CN112567131A - 风力涡轮机功率消耗控制 - Google Patents

风力涡轮机功率消耗控制 Download PDF

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Abstract

一种用于控制风力涡轮机***中的耗电器的功率消耗的功率管理模块和方法。风力涡轮机***中的每个功率管理模块被配置为确定风力涡轮机***的功率供应总线的电压电平，然后至少部分地基于所确定的功率供应总线的电压电平来控制联接到该功率供应总线的一个或多个耗电器的功率消耗水平。从而可以管理整个风力涡轮机***中的功率消耗，而不需要专用的集中式控制器和通信基础设施。

Description

风力涡轮机功率消耗控制
技术领域
本发明涉及一种用于风力涡轮机***的功率管理模块以及一种用于控制风力涡轮机***中的功率消耗的方法。
背景技术
风力涡轮机***在风力涡轮机的不同部件中(例如在塔架、机舱、轮毂等中)包括许多不同的耗电器。耗电器是风力涡轮机***内消耗功率的设备、组件或***。典型耗电器的一些示例是偏航***、冷却***、润滑***、叶片变桨***、控制***、维修照明、维修升降机等。
在连接电网的风力涡轮机中，耗电器可以从电网汲取功率以进行操作。但是，有时候，可能会因为诸如电网连接损坏或电网处的功率切断等原因而失去来自电网的功率。即使在无电网时段期间，一些耗电器可能仍然需要被供电。因此，连接电网的风力涡轮机可能具有备用电力***(例如电池)，使得仍可以在无电网时段期间向需要功率的耗电器提供功率。
但是，电池的电量有限，并且无电网时段可能会持续很长时间(例如，如果风力涡轮机是离岸风力涡轮机，则无电网时段可能是由于海底电缆的损坏引起的，这可能需要花费几个月的时间才能修复)。由于电池可用空间的限制以及由此产生的成本增加，可能难以增加电池的容量。因此，为了延长备用***可以为无电网时段期间需要被供电的耗电器供电的时间量，可能期望使无电网时段期间的风力涡轮机***的功率消耗最小化。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种用于风力涡轮机***的功率管理模块，所述风力涡轮机***包括一个或多个耗电器(consumer)，所述功率管理模块被配置为：确定风力涡轮机***的功率供应总线的电压电平；以及至少部分地基于所确定的功率供应总线的电压电平来控制联接到所述功率供应总线的一个或多个耗电器的功率消耗水平。
所述功率管理模块可以至少部分地基于功率供应总线的电压电平与第一阈值电压的比较来控制所述一个或多个耗电器的功率消耗水平。
对所述一个或多个耗电器的功率消耗水平的控制可以至少部分地基于功率供应总线的电压电平与第一阈值电压的比较。
所述一个或多个耗电器中的至少一个可以是非必要耗电器，在这种情况下，如果功率供应总线的电压电平大于第一阈值电压，则功率管理模块可以被配置为将所述非必要耗电器的功率消耗水平控制为第一功率水平；如果功率供应总线的电压电平小于第一阈值电压，则功率管理模块可以被配置为将所述非必要耗电器的功率消耗水平控制为第二功率水平，其中，所述第一功率水平大于所述第二功率水平。
对所述一个或多个耗电器的功率消耗水平的控制还可以至少部分地基于功率供应总线的电压电平与第二阈值电压的比较，其中所述第一阈值电压大于所述第二阈值电压电平。
所述功率管理模块还可以被配置为将所述一个或多个耗电器的功率消耗水平控制在第一功率水平和第二功率水平之间，其中所述第一功率水平大于所述第二功率水平。例如，所述第一功率水平可以是非零功率消耗水平，所述第二功率水平可以是零功率消耗水平，或者是小于第一功率水平处的功率消耗量的非零功率消耗水平。
所述一个或多个耗电器中的至少一个可以是低重要性非必要耗电器，在这种情况下，如果功率供应总线的电压电平小于第一阈值电压，则功率管理模块可以被配置为将低重要性非必要耗电器的功率消耗水平控制为第二功率水平；如果功率供应总线的电压电平大于第二阈值电压，则功率管理模块可以被配置为将低重要性非必要耗电器的功率消耗水平控制为第一功率水平。
所述一个或多个耗电器中的至少一个可以是高重要性非必要耗电器，在这种情况下，如果功率供应总线的电压电平小于第二阈值电压，则功率管理模块可以被配置为将高重要性非必要耗电器的功率消耗水平控制为第二功率水平；如果功率供应总线的电压电平大于第二阈值电压，则功率管理模块可以被配置为将高重要性非必要耗电器的功率消耗水平控制为第一功率水平。
所述一个或多个耗电器可以通过相应的一个或多个可控开关联接到功率供应总线，其中，功率管理模块被配置为控制所述一个或多个可控开关以控制所述一个或多个耗电器的功率消耗水平。例如，所述功率管理模块可以被配置为在两个状态之间控制所述一个或多个可控开关：闭合状态，以将所述一个或多个耗电器联接到功率供应总线；以及断开状态，以将所述一个或多个耗电器从功率供应总线脱开。
所述功率管理模块还可以被配置为：确定所述一个或多个耗电器中的每一个的输入端的电压电平和/或电流；其中，对所述一个或多个耗电器的功率消耗水平的控制还至少部分地基于所确定的所述一个或多个耗电器中的每一个的输入端的电压电平和/或电流。
所述一个或多个可控开关中的每一个可以包括晶体管，在这种情况下，所述功率管理模块还可以被配置为：在控制晶体管以将耗电器联接到功率供应总线时，基于所确定的所述耗电器的输入端的电压电平和/或电流控制晶体管的导通水平，以保护所述耗电器免受电流涌入的影响。
所述功率管理模块还可以被配置为：在控制多个耗电器的开关以将所述多个耗电器联接到功率供应总线时，使所述耗电器中的至少一些的联接在时间上错开，以便为功率供应总线提供过载保护。
本发明的第二方面提供了一种风力涡轮机***，所述风力涡轮机***包括：功率供应总线；一个或多个耗电器，其联接到所述功率供应总线；本发明的第一方面的功率管理模块，其用于控制所述一个或多个耗电器中的至少一个的功率消耗水平；主电源，其联接到所述功率供应总线以提供第一功率供应电压；以及备用电源，其联接到所述功率供应总线，以在所述主电源发生故障的情况下提供第二功率供应电压，其中，所述第一功率供应电压大于所述第二功率供应电压。
所述备用电源还可以被配置为向所述功率供应总线提供第二功率供应电压或第三功率供应电压，其中，所述第二功率供应电压大于所述第三功率供应电压。
