本發明涉及一種用于風力渦輪發電機的控制系統，具體而言，涉及一種被配置為控制無功功率的生成的控制系統。此外，本發明涉及一種包括控制系統的風力渦輪發電機。

背景技術：

由于條件不同，風力渦輪發電機(WTG)的輸出端子處的電壓可能變得不可接受的低或高。這種不可接受的輸出電壓可能對風力渦輪發電機的部件造成損害。

在輸出電壓變得過高或過低的情況下，風力渦輪發電機可以從電網連接斷開，以避免損壞風力渦輪發電機的部件。

US 8710689公開了一種風能設備，包括轉子、由轉子驅動的發電機以及用于生成電力的轉換器，電力經由變壓器被輸出到電力供應系統。該設備還包括具有開環轉換器控制單元的開環控制系統。開環控制系統向轉換器供應用于無功分量的致動信號。該設備還包括布置于變壓器上的電壓測量裝置。電壓測量裝置的電壓信號被施加到取決于狀態的設定點值移位器的輸入，該移位器的輸出信號被施加到用于作用于轉換器的無功分量的極限模塊。利用這種配置，該設備可以得到更好的保護，并可以更好地利用變壓器。

技術實現要素：

本發明的目的是改善對風力渦輪發電機的控制。

另一個目的是提供一種用于風力渦輪發電機的改進的控制系統，具體而言，被配置為控制無功功率的生成的改進的控制系統。

具體而言，可以將提供解決了由于風力渦輪發電機的輸出端子處的不可接受的輸出電壓所導致的上述問題的控制系統和/或提供避免了風力渦輪發電機從電網斷開連接的控制系統視為本發明的目的。

在本發明的第一方面中，提供了用于風力渦輪發電機的控制系統，風力渦輪發電機包括無功功率控制器，控制系統包括

-QV極限模塊，其被配置為定義取決于風力渦輪發電機的輸出電壓的預定無功極限，其中QV極限模塊被配置為從外部源接收無功基準，并且其中QV極限模塊被配置為輸出該無功基準作為輸出無功基準QrefQV，并且在無功基準(Qref)超過預定無功極限(302)之一的情況下，QV極限模塊被配置為通過將無功基準Qref限制到所超過的預定無功極限而確定輸出無功基準QrefQV，并且其中無功功率控制器被配置為取決于輸出無功基準QrefQV或取決于輸出無功基準QrefQV的其他無功基準而控制來自風力渦輪發電機的電力發電機系統的無功功率的生成，以及

-更新模塊，其被配置為將針對實際輸出電壓的預定無功極限供應回到外部源。

有利地，取決于風力渦輪發電機的輸出電壓的無功基準的可能限制可以提供對輸出電壓的更好的控制，以使得可以避免風力渦輪發電機從電網斷開連接。無功極限對無功基準提供者(即外部源)的反饋可以使得能夠基于針對實際輸出電壓的預定無功極限來調整無功基準Qref。

在實施例中，QV極限模塊被配置為使得預定無功極限在輸出電壓的預定義范圍內定義電容性極限和電感性極限，電容性極限設置用于作為電容性基準的無功基準的極限，電感性極限設置用于作為電感性基準的無功基準的極限。

在實施例中，QV極限模塊被配置為使得電容性極限減小，即隨著電容性極限值減小而減小，用于將輸出電壓增大到第一閾值電壓以上。

在實施例中，QV極限模塊被配置為使得電感性極限減小，即隨著電感性極限值減小而減小，用于將輸出電壓減小到第二閾值電壓以下。

在實施例中，QV極限模塊被配置為使得電容性極限包括定義電感性值的擴展電容性極限，該電感性值增大以使輸出電壓增大到大于第一閾值電壓的第三閾值電壓以上，并且其中QV極限模塊被配置為在輸出電壓超過第三閾值電壓的情況下，根據擴展電容性極限將電容性基準Qrefcap設置為電感性值。

