，逆变器180包括三相逆变器。逆变器180包括三条引线用于三个相应的相，它们以并联配置彼此至耦合。每条引线包括两个开关单元，其中每个开关单元包括并联耦合至彼此的开关和二极管。在一个实施例中，开关可包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者它们的组合。此外，逆变器180包括经由逆变器开关230操作耦合至功率耗散装置200的DC电容器220。在导通状态下操作逆变器开关230以便将功率耗散装置200与逆变器180耦合。备选地，在非导通状态下操作逆变器开关230以便将功率耗散装置200从逆变器180去耦。
[0047]在其中备用发电机160启动它的操作的预定时间期间，逆变器180使用感应发电机(图1)生成的功率来为能量存储元件220充电。在充电间隔期间，在非导通状态下操作逆变器开关230直到DC电容器220的电压(Vdc)达到第一预定阈值极限。随后，在导通状态下操作逆变器开关230，其中逆变器开关230将DC电容器220与功率耗散装置200耦合。在这样的配置中，DC电容器220通过功率耗散装置200放电直到DC电容器220的电压(Vdc)达到第二预定阈值极限。前述的过程被重复直到备用发电机160启动它的操作为止。一旦备用发电机60启动它的操作，就将逆变器开关230切换至非导通状态使得DC电容器不会从逆变器得到充电。
[0048]图3是根据本发明的实施例的图1的发电系统100的另一个实施例，其中与图1和图2形成对照，改型单元250中的功率耗散装置240可耦合至AC链路150。
[0049]图4是图3的改型单元250的图示，其描绘了经由一个或多个逆变器开关260耦合至AC链路150的功率耗散装置240。在这个实施例中，发电系统(图3)是三相发电系统并且因此，功率耗散装置经由三个逆变器开关260耦合至AC链路150。逆变器开关260中的每一个被用来将功率耗散装置240耦合至相应的相。在一个实施例中，逆变器开关260包括开关单元，其中开关单元中的每一个包括用于交流电的三极管(TRIAC)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)。功率耗散装置和逆变器开关260的操作类似于上面关于功率耗散装置200和逆变器开关230所讨论的操作。
[0050]图5是根据本发明的实施例的包括操作耦合至AC链路150的电容器组270的图1的发电系统100的框图表示。在这个实施例中，发电系统100可以包括经由AC链路150可操作耦合至感应发电机120的电容器组270。除图1的逆变器180之外，电容器组270也可被用来将部分的无功功率提供给感应发电机120。电容器组270的使用帮助降低逆变器180的成本，因为具有更小的额定功率的逆变器可以与电容器组270 —起使用来将相同的无功功率提供给感应发电机120。在一个实施例中，可以使用可用开关控制的电容器的组或者电容器组与可用开关控制的电容器的组的组合而不是电容器组来提供无功功率。
[0051 ]图6是根据本发明的实施例的包括操作耦合至AC链路150的辅助负载280的图5的发电系统100的框图表示。在这个实施例中，发电系统100可包括辅助负载280。通常，使用由感应发电机120提供的功率来操作辅助负载280。在常规系统中，在电网损耗状态期间，感应发电机120被关闭，这又导致辅助负载的不工作，或者不间断电源(UPS)被用来将功率提供给辅助负载280。然而，在这个实施例中，逆变器180可将功率提供给辅助负载280。在一个实施例中，逆变器180可在备用发电机160用来启动它的操作所花费的预定时间期间将功率提供给辅助负载280。辅助负载280的存在还帮助降低逆变器180和功率耗散装置200的成本，因为具有更小的额定功率的逆变器可与辅助负载280 —起使用，因为辅助负载280可使用由感应发电机120生成的功率中的至少一些。
[0052]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300中的步骤的流程图。方法300包括在步骤310中识别发电系统中的电网损耗状态。在一个实施例中，逆变器识别电网损耗状态。在步骤320中使用开关将电力网与感应发电机断开。在一个实施例中，在识别出电网损耗状态时起动备用发电机。在一个实施例中，在起动备用发电机时，逆变器使感应发电机与备用发电机同步。在另一个实施例中，在使感应发电机与备用发电机同步之后，通过开关将感应发电机连接至备用发电机。此外，在步骤330中，逆变器控制感应发电机的端电压。在步骤340中，感应发电机生成使用功率耗散装置耗散的功率。方法300还包括在恢复电力网时停用备用发电机并且使用逆变器使感应发电机与电力网同步。在一个实施例中，如果在预定时间内没有启动备用发电机的操作，则可以使用逆变器通过以预定速率降低感应发电机的速度来关闭感应发电机。在另一个实施例中，在恢复电力网时，逆变器被控制以将无功功率提供给感应发电机。在一个实施例中，可通过电容器组、可用开关控制的电容器的组或者它们的组合来将无功功率提供给感应发电机。
[0053]将会理解，技术人员将认识到来自不同实施例的各种特征的可交换性并且所描述的各种特征以及每个特征的其它已知等效物可以被本领域一个普通技术员依照本公开的原理混合和匹配以构建附加的系统和技术。因此，将会理解，所附的权利要求是用来覆盖落在本发明的真实精神之内的所有这样的修改和改变的。
[0054]尽管只有本发明的某些特征已经在本文中被说明和描述，但是本领域技术人员将会想到许多的修改和改变。因此，将会理解，所附的权利要求是用来覆盖落在本发明的真实精神之内的所有这样的修改和改变的。
【主权项】
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。2.如权利要求1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。3.如权利要求1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。4.如权利要求1所述的系统，其中所述逆变器包括静止同步补偿器(STATCOM)。5.如权利要求1所述的系统，其中所述功率耗散装置包括电阻元件。6.如权利要求1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。7.如权利要求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。8.如权利要求1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。9.如权利要求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。10.如权利要求1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。
【专利摘要】提供了一种发电系统。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。
【IPC分类】H02J3/38
【公开号】CN105529734
【申请号】CN201510678495
【发明人】A.R.科尔瓦尔卡, A.K.蒂瓦里, R.奈克, S.维加亚拉哈文
【申请人】通用电气公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年10月20日
【公告号】EP3012936A1, US20160111872