所述备用电源可以包括电池，在这种情况下，风力涡轮机***还可以被配置为至少部分地基于所述电池中存储的剩余能量控制所述备用电源向所述功率供应总线提供第二功率供应电压或第三功率供应电压。
本发明的第三方面提供了一种用于控制风力涡轮机***中的一个或多个耗电器的功率消耗水平的方法，所述方法包括：确定风力涡轮机***的功率供应总线的电压电平；以及至少部分地基于所确定的功率供应总线的电压电平来控制联接到所述功率供应总线的一个或多个耗电器的功率消耗水平。
附图说明
现在将参考附图，但仅以示例的方式描述本发明的实施例，其中：
图1示出了风力涡轮机1的示例示意图；
图2示出了根据本公开的第一方面的风力涡轮机***100的示例示意图；
图3示出了由图2的风力涡轮机***的功率管理模块110执行的示例控制过程的表示；
图4示出了根据本公开的第二方面的风力涡轮机***400的示例示意图；
图5示出了由图4的风力涡轮机***的功率管理模块110执行的示例控制过程的表示；
图6示出了由功率管理模块110使用的不同阈值电压的示例表示；以及
图7示出了图2或图4的功率管理模块110的进一步细节的示例示意图。
具体实施方式
本公开提供了一种功率管理模块，该功率管理模块被配置为帮助管理风力涡轮机***中的耗电器的功率消耗。发明人已经认识到，在风力涡轮机电力***中，当备用电源用于向功率供应总线(耗电器可从功率供应总线中汲取功率)提供功率时，总线上的电压电平通常低于主电源(例如，电网供应)为功率供应总线提供功率时的电压电平。因此，发明人开发了一种功率管理模块，该功率管理模块至少部分地基于功率供应总线上的电压电平来控制一个或多个耗电器的功率消耗水平。通过确定功率供应总线上的电压电平，功率管理模块可以确定是主电源还是备用电源正在向功率供应总线提供功率。如果检测到备用电源正在提供功率，则功率管理模块可以减小受其控制的任何非必要耗电器的功率消耗(例如，通过将这些耗电器与功率供应总线断开连接)并维持用于必要耗电器(例如，控制***、偏航***等)的功率。同样，如果随后检测到主电源正在向功率供应总线提供功率，则功率管理模块可以增大受其控制的任何非必要耗电器的功率消耗(例如，通过将那些耗电器重新连接到功率供应总线)，从而使那些耗电器能够再次充分操作。以这种方式，可以在无电网时段期间减小整个风力涡轮机***的功率消耗，从而延长风力涡轮机***能够在无电网时段期间进行操作的时间，同时仍维持风力涡轮机***的必要功能。
此外，功率供应总线是风力涡轮机***的标准特征，其用于为位于整个风力涡轮机中的耗电器(例如，在塔架、机舱、轮毂等中的耗电器)提供功率。通过使用功率供应总线来确定电源的当前状态，可以在各个不同的功率管理模块(每个功率管理模块定位在风力涡轮机的不同部件中)中分布对耗电器功率消耗的控制，而无需复杂的中央控制***和通信基础设施。这对于控制位于诸如机舱和轮毂等区域中的耗电器可以特别有益，其中，风力涡轮机***的一个部件中的中央控制器与风力涡轮机***的另一部件中的耗电器之间的通信基础设施将需要旋转型通信接口，这可能是昂贵的并且难以在有限的空间资源下实现。
图1以示意性透视图示出了风力涡轮机1的示例。风力涡轮机1包括塔架2、设置在塔架顶点处的机舱3、以及可操作地联接到容纳在机舱3内部的发电机的转子4。除了发电机之外，机舱还容纳将风能转换成电能所需的各种各样的耗电器，以及操作、控制和优化风力涡轮机1的性能所需的各种耗电器。风力涡轮机1的转子4包括中央轮毂5和从中央轮毂5向外突出的多个叶片6。在所示的实施例中，转子4包括三个叶片6，但是数量可以变化。
风力涡轮机1可以被包括在属于风力发电厂的一组其他的风力涡轮机中，该风力发电厂也被称为风电场或风电厂，其用作通过传输线与电力电网连接的发电厂。电力电网通常由电站网络、传输电路和变电站组成，该变电站由传输线网络联接，该传输线将功率传输给终端用户和电力设施的其他消费者形式的负荷。风力发电厂可以包括发电厂控制器，该发电厂控制器可以负责控制各个涡轮机的某些方面。
图2示出了根据本公开的第一方面的风力涡轮机***100的示例示意图。可以看出，风力涡轮机***100的部件分布在风力涡轮机1的塔架2、机舱3和轮毂5之间。在塔架2中，存在主电源150和备用电源160，该主电源150包括电网接口152和转换器154，该备用电源160包括电池162和转换器164。主电源150和备用电源联接到功率供应总线180，并被配置为向功率供应总线180提供功率。功率供应控制器170被配置为使用开关166与备用电源160接合和脱离，例如在无电网时段期间与备用电源160接合以向功率供应总线180提供功率，以及在电网供电时段期间与备用电源160脱离以停止向功率供应总线180提供功率。功率供应控制器170可以通过任何适当的手段来检测无电网时段，这不是本公开的主题。此外，在替代方案中，功率供应控制器170可以以任何其他合适的方式与备用电源160接合和脱离(例如通过控制转换器164)。在另一替代方案中，可以不需要功率供应控制器170——取而代之，备用电源160可以根据需要自主地接合和脱离。
转换器154和164可以是满足功率供应总线180的需求的任何合适的类型。例如，如果功率供应总线是DC总线，则转换器154可以是被配置为以第一功率供应电压向功率供应总线180供应DC功率的AC-DC整流器，并且转换器164可以是被配置为以第二功率供应电压向功率供应总线180供应DC功率的DC-DC转换器。作为非限制性示例，电池162可以向转换器164供应24V DC功率，该转换器164可以将其转换成400V DC功率以提供给功率供应总线180，以便减小功率供应总线180中的传输损耗。由主电源150提供的第一功率供应电压大于由备用电源160提供的第二功率供应电压。作为非限制性示例，第一功率供应电压可以是560V DC，第二功率供应电压可以是400V DC。
在塔架2中，风力涡轮机***100还包括经由第一可控开关132联接到功率供应总线180的第一转换器142。功率管理模块1101联接到第一可控开关132以便控制第一可控开关132的状态(例如，断开或闭合)。第一转换器142被配置为向作为耗电器120的示例的塔架控制模块122供应功率。转换器142可以是任何合适的类型，以向塔架控制模块122提供所需类型的功率。例如，如果塔架控制模块122需要24V DC功率，则转换器122可以是被配置为向塔架控制模块122提供24V DC的DC-DC转换器。如果塔架控制模块122需要16V AC功率，则转换器122可以是被配置为向塔架控制模块122提供16V AC的DC-AC逆变器等。
