专利名称：发电系统的制作方法
技术领域：
本发明一般性地涉及一种用于将热能转换成电能的发电系统。
背景技术：
已知用于使用最少活动部分将热能直接转换成电能的装置由来已久。在19世纪末，爱迪生和特斯拉描述了用于将热能转换成电力的基于热磁材料的设备。如在第16709号英国专利中描述的爱迪生热磁发电机包括热磁工作材料、用于磁化该工作材料的装置、连接到该工作材料的热源和冷源以及绕组，该绕组包围该工作材料以及在该绕组中通过热循环该工作材料来感生交变电流。特斯拉在第428，057号美国专利中通过建议一种替代换热机制来公开对爱迪生发电机的一些改进。Chilowsky在第2，510，806号美国专利中公开了一种用于热磁能量转换的设备， 其中在闭合流体回路中的热流体和冷流体实现温度变化。Bartels在第2347377号德国专利中公开了一种与爱迪生发电机类似的设备，但是建议钆作为磁工作介质。在一个实施例中提供永磁体以在热磁材料中产生磁通，而在另一实施例中，使用电池在线圈中感生电流，以由此形成用于产生磁通的电磁体。尽管上述装置确实将热能直接转换成电能，但是它们看起来并不高效、不紧凑、未针对实际使用有所优化和/或制造起来并不成本高效。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种具有简化而又改进的结构和操作的发电系统。本发明的一个特定目的在于，提供这样的发电系统，其提供高效能量转换。本发明的又一目的在于。提供这样的发电系统，其动态可控、可靠、灵活和成本合理。本发明的再一目的在于，提供这样的发电系统，其适合实际使用。根据本发明，这些目的以及其它目的通过如在所附权利要求中具体说明的发电系统来实现。根据本发明的一个方面，提供一种发电系统，该发电系统包括低频交替热和冷分配系统，提供用于在低频交替地分配热和冷；热电转换系统，操作地连接到低频交替热和冷分配系统，以及提供用于响应于交替分配的热和冷来发电；电力输送系统，操作地连接到热电转换系统，以及提供用于分配所发电力；以及过程控制系统，操作地连接到低频交替热和冷分配系统、热电转换系统以及电力输送系统，以便控制它们的操作。这样的发电系统紧凑并且无需活动或者旋转机械部分。提供过程控制系统用于控制低频交替热和冷分配系统、热电转换系统以及电力输送系统的操作，以便优化发电系统的性能。据此，获得热能向电能的有效转换。本发明适合于通过例如使用废热、燃烧热、热存储贮存器能量、地热能、太阳辐射、 太阳热能、海洋热能或者来自核反应的能量中的任一种的大量各种发电。
将从下文给出的对本发明优选实施例的以下具体描述和附图1-4中清楚本发明的更多特征及其优点，附图1至4仅通过示例给出且因此并不限制本发明。
图1示意地示出了根据本发明一个总体方面的发电系统。图2示意地示出了根据本发明一个特定方面的发电系统。图3示意地示出了根据本发明另一特定方面的发电系统。图4示意地示出了发电网，该发电网包括集电网和连接到该集电网的多个图1-3 中的任一幅图的发电系统。类似标号用来在所有实施例中表示类似部分和细节。
具体实施例方式根据本发明一个总体方面的发电系统11如图1中所示，包括低频交替热和冷分配系统12、热电转换系统13、电力输送系统14和过程控制系统15。低频交替热和冷分配系统12被配置成在低频，优选地在0. 1与IOHz之间的频率， 向热电转换系统13交替地分配热和冷。热和冷有利地具有在约5与50K之间的最大温差， 以用于在热电转换系统13中的各转换。低频交替热和冷分配系统12可以操作地连接到或者包括用于存储热和冷的热和冷存储系统12a以及用于从热和能存储系统1 提取热和冷的热和冷提取系统12b。具体而言，热和冷提取系统12b被布置成响应于来自其它源(如例如废热、燃烧热、热存储贮存能量、地热能量、太阳辐射、太阳热能、海洋热能或者来自核反应和来自水库或者来自江河或者海洋的冷水的能量)的热和/或冷的可用性，从热和冷存储系统1 提取热并且从热和冷存储系统1 提取冷。热和冷存储和提取系统可以例如是集成的并且包括一个或者多个太阳能贮藏池。取而代之，热和冷可以存储于其它流体、石头、混凝土材料、陶瓷材料、有孔金属或者具有清楚相变的材料如盐(例如LiCl)。热电转换系统13操作地连接到低频交替热和冷分配系统12并且响应于交替分配的热和冷来发电。