具有電網(wǎng)損耗穿越能力的感應(yīng)發(fā)電機系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】具有電網(wǎng)損耗穿越能力的感應(yīng)發(fā)電機系統(tǒng)技術(shù)背景
[0001]本發(fā)明的實施例通常涉及發(fā)電系統(tǒng)并且更具體地，涉及具有電網(wǎng)損耗穿越能力的感應(yīng)發(fā)電機系統(tǒng)。
[0002]不同種類的發(fā)電系統(tǒng)被用來從不同的能源生成功率。發(fā)電系統(tǒng)可包括將第一形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙问降哪芰康脑瓌訖C。由發(fā)電機使用第二形式的能量來生成電功率。發(fā)電系統(tǒng)可包括同步發(fā)電機或異步發(fā)電機以生成功率。在具有異步發(fā)電機(備選地被稱為感應(yīng)發(fā)電機)的發(fā)電系統(tǒng)中，感應(yīng)發(fā)電機以期望的速度旋轉(zhuǎn)來生成功率，所述功率經(jīng)由AC鏈路被傳輸至電力網(wǎng)。
[0003]然而，在其中由于電力網(wǎng)上的故障而導(dǎo)致電網(wǎng)供電中斷發(fā)生的情形中，原動機的速度增加，這導(dǎo)致耦合至原動機的感應(yīng)發(fā)電機的速度的增加。這樣的速度的增加導(dǎo)致不期望的結(jié)果。因此，在識別出電網(wǎng)供電中斷時，原動機被強制且快速地關(guān)閉或者以其它方式被繞過以克服不期望的過速的結(jié)果。然而，這樣的強制且快速的關(guān)閉可損壞驅(qū)動感應(yīng)發(fā)電機的原動機。頻繁的電網(wǎng)供電中斷導(dǎo)致發(fā)電系統(tǒng)隨時間的性能退化以及更高的維護成本。
[0004]因此，存在有對于改進的系統(tǒng)的需要以解決前述的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]簡短地說，根據(jù)一個實施例，提供了發(fā)電系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括用于將第一能量轉(zhuǎn)換為第二能量的原動機。所述系統(tǒng)還包括操作耦合至原動機并且配置成使用第二能量生成電功率的感應(yīng)發(fā)電機。所述系統(tǒng)進一步包括電耦合至感應(yīng)發(fā)電機以用于在電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間控制感應(yīng)發(fā)電機的端電壓的逆變器。所述系統(tǒng)還包括操作耦合至逆變器以用于在電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間耗散由感應(yīng)發(fā)電機生成的功率的功率耗散裝置。
[0006]在另一個實施例中，提供了用于在電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間感應(yīng)發(fā)電機的穿越的方法。所述方法包括識別發(fā)電系統(tǒng)中的電網(wǎng)損耗狀態(tài)。所述方法還包括使用開關(guān)把電力網(wǎng)與感應(yīng)發(fā)電機斷開。所述方法進一步包括在識別出電網(wǎng)損耗狀態(tài)時起動備用發(fā)電機。所述方法還包括控制逆變器來控制感應(yīng)發(fā)電機的端電壓。所述方法進一步包括使用功率耗散裝置來耗散由感應(yīng)發(fā)電機生成的功率。
[0007]在又一個實施例中，提供了用于將電網(wǎng)損耗穿越能力提供給發(fā)電系統(tǒng)中的感應(yīng)發(fā)電機的改型單元。所述改型單元包括操作耦合至感應(yīng)發(fā)電機并且配置成在電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間控制感應(yīng)發(fā)電機的端電壓的逆變器和電耦合至逆變器并且配置成在電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間耗散由感應(yīng)發(fā)電機生成的功率的功率耗散裝置。
[0008]提供了技術(shù)方案1:
一種發(fā)電系統(tǒng)，包括:
原動機，用于將第一能量轉(zhuǎn)換為第二能量；
感應(yīng)發(fā)電機，操作耦合至所述原動機并且配置成使用所述第二能量生成電功率；逆變器，電耦合至所述感應(yīng)發(fā)電機以用于在電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間控制所述感應(yīng)發(fā)電機的端電壓；以及功率耗散裝置，操作耦合至所述逆變器以用于在所述電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間耗散由所述感應(yīng)發(fā)電機生成的功率。
[0009]提供了技術(shù)方案2:如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中所述原動機包括燃氣輪機、蒸汽輪機、所述燃氣輪機和所述蒸汽輪機的組合、或者風(fēng)輪機。
[0010]提供了技術(shù)方案3:如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中所述原動機包括基于有機朗肯循環(huán)的發(fā)電系統(tǒng)。
[0011]提供了技術(shù)方案4:如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中所述逆變器包括靜止同步補償器(STATC0M)。
[0012]提供了技術(shù)方案5:如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，其中所述功率耗散裝置包括電阻元件。
[0013]提供了技術(shù)方案6:如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，還包括操作耦合至所述感應(yīng)發(fā)電機的電容器組或者可用開關(guān)控制的電容器的組或者它們的組合。
