TWI571565B - 風力發電控制裝置及風力發電系統 - Google Patents

風力發電控制裝置及風力發電系統 Download PDF

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TWI571565B
TWI571565B TW104110349A TW104110349A TWI571565B TW I571565 B TWI571565 B TW I571565B TW 104110349 A TW104110349 A TW 104110349A TW 104110349 A TW104110349 A TW 104110349A TW I571565 B TWI571565 B TW I571565B
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薛海芬
陳麗
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王長永
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Description

風力發電控制裝置及風力發電系統 【0001】
本發明涉及一種風力發電領域，尤其涉及一種適於不同風速環境下的風力發電控制裝置及風力發電系統。
 【0002】
眾所周知，目前的兆瓦級風力發電系統中主要包括兩種風力發電機組，即，全功率風力發電機組和雙饋風力發電機組。換言之，當前的一種風力發電機組採用雙饋風力發電運行模式，而另一種風力發電機組採用全功率運行模式。一般來說，全功率風力發電機組主要由全功率變換器和全功率發電機(如，永磁同步發電機、電勵磁發電機、感應發電機)組成，其發電運行範圍寬，切入風速低，發電效率高，對電網的適應性好。然而，全功率風力發電機和全功率變換器價格昂貴。雙饋風力發電機組主要由雙饋感應發電機和雙饋變換器組成，其相對於全功率風力發電機組價格便宜，但在低風速下的發電效率較低。此外，雙饋式風力發電機組採用的雙饋電機本身在低轉速下的損耗較大，並且由於變換器所使用的電晶體的工作電壓限制，雙饋風機存在運行轉速的下限，在低風速區域不能維持最佳尖速比運行，發電運行範圍窄。
 【0003】
針對現有技術存在的問題，本發明的目的之一在於提供一種能夠在低風速和高風速模式下切換的風力發電控制裝置。
【0004】
本發明的另一目的在於提供一種適用於低風速和高風速環境的風力發電系統。
【0005】
本發明的風力發電控制裝置，耦接於風機和電網之間，包括：變換器單元，包括機側變換器、直流母線電容和網側變換器，機側變換器的交流側耦接於風機的轉子側，機側變換器的直流側耦接於直流母線電容，網側變換器的直流側耦接於直流母線電容，網側變換器的交流側耦接至電網；以及切換單元，用於當風速滿足切換條件時，風力發電控制裝置在雙饋發電運行模式與全功率運行模式之間切換。
【0006】
在其中的一實施例，切換單元包括模式切換開關和並網開關，其中：模式切換開關的第一端耦接於風機的定子側以及並網開關的第一端，且模式切換開關的第二端短接；以及並網開關的第一端耦接於風機的定子側，並網開關的第二端耦接至電網。
【0007】
在其中的一實施例，風力發電控制裝置更包括網側開關和入網開關，其中：網側開關的第一端耦接於網側變換器，網側開關的第二端與並網開關的第二端耦接並形成公共節點；以及入網開關設置在公共節點與電網之間。
【0008】
在其中的一實施例，當風力發電控制裝置切換為全功率運行模式時，並網開關斷開，模式切換開關、網側開關和入網開關閉合；當風力發電控制裝置切換為雙饋發電運行模式時，模式切換開關斷開，並網開關、網側開關和入網開關閉合。
【0009】
在其中的一實施例，模式切換開關和並網開關為電子開關、機械開關或電子開關與機械開關形成的組合開關。
【0010】
在其中的一實施例，更包括控制單元，用於根據控制信號控制切換單元在雙饋發電運行模式與全功率運行模式之間切換。
【0011】
在其中的一實施例，控制單元包括：接收模組，用於接收風速資料；比較模組，用於將接收到的風速資料與預定風速資料相比較生成比較結果；以及產生模組，用於根據比較結果產生控制信號。