有利地，热电转换系统13包括磁路，该磁路至少包括由热磁材料制成的部分，该热磁材料具有在低频交替热和冷分配系统12的热和冷的温度之间的磁相变温度。 随着交替地将热磁材料加热在热磁材料的磁相变温度以上和冷却在该温度以下，磁路的磁阻发生改变，该磁阻又调制磁路的磁通。因而，在布置于磁路周围的线圈中获得交变电流。热电转换系统13可以包括并联或者串联操作的若干热电转换级。本发明并不限于仅使用热磁材料。可以用分别对于热和冷状态而言具有明显不同性质(优选为电磁性质)的任何热力材料来操作，以提供磁路的磁阻变化。电磁性质改变的例子例如是如上文公开的相变或者是明显参数变化。参数的例子是电磁参数、机械参数 (如例如体积或者压力改变)和/或化学参数。材料可以是所谓的智能材料。这样，热电转换系统13是无可动机械部分的静止系统，并且包括固定布置的热磁材料。电力输送系统14操作地连接到热电转换系统13并且被配置成向例如电网分配所发电力。最终，过程控制系统15操作地连接到低频交替热和冷分配系统12、热电转换系统 13以及电力分配系统14，以便控制它们的操作。优选地，提供低频交替热和冷分配系统12用于周期性交替地分配热和冷，提供热电转换系统13用于周期性发电，并且提供过程控制系统15用于控制所发电力的周期以及热和冷分配的周期，从而所述周期的其中一个周期为其中另一周期的η倍，其中η为整数。另外，过程控制系统15包括或者连接到一个或者多个传感器，该一个或多个传感器用于感测低频交替热和冷分配系统12、热电转换系统13以及电力分配系统14中的一个、 任一个或者每个系统的参数，并且被布置成响应于感测的参数，控制低频交替热和冷分配系统12、热电转换系统13以及电力分配系统14中的另一个、任一个或者每个系统。一个或者多个参数可以包括体积流量、质量流量、温度、压力、波形、脉冲长度、频率、相位、磁通、电压、电流、阻抗和/或功率中的任何参数。过程控制系统15可以被布置成响应于感测的一个或者多个参数来控制以下参数中的任何参数交替分配的热和冷的量值或者每单位时间的量值、交替分配的热和冷的频率、交替分配的热和冷的温度、有功功率循环、分配的所发电力的有功和/或无功功率和/ 或分配的所发电力的频率和相位。在下文中，将参照图2和图3讨论与本发明的发电系统的感测和控制的参数有关的更多细节。另外，发电系统11包括保护系统16，该保护系统操作地连接到低频交替热和冷分配系统12、热电转换系统13、电力输送系统14和/或过程控制系统15以用于保护它们。保护系统16可以是过程控制系统15的集成部分，而不是操作地连接到该过程控制系统。在一个实施例中，保护系统16包括用于感测低频交替热和冷分配系统12中的泄漏的泄漏传感器，并且被布置成响应于感测到的泄漏来关断低频交替热和冷分配系统12。在另一实施例中，保护系统16包括用于处置低频交替热和冷分配系统12中的泄漏的排泄装置或者贮存器。在又一实施例中，保护系统16包括保护电路，该保护电路例如包括电弧消除器以避免热电转换系统13中的持久击穿。另外，发电系统11包括错误指示系统17，该错误指示系统操作地连接到低频交替热和冷分配系统12、热电转换系统13、电力输送系统14和/或过程控制系统15，用于指示在它们的操作中的错误。错误指示系统17可以是过程控制系统15的集成部分，而不是操作地连接到该过程控制系统。在一个实施例中，错误指示系统17被布置成响应于指示的错误，向操作者(例如位于远处的操作者)发送报警。在另一实施例中，提供保护系统16以用于响应于指示的错误，断开热电转换系统 13中和/或电力输送系统14中的电流，和/或改变分配的所发电力的有功和/或无功功率 (由电力输送系统14执行)。在图2中示出了根据本发明一个特定方面的用于将热变换成电能的发电系统。特别地，详细说明热电转换系统13和电力输送系统14。热电转换系统13包括磁路21和布置于磁路1周围的线圈或者绕组23。