功率管理模块1101被配置为确定功率供应总线180的电压电平并通过控制第一可控开关132的状态来控制塔架控制模块122的功率消耗水平。功率管理模块1001和风力涡轮机***100中的其他功率管理模块(所有这些均统称为功率管理模块110)的该操作的更多细节稍后参考图3描述。
在机舱3中，风力涡轮机***100还包括经由第二可控开关134联接到功率供应总线180的第二转换器144，经由第三可控开关136联接到功率供应总线180的第三转换器146，以及经由第四可控开关138联接到功率供应总线180的第四转换器148。功率管理模块1102联接到开关134、136、138中的每一个以控制它们的状态。开关134、136、138中的每一个的状态可以被独立地控制，或者它们可以全部被控制为彼此相同的状态。第二转换器144被配置为向偏航马达124供应功率，第三转换器146被配置为向其他机舱马达126供应功率，并且第四转换器148被配置为向机舱控制模块128供应功率。偏航马达124、其他机舱马达126和机舱控制模块128都是耗电器120的示例。转换器144、146、148可以如以上关于第一转换器142描述的那样是任何合适的类型(例如，DC-DC，DC-AC，变频等)。
功率管理模块1102被配置为确定功率供应总线180的电压电平，并通过控制可控开关134、136和138的状态来控制偏航马达124、其他机舱马达126和机舱控制模块128的功率消耗水平。
在轮毂5中，风力涡轮机***100还包括经由第五可控开关139联接到功率供应总线180的第五转换器149。功率管理模块1103联接到第五可控开关139，以便控制第五可控开关139的状态(例如，断开或闭合)。第五转换器149被配置为向作为耗电器120的示例的轮毂控制模块129供应功率。第五转换器149可以如以上关于第一转换器142描述的那样是向轮毂控制模块149提供所需类型的功率的任何合适的类型。
功率管理模块1103被配置为确定功率供应总线180的电压电平，并通过控制第五可控开关139的状态来控制轮毂控制模块129的功率消耗水平。
可以看出，功率供应总线180在风力涡轮机***100的整个长度上延伸，以向风力涡轮机的所有部件中的耗电器120提供功率。
可控开关132、134、136、138和139中的每一个可以使用任何合适的可控开关装置来实现，所述可控开关装置例如是晶闸管、晶体管(诸如BJT、MOSFET、JEFT、IGBT等)、机械继电器等。
图3示出了根据本公开的第一方面的由功率管理模块110(例如，图2中表示的功率管理模块1101、1102和1103中的每一个)执行的示例控制过程的表示。图2中表示的功率管理模块110可以各自独立地针对它们负责的一个或多个耗电器执行该控制过程(例如，功率管理模块1101负责控制塔架控制模块122的功率消耗，功率管理模块1102负责控制偏航马达124、其他机舱马达126和机舱控制模块128的功率消耗，并且功率管理模块1103负责控制轮毂控制模块129的功率消耗)。
在S310中，功率管理模块110确定功率供应总线180的电压电平。这可以以任何合适的方式来执行，例如，通过从诸如电压表之类的单独实体接收测量值来执行，或者借助于功率管理模块110和功率供应总线180之间的电联接件来执行等，通过该电联接件可以测量电压电平(为简单起见在图2中未示出)。
在S320中，功率管理模块110确定是主电源150还是备用电源160正在向功率供应总线180提供功率。如前所述，主电源150以第一功率供应电压(例如560V DC)向功率供应总线提供功率，并且备用电源160以小于第一功率供应电压的第二功率供应电压(例如400VDC)向功率供应总线提供功率。为了进行该确定，功率管理模块110可以将功率供应总线180的电压电平与第一阈值电压进行比较，该第一阈值电压被设置为第一功率供应电压和第二功率供应电压之间的任何合适的水平(例如，第一阈值电压可以是450V DC)。如果功率供应总线180的电压电平小于第一阈值电压，则确定备用电源160正在向功率供应总线180提供功率，并且控制过程进行到S330。如果功率供应总线180的电压电平大于第一阈值电压，则确定主电源150正在向功率供应总线180提供功率，并且控制过程进行到S340。
耗电器120中的每一个可以被分类为必要的或非必要的。必要耗电器是被认为风力涡轮机1的安全操作所必要的耗电器，因此即使在无电网时段中也应通电。非必要耗电器是被认为在无电网时段期间对于风力涡轮机1的安全操作而言非必要的耗电器，因此其在无电网时段期间可以被断电或者以减小的功率消耗水平操作。每个功率管理模块110被配置为例如在每个功率管理模块110的设置期间通过使用标准硬件配置或软件编程技术，来了解受其控制的耗电器中的每一个是必要的还是非必要的。
在S330中，功率管理模块110通过断开对应于非必要耗电器的可控开关，将受其控制的任何非必要耗电器的功率消耗水平减小到第二功率水平。如果相关的可控开关已经断开(例如，由于功率管理模块110在该控制过程的较早迭代期间已将其断开)，使得耗电器已经处于第二功率水平(在该示例中为切断)，则功率管理模块110将可控开关维持在其断开位置。对于受功率管理模块110控制的任何必要耗电器，功率管理模块110将通过将对应的可控开关维持在闭合位置来将该耗电器维持在第一功率水平(在该示例中为接通)，以便保持该必要耗电器的功率。作为非限制性示例，塔架控制模块122可以是非必要的，因此功率管理模块1101将控制第一可控开关132至断开状态，以将第一转换器142和塔架控制模块122的功率消耗减小到第二功率水平(在该示例中为切断)。偏航马达124和机舱控制模块128可以是必要耗电器，因此功率管理模块1102将控制第二开关134和第四开关138至闭合状态，以将那些耗电器的功率维持在第一功率水平(在该示例中为接通)，而其他机舱马达126可以是非必要的，因此功率管理模块1103将控制第三可控开关136至断开状态，以将第三转换器146和其他机舱马达126的功率消耗减小到第二功率水平。