【0012】
在其中的一實施例，控制單元包括：接收模組，用於接收切換指令；以及產生模組，用於根據切換指令產生控制信號。
【0013】
在其中的一實施例，當處於全功率運行模式時，風機的轉子側、變換器單元與電網間形成第三輸電路徑；當處於雙饋發電運行模式時，風機的定子側與電網間形成第一輸電路徑，風機的轉子側、變換器單元與電網間形成第二輸電路徑。
【0014】
在其中的一實施例，風力發電控制裝置係應用於風力發電系統且更包括能量平衡單元，用於電網發生短路故障時保持風力發電系統能量平衡，以實現在預定時間內保持並網，並同時發出無功電流。
【0015】
在其中的一實施例，能量平衡單元為直流斬波器，耦接於直流母線電容的第一端和第二端。
【0016】
在其中的一實施例，在雙饋發電運行模式下當電網發生短路故障時，網側變換器穩定直流母線電容之母線電壓，機側變換器根據電壓跌落深度自風機的定子側發出感性無功電流，直流斬波器根據直流母線電壓的大小進行開通或關斷以維持機側變換器與網側變換器的能量平衡。
【0017】
在其中的一實施例，在全功率運行模式下當電網發生短路故障時，網側變換器穩定直流母線電容之母線電壓並根據電壓跌落深度發出感性無功電流，以對電網之電壓提供支撐，直流斬波器根據直流母線電壓的大小進行開通或關斷以維持機側變換器與網側變換器的能量平衡。
【0018】
本發明的風力發電系統，耦接於電網，風力發電系統包括：風機；以及風力發電控制裝置，耦接於風機和電網之間，用於控制風力發電系統與電網之間的功率流向，其中，風力發電控制裝置為如上所述的風力發電控制裝置。
【0019】
在其中的一實施例，切換單元包括模式切換開關和並網開關，其中：模式切換開關的第一端耦接於風機的定子側以及並網開關的第一端，模式切換開關的第二端短接；以及並網開關的第一端耦接於風機的定子側，並網開關的第二端耦接至電網。
【0020】
在其中的一實施例，風力發電控制裝置更包括網側開關和入網開關，其中：網側開關的第一端耦接於網側變換器，網側開關的第二端與並網開關的第二端耦接並形成公共節點；以及入網開關設置在公共節點與電網之間。
【0021】
在其中的一實施例，當風力發電控制裝置切換為全功率運行模式時，並網開關斷開，模式切換開關、網側開關和入網開關閉合；當風力發電控制裝置切換為雙饋發電運行模式時，模式切換開關斷開，並網開關、網側開關和入網開關閉合。
【0022】
在其中的一實施例，模式切換開關和並網開關為電子開關、機械開關或電子開關與機械開關形成的組合開關。
【0023】
在其中的一實施例，風力發電控制裝置更包括能量平衡單元，用於電網發生短路故障時保持風力發電系統能量平衡，以實現在預定時間內保持並網，並同時發出無功電流。
【0024】
在其中的一實施例，能量平衡單元為直流斬波器，耦接於直流母線電容的第一端和第二端。
【0025】
在其中的一實施例，在雙饋發電運行模式下當電網發生短路故障時，網側變換器穩定直流母線電容之母線電壓，機側變換器根據電壓跌落深度自風機的定子側發出感性無功電流，直流斬波器根據直流母線電壓的大小進行開通或關斷以維持機側變換器與網側變換器的能量平衡。
【0026】
在其中的一實施例，在全功率運行模式下當電網發生短路故障時，網側變換器穩定直流母線電容之母線電壓並根據電壓跌落深度發出感性無功電流，以對電網之電壓提供支撐，直流斬波器根據直流母線電壓的大小進行開通或關斷以維持機側變換器與網側變換器的能量平衡。
【0027】
本發明在切換單元的控制下可以使風機在低風速運行模式和中高風速運行模式下工作，既具有雙饋機組價格低廉的優點，同時可以實現雙饋機組的低風速條件下的全功率運行模式，從而有效地提高了雙饋機組在低風速下的發電效率，解決了發電運行範圍窄的缺點。
1‧‧‧風力發電控制裝置
2‧‧‧雙饋風力發電機
3‧‧‧電網
S1‧‧‧入網開關
S2‧‧‧並網開關
S3‧‧‧網側開關
S4‧‧‧模式切換開關
11‧‧‧變換器單元
111‧‧‧機側變換器
112‧‧‧網側變換器
12‧‧‧切換單元
13‧‧‧控制單元
130、131‧‧‧接收模組
132‧‧‧比較模組
133、134‧‧‧產生模組
14‧‧‧能量平衡單元
C1‧‧‧直流母線電容
A1‧‧‧機械開關