磁路21可以基本上为铁或者其它磁材料21a，但是至少包括由热磁材料制成的部分21b，该热磁材料具有例如在区间0-200°C中的适当相变温度。取而代之，磁路21的实质部分或者整个磁路21为具有适当相变温度的热磁材料。磁相变温度的例子是居里温度和奈尔温度。低频交替热和冷分配系统12被配置成在具有适当相变温度的热磁材料的磁相变温度以上和以下，交替地变化由该热磁材料制成的部分21b中的温度。低频交替热和冷分配系统12有利地是用于温度交变介质的循环(优选为单向或者双向连续循环)的系统，并且包括用于接收热介质的装置，用于接收冷介质的装置，以及用于混合热介质和冷介质的至少一个装置。取而代之，低频交替热和冷分配系统12是用于经过或者穿过由热磁材料制成的部分21b来回运送介质/使该介质来回流动的系统。下文将参照图3详细说明低频交替热和冷分配系统12的例子。在相变温度以上和以下的温度变化引起热磁材料的导磁率的急剧改变，并且因此引起磁路21的磁阻的迅速变化。换而言之，当施加恒定磁场时磁化变化。假设在磁路21 中提供磁通，磁阻的迅速变化将调制磁通，由此在磁路21中获得迅速变化的磁通。因而，在线圈23中获得磁动势和交变电流。磁通可以由永磁体或者如图2中那样由电磁体提供。有利地从系统本身取得用于电磁体的电流。为此，电力输送系统14包括与线圈23并联连接的电容器器件25。电容器器件25 与线圈23形成谐振电路，其中调节在热磁材料的相变温度以上和以下的温度变化的频率， 以优化向谐振电路的谐振能量传送。据此，单个线圈23可以用来将热变换成电能并且用于在磁路21中提供磁通，并且这样，电容器器件23也可以视为热电转换系统13的部分。在第一热循环的一半中感应的电流/电荷的部分(例如主要部分)由电容器器件 25存储，并且在第一热循环的后一半中用来在磁路21中生成磁通。该第一热循环有利地对应于电循环的一半。在整个第二热循环内重复该过程，电流和电压相移180度。电力输送系统14还包括电力电子系统27，操作地连接到谐振电路；以及变压器 28，互连于电力电子系统27与电网之间，电力输送系统14被布置成向该电网输送所发电力。功率电子系统27可以包括连接到电容器器件25的功率转换器件、可控负载或者另一电力电子电路器件。这样的功率转换器件可以包括AC/DC或者AC/AC变频器或者电力电子转换器(包括电流或者电压源转换器)，该转换器包括整流器和在整流器的DC侧的逆变器。优选地，电力电子系统27具有负载，该负载具有各自单独和独立可控的感性分量 /容性分量和电阻分量。有利地，负载可以用来调节有功和/或无功功率。除此之外或者取而代之，电池连接于DC侧。如果从发电机输出的功率大量波动，则这一点特别地有利。变压器观被配置成将来自发电系统的约IkV和IHz的输出电压和频率变换成适合于普通电网连接的频率和电压(50/60Hz、10kV)。设备额定值通常大于lkW。优选地，本发明的发电系统被配置用于在IOOkW至100MW (并且更优选地在1-5MW) 的范围中发电。若干发电系统可以一起被布置成生成约10-50MW或者更多的电力。下文将参照图4给出这样发电网的例子。
过程控制系统15被布置成控制低频交替热和冷分配系统12、热电转换系统13以及电力输送系统14。为此，可以提供不同测量器件或者传感器，如热传感器^a、电流传感器29b和电压传感器^c，以向过程控制系统15提供适当测量数据。热传感器29a可以向过程控制系统15提供在具有适当相变温度的热磁材料中或者在该热磁材料处和/或在低频交替热和冷分配系统12中或者在该系统处瞬时测量的温度数据。传感器29b-29c可以向过程控制系统15提供在谐振电路中瞬时测量的电压和电流数据，并且可以实现为电流或者电压互感器。取而代之，电流传感器是旁路器、LEM模块或者基于霍尔效应的其它器件或者光学变换器，并且电压传感器是电阻分压器。据此，可以动态控制电力输送系统14的负载的阻抗幅度和相位。阻抗的变化频率和周期是可控的，谐振电路的谐振频率和周期也是如此。过程控制系统15还可以控制热电转换系统13和/或电力输送系统14的电压和 /或电流，以便控制热电转换系统和/或电力输送系统的操作。另外，过程控制系统15可以被配置成控制在相变温度以上和以下的温度变化的幅度、相位和频率。另外，可以提供过程控制系统15以例如通过向磁路11输送电流脉冲来启动发电机设备的操作，即开始谐振振荡。图2的系统也可以包括如参照图1的系统公开的保护系统和错误指示系统。特别地，保护电路包括保护电路30，用以限制或避免热电转换系统13中的破坏或者限制或避免该系统中的永久故障。