尽管在上文中以及大体上在整个本公开中，用于耗电器的“第一功率水平”被描述为“通电”或非零功率消耗，并且用于耗电器的“第二功率水平”被描述为“断电”或零功率消耗，但是应当理解，这仅仅是第一功率水平和第二功率水平的一个示例，并且本公开不仅限于该示例。在替代方案中，第一功率水平和第二功率水平可以都不为零，其中第二功率水平小于第一功率水平。特别地，在可控开关是半导体开关的情况下，功率管理模块110可以通过控制半导体开关的导通水平来将耗电器120控制在第一功率水平和第二功率水平之间，以便基于功率供应总线180的电压电平增大或减小流向耗电器120的电流(以及因此在非零功率消耗水平之间增大或减小它们的功率消耗)。替换地，功率管理模块110可以以任何其他方式执行功率管理，例如，通过控制耗电器120的操作以使其以第一功率水平(非零功率消耗)或第二功率水平(零功率消耗或低于第一功率水平的功率消耗的非零功率消耗)进行操作，在这种情况下，可控开关可以可选地省略。
在S340中，功率管理模块通过闭合对应于非必要耗电器的可控开关来将受其控制的任何非必要耗电器的功率消耗水平增大到第一功率水平。如果相关的可控开关已经闭合，则功率管理模块110将可控开关维持在其闭合位置。对于受功率管理模块110控制的任何必要耗电器，功率管理模块110通过将对应的可控开关设置到闭合位置来将该耗电器维持在第一功率水平，以便维持必要耗电器的功率。
因此，可以看出，S340对应于电网供电时段(通常预期这是风力涡轮机***100的正常状况)，并且耗电器120被控制为以正常方式进行操作。S330对应于无电网时段(通常预期这是风力涡轮机***100的异常状况)，并且功率管理模块110通过控制耗电器的功率消耗来减小风力涡轮机***的总功率消耗，从而减小电池162的能量消耗，并延长必要耗电器可以在无电网时段中保持被供电的时间量。
对耗电器的功率消耗水平的控制以分布方式在风力涡轮机1的所有部件中实现。特别地，功率管理模块110中的每一个基于功率供应总线180的电压电平自主地控制其一个或多个耗电器中的每一个的功率消耗水平。因此，当电源发生变化时，可以通过功率管理模块根据需要自主地调整功率消耗水平，而无需复杂而昂贵的集中式功率控制和通信基础设施(例如，替代布置可能需要实现经由以太网电缆基础设施联接到风力涡轮机1的每个部件中的控制器的集中式控制器，这将需要旋转类型的联接件以用于到机舱2和轮毂5的以太网连接。这将是昂贵的且难以实现)。因此，可以通过在风力涡轮机1的具有要控制的耗电器的每个部件中实施至少一个独立的功率管理模块110来更直接地实现功率管理控制，那些功率管理模块110基于功率供应总线的电压电平进行操作，这意味着无需进一步改变标准的风力涡轮机***。
在完成S330或S340之后，控制过程返回到S310，使得可以连续地监测功率供应总线180的电压电平并且相应地控制耗电器120的功率消耗。
图4示出了根据本公开的第二方面的风力涡轮机***400的示例示意图。除了备用电源460和功率供应控制器470之外，风力涡轮机***400与风力涡轮机***100相同。
备用电源460与备用电源160非常类似，但是其还包括转换器464和可控开关466。转换器464可以是任何合适的类型(例如是DC-DC转换器)，其被配置为以第三功率供应电压(其小于转换器164提供的第二功率供应电压)向功率供应总线180提供功率。作为非限制性示例，转换器164提供的第二功率供应电压可以是400V DC，并且转换器464提供的第三功率供应电压可以是350V DC。
功率供应控制器470不仅被配置为控制是否由备用电源160向功率供应总线180提供功率(如功率供应控制器170的情况那样)，而且还被配置为控制(在备用电源将被使用的情况下)转换器164或464中的哪一个向功率供应总线180提供备用功率。功率供应控制器470可以被配置为至少部分地基于存储在电源162中的剩余能量(例如，通过使用任何标准技术监测能量存储水平)来执行该控制。特别地，如果能量存储水平超过能量存储阈值(诸如全部电池容量的50％)，则可以假定电池162具有良好的剩余能量水平。在这种情况下，功率供应控制器470可以闭合开关166并断开开关466，使得由转换器164以第二电压电平向功率供应总线180提供功率。如果能量存储水平小于能量存储阈值，则可以假定电池162具有低的剩余能量水平。在这种情况下，功率供应控制器470可以断开开关166并闭合开关466，使得通过转换器464以第三电压电平向功率供应总线180提供功率。应当理解，在替代方案中，功率供应控制器470可以以任何其他合适的方式来设置备用电源160提供的功率供应电压，例如通过控制转换器164和464，或者通过调节备用电源160内的单个转换器的输出水平等。在另一替代方案中，备用电源160可以例如基于电池162中剩余的存储能量的水平来自主地控制其输出功率供应电压。
在本公开的第二方面，功率管理模块110被进一步细化以确定功率供应总线处于第一、第二或第三功率供应电压中的哪一个，并相应地控制受其控制的耗电器的功率消耗水平。现在将参考图5对此进行更详细的描述。
图5示出了根据本公开的第二方面的由每个功率管理模块110(例如，图4中表示的功率管理模块1101、1102和1103中的每一个)执行的示例控制过程的表示。功率管理模块110可以针对它们负责的一个或多个耗电器中的每一个执行该控制过程。
在S510中，功率管理模块110确定功率供应总线180的电压电平。这与以上关于图3描述的S310相同。这可以以任何合适的方式来执行，例如，通过从诸如电压表之类的单独实体接收测量值来执行，或者借助于功率管理模块110和功率供应总线180之间的电联接件来执行等，通过该电联接件可以测量电压电平(为简单起见在图4中未示出)。
在S520中，功率管理模块110确定功率供应总线180的电压电平处于第一功率供应电压(即由主电源150提供)、第二功率供应电压(即由备用电源160的转换器164提供)还是第三功率供应电压(即由备用电源160的转换器464提供)。功率管理模块110可以通过将功率供应总线180的电压电平与第一阈值电压(其被设置为第一功率供应电压和第二功率供应电压之间的任何合适的水平(如先前关于图3的S310所描述的那样))进行比较，以及将功率供应总线180的电压电平与第二阈值电压(其被设置为第二功率供应电压和第三功率供应电压之间的任何合适的水平)进行比较来做到这一点。作为非限制性示例，功率供应电压和阈值电压可以如下：