在實施例中，QV極限模塊被配置為使得電感性極限包括定義電容性值的擴展電感性極限，該電容性值增大以使輸出電壓增大到小于第二閾值電壓的第四閾值電壓以下，并且其中QV極限模塊被配置為在輸出電壓小于第三閾值電壓的情況下，根據擴展電感性極限將電感性基準設置為電容性值。

在實施例中，QV極限模塊被配置為使得電感性極限增大到標稱極限Q2以上以使輸出電壓增大到大于第三閾值電壓的第五閾值電壓以上，并且其中QV極限模塊被配置為在輸出電壓超過第五閾值電壓的情況下，將電感性基準、并任選地還將電容性基準設置為標稱極限Q2以上的電感性極限之一。

在實施例中，QV極限模塊被配置為使得電容性極限增大到標稱極限Q1以上以使輸出電壓減小到小于第四閾值電壓的第六閾值電壓以下，并且其中QV極限模塊被配置為在輸出電壓小于第六閾值電壓的情況下，將電容性基準、并任選地還將電感性基準設置為標稱極限Q1以上的電容性極限之一。

在實施例中，控制系統還包括QP極限模塊，所述QP極限模塊被配置為定義取決于有功基準(有功功率或電流基準)的預定無功極限，其中QP極限模塊被配置為在輸出無功基準超過QP極限模塊的預定無功極限的情況下，限制輸出無功基準。

有利地，QV和QP極限模塊的串聯連接可以確保根據取決于實際輸出電壓和實際有功功率基準的限制性最大的無功極限來限制無功基準。

在實施例中，更新模塊被配置為比較QV極限模塊的針對實際輸出電壓的預定無功極限與QP極限模塊的預定無功極限，以便確定限制性最大的無功極限，并被配置為將所確定的限制性最大的無功極限供應回到外部源。

有利地，限制性最大的無功極限對無功基準提供者(即外部源)的反饋可以使得能夠基于針對實際輸出電壓和實際有功功率基準的限制性最大的預定無功極限調整無功基準Qref。

在實施例中，控制系統包括一個或多個與QV極限模塊串聯連接的其他極限模塊，其中其他極限模塊定義取決于其他物理參數的預定無功極限。其他極限模塊可以被配置為在輸出無功基準超過其他極限模塊的預定無功極限的情況下，限制來自QV極限模塊的輸出無功基準QrefQV。

有利地，QV和其他極限模塊的串聯連接可以確保根據取決于實際輸出電壓和其他物理參數(例如溫度)的限制性最大的無功極限限制無功基準。

在實施例中，更新模塊被配置為比較QV極限模塊的針對實際輸出電壓的預定無功極限與一個或多個其他極限模塊的預定無功極限，以便確定限制性最大的無功極限，并被配置為將所確定的限制性最大的無功極限供應回到外部源。

有利地，限制性最大的無功極限對無功基準提供者(即外部源)的反饋可以使得能夠基于針對實際輸出電壓和其他實際物理參數(例如溫度)的限制性最大的預定無功極限來調整無功基準Qref。

本發明的第二方面涉及包括根據第一方面的控制系統的風力渦輪發電機。

本發明的第三方面涉及用于控制風力渦輪發電機的方法，包括如下步驟

-從外部源接收無功基準Qref，

-輸出該無功基準Qref作為輸出無功基準QrefQV，其中，在無功基準Qref超過多個預定無功極限(302)之一的情況下，輸出無功基準QrefQV是通過將無功基準Qref限制到所超過的預定無功極限而確定的，并且其中預定無功極限取決于風力渦輪發電機的輸出電壓U_WTG，

-取決于輸出無功基準QrefQV或取決于輸出無功基準QrefQV的其他無功基準QrefQP，控制來自風力渦輪發電機的電力發電機系統的無功功率的生成，

-將針對實際輸出電壓的預定無功極限供應回到外部源。

本發明的第四方面涉及至少一種可直接加載到至少一個數字計算機的內部存儲器中的計算機程序產品，包括用于當在所述至少一個計算機上運行所述至少一種產品時執行根據第三方面的方法的步驟的軟件代碼部分。