保护电路30可以是与线圈23和电容器器件25并联连接并且可响应于感测的压力差来操作的电弧消除器30。如上文描述的发电系统可以紧凑且基本上无可动机械部分也无需向机械能或者从机械能转换。容易控制操作并且可以通过调节在循环期间的输出功率来优化效率。应当理解可以集成多个图2的发电系统以形成多相发电系统。例如可以集成三个图2的发电系统并且使其参照彼此相移120°以形成三相发电系统。在图3中示出了根据本发明另一特定方面的用于将热变换成电能的这样的三相发电系统的例子。特别地，详细说明低频交替热和冷分配系统12。仅示意地指示了热电转换系统13、电力输送系统14和过程控制系统15。热电转换系统13包括三个磁路21，各磁路为参照图2描述的种类，并且各磁路操作地连接到包括并联连接的线圈和电容器的相应谐振电路。电力输送系统14是互连三个谐振电路的常见系统并且包括功率电子系统27和变换器28。类似地，过程控制系统15有利地是用于三相的常见控制系统。然而可以针对各相提供单独控制系统。另外，本发明的过程控制系统15可以是负责控制发电系统的各种部分的集中式系统，或者它可以是分配式系统，其中低频交替热和冷分配系统12、热电转换系统 13以及电力分配系统14中的各系统具有它自己的控制装置。低频交替热和冷分配系统12包括外部部分，该外部部分包括第一外部管装置 31，其中诸如热流体的热介质由馈送泵32循环；以及第二外部管装置33，其中诸如冷流体的冷介质由馈送泵34循环。外部部分的热流体和冷流体与彼此以及与磁路21的材料完全隔离°第一外部管装置31中的热流体经由第一换热器36向第一中间管装置35中的流体传递热，并且第二外部管装置33中的冷流体经由第二换热器38向第二中间管装置37中的流体传递冷。第一和第二中间管装置35、37中的各中间管装置连接于第一阀装置39与第二阀装置40之间，以从第一阀装置39向第二阀装置40传送流体。第一和第二阀装置39、 40有利地基于旋转阀，在通过引用将内容结合于此的JP 7107764中公开了旋转阀的例子。应当理解外部部分可以替换为用于传送换热器36和38中的热和冷的任何其它种类的装置。例如，可以经由焚烧炉、热沙、太阳能加热板等向第一换热器36中的第一中间管装置35中的流体传递热。最终，第一内部管装置41、第二内部管装置42和第三内部管装置43各自经由相应一个磁路21连接于第二阀装置40与第一阀装置39之间。流体流入低频交替热和冷分配系统12的内部部分，该内部部分包括中间管装置 35、37和内部管装置41、42、43以及第一阀装置39和第二阀装置40。内部部分因此提供闭合流体环路。提供第二阀装置40用于将来自第一中间管装置35的热流体和来自第二中间管装置37的冷流体交替地切换到第一、第二和第三内部管装置41、42、43中的各内部管装置中， 优选地在其间具有120°相移。因此，第二阀装置40 “斩断”热流体和冷流体，并且形成向各内部管装置中馈送的交替热和冷流体脉冲序列。随着热和冷流体脉冲通过或穿过磁路21 的热磁材料中的孔，将如上文结合图2的实施例描述的那样交替地将热磁材料加热在相变温度以上和冷却在该相变温度以下。在本文中所用的术语“热流体”和“冷流体”分别旨在于表明“具有的温度在磁路的部分21b的热磁材料的相变温度以上的流体”和“具有的温度在磁路的部分21b的热磁材料的相变温度以下的流体”。可以将热磁材料提供为优选地相互并联布置的平行片或者平行板、粒状物、小球体、接线、织物等材料，这些材料允许流体在层流或者湍流中与接触表面大的热磁材料交换热。在已经通过热磁材料之后，在热与冷流体脉冲之间的温度变化更小也更平稳。然后，在相应内部管装置41、42、43中向与热和冷流体脉冲序列同步的第一阀装置39返回热和冷流体脉冲序列。因此，提供第一阀装置39，用于将来自第一、第二和第三内部管装置41、42、43的较热流体脉冲切换到第一中间管装置35中，而将来自第一、第二和第三内部管装置41、42、 43的较冷流体脉冲切换到第二中间管装置37中。据此，将较热和较冷流体脉冲返回到它们由其始发的相应中间管装置。第一中间管装置35中的流体然后返回到第一换热器36以便再次被加热，而第二中间管装置37中的流体然后返回到第二换热器38以便再次被冷却。 内部部分中的流体在单个方向上由馈送泵44、45驱动。