第一功率供应电压＝560V DC
第一阈值电压＝450V DC
第二功率供应电压＝400V DC
第二阈值电压＝370V DC
第三功率供应电压＝350V DC
图6示出了不同功率供应电压和阈值电压的示例表示。
如果功率供应总线180的电压电平小于第二阈值电压，则确定备用电源160正在以第三功率供应电压向功率供应总线180提供功率，并且控制过程进行到S530。如果功率供应总线180的电压电平大于第二阈值电压且小于第一阈值电压，则确定备用电源160正在以第二功率供应电压向功率供应总线180提供功率，并且控制过程进行到S550。如果功率供应总线180的电压电平大于第一阈值电压，则确定主电源150正在向功率供应总线180提供功率，并且控制过程进行到S540。
如先前关于图3所解释的那样，耗电器120中的每一个可以被分类为必要的或非必要的。然而，作为进一步的细化，非必要耗电器中的每一个可以进一步被分类为低重要性非必要耗电器或高重要性非必要耗电器。高重要性非必要耗电器是指如下非必要耗电器：它们可以在无电网时段期间被切断或以低功率消耗水平操作，但是优选地在尽可能长的时间内保持接通或者以正常功率消耗水平操作，例如以在电网功率快速恢复的情况下简化并加速返回到正常操作的过程。因此，它们可以在非必要耗电器组中被分类为“高重要性”。低重要性非必要耗电器是指如下耗电器：它们可以在无电网时段期间被切断或以低功率消耗水平操作，并且通常是安全的无电网操作中重要性最低的耗电器。因此，它们可以在非必要耗电器组中被分类为“低重要性”，因此在无电网时段期间被首先切断或控制到低功率消耗水平。每个功率管理模块110被配置为例如通过在功率管理模块110的设置期间使用标准硬件配置或软件编程技术，来了解受其控制的耗电器中的每一个是必要的、高重要性非必要的还是低重要性非必要的。
在S530中，在备用电源160以第三功率供应电压(最低的电压)提供功率的情况下，功率管理模块110通过断开对应于受其控制的低重要性非必要耗电器和高重要性非必要耗电器的可控开关来将那些非必要耗电器的功率消耗水平减小到第二功率水平。如果相关的可控开关已经断开(例如，由于功率管理模块110在该控制过程的较早迭代期间已将其断开)，则功率管理模块110将可控开关维持在其断开位置。对于受功率管理模块110控制的任何必要耗电器，功率管理模块110将对应的可控开关维持在闭合位置，以便将那些必要耗电器维持在第一功率水平(在该示例中为通电)。因此，控制过程的这一部分与上面参考图3描述的S330非常类似。
在S540中，在主电源150正在以第一功率供应电压(最高电压)提供功率的情况下，功率管理模块110通过闭合对应于受其控制的高重要性非必要耗电器和低重要性非必要耗电器的可控开关来将那些非必要耗电器的功率消耗水平增大到第一功率水平。如果相关的可控开关已经闭合，则功率管理模块110将可控开关维持在其闭合位置。对于受功率管理模块110控制的任何必要耗电器，功率管理模块110将对应的可控开关维持在闭合位置，以便将必要耗电器维持在第一功率水平。因此，控制过程的这一部分与上面参考图3所描述的S340非常类似。
在S550中，在备用电源160正在以第二功率供应电压(中间水平电压)提供功率的情况下，功率管理模块110通过断开对应于受其控制的低重要性非必要耗电器的可控开关来将那些低重要性非必要耗电器的功率消耗水平减小到第二功率水平。如果相关的可控开关已经断开(例如，由于功率管理模块110在该控制过程的较早迭代期间已将其断开)，则功率管理模块110将可控开关维持在其断开位置。对于受功率管理模块110控制的任何高重要性非必要耗电器或必要耗电器，功率管理模块110将对应的可控开关闭合或维持在闭合位置，以将那些耗电器增大到或维持在第一功率水平。
因此，可以看出，当功率供应总线180的电压电平小于第二阈值电压时，高重要性非必要耗电器的功率消耗水平减小。当其大于第二阈值电压时，高重要性非必要耗电器的功率消耗水平增大。当功率供应总线180的电压电平小于第一阈值电压时，低重要性非必要耗电器的功率消耗水平减小。当其大于第二阈值电压时，低重要性非必要耗电器的功率消耗水平增大。因此，当功率供应总线180的电压电平处于其最低水平(即，第三功率供应电压)时，可以通过减小所有耗电器中除必要耗电器之外的耗电器的功率消耗来使风力涡轮机***400的功率消耗水平最小化。当功率供应总线180的电压电平处于其最高水平(即，第一功率供应电压)时，风力涡轮机***400正常操作，其中所有耗电器都被供电。当功率供应总线180的电压电平处于其中间水平(即，第二功率供应电压)时，风力涡轮机***400可以以减小的功率消耗水平但不是以其最小水平进行操作，其中除了低重要性非必要耗电器之外的所有耗电器都被供电。
因此，通过从备用电源160引入两个不同水平的功率供应电压，可以实现对风力涡轮机***400的功率消耗的更精细化的控制。特别地，当风力涡轮机***400最初切换到备用功率时，电池162可能被良好地充电。在这种情况下，减小总功率消耗是有帮助的，但是功率消耗的大幅减小尚不重要。因此，可以切断重要性最低的耗电器(即低重要性非必要耗电器)，但保持所有其他耗电器接通，使得风力涡轮机***400可以尽可能正常地操作。无电网时段持续得越长，电池162的能量存储水平就会变得越低。最终，最小化功率消耗以尽可能长时间地维持必要耗电器的功能可能变得至关重要。此时，备用电源160可以被切换为以最低电压(第三电压电平)提供功率，从而使得除了必要耗电器之外的所有耗电器都被关闭，以便最小化风力涡轮机***400的功率消耗，并在延长的无电网时段期间最大化安全操作时间。
因此，不需要专用的中央控制***和基础设施，就可以实现更精细化的分布式控制水平。
应当理解，在以上示例中，描述了三种不同水平的***功率消耗，每个水平对应于不同的功率供应电压电平。但是，可以利用任何数量的不同功率供应电压电平，以实现甚至更精细化的分散功率控制水平。
图7示出了本公开的功率管理模块110的进一步的细节的示例示意图。在该示例中，功率管理模块110控制IGBT 710，IGBT 710是可控开关132、134、136、138或139的特定示例。然而，应当理解，IGBT 710可以替代地是任何其他合适类型的可控开关。图7包括耗电器120的表示，但是为了简单起见，其并不包括转换器的表示。