通常，可以通過在本發明的范圍內可能的任何方式組合和耦合本發明的各個方面。根據下文描述的實施例，本發明的這些和其他方面、特征和/或優點將變得顯而易見，并參考下文描述的實施例闡述本發明的這些和其他方面、特征和/或優點。

附圖說明

將參考附圖僅以示例的方式描述本發明的實施例，在附圖中

圖1示出了風力渦輪發電機的電力發電機系統，

圖2示出了風力渦輪發電機的控制系統，

圖3A-B示出了QV極限模塊301的示例，

圖4示出了被配置有一個或多個其他極限模塊的控制系統的實施例，

圖5示出了風力渦輪發電機的替代的控制系統，以及

圖6示出了本發明的實施例的方法。

具體實施方式

圖1示出了連接到電網103的風力渦輪發電機100的電力發電機系統101。電力發電機系統101可以包括由風力渦輪發電機的轉子驅動的發電機以及電力轉換器，電力轉換器被配置為將發電機AC電壓的電壓振幅和頻率調節成轉換器輸出AC電壓。電力發電機系統101能夠調節轉換器輸出AC電壓和轉換器輸出AC電流之間的相位，并且由此調節供應給電網103的無功和有功功率的量。

電力發電機系統101可以經由變壓器連接到電網103。變壓器的電抗以及其他部件的電抗被包括在電抗102中。電力發電機系統101供應的無功電流生成電抗102兩端的電壓降ΔU。

還存在發電機系統101和電網103之間的變壓器和其他部件的電阻但未包括在圖1中，即，未包括在被認為是純無功部件的部件102中。通常，由于有功電流導致的電阻電壓降小于無功電壓降，從而可以忽略它。

公共連接點PCC處的電壓U_PCC可以被認為僅與標稱電壓偏差百分之幾。

因此，可以將風力渦輪發電機的輸出處的電壓，例如電力發電機系統101的輸出處的電壓描述并簡化成U_WTG＝ΔU+U_PCC。由于U_PCC大體上恒定(通常僅允許其從標稱值±10％改變百分之幾)，所以電壓U_WTG主要取決于電壓降ΔU，并且由此取決于由風力渦輪發電機的輸出供應的無功電流的幅度。

在風力渦輪發電機供應的無功電流或功率是電感性時，ΔU的符號將為負，即，U_WTG將低于U_PCC。

在風力渦輪發電機供應的無功電流或功率是電容性時，ΔU的符號將為正，即，U_WTG將高于U_PCC。

為了保護風力渦輪發電機的電氣部件抵抗過電壓或欠電壓，即抵抗U_WTG變得過高或過低，風力渦輪發電機可以被配置為在輸出電壓U_WTG變得過高或過低時關閉或從電網連接斷開。

欠電壓可能導致來自WTG的增大的電流生成，以便維持所需的電力輸出。增大的電流可能導致熱問題。過電壓可能導致電氣部件過載，因為內部電壓可能超過標稱設計極限。

如上所述，過電壓可能由WTG注入過多電容性功率而引起，或者因為電網導致過高的電容性電流流經電抗102，或僅僅因為負載操作或發電機故障造成的系統瞬變。類似地，欠電壓可能由WTG注入過多的電感性功率而引起，或者因為電網導致過高的電感性電流流經電抗102，或僅僅因為負載操作或發電機故障造成的系統瞬變。

圖2示出了風力渦輪發電機的控制系統200?？刂葡到y200包括QV極限模塊201，其定義了取決于在風力渦輪發電機的輸出處，例如在電力發電機系統101的輸出處測量的輸出電壓U_WTG的預定無功極限。