A2‧‧‧電子開關
【0028】

圖1為本發明一實施例的風力發電控制裝置的示意圖；
圖2a、2b為本發明一實施例的風力發電控制裝置中控制單元的結構示意方塊圖；
圖3a為本發明的風力發電控制裝置處於低風速運行模式的示意圖；
圖3b為本發明的風力發電控制裝置處於中高風速運行模式的示意圖；
圖4為本發明一實施例採用雙向電子開關的風機發電系統示意圖；
圖5為圖4中幾類雙向電子開關的示意圖；
圖6為本發明一實施例採用組合開關的風機發電系統示意圖；
圖7為本發明的風力發電系統與現有雙饋風力發電系統的各風速段下風機的運行功率曲線示意圖；
圖8為本發明一實施例的具備FRT功能的風力發電控制裝置示意圖；以及
圖9為圖8中風力發電控制裝置的幾類直流斬波器的結構示意圖。
 【0029】
為使本領域技術人員能更進一步瞭解本發明，以下列舉本發明的較佳實施例，並配合所附附圖，詳細說明本發明的構成內容。為了方便說明，本發明的各附圖僅為示意以更容易瞭解本發明，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。
【0030】
如圖1所示，本發明的風力發電控制裝置1，耦接於雙饋風力發電機2(以下簡稱風機)和電網3之間，包括：變換器單元11，包括機側變換器111、直流母線電容C1和網側變換器112，機側變換器111的交流側耦接於風機2的轉子側，機側變換器111的直流側耦接於直流母線電容C1，網側變換器112的直流側耦接於直流母線電容C1，網側變換器112的交流側耦接至電網3；以及切換單元12，用於當風速滿足切換條件時，風力發電控制裝置1在雙饋發電運行模式與全功率運行模式之間切換。
【0031】
本實施例中於低風速模式時僅由轉子側向電網3供電，短路了風機2的定子部分。此時風機2變成了感應發電機（IG），變換器單元11工作在全功率變流器模式。系統工作情況類似於全功率風力發電機組。功率流向（也可稱為輸電路徑）從變換器單元11流向電網3。變換器單元11處理全部的發電機輸出功率，提高了低風速運行時的工作效率。
【0032】
切換單元12的工作模式切換動作可以由控制單元13進行控制。控制單元13根據一控制信號控制切換單元12在全功率運行模式和雙饋發電運行模式間切換。其中，控制信號可以直接為來自風機2的控制器（圖中未示出）的切換指令，也可以是根據風速資料與預定風速資料的比較結果進行控制。由於控制信號的不同，控制單元13的組成結構可選擇地有以下兩種組成形式。
【0033】
如圖2a所示，在一實施例中控制單元13包括：接收模組130，用於接收風速資料；其中，風速資料可以是由風機2的控制器（圖中未示出）傳送，可選擇地也可以由風速感測器（圖中未示出）直接傳送。
【0034】
比較模組132，用於將接收到的風速資料與預定風速資料相比較生成一比較結果；預定風速資料為預先存儲在控制單元13或存儲單元（圖中未示出）的風速資料，其是根據當地的風速環境統計所得，可以選擇大於傳統雙饋風力發電機組的切入轉速，避免切入風速選擇過低，導致兩種模式的頻繁動作。比較模組132根據接收到的風速資料與預定風速資料相比較得到當前風速滿足第一條件（低風速條件），即當前接收到的風速資料小於預定風速資料，或滿足第二條件（中高速條件），即當前接收到的風速資料大於等於預定風速資料，並將比較結果發送至產生模組134。
【0035】
產生模組134，用於根據比較結果產生切換至全功率運行模式或雙饋發電運行模式的控制信號。
【0036】
如圖2b所示，在另一實施例中控制單元13包括：接收模組131，用於接收切換指令；其中，切換指令是由風機2的控制器發送，切換指令為切換至全功率運行模式，或切換至雙饋發電運行模式。
【0037】
產生模組133，用於根據切換指令產生切換至全功率運行模式或雙饋發電運行模式的控制信號。
【0038】
本實施例與上述實施例中的控制單元結構的主要區別在於：本實施例中控制單元13的接收模組131直接接收風機2的控制器的切換指令，風速達到第一條件或第二條件由風機2的控制器進行比較判斷，並發送相應的切換指令，控制單元13僅根據切換指令直接切換至全功率運行模式或雙饋發電運行模式，不進行風速條件的比較判斷操作，在一定程度上簡化了控制單元13，甚至可以省略控制單元13，僅根據外部的控制信號來控制切換單元12動作。