图3的旋转阀39、40有利地装配于单个轴上，以在其间有适当相移的情况下同时/同步旋转。内部闭合环路中所用的流体可以是可选地已经添加有添加物的水或者任何其它流体。可以添加使热磁材料相关的腐蚀减少的添加物。也可以使用添加物来减少粘性和/ 或增加导热率。除此之外或者取而代之，还可以添加诸如热盐等其它添加物，该添加物的相变被调节为热磁材料的相变温度，以由此增加流体的热容。提供相互分离的内部和外部部分并非是必须的。例如，可以从例如(液)热钻孔直接取得流体并且经由辅助或者返回钻孔返回热流体。热磁材料可以是钆或者包括钆的合金。取而代之，具有适当相变温度的热磁材料是铋、锌、锑、碲、硒、铅、硅、锗、锡、镁、锰、砷、镍、镧、镓、磷、钙、钡、锶、镱、铁或者其任何合金或者化合物中的任一种。注意并非所有上述元素都有磁性，而是可以在这样的实例中与热磁材料一起用来修改它的磁相变特性。一些上述元素可以作为氧化物或者在任何其它种类的化学化合物中存在于本发明的热磁材料中。优选地，布置具有热磁材料的磁路使得在热和冷的交替分配与热磁材料之间每单位面积的热传递沿着热和冷的交替分配的分配方向基本上恒定。这一点可以用若干方式实现。磁路21在一个实施例中在热磁材料上面包括优选为绝热层的层，该层具有的每单位面积的热传递能力沿着热和冷的交替分配的分配方向变化。每单位面积的变化热传递能力可以由厚度或者材料组成沿着分配方向变化的层实现。在另一实施例中，在热和冷的交替分配与热磁材料之间的每单位面积的恒定热传递由热磁材料的块材料的不均勻结构实现。在热和冷的分配与热磁材料之间的界面表面区域沿着热和冷的交替分配的分配方向增加。例如，如上文参照图2所述，可以提供过程控制系统15用于测量发电系统的性能并且优化功率输出。可以提供更多传感器器件(未图示)，用于测量温度可变流体的流量或者质量速率，并且可以提供过程控制系统15以用于控制温度可变流体的流量或者质量速率以及旋转阀的速度。另外，可以通过改变热和冷的温差，来调节谐振电路中的电感。可以停止或者调节水流体，并且可以调节阀频率。图3的系统也可以包括如参照图1和图2的系统公开的保护系统和错误指示系统。例如，可以用压力传感器、温度传感器和断路信号控制漏水。泵和阀可以是电压和 /或电流监控的。功率输出测量可以用于检错。必须保护电器使其免于水，因而需要安装充分排放装置或者贮存器。本发明的发电系统有利地用于通过使用废热、燃烧热、热存储贮存器能量、地热能量、太阳辐射、太阳热能或者海洋热能中的任一种来生成电力。图4示意地示出了包括集电网42和连接到该集电网的多个图1-3中的任一幅图的发电系统11的发电网41。该网络包括用于从发电系统11向输电网输出所发电力的单个输出43。集电网42a_^b工作于MV电压，是AC或者DC电网，和/或是布置为星型、放射状或者网状的电网。在所示例子中，互连邻近发电系统11的本地集电网4 工作于I-IOOkV 这一范围中，而互连本地集电网4 的集电网42b工作于10-130kV。各发电系统11经由变压器44或者DC/DC转换器连接到本地电网，以用于从发电系统向本地输电网4 传送所发的电力。
权利要求
1.一种发电系统(11)，包括-低频交替热和冷分配系统(12)，提供用于在低频交替地分配热和冷； -热电转换系统(13)，操作地连接到所述低频交替热和冷分配系统，以及提供用于响应于所述交替分配的热和冷来发电；-电力输送系统(14)，操作地连接到所述热电转换系统，以及提供用于分配所发电力；以及-过程控制系统(15)，操作地连接到所述低频交替热和冷分配系统、所述热电转换系统和所述电力输送系统以便控制它们的操作。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述低频交替热和冷分配系统是用于温度交替介质的循环的系统。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述用于热和冷的循环的系统是用于所述介质的单向或者双向连续循环的系统。
4.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述低频交替热和冷分配系统包括用于接收热介质的装置(35)、用于接收冷介质的装置(37)以及用于混合所述热介质和冷介质的至少一个装置(39，40)。