QV極限模塊201被配置為從發電廠控制器220接收無功基準Qref。在無功基準Qref不超過預定無功極限的情況下，例如通過將QrefQV設置為等于Qref而不加修改地輸出無功基準Qref作為輸出無功基準QrefQV。在無功基準Qref不超過預定無功極限的情況下，通過將無功基準Qref限制到所超過的預定無功極限，來確定輸出無功基準QrefQV。

預定無功極限可以被配置為在輸出電壓U_WTG的預定義范圍內定義電容性極限和電感性極限兩者。于是，可以針對輸出電壓U_WTG的過電壓和/或欠電壓定義預定電容性和電感性極限。

于是，預定無功極限在輸出電壓的預定義范圍內定義電容性極限和電感性極限，電容性極限設置用于電容性無功基準Qref的極限，電感性極限設置用于電感性無功基準Qref的極限。

預定無功極限可以由被定義為輸出電壓U_WTG和無功基準Qref的函數的多個數值來定義，所述多個數值例如取決于指示無功基準為電容性還是電感性的無功基準Qref的符號?？梢栽趯㈩A定無功極限的多個數值作為查閱表存儲在計算機存儲器中的意義上預定所述預定無功極限。單一預定無功極限可以指單個數值，例如，與給定輸出電壓U_WTG(例如，實際輸出電壓)和給定無功基準Qref相關聯的值。

無功極限可以是無功功率極限、無功電流極限或對應于無功功率或電流極限的其他極限。要理解，無功量可以是電感性或電容性量。因此，QV極限模塊201和其他無功極限模塊202、401定義取決于輸出電壓U_WTG或取決于其他物理參數的預定無功極限，其中無功極限可以是無功功率、無功電流或可從無功功率或無功電流推導出的其他參數方面的極限。于是，可以將QV極限模塊稱為無功極限模塊。

可以受到QV極限模塊的限制或不受其影響的輸出無功基準QrefQV可以直接供應給無功功率控制器203，無功功率控制器203被配置為取決于輸出無功基準QrefQV或取決于取決于輸出無功基準QrefQV的其他無功基準來控制來自風力渦輪發電機的電力發電機系統101的無功功率或無功電流的生成。

于是，輸出無功基準QrefQV可以直接供應給串聯連接的無功功率控制器203，或者可以將其供應給另一個極限模塊，例如QP極限模塊202，其定義取決于有功功率或有功電流，例如取決于有功基準(功率或電流基準)或電力發電機系統101生成的測量的有功功率或電流的預定無功極限，并且其中QP極限模塊被配置為在輸出無功基準超過QP極限模塊的預定無功極限之一的情況下限制輸出無功基準QrefQV。因此，QP極限模塊202生成輸出無功基準QrefQP，其取決于輸出無功基準QrefQV，即其取決于QrefQV的值而被加以限制或不加修改。圖2中未示出有功基準輸入或有功功率或電流測量輸入。

通常，無功功率控制器203可以被配置為至少部分取決于輸入無功基準Qrefin來控制無功功率或無功電流的生成?？刂葡到y可以被配置為使得輸入無功基準Qrefin基于輸出無功基準QrefQV，例如，可以將Qrefin設置為等于QrefQV，或者Qrefin可以基于其他無功基準，例如QrefQP，其他無功基準取決于輸出無功基準QrefQV或來自其他極限模塊401的無功基準QrefXX。

發電廠控制器220可以是中央控制器，其被配置為取決于在公共耦合點PCC處測量的電氣量和例如由電網運營商系統供應的對應基準(例如，UrefPCC、QrefPCC和PrefPCC)來控制多個風力渦輪發電機的電力生成，所述電氣量例如是測量的電壓U_PCC、測量的無功功率Q_PCC或測量的有功功率P_PCC。因此，發電廠控制器可以為風力渦輪發電機生成無功基準Qref，以便控制PCC處測量的電氣量之一。

通常，QV極限模塊可以被配置為使得在過電壓的情況下，電容性的無功基準Qref，即來自發電廠控制器的電容性基準Qcapref受到限制，以便避免輸出電壓的電壓進一步增大。