【0039】
此外，上述實施例中的切換單元12可選擇性地包括模式切換開關S4和並網開關S2，其中：模式切換開關S4的第一端耦接於風機2的定子側以及並網開關S2的第一端，模式切換開關S4的第二端短接；並網開關S2的第一端耦接於風機2的定子側，並網開關S2的第二端耦接至電網3。模式切換開關S4的閉合和關斷，對應全功率運行模式和雙饋發電運行模式。
【0040】
此外，風力發電控制裝置1更包括網側開關S3和入網開關S1，其中：網側開關S3的第一端耦接於網側變換器112，網側開關S3的第二端與並網開關S2的第二端耦接並形成公共節點；入網開關S1設置在公共節點與電網3之間。
【0041】
如圖3a所示，是本發明的全功率運行模式，即低風速運行模式的各開關狀態的示意圖。在此模式下，入網開關S1、網側開關S3、模式切換開關S4導通(Turn On)，並網開關S2關斷(Turn off)，通過模式切換開關S4開關的閉合，短路了風機2的定子部分。此時風機2變成了感應發電機（IG），變換器單元11工作在全功率變流器模式。系統工作情況類似於全功率風力發電機組。網側變換器112穩定直流母線電容C1之母線電壓，並調節輸入至電網3之電流波形，機側變換器111承擔輸出功率的調節作用，功率流向（也可稱為輸電路徑）從轉子側流經機側變換器111和網側變換器112流向電網3。機側變換器111和網側變換器112處理全部的發電機輸出功率。
【0042】
如圖3b所示，是本發明的雙饋發電運行模式，即中高風速運行模式的各開關狀態的示意圖。在此模式下，模式切換開關S4關斷(Turn off)，入網開關S1、並網開關S2、網側開關S3導通(Turn on)，系統工作情況與傳統的雙饋風力發電機組相一致。網側變換器112維持直流母線電容C1之母線電壓恒定，機側變換器111根據風機2之轉速和功率控制其轉子繞組的勵磁磁場旋轉方向以及大小，實現風機2的變速恒頻工作。功率流向（也可稱為輸電路徑）是風機2的定子側向電網3發出功率，網側變換器112和機側變換器111根據風機2轉速的變化，能量雙向流動。當風機2轉速超過同步轉速時，網側變換器112和機側變換器111向電網3方向發出能量，當風機2轉速低於同步轉速時，網側變換器112和機側變換器111從電網3方向吸收能量。
【0043】
如下表1所示，表示了兩種工作模式開關S1-S4 的切換邏輯狀態。通常開關可以採用機械開關，如接觸器（contactor），斷路器（Breaker）等。機械開關在切換過程中需要較長的關斷、開通時間（20ms-200ms），為了減少開關時間，可以採用雙向電子開關代替機械開關。圖4為並網開關S2、模式切換開關S4採用例如雙向晶閘管（SCR）之電子開關的示意圖，切換時間可以減少到20ms以內。圖5為可選擇地幾種雙向電子開關a、b、c的示意圖，但雙向電子開關的種類並不以此為限。
表1
【0044】
如圖6所示，並網開關S2也可以採用組合開關的方式，即採用機械開關A1和電子開關A2並聯的方式。組合開關既有機械開關承載流量大的優點又有電子開關切換快的優點。配合相應的開關邏輯控制，能夠實現兩種模式的無縫切換。
【0045】
在低速運行模式(IG模式)下，機械開關A1斷開，雙向電子開關A2斷開，模式切換開關S4、入網開關S1、網側開關S3閉合。當要向雙饋發電運行模式轉換時，先閉合雙向電子開關A2，同時斷開模式切換開關S4，機械開關A1、入網開關S1、網側開關S3保持之前狀態。由於雙向電子開關A2、模式切換開關S4均是雙向電子開關，狀態轉換立刻完成。實現了由低速運行模式(IG模式)到雙饋發電運行模式的轉換。在此短暫時間內，由雙向電子開關A2承受定子電流，再閉合機械開關A1，此時機械開關A1、雙向電子開關A2並聯工作，由於機械開關A1阻抗較小，定子電流大多數由機械開關A1流過，雙向電子開關A2承擔較小的負載電流，降低了雙向電子開關A2的使用成本。機械開關A1完成閉合後，再斷開雙向電子開關A2，機械開關A1獨自承擔全部定子電流。整個切換過程結束。
【0046】
