耦接于所述直流母线电容，所述网侧变换器的交流侧耦接至所述电网；以及
切换单元，用于当风速满足切换条件时，所述风力发电控制装置在双馈发电运行模式与全功率运行模式之间切换。
2.如权利要求1所述的风力发电控制装置，其特征在于，所述切换单元包括模式切换开关和并网开关，其中：
所述模式切换开关的第一端耦接于所述风机的定子侧以及所述并网开关的第一端，所述模式切换开关的第二端短接；
所述并网开关的第一端耦接于所述风机的定子侧，所述并网开关的第二端耦接至所述电网。
3.如权利要求2所述的风力发电控制装置，其特征在于，所述风力发电控制装置还包括网侧开关和入网开关，其中：
所述网侧开关的第一端耦接于所述网侧变换器，所述网侧开关的第二端与所述并网开关的第二端耦接并形成一公共节点；
所述入网开关设置在所述公共节点与所述电网之间。
4.如权利要求3所述的风力发电控制装置，其特征在于，当所述风力发电控制装置切换为全功率运行模式时，所述并网开关断开，所述模式切换开关、所述网侧开关和所述入网开关闭合；当所述风力发电控制装置切换为双馈发电运行模式时，所述模式切换开关断开，所述并网开关、所述网侧开关和所述入网开关闭合。
5.如权利要求1所述的风力发电控制装置，其特征在于，还包括控制单元，用于根据一控制信号控制所述切换单元在所述双馈发电运行模式与所述全功率运行模式之间切换。
6.如权利要求5所述的风力发电控制装置，其特征在于，所述控制单元包括：
接收模块，用于接收风速数据；
比较模块，用于将接收到的所述风速数据与一预定风速数据相比较生成一比较结果；
产生模块，用于根据所述比较结果产生所述控制信号。
7.如权利要求5所述的风力发电控制装置，其特征在于，所述控制单元包括：
接收模块，用于接收切换指令；
产生模块，用于根据所述切换指令产生所述控制信号。
8.如权利要求1所述的风力发电控制装置，其特征在于，当处于所述全功率运行模式时，所述风机的转子侧、所述变换器单元与所述电网间形成第三输电路径；当处于所述双馈发电运行模式时，所述风机的定子侧与所述电网间形成第一输电路径，所述风机的转子侧、所述变换器单元与所述电网间形成第二输电路径。
9.如权利要求2所述的风力发电控制装置，其特征在于，所述模式切换开关和所述并网开关为电子开关、机械开关或电子开关与机械开关形成的组合开关。
10.如权利要求1所述的风力发电控制装置，其特征在于，所述风力发电控制装置还包括能量平衡单元，用于所述电网发生短路故障时保持所述风力发电***能量平衡，以实现在预定时间内保持并网，并同时发出无功电流。
11.如权利要求10所述的风力发电控制装置，其特征在于，所述能量平衡单元为直流斩波器，耦接于所述直流母线电容的第一端和第二端。
12.如权利要求11所述的风力发电控制装置，其特征在于，在所述双馈发电运行模式下发生电网短路故障时，所述网侧变换器稳定母线电压，所述机侧变换器根据电压跌落深度自风机的所述定子侧发感性无功电流，所述直流斩波器根据直流母线电压的大小进行开通或关断以维持机侧变换器与网侧变换器的能量平衡。
13.如权利要求11所述的风力发电控制装置，其特征在于，在所述全功率运行模式下发生电网短路故障时，所述网侧变换器稳定母线电压并根据电压跌落深度发感性无功电流,以对电网电压提供支撑，所述直流斩波器根据直流母线电压的大小进行开通或关断以维持机侧变换器与网侧变换器的能量平衡。
14.一种风力发电***，耦接于电网，其特征在于，包括：
风机；以及
风力发电控制装置，耦接于所述风机和所述电网之间，用于控制所述风力发电***与所述电网之间的功率流向，
其中，所述风力发电控制装置为如权利要求1所述的风力发电控制装置。
15.如权利要求14所述的风力发电***，其特征在于，所述切换单元包括模式切换开关和并网开关，其中：
所述模式切换开关的第一端耦接于所述风机的定子侧以及所述并网开关的第一端，所述模式切换开关的第二端短接；
所述并网开关的第一端耦接于所述风机的定子侧，所述并网开关的第二端耦接至所述电网。
16.如权利要求15所述的风力发电***，其特征在于，所述风力发电控制装置还包括网侧开关和入网开关，其中：
所述网侧开关的第一端耦接于所述网侧变换器，所述网侧开关的第二端与所述并网开关的第二端耦接并形成一公共节点；
所述入网开关设置在所述公共节点与所述电网之间。
17.如权利要求16所述的风力发电***，其特征在于，当所述风力发电控制装置切换为全功率运行模式时，所述并网开关断开，所述模式切换开关、所述网侧开关和所述入网开关闭合；当所述风力发电控制装置切换为双馈发电运行模式时，所述模式切换开关断开，所述并网开关、所述网侧开关和所述入网开关闭合。
18.如权利要求15所述的风力发电***，其特征在于，所述模式切换开关和所述并网开关为电子开关、机械开关或电子开关与机械开关形成的组合开关。
19.如权利要求14所述的风力发电***，其特征在于，所述风力发电控制装置还包括能量平衡单元，用于所述电网发生短路故障时保持所述风力发电***能量平衡，以实现在预定时间内保持并网，并同时发出无功电流。
20.如权利要求19所述的风力发电***，其特征在于，所述能量平衡单元为直流斩波器，耦接于所述直流母线电容的第一端和第二端。
21.如权利要求20所述的风力发电***，其特征在于，在所述双馈发电运行模式下发生电网短路故障时，所述网侧变换器稳定母线电压，所述机侧变换器根据电压跌落深度自风机的所述定子侧发感性无功电流，所述直流斩波器根据直流母线电压的大小进行开通或关断以维持机侧变换器与网侧变换器的能量平衡。
22.如权利要求20所述的风力发电***，其特征在于，在所述全功率运行模式下发生电网短路故障时，所述网侧变换器稳定母线电压并根据电压跌落深度发感性无功电流,以对电网电压提供支撑，所述直流斩波器根据直流母线电压的大小进行开通或关断以维持机侧变换器与网侧变换器的能量平衡。
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