具有電網(wǎng)損耗穿越能力的感應(yīng)發(fā)電機(jī)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(jī)系統(tǒng)技術(shù)背景
[0001]本發(fā)明的實(shí)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(jī)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?dòng)機(jī)。由發(fā)電機(jī)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(jī)或異步發(fā)電機(jī)以生成功率。在具有異步發(fā)電機(jī)(備選地被稱為感應(yīng)發(fā)電機(jī))的發(fā)電系統(tǒng)中，感應(yīng)發(fā)電機(jī)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(dòng)機(jī)的速度增加，這導(dǎo)致耦合至原動(dòng)機(jī)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)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(shí)別出電網(wǎng)供電中斷時(shí)，原動(dòng)機(jī)被強(qiáng)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(qiáng)制且快速的關(guān)閉可損壞驅(qū)動(dòng)感應(yīng)發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)。頻繁的電網(wǎng)供電中斷導(dǎo)致發(fā)電系統(tǒng)隨時(shí)間的性能退化以及更高的維護(hù)成本。
[0004]因此，存在有對(duì)于改進(jìn)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(gè)實(shí)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(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。
[0006]在另一個(gè)實(shí)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(jī)的穿越的方法。所述方法包括識(shí)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(jī)斷開。所述方法進(jìn)一步包括在識(shí)別出電網(wǎng)損耗狀態(tài)時(shí)起動(dòng)備用發(fā)電機(jī)。所述方法還包括控制逆變器來控制感應(yīng)發(fā)電機(jī)的端電壓。所述方法進(jìn)一步包括使用功率耗散裝置來耗散由感應(yīng)發(fā)電機(jī)生成的功率。
[0007]在又一個(gè)實(shí)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(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。
[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(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)。
[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(dòng)機(jī)包括基于有機(jī)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(bǔ)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(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。
[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(jī)。
[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(jī)的輔助負(fù)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(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。
[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(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)。
[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(jī)。
[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(jī)包括柴油發(fā)電機(jī)。
[0020]提供了技術(shù)方案13:
一種方法，包括:
識(shí)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(jī)斷開；
控制逆變器以控制所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)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(jī)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(dòng)所述備用發(fā)電機(jī)時(shí)使所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)與所述備用發(fā)電機(jī)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(jī)與所述備用發(fā)電機(jī)同步之后使用所述開關(guān)將所述備用發(fā)電機(jī)與所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)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(shí)使用所述逆變器以使所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)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(shí)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(jī)。
[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(dòng)所述備用發(fā)電機(jī)時(shí)使用所述原動(dòng)機(jī)通過以預(yù)定速率降低所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)的速度來關(guān)閉所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)。
[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(jī)。
[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(jī)，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(jī)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(jī)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(jī)生成的功率。
【附圖說明】
[0028]當(dāng)參考附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，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(gè)附圖中相同的記號(hào)代表相同的部分，其中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)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(shí)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(shí)施例的包括圖1的改型單元的另一個(gè)實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)施例的包括操作耦合至AC鏈路的輔助負(fù)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(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)的方法中的步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明的實(shí)施例包括具有電網(wǎng)損耗穿越能力的感應(yīng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和用于同樣的感應(yīng)發(fā)電機(jī)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(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