同樣的，在中高速運行模式(DFIG模式)下，機械開關A1閉合，雙向電子開關A2斷開，入網開關S1、網側開關S3閉合，模式切換開關S4斷開。當要向低速運行模式(IG模式)轉換時，先閉合雙向電子開關A2，而機械開關A1、入網開關S1、網側開關S3則保持之前狀態。此時機械開關A1、雙向電子開關A2並聯工作，由於機械開關A1阻抗較小，定子電流大多數由機械開關A1流過，雙向電子開關A2承擔較小的負載電流。再關斷機械開關A1，短暫時間內由雙向電子開關A2承受全部定子電流。再閉合模式切換開關S4，斷開雙向電子開關A2，由於雙向電子開關A2、模式切換開關S4均是雙向電子開關，狀態轉換立刻完成。實現了由雙饋發電運行模式到低速運行模式(IG模式)的轉換，整個切換過程結束。如下表2顯示了採用組合開關的風機發電系統的各開關的切換邏輯狀態。
表2
【0047】
為了能夠更加清楚的揭露本發明，以下通過功率曲線圖進行詳述。如圖7所示，本發明之風機在各個風速下的功率曲線示意圖，其中實線部分為本發明的風機運行功率曲線，虛線部分是傳統雙饋風力發電機組之運行曲線。在中高風速段(例如>6m/s)，兩條曲線重合，區別在低風速段，本發明的運行功率曲線明顯更優化。以1.5MW雙饋系統為例，傳統雙饋風力發電機組之風力發電系統的切入風速約為3.4m/s，在達到額定風速前，風機控制系統通過控制槳葉迎風角度，使風力發電系統盡可能的最大功率輸出，到達額定風速後，通過控制槳葉迎風角度變化，保持風力發電系統恒功率輸出。本發明中，在未達到切換風速前，通過切換相應的開關和網側，機側變流器的協調控制系統工作在全功率運行模式(低速運行模式)，全功率運行模式的切入風速遠低於傳統的雙饋風力發電機組之風力發電系統的切入風速。在風速達到切換風速後，系統轉換為雙饋發電運行模式(中高速運行模式)。
【0048】
根據各國電力公司標準要求，大功率風電並網發電設備需要具有故障穿越(FRT)功能，即在電網發生例如短路故障時，發電設備需要在規定時間內保持並網狀態，不能保護性脫網。同時要能夠發出一定的無功電流，以實現對電網系統的電壓支撐。由於本發明有低速和中高速兩種不同的運行模式，需要考慮到在不同運行模式下都能夠滿足此要求。
【0049】
如圖8所示，是本發明一實施例具備故障穿越(FRT)功能的控制系統示意圖。通過在變換器直流母線側接入能量平衡單元14，可以很好的解決在電網3故障時由於能量不平衡所引起的母線電壓波動，保護變流器電子元器件，從而實現本發明的故障穿越(FRT)功能。能量平衡單元14可選擇性地為直流斬波器，直流斬波器耦接於直流母線電容C1的第一端和第二端。其中如圖9所示為直流斬波器a、b、c、d幾種拓撲示意圖。包括一個直流斬波橋臂和一顆能量泄放電阻，直流斬波橋臂可以有多種不同的形式，由電晶體(IGBT)和二極體(Diode)組成。泄放電阻也可以連接在正母線和橋臂中點之間或者負母線和橋臂中點之間。
【0050】
在低速運行模式(IG模式)下當電網3發生短路故障時，網側變換器112除了和正常工作一樣穩定直流母線電容C1之母線電壓外，還需要根據電壓跌落深度發出感性無功電流，以對電網3之電壓提供支撐。直流斬波器根據母線電壓的大小進行開通或關斷以維持機側變換器111與網側變換器112能量的平衡。
【0051】
在中高速運行模式(DFIG模式)下當電網3發生短路故障時，網側變流器112穩定直流母線電容C1之母線電壓，機側變流器111根據電壓跌落深度從風機2之定子側發出感性無功電流，以對電網3之電壓提供支撐。直流斬波器根據母線電壓的大小進行開通或關斷以維持機側變換器111與網側變換器112能量的平衡。
【0052】
如圖1所示，本發明一實施例的風力發電系統，耦接於電網3，包括：風機2；以及風力發電控制裝置1，耦接於風機2和電網3之間，用於風機2和電網3間的輸電控制；其中，風力發電控制裝置1包括：變換器單元11，包括機側變換器111、直流母線電容C1和網側變換器112，機側變換器111的交流側耦接於風機2的轉子側，機側變換器111的直流側耦接於直流母線電容C1，網側變換器112的直流側耦接於直流母線電容C1，網側變換器112的交流側耦接至電網3；以及切換單元12，用於當風速滿足切換條件時，風力發電控制裝置1在雙饋發電運行模式與全功率運行模式之間切換。
【0053】
本實施例中的風力發電控制裝置1結構以及工作模式在以上實施例中已經詳細說明，在此不再贅述。
