，逆變器180包括三相逆變器。逆變器180包括三條引線用于三個(gè)相應(yīng)的相，它們以并聯(lián)配置彼此至耦合。每條引線包括兩個(gè)開關(guān)單元，其中每個(gè)開關(guān)單元包括并聯(lián)耦合至彼此的開關(guān)和二極管。在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)可包括絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)或者它們的組合。此外，逆變器180包括經(jīng)由逆變器開關(guān)230操作耦合至功率耗散裝置200的DC電容器220。在導(dǎo)通狀態(tài)下操作逆變器開關(guān)230以便將功率耗散裝置200與逆變器180耦合。備選地，在非導(dǎo)通狀態(tài)下操作逆變器開關(guān)230以便將功率耗散裝置200從逆變器180去耦。
[0047]在其中備用發(fā)電機(jī)160啟動(dòng)它的操作的預(yù)定時(shí)間期間，逆變器180使用感應(yīng)發(fā)電機(jī)(圖1)生成的功率來為能量存儲元件220充電。在充電間隔期間，在非導(dǎo)通狀態(tài)下操作逆變器開關(guān)230直到DC電容器220的電壓(Vdc)達(dá)到第一預(yù)定閾值極限。隨后，在導(dǎo)通狀態(tài)下操作逆變器開關(guān)230，其中逆變器開關(guān)230將DC電容器220與功率耗散裝置200耦合。在這樣的配置中，DC電容器220通過功率耗散裝置200放電直到DC電容器220的電壓(Vdc)達(dá)到第二預(yù)定閾值極限。前述的過程被重復(fù)直到備用發(fā)電機(jī)160啟動(dòng)它的操作為止。一旦備用發(fā)電機(jī)60啟動(dòng)它的操作，就將逆變器開關(guān)230切換至非導(dǎo)通狀態(tài)使得DC電容器不會(huì)從逆變器得到充電。
[0048]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖1的發(fā)電系統(tǒng)100的另一個(gè)實(shí)施例，其中與圖1和圖2形成對照，改型單元250中的功率耗散裝置240可耦合至AC鏈路150。
[0049]圖4是圖3的改型單元250的圖示，其描繪了經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)逆變器開關(guān)260耦合至AC鏈路150的功率耗散裝置240。在這個(gè)實(shí)施例中，發(fā)電系統(tǒng)(圖3)是三相發(fā)電系統(tǒng)并且因此，功率耗散裝置經(jīng)由三個(gè)逆變器開關(guān)260耦合至AC鏈路150。逆變器開關(guān)260中的每一個(gè)被用來將功率耗散裝置240耦合至相應(yīng)的相。在一個(gè)實(shí)施例中，逆變器開關(guān)260包括開關(guān)單元，其中開關(guān)單元中的每一個(gè)包括用于交流電的三極管(TRIAC)或絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。功率耗散裝置和逆變器開關(guān)260的操作類似于上面關(guān)于功率耗散裝置200和逆變器開關(guān)230所討論的操作。
[0050]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括操作耦合至AC鏈路150的電容器組270的圖1的發(fā)電系統(tǒng)100的框圖表示。在這個(gè)實(shí)施例中，發(fā)電系統(tǒng)100可以包括經(jīng)由AC鏈路150可操作耦合至感應(yīng)發(fā)電機(jī)120的電容器組270。除圖1的逆變器180之外，電容器組270也可被用來將部分的無功功率提供給感應(yīng)發(fā)電機(jī)120。電容器組270的使用幫助降低逆變器180的成本，因?yàn)榫哂懈〉念~定功率的逆變器可以與電容器組270 —起使用來將相同的無功功率提供給感應(yīng)發(fā)電機(jī)120。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用可用開關(guān)控制的電容器的組或者電容器組與可用開關(guān)控制的電容器的組的組合而不是電容器組來提供無功功率。
[0051 ]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括操作耦合至AC鏈路150的輔助負(fù)載280的圖5的發(fā)電系統(tǒng)100的框圖表示。在這個(gè)實(shí)施例中，發(fā)電系統(tǒng)100可包括輔助負(fù)載280。通常，使用由感應(yīng)發(fā)電機(jī)120提供的功率來操作輔助負(fù)載280。在常規(guī)系統(tǒng)中，在電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間，感應(yīng)發(fā)電機(jī)120被關(guān)閉，這又導(dǎo)致輔助負(fù)載的不工作，或者不間斷電源(UPS)被用來將功率提供給輔助負(fù)載280。然而，在這個(gè)實(shí)施例中，逆變器180可將功率提供給輔助負(fù)載280。在一個(gè)實(shí)施例中，逆變器180可在備用發(fā)電機(jī)160用來啟動(dòng)它的操作所花費(fèi)的預(yù)定時(shí)間期間將功率提供給輔助負(fù)載280。輔助負(fù)載280的存在還幫助降低逆變器180和功率耗散裝置200的成本，因?yàn)榫哂懈〉念~定功率的逆變器可與輔助負(fù)載280 —起使用，因?yàn)檩o助負(fù)載280可使用由感應(yīng)發(fā)電機(jī)120生成的功率中的至少一些。