功率管理模块110可以通过测量功率管理模块110的Vbus端子上的电压来确定功率供应总线180的电压电平。基于功率供应总线180的电压电平，功率管理模块110可以通过控制IGBT 710上的栅极电压来根据需要接通或切断IGBT 710，以控制耗电器120的功率消耗水平(如上所述)。
在图7所表示的功率管理模块110的特定实现中，功率管理模块110还被配置为通过测量V1端子上的电压来确定耗电器120的输入端的电压电平，以及使用电流互感器720确定耗电器120的输入端的电流I1(尽管应当理解，可以替代地以任何其他合适的方式确定在耗电器120的输入端的电压和电流)。功率管理模块110可以使用所确定的耗电器120的输入端处的电压和电流来执行以下操作中的任何一个或多个：
a)保护耗电器免受电流涌入的影响。当将IGBT 710从截止状态控制到导通状态时，电流将开始从功率供应总线180流入耗电器120。如果耗电器120具有电容性负荷，则电流涌入可能会很严重并导致损坏耗电器120。因此，功率管理模块110可以监测电流I1的水平并相应地调整IGBT 710的导通水平，以将电流I1限制为可接受的水平，从而提供保护以使耗电器120免受电流涌入的影响。
b)过载保护(例如，过电流保护或过电压保护)。功率管理模块110可以监测耗电器120的输入端的电压V1和电流I1，并通过控制IGBT 710的状态来执行过载保护。例如，如果功率供应总线180上存在电涌，则耗电器120的输入端的电压V1和/或电流I1可能会开始上升到危险水平，此时，功率管理模块110可以切断IGBT 120，以使耗电器120与功率供应总线180隔离，从而保护耗电器120。被认为危险的电压和/或电流水平的阈值可以根据电源150或160中的哪一个正在向功率供应总线180提供功率而改变。例如，如果功率管理模块110已确定(使用先前描述的技术)主电源150正在向功率供应总线180提供功率，则可以设置相对较高的电压或电流危险阈值(例如100A等)。如果功率管理模块110已确定备用电源160正在向功率供应总线180提供功率，则可以设置相对较低的电压或电流危险阈值(例如30A等)。因此，可以通过功率管理模块110在整个风力涡轮机***100和400中以分布式、非集中的方式实现更细化的过载保护。
c)甩负荷。在功率管理模块110正在控制两个或更多个耗电器120的功率消耗水平的情况下(例如，图2和图4中的功率管理模块1102)，功率管理模块110可以通过监测那些耗电器120中的每一个的输入端的电压V1和电流I1来监测所有那些耗电器120的组合功率消耗。如果认为总功率消耗太高，则功率管理模块110可以通过根据定义的优先级顺序控制IGBT 710切断耗电器120来执行甩负荷。当确定功率消耗已经达到可接受的水平时，功率管理模块110然后可以停止甩负荷。与先前描述的更直接的必要/非必要耗电器技术相比，该甩负荷技术可以用作更复杂的功率管理技术。例如，当功率管理模块110确定备用电源160正在向功率供应总线180提供功率时，它随后可以使用构成受其控制的所有耗电器120的可接受的功率消耗水平的较低的阈值。然后，它可以根据定义的优先级顺序切断耗电器，直到总功率消耗水平低于阈值水平为止。以这种方式，有可能一些非必要耗电器可以被保持接通(否则，它们可能根据先前描述的过程被切断)，同时仍然实现了风力涡轮机***100或400的功率消耗的可接受的减小。
可选地，在功率管理模块110控制两个或更多个耗电器120的功率消耗水平的情况下，它还可以被配置为在时间上错开耗电器120与功率供应总线180的重新连接。例如，如果功率控制模块110正在控制两个或更多个非必要耗电器的功率消耗水平并且其已经在先前将那些耗电器120断开连接，那么，如果功率管理模块110随后检测到主电源150已恢复向功率供应总线180提供功率，功率管理模块110就会以交错的方式将它们重新连接，而不是一次将所有耗电器120都重新连接。这可以帮助提供过载保护，因为一次重新连接多个耗电器120可能会导致功率供应总线180上的电压/电流发生瞬态变化，这进而可能导致联接到功率供应总线180的耗电器120中的任何一个的危险过载(即过电压/过电流)情况。通过使每个重新连接在时间上错开，从功率供应总线180汲取的功率水平的变化可以更加缓慢，从而保护耗电器120免受过载情况的影响。
尽管上面已经参考一个或多个优选实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种改变或修改。
例如，尽管在以上描述中，功率供应总线180通常被称为承载DC功率，但是在替代方案中，它可以承载AC功率。此外，根据耗电器120的需求以及电源和功率供应总线180的性质，可能不需要转换器154、164、464、142、144、144、146、148和149中的至少一些。
尽管在以上描述中，功率管理模块110将一个或多个耗电器120的功率消耗水平控制在第一功率水平和第二功率水平之间，但是功率管理模块110可以替代地将功率消耗控制在多于两个的不同水平之间(特别是在存在可用的两个以上的功率供应电压的情况下)。
尽管图2和图4都示出了在风力涡轮机的每个部件(例如，塔架2、机舱3和轮毂5)中的单个功率管理模块110，但是在风力涡轮机的至少一个部件中，可以存在两个或更多个功率管理模块110，每个功率管理模块控制一个或多个不同耗电器120的功率消耗水平。此外，风力涡轮机的至少一个部件可以根本没有任何功率管理模块110(例如在该部件中的所有耗电器120都是必要耗电器的情况下)。
在以上描述中，功率管理模块110通常通过将功率供应总线180的电压电平与一个或多个阈值电压进行比较来控制耗电器的功率消耗水平。然而，可以以任何其他合适的方式基于功率供应总线180的电压电平来执行对功率消耗水平的控制，例如，可以与功率供应总线180的电压电平成比例地调整至少一些耗电器的功率消耗。
作为以上参考图7描述的功率管理模块110的可选功能的一部分，解释了测量耗电器120的电压和电流输入两者。然而，在替代方案中，功率管理模块110可以确定耗电器120的电压和/或电流输入，并且基于那些测量值来执行所描述的可选功能中的至少一些。