類似地，QV極限模塊可以被配置為使得在欠電壓的情況下，電感性的無功基準Qref，即來自發電廠控制器的電感性基準Qindref受到限制，以便避免欠電壓的進一步降低。

控制系統200還可以包括更新模塊210，用于將由極限模塊201、202、401中的一個或多個輸出的針對實際輸出電壓的預定無功極限Qlimit之一供應回到發電廠控制器。因此，可以將針對實際輸出電壓U_WTG的預定義的電容性極限Qlimit和/或電感性極限Qlimit轉發到發電廠控制器220，發電廠控制器220可以被配置為確定取決于更新模塊210轉發的極限的未來無功基準Qref。因此，極限模塊201、202、401(例如QV極限模塊201)可以被配置為例如通過使用最近測量的輸出電壓U_WTG作為實際輸出電壓并確定與該電壓相關聯的預定無功極限Qlimit，來確定針對實際輸出電壓的預定無功極限Qlimit之一。預定無功極限Qlimit可以包括與給定輸出電壓相關聯的電容性或電感性極限、或電容性和電感性極限兩者。

更新模塊210可以被配置為從多個極限模塊確定限制性最強的無功極限Qrestrict，所述多個極限模塊包括QV模塊201以及諸如QP極限模塊202的一個或多個其他極限模塊。因此，更新模塊210可以被配置為在由極限模塊201、202供應的無功極限之中確定最小(這里考慮絕對值)電容性和電感性極限，并將所確定的最小無功極限轉發到發電廠控制器220或外部源520。例如，更新模塊210可以被配置為比較QV極限模塊201的針對實際輸出電壓的預定無功極限與包括QP極限模塊202的一個或多個其他極限模塊的預定無功極限，例如Qlimit_QP，以便確定限制性最大的無功極限，并被配置為向發電廠控制器220供應所確定的無功極限。限制性最大的無功極限可以包括與給定輸出電壓相關聯的電容性或電感性極限、或電容性和電感性極限兩者。

圖3A-B示出了QV極限模塊301的示例。水平軸定義電壓值U，并且垂直軸定義無功值Q。坐標系的原點定義對應于標稱輸出電壓的一個pu的電壓值以及零的無功值。因此，水平軸的值為正，垂直軸在第一和第二象限(I，II)的值為正，垂直軸在第三和第四象限(III，IV)的值為負。第一和第二象限的無功值被定義為電容性值。第三和第四象限中的無功值被定義為電感性值。第一和第四象限中的電壓被定義為過電壓，因為它們大于標稱電壓(1pu)。第二和第三象限中的電壓被定義為欠電壓，因為它們小于標稱電壓(1pu)。

為了避免限制具體的坐標系定義，將QV極限模塊的坐標系的無功值，例如電容性和無功極限當成絕對值。即，根據坐標系為負的第三和第四象限中的電感性值可以被稱為正值。

坐標系中的無功值可以是無功功率值、無功電流值或與無功功率相關的其他無功值。

沿水平軸，在輸出電壓U_WTG的預定義范圍內，預定無功極限302包括第一和第二象限中的電容性極限303以及第三和第四象限中的電感性極限304，電容性極限303設置用于作為電容性基準Qrefcap的無功基準Qref的極限，電感性極限304設置用于作為電感性基準Qrefind的無功基準Qref的極限。

本文描述的無功基準Qref、Qrefcap、Qrefind以及任何其他無功基準可以是用于無功電流或功率的基準。因此，預定無功極限302可以定義用于無功(電感性或電容性)功率或電流基準Qref的無功(電感性或電容性)功率或電流極限。

無功極限302定義對應于第一上閾值電壓U1和第二下閾值電壓U2之間的標稱電容性和電感性極限Q1、Q2的電容性和電感性極限303、304。標稱電容性和電感性極限定義風力渦輪發電機的標準最大無功極限，例如可以由風力渦輪發電機產生的標準最大無功功率。