【0054】
以上具體地示出和描述了本發明的示例性實施方式。應該理解，本發明不限於所公開的實施方式，相反，本發明意圖涵蓋包含在所附請求項範圍內的各種修改和等效置換。
 
1‧‧‧風力發電控制裝置
S1‧‧‧入網開關
S2‧‧‧並網開關
S3‧‧‧網側開關
S4‧‧‧模式切換開關
2‧‧‧雙饋風力發電機
3‧‧‧電網
11‧‧‧變換器單元
111‧‧‧機側變換器
C1‧‧‧直流母線電容
112‧‧‧網側變換器
12‧‧‧切換單元
13‧‧‧控制單元

Claims (22)

  1. 一種風力發電控制裝置，且耦接於一風機和一電網之間，其包括：一變換器單元，包括一機側變換器、一直流母線電容和一網側變換器，該機側變換器的一交流側耦接於該風機的一轉子側，該機側變換器的一直流側耦接於該直流母線電容，該網側變換器的一直流側耦接於該直流母線電容，該網側變換器的一交流側耦接至該電網；以及一切換單元，用於當風速滿足切換條件時，該風力發電控制裝置在一雙饋發電運行模式與一全功率運行模式之間切換；其中，在該全功率運行模式下，該風機的之一定子側係短接，在該雙饋發電運行模式下，該風機的該定子側電性耦接至該電網。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的風力發電控制裝置，其中該切換單元包括一模式切換開關和一並網開關，其中：該模式切換開關的一第一端耦接於該風機的該定子側以及該並網開關的一第一端，且該模式切換開關的一第二端短接；以及該並網開關的該第一端耦接於該風機的該定子側，該並網開關的一第二端耦接至該電網。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的風力發電控制裝置，其更包括一網側開關和一入網開關，其中：該網側開關的一第一端耦接於該網側變換器，該網側開關的一第二端與該並網開關的該第二端耦接並形成一公共節點；以及該入網開關設置在該公共節點與該電網之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的風力發電控制裝置，其中當該風力發電控制裝置切換為該全功率運行模式時，該並網開關斷開，該模式切換開關、該網側開關和該入網開關閉合；當該風力發電控制裝置切換為該 雙饋發電運行模式時，該模式切換開關斷開，該並網開關、該網側開關和該入網開關閉合。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的風力發電控制裝置，其中該模式切換開關和該並網開關為電子開關、機械開關或電子開關與機械開關形成的組合開關。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的風力發電控制裝置，其更包括一控制單元，用於根據一控制信號控制該切換單元在該雙饋發電運行模式與該全功率運行模式之間切換。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的風力發電控制裝置，其中該控制單元包括：一接收模組，用於接收一風速資料；一比較模組，用於將接收到的該風速資料與一預定風速資料相比較生成一比較結果；以及一產生模組，用於根據該比較結果產生該控制信號。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的風力發電控制裝置，其中該控制單元包括：一接收模組，用於接收一切換指令；以及一產生模組，用於根據該切換指令產生該控制信號。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的風力發電控制裝置，其中當處於該全功率運行模式時，該風機的該轉子側、該變換器單元與該電網間形成一第三輸電路徑；當處於該雙饋發電運行模式時，該風機的該定子側與該電網間形成一第一輸電路徑，該風機的該轉子側、該變換器單元與該電網間形成一第二輸電路徑。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的風力發電控制裝置，其係應用於一風力發電系統且更包括一能量平衡單元，用於該電網發生短路故障時 保持該風力發電系統能量平衡，以實現在預定時間內保持並網，並同時發出無功電流。