[0052]圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)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(jī)的方法300中的步驟的流程圖。方法300包括在步驟310中識別發(fā)電系統(tǒng)中的電網(wǎng)損耗狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，逆變器識別電網(wǎng)損耗狀態(tài)。在步驟320中使用開關(guān)將電力網(wǎng)與感應(yīng)發(fā)電機(jī)斷開。在一個(gè)實(shí)施例中，在識別出電網(wǎng)損耗狀態(tài)時(shí)起動(dòng)備用發(fā)電機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，在起動(dòng)備用發(fā)電機(jī)時(shí)，逆變器使感應(yīng)發(fā)電機(jī)與備用發(fā)電機(jī)同步。在另一個(gè)實(shí)施例中，在使感應(yīng)發(fā)電機(jī)與備用發(fā)電機(jī)同步之后，通過開關(guān)將感應(yīng)發(fā)電機(jī)連接至備用發(fā)電機(jī)。此外，在步驟330中，逆變器控制感應(yīng)發(fā)電機(jī)的端電壓。在步驟340中，感應(yīng)發(fā)電機(jī)生成使用功率耗散裝置耗散的功率。方法300還包括在恢復(fù)電力網(wǎng)時(shí)停用備用發(fā)電機(jī)并且使用逆變器使感應(yīng)發(fā)電機(jī)與電力網(wǎng)同步。在一個(gè)實(shí)施例中，如果在預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒有啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)的操作，則可以使用逆變器通過以預(yù)定速率降低感應(yīng)發(fā)電機(jī)的速度來關(guān)閉感應(yīng)發(fā)電機(jī)。在另一個(gè)實(shí)施例中，在恢復(fù)電力網(wǎng)時(shí)，逆變器被控制以將無功功率提供給感應(yīng)發(fā)電機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過電容器組、可用開關(guān)控制的電容器的組或者它們的組合來將無功功率提供給感應(yīng)發(fā)電機(jī)。
[0053]將會(huì)理解，技術(shù)人員將認(rèn)識到來自不同實(shí)施例的各種特征的可交換性并且所描述的各種特征以及每個(gè)特征的其它已知等效物可以被本領(lǐng)域一個(gè)普通技術(shù)員依照本公開的原理混合和匹配以構(gòu)建附加的系統(tǒng)和技術(shù)。因此，將會(huì)理解，所附的權(quán)利要求是用來覆蓋落在本發(fā)明的真實(shí)精神之內(nèi)的所有這樣的修改和改變的。
[0054]盡管只有本發(fā)明的某些特征已經(jīng)在本文中被說明和描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)想到許多的修改和改變。因此，將會(huì)理解，所附的權(quán)利要求是用來覆蓋落在本發(fā)明的真實(shí)精神之內(nèi)的所有這樣的修改和改變的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)電系統(tǒng)，包括: 原動(dòng)機(jī)，用于將第一能量轉(zhuǎn)換為第二能量； 感應(yīng)發(fā)電機(jī)，操作耦合至所述原動(dòng)機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)生成的功率。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述原動(dòng)機(jī)包括燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、所述燃?xì)廨啓C(jī)和所述蒸汽輪機(jī)的組合、或者風(fēng)輪機(jī)。3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述原動(dòng)機(jī)包括基于有機(jī)朗肯循環(huán)的發(fā)電系統(tǒng)。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述逆變器包括靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)。5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述功率耗散裝置包括電阻元件。6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括操作耦合至所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)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。7.如權(quán)利要求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(jī)。8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括操作耦合至所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)的輔助負(fù)載。9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述輔助負(fù)載在所述電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間從所述逆變器接收功率。10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括配置成連接所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)或者將所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)與電力網(wǎng)斷開的開關(guān)。
【專利摘要】提供了一種發(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(dòng)機(jī)。所述系統(tǒng)還包括操作耦合至原動(dòng)機(jī)并且配置成使用第二能量生成電功率的感應(yīng)發(fā)電機(jī)。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括電耦合至感應(yīng)發(fā)電機(jī)以用于在電網(wǎng)損耗狀態(tài)期間控制感應(yīng)發(fā)電機(jī)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(jī)生成的功率的功率耗散裝置。
【IPC分類】H02J3/38
【公開號】CN105529734
【申請?zhí)枴緾N201510678495
【發(fā)明人】A.R.科爾瓦爾卡, A.K.蒂瓦里, R.奈克, S.維加亞拉哈文
【申請人】通用電氣公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年10月20日
【公告號】EP3012936A1, US20160111872