具有电网损耗穿越能力的感应发电机系统的制作方法
【专利说明】具有电网损耗穿越能力的感应发电机系统技术背景
[0001]本发明的实施例通常涉及发电系统并且更具体地，涉及具有电网损耗穿越能力的感应发电机系统。
[0002]不同种类的发电系统被用来从不同的能源生成功率。发电系统可包括将第一形式的能量转变为第二形式的能量的原动机。由发电机使用第二形式的能量来生成电功率。发电系统可包括同步发电机或异步发电机以生成功率。在具有异步发电机(备选地被称为感应发电机)的发电系统中，感应发电机以期望的速度旋转来生成功率，所述功率经由AC链路被传输至电力网。
[0003]然而，在其中由于电力网上的故障而导致电网供电中断发生的情形中，原动机的速度增加，这导致耦合至原动机的感应发电机的速度的增加。这样的速度的增加导致不期望的结果。因此，在识别出电网供电中断时，原动机被强制且快速地关闭或者以其它方式被绕过以克服不期望的过速的结果。然而，这样的强制且快速的关闭可损坏驱动感应发电机的原动机。频繁的电网供电中断导致发电系统随时间的性能退化以及更高的维护成本。
[0004]因此，存在有对于改进的系统的需要以解决前述的问题。
【发明内容】
[0005]简短地说，根据一个实施例，提供了发电系统。所述系统包括用于将第一能量转换为第二能量的原动机。所述系统还包括操作耦合至原动机并且配置成使用第二能量生成电功率的感应发电机。所述系统进一步包括电耦合至感应发电机以用于在电网损耗状态期间控制感应发电机的端电压的逆变器。所述系统还包括操作耦合至逆变器以用于在电网损耗状态期间耗散由感应发电机生成的功率的功率耗散装置。
[0006]在另一个实施例中，提供了用于在电网损耗状态期间感应发电机的穿越的方法。所述方法包括识别发电系统中的电网损耗状态。所述方法还包括使用开关把电力网与感应发电机断开。所述方法进一步包括在识别出电网损耗状态时起动备用发电机。所述方法还包括控制逆变器来控制感应发电机的端电压。所述方法进一步包括使用功率耗散装置来耗散由感应发电机生成的功率。
[0007]在又一个实施例中，提供了用于将电网损耗穿越能力提供给发电系统中的感应发电机的改型单元。所述改型单元包括操作耦合至感应发电机并且配置成在电网损耗状态期间控制感应发电机的端电压的逆变器和电耦合至逆变器并且配置成在电网损耗状态期间耗散由感应发电机生成的功率的功率耗散装置。
[0008]提供了技术方案1:
一种发电系统，包括:
原动机，用于将第一能量转换为第二能量；
感应发电机，操作耦合至所述原动机并且配置成使用所述第二能量生成电功率；逆变器，电耦合至所述感应发电机以用于在电网损耗状态期间控制所述感应发电机的端电压；以及功率耗散装置，操作耦合至所述逆变器以用于在所述电网损耗状态期间耗散由所述感应发电机生成的功率。
[0009]提供了技术方案2:如技术方案I所述的系统，其中所述原动机包括燃气轮机、蒸汽轮机、所述燃气轮机和所述蒸汽轮机的组合、或者风轮机。
[0010]提供了技术方案3:如技术方案I所述的系统，其中所述原动机包括基于有机朗肯循环的发电系统。
[0011]提供了技术方案4:如技术方案I所述的系统，其中所述逆变器包括静止同步补偿器(STATC0M)。
[0012]提供了技术方案5:如技术方案I所述的系统，其中所述功率耗散装置包括电阻元件。
[0013]提供了技术方案6:如技术方案I所述的系统，还包括操作耦合至所述感应发电机的电容器组或者可用开关控制的电容器的组或者它们的组合。
[0014]提供了技术方案7:如技术方案6所述的系统，其中所述电容器组或者所述可用开关控制的电容器的组或者它们的组合将无功功率提供给所述感应发电机。
[0015]提供了技术方案8:如技术方案I所述的系统，还包括操作耦合至所述感应发电机的辅助负载。