5.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述低频在约0.1与IOHz之间。
6.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述热和冷具有在约5与50K之间的最大 iS差ο
7.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述热电转换系统是无可动机械部分的静止系统。
8.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述热电转换系统包括并联或者串联操作的若干热电转换级。
9.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述热电转换系统包括固定布置的热力材料。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述热电转换系统被形成为使得在所述热和冷的交替分配与所述固定布置的热力材料之间每单位面积的热传递基本上恒定，由此产生所述热力材料沿着所述热和冷的交替分配的分配方向的基本上恒定温度。
11.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述热电转换系统提供用于生成周期性变化的电流。
12.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述电力输送系统包括用于向所述热电转换系统供电的装置。
13.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述低频交替热和冷分配系统提供用于周期性交替地分配所述热和冷；所述热电转换系统提供用于周期性发电；以及所述过程控制系统提供用于控制所发电力的周期和所述热和冷的分配的周期，以使得所述周期的其中一个周期为其中另一周期的η倍，其中η为整数。
14.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述过程控制系统包括-感测装置09a-29c)，提供用于感测所述低频交替热和冷分配系统、所述热电转换系统以及所述电力输送系统中的任何系统的参数；以及-所述过程控制系统提供用于响应于所述感测的参数，控制所述低频交替热和冷分配系统、所述热电转换系统以及所述电力输送系统中的任何系统。
15.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述过程控制系统包括-感测装置09a-29c)，提供用于感测所述低频交替热和冷分配系统、所述热电转换系统以及所述电力输送系统中的一个系统的参数；以及-所述过程控制系统提供用于响应于在所述低频交替热和冷分配系统、所述热电转换系统以及所述电力输送系统中的所述一个系统中感测的所述参数，控制所述低频交替热和冷分配系统、所述热电转换系统以及所述电力输送系统中的另一系统。
16.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述过程控制系统包括-感测装置09a-29c)，提供用于感测所述低频交替热和冷分配系统、所述热电转换系统以及所述电力输送系统中的各系统的相应参数；以及-所述过程控制系统提供用于响应于所述感测的参数，控制所述低频交替热和冷分配系统、所述热电转换系统以及所述电力输送系统。
17.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述过程控制系统包括-感测装置09a-29c)，提供用于感测所述低频交替热和冷分配系统、所述热电转换系统以及所述电力输送系统中的各系统的多个参数；以及-所述过程控制系统提供用于响应于所述感测的多个参数，控制所述低频交替热和冷分配系统、所述热电转换系统以及所述电力输送系统中的任何系统。
18.根据权利要求14-17中的任一权利要求所述的系统，其中所述一个或者多个参数包括体积或者质量流量、温度、压力、波形、脉冲长度、频率、相位、磁通或者磁通密度、电压、 电流、阻抗和/或功率中的任一个。