[0014]提供了技術(shù)方案7:如技術(shù)方案6所述的系統(tǒng)，其中所述電容器組或者所述可用開關(guān)控制的電容器的組或者它們的組合將無功功率提供給所述感應(yīng)發(fā)電機。
[0015]提供了技術(shù)方案8:如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，還包括操作耦合至所述感應(yīng)發(fā)電機的輔助負載。
[0016]提供了技術(shù)方案9:如技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中所述輔助負載在所述電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間從所述逆變器接收功率。
[0017]提供了技術(shù)方案10:如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，還包括配置成連接所述感應(yīng)發(fā)電機或者將所述感應(yīng)發(fā)電機與電力網(wǎng)斷開的開關(guān)。
[0018]提供了技術(shù)方案11:如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，還包括操作耦合至所述發(fā)電系統(tǒng)的備用發(fā)電機。
[0019]提供了技術(shù)方案12:如技術(shù)方案11所述的系統(tǒng)，其中所述備用發(fā)電機包括柴油發(fā)電機。
[0020]提供了技術(shù)方案13:
一種方法，包括:
識別發(fā)電系統(tǒng)中的電網(wǎng)損耗狀態(tài)；
使用開關(guān)將電力網(wǎng)與感應(yīng)發(fā)電機斷開；
控制逆變器以控制所述感應(yīng)發(fā)電機的端電壓；以及使用功率耗散裝置耗散由所述感應(yīng)發(fā)電機生成的功率。
[0021]提供了技術(shù)方案14:如技術(shù)方案13所述的方法，還包括使用所述逆變器用于在起動所述備用發(fā)電機時使所述感應(yīng)發(fā)電機與所述備用發(fā)電機同步。
[0022]提供了技術(shù)方案15:如技術(shù)方案13所述的方法，還包括在使所述感應(yīng)發(fā)電機與所述備用發(fā)電機同步之后使用所述開關(guān)將所述備用發(fā)電機與所述感應(yīng)發(fā)電機連接。
[0023]提供了技術(shù)方案16:如技術(shù)方案13所述的方法，還包括在恢復(fù)所述電力網(wǎng)時使用所述逆變器以使所述感應(yīng)發(fā)電機與所述電力網(wǎng)同步。
[0024]提供了技術(shù)方案17:如技術(shù)方案13所述的方法，還包括在恢復(fù)所述電力網(wǎng)時控制所述逆變器以將無功功率提供給所述感應(yīng)發(fā)電機。
[0025]提供了技術(shù)方案18:如技術(shù)方案13所述的方法，還包括在未啟動所述備用發(fā)電機時使用所述原動機通過以預(yù)定速率降低所述感應(yīng)發(fā)電機的速度來關(guān)閉所述感應(yīng)發(fā)電機。
[0026]提供了技術(shù)方案19:如技術(shù)方案13所述的方法，還包括使用電容器組或者可用開關(guān)控制的電容器的組來將無功功率提供給所述感應(yīng)發(fā)電機。
[0027]提供了技術(shù)方案20:
一種系統(tǒng)，包括:
改型單元，用于將電網(wǎng)損耗穿越能力提供給發(fā)電系統(tǒng)中的感應(yīng)發(fā)電機，其中所述改型單元包括:
逆變器，操作耦合至所述感應(yīng)發(fā)電機并且配置成在電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間控制所述感應(yīng)發(fā)電機的端電壓；以及
功率耗散裝置，電耦合至所述逆變器并且配置成在所述電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間耗散由所述感應(yīng)發(fā)電機生成的功率。
【附圖說明】
[0028]當(dāng)參考附圖閱讀以下詳細描述時，本發(fā)明的這些和其它的特征、方面和優(yōu)勢將變得更好理解，其中整個附圖中相同的記號代表相同的部分，其中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的發(fā)電系統(tǒng)的框圖表示。
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括逆變器和功率耗散裝置的圖1的改型單元的圖不O
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括圖1的改型單元的另一個實施例的發(fā)電系統(tǒng)的框圖表不。
[0031]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括耦合至AC鏈路的功率耗散裝置的圖3的改型單元的圖示。
[0032]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括操作耦合至AC鏈路的電容器組的發(fā)電系統(tǒng)的框圖表不。
[0033]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括操作耦合至AC鏈路的輔助負載的發(fā)電系統(tǒng)的框圖表不。
[0034]圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例的描述包含在用于將電網(wǎng)損耗穿越能力提供給發(fā)電系統(tǒng)中的感應(yīng)發(fā)電機的方法中的步驟的流程圖。
【具體實施方式】
[0035]本發(fā)明的實施例包括具有電網(wǎng)損耗穿越能力的感應(yīng)發(fā)電機系統(tǒng)和用于同樣的感應(yīng)發(fā)電機系統(tǒng)的方法。所述系統(tǒng)包括用于將第一能量轉(zhuǎn)換為第二能量的原動機。所述系統(tǒng)還包括操作耦合至原動機并且配置成使用第二能量生成電功率的感應(yīng)發(fā)電機。所述系統(tǒng)進一步包括電耦合至感應(yīng)發(fā)電機以用于在電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間控制感應(yīng)發(fā)電機的端電壓的逆變器。所述系