圖3A-B中的QV極限模塊包括減小的電容性極限311，其減小以使輸出電壓U_WTG增大到高于第一閾值電壓U1。減小的電容性極限311定義減小的電容值，例如功率值。第一閾值電壓大于標稱電壓U_WTG。例如，第一閾值電壓可以等于標稱電壓的1.1倍。電容性極限可以從標稱電容性極限值線性減小到零，如圖3A-B所示。因此，電容性基準Qref(Qrefcap)可以受到減小的電容性極限311的限制，以避免過電壓進一步增大。

類似地，圖3A-B中的QV極限模塊包括減小的電感性極限312，其減小(即，絕對值減小)以使輸出電壓U_WTG減小到低于第二閾值電壓U2。減小的電感性極限312定義減小的電感值，例如功率值。第二閾值電壓小于標稱電壓U_WTG。例如，第二閾值電壓可以等于標稱電壓的0.9倍。電感性極限可以從標稱電容性極限值線性減小到零，如圖3A-B所示。因此，電感性基準Qref(Qrefind)可以受到減小的電感性極限312的限制，以避免欠電壓進一步減小。

在過電壓的情況下，電感性基準Qrefind可以僅受標稱電感性極限304的限制，例如高達第三上閾電壓U3。根據圖3A的示例，對于高于第三閾值電壓U3的電壓，電感性極限Qref根據電感性極限313而被限制到零。

圖3B中的QV極限模塊與圖3A中的QV極限模塊不同，區別在于圖3B中的QV極限模塊包括擴展的電容性極限321，其定義電感性值，該電感性值增大以使輸出電壓U_WTG增大到高于第三閾值電壓U3。第三閾值電壓大于第一閾值電壓U1，并且例如作為示例可以等于標稱電壓的1.13倍，也可能1.2倍。電容性極限321可以從零線性地增大到標稱電感性極限值Q2。因此，對于高于U3的電壓，電容性基準Qrefcap可以受到擴展的電容性極限321的限制，以使電容性基準被轉變成電感性基準。因此，極限模塊201可以被配置為在輸出電壓超過第三閾值電壓的情況下，根據擴展的電容性極限321將電容性基準Qrefcap設置為電感性值。

由于電感性基準Qref的效果是輸出電壓U_WTG被減小，所以擴展的電容性極限321可以幫助使過電壓低于U3。例如，點331處的電容性基準可以被轉變成點332處的電感性基準。高于U3的輸出電壓處的電感性基準Qref仍然被限制于上標稱電感性基準Q2。

類似地，圖3B中的QV極限模塊與圖3A中的QV極限模塊不同，區別在于圖3B中的QV極限模塊包括擴展的電感性極限322，其定義電容性值，該電容性值增大以使輸出電壓U_WTG增大到低于第四閾值電壓U4。第四閾值電壓小于第二閾值電壓U2，并且例如作為示例可以等于標稱電壓的0.87倍，也可能等于0.8倍。電感性極限可以從零線性地增大到標稱電容性極限值Q1。因此，對于低于U4的電壓，電感性基準Qrefind可以受到擴展的電感性極限322的限制，以使電感性基準被轉變成電容性基準。因此，極限模塊201可以被配置為在輸出電壓超過第三閾值電壓的情況下，根據擴展的電感性極限322將電感性基準Qrefind設置為電容性值。

由于電容性基準Qref的效果是輸出電壓U_WTG被增大，所以增大的電感性極限322可以幫助使欠電壓高于U4。例如，點333處的電感性基準可以被轉變成點334處的電容性基準。低于U4的輸出電壓處的電容性基準Qref仍然被限制于上標稱電容性基準Q1。