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的風力發電控制裝置，其中該能量平衡單元為一直流斬波器，耦接於該直流母線電容的一第一端和一第二端。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的風力發電控制裝置，其中在該雙饋發電運行模式下當該電網發生短路故障時，該網側變換器穩定該直流母線電容之一母線電壓，該機側變換器根據一電壓跌落深度自該風機的該定子側發出感性無功電流，該直流斬波器根據該母線電壓的大小進行開通或關斷以維持該機側變換器與該網側變換器的能量平衡。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的風力發電控制裝置，其中在該全功率運行模式下當該電網發生短路故障時，該網側變換器穩定該直流母線電容之一母線電壓並根據一電壓跌落深度發出感性無功電流，以對該電網之電壓提供支撐，該直流斬波器根據該母線電壓的大小進行開通或關斷以維持該機側變換器與該網側變換器的能量平衡。
  14. 一種風力發電系統，耦接於一電網，該風力發電系統包括：一風機；以及一風力發電控制裝置，耦接於該風機和該電網之間，用於控制該風力發電系統與該電網之間的功率流向，其中，該風力發電控制裝置為如申請專利範圍第1項所述的風力發電控制裝置。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的風力發電系統，其中該切換單元包括一模式切換開關和一並網開關，其中：該模式切換開關的一第一端耦接於該風機的一定子側以及該並網開關的一第一端，且該模式切換開關的一第二端短接；以及 該並網開關的該第一端耦接於該風機的該定子側，該並網開關的一第二端耦接至該電網。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的風力發電系統，其中該風力發電控制裝置更包括一網側開關和一入網開關，其中：該網側開關的一第一端耦接於該網側變換器，該網側開關的一第二端與該並網開關的該第二端耦接並形成一公共節點；以及該入網開關設置在該公共節點與該電網之間。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的風力發電系統，其中當該風力發電控制裝置切換為該全功率運行模式時，該並網開關斷開，該模式切換開關、該網側開關和該入網開關閉合；當該風力發電控制裝置切換為該雙饋發電運行模式時，該模式切換開關斷開，該並網開關、該網側開關和該入網開關閉合。
  18. 如申請專利範圍第15項所述的風力發電系統，其中該模式切換開關和該並網開關為電子開關、機械開關或電子開關與機械開關形成的組合開關。
  19. 如申請專利範圍第14項所述的風力發電系統，其中該風力發電控制裝置更包括一能量平衡單元，用於該電網發生短路故障時保持該風力發電系統能量平衡，以實現在預定時間內保持並網，並同時發出無功電流。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的風力發電系統，其中該能量平衡單元為一直流斬波器，耦接於該直流母線電容的一第一端和一第二端。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的風力發電系統，其中在該雙饋發電運行模式下當該電網發生短路故障時，該網側變換器穩定該直流母線電容之一母線電壓，該機側變換器根據一電壓跌落深度自該風機的一定子側發出感性無功電流，該直流斬波器根據該母線電壓的大小進行開通或關 斷以維持該機側變換器與該網側變換器的能量平衡。
  22. 如申請專利範圍第20項所述的風力發電系統，其中在該全功率運行模式下當該電網發生短路故障時，該網側變換器穩定該直流母線電容之一母線電壓並根據一電壓跌落深度發出感性無功電流，以對該電網之電壓提供支撐，該直流斬波器根據該母線電壓的大小進行開通或關斷以維持該機側變換器與該網側變換器的能量平衡。
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