19.根据权利要求14-18中的任一权利要求所述的系统，其中所述过程控制系统提供用于响应于所述感测的一个或者多个参数，控制所述交替分配的热和冷的量值或者每单位时间的量值、所述交替分配的热和冷的低频、所述交替分配的热和冷的温度、有功功率循环、所述分配的所发电力的有功和/或无功功率、和/或所述分配的所发电力的频率和相位中的任一个。
20.根据任一前述权利要求所述的系统，其中所述过程控制系统包括操作地连接到所述热电转换系统和所述电力输送系统的可控电路(XT)，以及所述过程控制系统提供用于控制所述可控电路的阻抗、电压和/或电流，以便控制所述热电转换系统和/或所述电力输送系统的操作。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述过程控制系统提供用于在所述系统起动期间按照所述交替分配的热和冷的温度变化在启动和/或同步所述热电转换系统的电振荡期间控制所述可控电路。
22.根据任一前述权利要求所述的系统，还包括提供用于存储热和冷的热和冷存储系统(1 )。
23.根据权利要求22所述的系统，包括热和冷提取系统(12b)，操作地连接到所述低频交替热和冷分配系统以及所述热和冷存储系统(1 )，以及提供用于从所述热和冷存储系统(12a)提取热和/或冷。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述热和冷提取系统(12b)提供用于响应于来自其它源的热和/或冷的可用性从所述热和冷存储系统(12a)提取热和/或冷。
25.根据权利要求22-24中的任一权利要求所述的系统，其中所述热和冷存储系统包括一个或者多个太阳能贮藏池、流体贮存器、基于盐的储存器、陶瓷砖储存器和/或基于岩石的储存器。
26.根据任一前述权利要求所述的系统，还包括用于保护所述低频交替热和冷分配系统、所述热电转换系统、所述电力输送系统和/或所述过程控制系统的保护系统(16)。
27.根据权利要求沈所述的系统，其中所述保护系统包括用于感测所述低频交替热和冷分配系统中的泄漏的泄漏传感器，以及提供用于响应于所述感测的泄漏来关断所述低频交替热和冷分配系统。
28.根据权利要求沈或者27所述的系统，其中所述保护系统包括用于处置所述低频交替热和冷分配系统中的泄漏的排放装置或者贮存器。
29.根据权利要求沈-28中的任一权利要求所述的系统，其中所述保护系统包括保护电路，所述保护电路包括用于限制所述热电转换系统中的击穿或者持久故障的电弧消除器 (30)。
30.根据任一前述权利要求所述的系统，还包括错误指示系统(17)，用于指示所述低频交替热和冷分配系统、所述热电转换系统、所述电力输送系统和/或所述过程控制系统的操作中的错误。
31.根据权利要求30所述的系统，其中所述保护系统提供用于响应于指示的错误，断开所述热电转换系统中和/或所述电力输送系统中的电流，和/或改变所述分配的所发电力的有功和/或无功功率。
32.一种发电网(41)，包括集电网(42a-42b)和连接到所述集电网的多个根据权利要求1-31中的任一权利要求所述的系统。
33.根据权利要求32所述的发电网，包括用于向输电网输出来自所述发电系统的所发电力的单个输出G3)。
34.根据权利要求32或者33所述的发电网，其中所述集电网工作于MV电压、是AC或者DC电网，和/或布置为星型、放射状和/或网状网。
35.根据权利要求32-34中的任一权利要求所述的发电网，对于每个发电系统包括用于向所述输电网传送来自所述发电系统的所发电力的变压器G4)或者DC/DC转换器。
全文摘要
一种发电系统(11)包括低频交替热和冷分配系统(12)，提供用于在低频交替地分配热和冷；热电转换系统(13)，操作地连接到低频交替热和冷分配系统，并且提供用于响应于交替分配的热和冷来发电；电力输送系统(14)，操作地连接到热电转换系统并且提供用于分配所发电力；以及过程控制系统(15)，操作地连接到低频交替热和冷分配系统、热电转换系统以及电力输送系统以便控制它们的操作。
文档编号H01L37/04GK102165616SQ200980137976
公开日2011年8月24日 申请日期2009年9月14日 优先权日2008年9月26日
发明者G·拉斯伯格, M·达尔格伦, S·索伯恩 申请人:Abb研究有限公司