圖3B中的QV極限模塊還可以包括電感性極限341(增大或非增大的)，其增大或保持等于標稱值Q2以使輸出電壓U_WTG增大到高于第五閾值電壓U5。例如，第五閾值電壓可以等于標稱電壓的1.2倍，可能等于1.3倍。電感性極限可以從標稱電感性極限Q2線性地增大到給定最大值(未示出)。因此，對于高于U5的電壓，電感性基準Qrefind(任選地還有電容性基準Qrefcap)可以受到被定義為高于標稱值Q2的電感性極限341的限制。任選地，在無功基準Qref為電容性的情況下，電容性基準根據極限函數341被轉換成電感性基準。由于電感性基準Qref的效果是輸出電壓U_WTG被減小，所以電感性極限341可以導致注入甚至更高的電感性功率以使過電壓低于U5。在極限341構成線性函數的情況下，可以在從零以上，例如直到圖3B所示的斜率為一的范圍內選擇電感性極限341的斜率。對于零斜率，電感性極限341等于標稱電感性極限Q2以增大的輸出電壓U_WTG。

因此，QV極限模塊201可以被配置為使得電感性極限304增大到高于標稱極限值Q2(或被擴展，極限等于Q2)，以使輸出電壓增大到高于第五閾值電壓。

圖3B中的QV極限模塊還可以包括電容性極限342(增大或非增大的)，其增大或保持等于標稱值Q1，以使輸出電壓U_WTG減小到低于第六閾值電壓U6。例如，第三閾值電壓可以等于標稱電壓的0.83倍，可能等于0.7倍。電感性極限可以從標稱電感性極限Q1線性地增大到給定最大值(未示出)。因此，對于低于U6的電壓，電容性基準Qref(任選地還有電感性基準Qref)可以受到被定義為高于標稱值Q1的電容性極限342的限制。在無功基準Qref為電感性的任選情況下，電感性基準根據極限函數342被轉換成電容性基準。由于電容性基準Qref的效果是輸出電壓U_WTG被增大，所以電容性極限342可以導致注入甚至更高的電容性功率，以使欠電壓高于U6。類似于極限341，極限342的斜率，即由極限定義的線性函數，可以為零或大于零。

因此，QV極限模塊201可以被配置為使得電容性極限303增大到高于標稱極限值Q1(或被擴展，極限等于Q1)，以使輸出電壓減小到低于第六閾值電壓。

圖3A-B中所示的QV無功極限為示例，并且要理解，可以以不同的方式配置預定無功極限302。

圖4示出了控制系統200的實施例，控制系統200被配置有與QV極限模塊串聯連接的一個或多個其他極限模塊401，任選為QP極限模塊202。極限模塊的級可以與圖4所示不同。其他極限模塊401定義取決于其他物理參數的預定無功極限，其他物理參數例如是WTG部件(例如發電機)的溫度和輸出電壓U_WTG中的失真。其他極限模塊401被配置為在輸出無功基準超過預定無功極限的情況下，限制輸出無功基準QrefQV。因此，極限模塊可以從QV極限模型201接收QrefQV，或者來自另一極限模型的輸出無功基準可以生成取決于預定義的無功極限和所接收的輸入的輸出無功基準QrefXX。例如QT極限模塊401的定義取決于WTG部件的溫度的無功極限的預定無功極限可以具有與圖3中的極限曲線303、304相同的電容性和電感性極限曲線，但電壓U被替換為溫度。如前所述，更新模塊210可以被配置為從包括QV模塊201、一個或多個其他極限模塊401和QP極限模塊202的多個極限模塊中的一個或多個確定限制性最強的無功極限。

在圖2的示例中，QV極限模塊從發電廠控制器220接收無功基準Qref，并且更新模塊210向發電廠控制器220供應無功極限。

圖5示出了功能上等價于控制系統200的控制系統500的一般配置，但其中QV極限模塊從外部源520接收無功基準Qref，并且更新模塊210向外部源520供應限制性最大的無功極限作為反饋信號。