尽管在图2、图4和图7中将功率管理模块110表示为单个单元，但是应当理解，每个功率管理模块110可以包括两个或更多个不同的元件/部件/单元，它们相互连接并被配置为执行上面描述的功能。此外，每个功率管理模块110可以包括处理器和内存，使得该过程能够基于存储在内存中的指令来执行计算任务。该内存可以是任何合适的计算机可读介质，其例如是非暂时性计算机可读介质(诸如只读内存、随机存取内存、CD-ROM、DVD、蓝光、磁带、硬盘驱动器、固态驱动器和光盘驱动器)。替代地，功率管理模块110的功能可以由硬件(例如，使用硬连线逻辑或可配置逻辑)或软件和硬件的组合来实现。

Claims (15)

1.一种用于风力涡轮机***的功率管理模块，所述风力涡轮机***包括一个或多个耗电器，所述功率管理模块被配置为：
确定所述风力涡轮机***的功率供应总线的电压电平；以及
至少部分地基于所确定的功率供应总线的电压电平来控制联接到所述功率供应总线的一个或多个耗电器的功率消耗水平。
2.根据权利要求1所述的功率管理模块，其中：
对所述一个或多个耗电器的功率消耗水平的控制至少部分地基于所述功率供应总线的电压电平与第一阈值电压的比较。
3.根据权利要求2所述的功率管理模块，其中，所述一个或多个耗电器中的至少一个是非必要耗电器，并且其中，
如果所述功率供应总线的电压电平大于所述第一阈值电压，则所述功率管理模块被配置为将所述非必要耗电器的功率消耗水平控制为第一功率水平；并且
如果所述功率供应总线的电压电平小于所述第一阈值电压，则所述功率管理模块被配置为将所述非必要耗电器的功率消耗水平控制为第二功率水平，并且其中
所述第一功率水平大于所述第二功率水平。
4.根据权利要求2所述的功率管理模块，其中：
对所述一个或多个耗电器的功率消耗水平的控制还至少部分地基于所述功率供应总线的电压电平与第二阈值电压的比较，并且其中
所述第一阈值电压大于所述第二阈值电压。
5.根据权利要求4所述的功率管理模块，所述功率管理模块还被配置为将所述一个或多个耗电器的功率消耗水平控制在第一功率水平和第二功率水平之间，
其中，所述第一功率水平大于所述第二功率水平。
6.根据权利要求5所述的功率管理模块，其中，所述一个或多个耗电器中的至少一个为低重要性非必要耗电器，并且其中，
如果所述功率供应总线的电压电平小于所述第一阈值电压，则所述功率管理模块被配置为将所述低重要性非必要耗电器的功率消耗水平控制为第二功率水平，并且其中
如果所述功率供应总线的电压电平大于所述第二阈值电压，则所述功率管理模块被配置为将所述低重要性非必要耗电器的功率消耗水平控制为第一功率水平。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的功率管理模块，其中，所述一个或多个耗电器中的至少一个为高重要性非必要耗电器，并且其中，
如果所述功率供应总线的电压电平小于所述第二阈值电压，则所述功率管理模块被配置为将所述高重要性非必要耗电器的功率消耗水平控制为所述第二功率水平，并且其中
如果所述功率供应总线的电压电平大于所述第二阈值电压，则所述功率管理模块被配置为将所述高重要性非必要耗电器的功率消耗水平控制为所述第一功率水平。
8.根据前述权利要求中任一项所述的功率管理模块，其中，所述一个或多个耗电器通过相应的一个或多个可控开关联接到所述功率供应总线，并且其中，所述功率管理模块被配置为控制所述一个或多个可控开关以控制所述一个或多个耗电器的功率消耗水平。
9.根据权利要求8所述的功率管理模块，所述功率管理模块还被配置为：
确定所述一个或多个耗电器中的每一个的输入端的电压电平和/或电流；
其中，对所述一个或多个耗电器的功率消耗水平的控制还至少部分地基于所确定的所述一个或多个耗电器中的每一个的输入端的电压电平和/或电流。
10.根据权利要求9所述的功率管理模块，其中，所述一个或多个可控开关中的每一个包括晶体管，并且其中
所述功率管理模块还被配置为：
在控制晶体管以将耗电器联接到所述功率供应总线时，基于所确定的所述耗电器的输入端的电压电平和/或电流来控制所述晶体管的导通水平，以保护所述耗电器免受电流涌入的影响。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的功率管理模块，所述功率管理模块还被配置为：
在控制多个耗电器的开关以将所述多个耗电器联接到所述功率供应总线时，使所述耗电器中的至少一些的联接在时间上错开，以便为所述功率供应总线提供过载保护。
12.一种风力涡轮机***，其包括：
功率供应总线；
一个或多个耗电器，其联接到所述功率供应总线；
根据前述权利要求中任一项所述的功率管理模块，其用于控制所述一个或多个耗电器中的至少一个的功率消耗水平；
主电源，其联接到所述功率供应总线以提供第一功率供应电压；以及
备用电源，其联接到所述功率供应总线，以在所述主电源发生故障的情况下提供第二功率供应电压，其中，所述第一功率供应电压大于所述第二功率供应电压。
13.根据权利要求12所述的风力涡轮机***，其中，所述备用电源还被配置为向所述功率供应总线提供所述第二功率供应电压或第三功率供应电压，其中，所述第二功率供应电压大于所述第三功率供应电压。
14.根据权利要求13所述的风力涡轮机***，其中，所述备用电源包括电池，并且其中所述风力涡轮机***还被配置为至少部分地基于所述电池中存储的剩余能量来控制所述备用电源向所述功率供应总线提供所述第二功率供应电压或所述第三功率供应电压。
15.一种用于控制风力涡轮机***中的一个或多个耗电器的功率消耗水平的方法，所述方法包括：
确定所述风力涡轮机***的功率供应总线的电压电平；以及
至少部分地基于所确定的功率供应总线的电压电平来控制联接到所述功率供应总线的一个或多个耗电器的功率消耗水平。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2928855T3 (es) 2018-07-10 2022-11-23 Vestas Wind Sys As Control de consumo de energía de aerogenerador
EP3640175B1 (en) * 2018-10-19 2023-01-04 Otis Elevator Company Decentralized power management in an elevator system
US20210344219A1 (en) * 2020-04-29 2021-11-04 Cummins Inc. Systems and methods for automatic transfer switch load control