[0016]提供了技术方案9:如技术方案8所述的系统，其中所述辅助负载在所述电网损耗状态期间从所述逆变器接收功率。
[0017]提供了技术方案10:如技术方案I所述的系统，还包括配置成连接所述感应发电机或者将所述感应发电机与电力网断开的开关。
[0018]提供了技术方案11:如技术方案I所述的系统，还包括操作耦合至所述发电系统的备用发电机。
[0019]提供了技术方案12:如技术方案11所述的系统，其中所述备用发电机包括柴油发电机。
[0020]提供了技术方案13:
一种方法，包括:
识别发电系统中的电网损耗状态；
使用开关将电力网与感应发电机断开；
控制逆变器以控制所述感应发电机的端电压；以及使用功率耗散装置耗散由所述感应发电机生成的功率。
[0021]提供了技术方案14:如技术方案13所述的方法，还包括使用所述逆变器用于在起动所述备用发电机时使所述感应发电机与所述备用发电机同步。
[0022]提供了技术方案15:如技术方案13所述的方法，还包括在使所述感应发电机与所述备用发电机同步之后使用所述开关将所述备用发电机与所述感应发电机连接。
[0023]提供了技术方案16:如技术方案13所述的方法，还包括在恢复所述电力网时使用所述逆变器以使所述感应发电机与所述电力网同步。
[0024]提供了技术方案17:如技术方案13所述的方法，还包括在恢复所述电力网时控制所述逆变器以将无功功率提供给所述感应发电机。
[0025]提供了技术方案18:如技术方案13所述的方法，还包括在未启动所述备用发电机时使用所述原动机通过以预定速率降低所述感应发电机的速度来关闭所述感应发电机。
[0026]提供了技术方案19:如技术方案13所述的方法，还包括使用电容器组或者可用开关控制的电容器的组来将无功功率提供给所述感应发电机。
[0027]提供了技术方案20:
一种系统，包括:
改型单元，用于将电网损耗穿越能力提供给发电系统中的感应发电机，其中所述改型单元包括:
逆变器，操作耦合至所述感应发电机并且配置成在电网损耗状态期间控制所述感应发电机的端电压；以及
功率耗散装置，电耦合至所述逆变器并且配置成在所述电网损耗状态期间耗散由所述感应发电机生成的功率。
【附图说明】
[0028]当参考附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它的特征、方面和优势将变得更好理解，其中整个附图中相同的记号代表相同的部分，其中:
图1是根据本发明的实施例的发电系统的框图表示。
[0029]图2是根据本发明的实施例的包括逆变器和功率耗散装置的图1的改型单元的图不O
[0030]图3是根据本发明的实施例的包括图1的改型单元的另一个实施例的发电系统的框图表不。
[0031]图4是根据本发明的实施例的包括耦合至AC链路的功率耗散装置的图3的改型单元的图示。
[0032]图5是根据本发明的实施例的包括操作耦合至AC链路的电容器组的发电系统的框图表不。
[0033]图6是根据本发明的实施例的包括操作耦合至AC链路的辅助负载的发电系统的框图表不。
[0034]图7是根据本发明的实施例的描述包含在用于将电网损耗穿越能力提供给发电系统中的感应发电机的方法中的步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0035]本发明的实施例包括具有电网损耗穿越能力的感应发电机系统和用于同样的感应发电机系统的方法。所述系统包括用于将第一能量转换为第二能量的原动机。所述系统还包括操作耦合至原动机并且配置成使用第二能量生成电功率的感应发电机。所述系统进一步包括电耦合至感应发电机以用于在电网损耗状态期间控制感应发电机的端电压的逆变器。所述系