因此，外部源520可以是發電廠控制器220、電網運營商或能夠生成無功基準Qref并可能取決于來自更新模塊220的反饋而修改無功基準的其他源。外部源520是通常在風力渦輪發電機100外部的源，即其位于風力渦輪發電機外部(例如，在發動機艙外部)且經由外部源和風力渦輪發電機之間的有線或無線連接向風力渦輪發電機供應無功基準Qref。

其他極限模塊401中的一個或多個以及QV極限模塊201和更新模塊210可以由風力渦輪發電機100包括。更一般地，QV極限模塊201、其他極限模塊401和更新模塊210中的任一個或多個可以位于風力渦輪發電機外部，例如它們可以由外部源520包括，而其余極限模塊201、401可以由風力渦輪發電機包括。

因此，控制系統200可以是風力渦輪發電機、外部源520、發電廠控制器220的一部分，或者控制系統200可以分布于不同單元。

圖5示出了示例，其中控制系統200分布于風力渦輪發電機和外部源520上，使得QV極限模塊由外部源520包括，并使得QP極限模塊202和更新模塊210由風力渦輪發電機包括。因此，向位于外部的QV極限模塊201供應來自WTG的輸出電壓U_WTG?？梢杂赏獠吭?20或其他外部源提供的無功基準Qref還被供應作為QV極限模塊201的輸入。來自QV和QP極限模塊201、202的針對實際輸出電壓的無功極限Qlimit被供應給更新模塊210，其確定限制性最大的無功極限Qrestrict并將這些極限供應到外部源520。

圖6示出了本發明的實施例的方法，包括如下步驟：

-601：從外部源520、220接收無功基準Qref，

-602：輸出無功基準Qref作為輸出無功基準QrefQV，其中在無功基準Qref超過預定無功極限302的情況下，通過將無功基準Qref限制到預定無功極限302來確定輸出無功基準QrefQV，并且其中預定無功極限302取決于風力渦輪發電機的輸出電壓U_WTG，

-603：取決于輸出無功基準QrefQV或取決于取決于輸出無功基準QrefQV的其他無功基準，例如QrefQP，控制來自風力渦輪發電機的電力發電機系統101的無功功率的生成，

-604：將針對實際輸出電壓的無功極限供應回到外部源。

總之，本發明涉及一種用于風力渦輪發電機(WTG)的控制系統?？刂葡到y定義了用于WTG的無功功率基準的無功極限。無功極限被定義為例如WTG的輸出電壓的物理參數的函數。在無功功率基準超過預定義極限時，無功功率基準受到限制。通過限制無功功率基準，可以避免超過某一輸出電壓極限的輸出電壓，由此，可以避免WTG從電網斷開連接。

可以利用電子硬件、軟件、固件或這些的任意組合實現本發明的實施例。軟件實現的實施例或其特征可以被布置為運行于一個或多個數據處理器和/或數字信號處理器上。軟件被理解為可以存儲和/或分布在適當的計算機可讀介質(例如與其他硬件一起供應或作為其他硬件一部分供應的光存儲介質或固態介質)上的計算機程序，但也可以以其他形式分布，例如通過互聯網或其他有線或無線電信系統。因此，計算機可讀介質可以是非暫態介質。

可以通過任何適當的方式，例如在單個單元中、在多個單元中或作為獨立功能單元的部分，在物理、功能和邏輯上實現本發明的實施例的單獨的要素。本發明可以實現于單個單元中，或者在物理和功能上都分布于不同單元和處理器之間。單元可以構成控制系統或其子單元。

盡管已經結合指定實施例描述了本發明，但其不應被解釋為以任何方式被限制于所給出的示例。要按照所附權利要求集合來解釋本發明的范圍。在權利要求的語境中，術語“包括”不排除任何其他可能的元件或步驟。而且，提到諸如“一”等引用不應被解釋為排除多個。在權利要求中關于附圖中指出的元件使用附圖標記也不應被解釋為限制本發明的范圍。此外，在不同權利要求中提到的個體特征可以有利地進行組合，并且在不同權利要求中提到這些特征不排除特征的組合是不可能且有利的。