CN113054687B (zh) * 2021-03-19 2023-11-03 华北电力大学 一种考虑电、热负荷综合需求响应的虚拟电厂风电消纳方法
TWI750078B (zh) * 2021-04-08 2021-12-11 飛捷科技股份有限公司 乙太網路供電設備及乙太網路供電系統

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080069692A1 (en) * 2006-09-20 2008-03-20 Shinya Oohara Wind turbine and operating method thereof
CN101465552A (zh) * 2007-12-19 2009-06-24 通用电气公司 用于使风电场在平衡状态下运行的控制***和方法
CN102080628A (zh) * 2009-11-25 2011-06-01 通用电气公司 用于控制风力涡轮机的方法和设备
US20120049626A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-01 Jian Xu Power demand surge management circuit
US20170145989A1 (en) * 2015-11-19 2017-05-25 General Electric Company Wind turbine auxiliary circuit control

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6476519B1 (en) * 2000-04-06 2002-11-05 Marconi Communications, Inc. Power back-up unit with low voltage disconnects that provide load shedding
US6921985B2 (en) 2003-01-24 2005-07-26 General Electric Company Low voltage ride through for wind turbine generators
WO2008006020A2 (en) * 2006-07-06 2008-01-10 Acciona Windpower, S.A Systems, methods and apparatuses for a wind turbine controller
ES2589908T3 (es) 2008-09-19 2016-11-17 Vestas Wind Systems A/S Parque eólico que tiene una fuente de alimentación auxiliar
DE102010056458A1 (de) * 2010-12-29 2012-07-05 Repower Systems Ag Windpark und Verfahren zum Betreiben eines Windparks
US8669669B1 (en) 2012-09-13 2014-03-11 General Electric Company Voltage control in a doubly-fed induction generator wind turbine system
DK2784305T3 (da) * 2013-03-27 2017-01-02 Alstom Renovables Espana Sl System til at tilvejebringe elektrisk strøm til en vindmøllekomponent
DK2821640T3 (en) 2013-07-05 2017-03-13 Alstom Renovables España S L Pitch drive system with emergency power supply controlled by a switching device and method thereof
EP2996219A1 (de) 2014-09-10 2016-03-16 Moog Unna GmbH Verfahren zur Betriebsvorbereitung eines Notenergiespeichers
CN107223183B (zh) 2015-01-15 2020-06-16 维斯塔斯风力***集团公司 用于连接到具有有限容量的电源的风力涡轮机的电力管理***
ES2928855T3 (es) 2018-07-10 2022-11-23 Vestas Wind Sys As Control de consumo de energía de aerogenerador

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080069692A1 (en) * 2006-09-20 2008-03-20 Shinya Oohara Wind turbine and operating method thereof
CN101465552A (zh) * 2007-12-19 2009-06-24 通用电气公司 用于使风电场在平衡状态下运行的控制***和方法
CN102080628A (zh) * 2009-11-25 2011-06-01 通用电气公司 用于控制风力涡轮机的方法和设备
US20120049626A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-01 Jian Xu Power demand surge management circuit
US20170145989A1 (en) * 2015-11-19 2017-05-25 General Electric Company Wind turbine auxiliary circuit control

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