[發明專利]用于發電系統的電力系統頻率慣性

有效

• 申請號: 200980150815.5
• 申請日: 2009-03-10
• 公開（公告）號: CN102257721A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: J.蒂斯泰德
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H02P9/04
• 分類號: H02P9/04;F03D7/02;F03D7/04;F03D9/00;G05F1/67;H02J3/04;H02J3/06;H02J3/38;H02P9/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;盧江

1.?一種發電系統，包括：

-操作時用于向公用事業系統供應電力的發電單元；

-被耦合到所述公用事業系統的同步機器；

-被布置成測量在所述同步機器和所述公用事業系統之間交換的電流和功率的電網測量器件；

-用于作為由所述電網測量器件測量的功率和電流的函數調節所述發電單元的輸出功率的控制器；和

-在所述電網測量器件、所述控制器和/或所述發電單元之間的通信裝置，其中所述發電單元被配置為作為由所述電網測量器件測量的功率和電流的函數向所述公用事業系統提供電流和功率。

2.?根據權利要求1的發電系統，其中所述發電單元是以下類型之一：風力渦輪發電機、太陽能電池、燃料電池、微型渦輪機、波力系統等。

3.?根據權利要求1到2中任何一項的發電系統，其中所述同步機器是具有相對高慣性常數的微型同步機器。

4.?根據權利要求1到3中任何一項的發電系統，其中所述發電系統包括并行地操作的多個發電單元。

5.?根據權利要求1到4中任何一項的發電系統，其中所述控制器進一步被配置為作為對于所述公用事業系統的所述同步發電機響應的函數而響應于所述公用事業系統的頻率干擾或者功率振蕩提供葉片螺距控制信號或者渦輪速度控制信號。

6.?根據權利要求1到5中任何一項的發電系統，其中用于所述控制器的輸入信號包括扭矩或者功率信號并且是對于所述公用事業系統的所述同步發電機響應的函數。

7.?根據權利要求1到6中任何一項的發電系統，進一步包括被配置成限制功率通量調制的相對頻率、補充功率或者扭矩信號或其組合的極限函數。

8.?根據權利要求1到7中任何一項的發電系統，其中所述極限函數包括能夠作為關于發電系統的至少一個物理限制的函數操作的極限，例如功率極限、扭矩極限、電流極限、能量極限或者速度極限。

9.?根據權利要求1到8中任何一項的發電系統，其中所述發電系統包括風力渦輪發電機，所述風力渦輪發電機包括雙饋異步發電機或者用于與全轉換器一起使用的發電機。

10.?根據權利要求1到9中任何一項的發電系統，包括能量存儲元件、能量消耗元件或其組合，其中所述能量存儲元件、所述能量消耗元件或其組合被耦合到轉換器。

11.?根據權利要求1到10中任何一項的發電系統，其中所述同步機器的主軸被耦合到馬達，例如柴油發動機、電動機等。

12.?根據權利要求1到11中任何一項的發電系統，其中所述同步機器被連接到控制裝置從而使得所述同步機器產生或者吸收無功功率。

13.?一種用于穩定公用事業系統的頻率和功率波動的方法，所述方法包括以下步驟：

-從發電單元向所述公用事業系統供應電力；

-耦合到所述公用事業系統的同步機器為公用電網提供慣性響應；

-測量在所述同步機器和所述公用事業系統之間交換的電流和功率；

-在使用在所述電網測量器件和所述發電單元之間的通信裝置時，作為由所述電網測量器件測量的功率和電流的函數調節所述發電單元的輸出功率，并且

-其中所述發電系統作為所述功率和電流測量的函數調制功率從所述發電單元的通量。

14.?根據權利要求13的方法，進一步包括基于所述功率和/或電流測量的頻率的變化率調節所述輸出功率。

15.?根據權利要求13的方法，進一步包括響應于頻率干擾或者功率波動改變風力渦輪發電機的葉片螺距或者渦輪速度。

16.?根據權利要求13的方法，進一步包括響應于所述公用事業系統的頻率干擾或者功率波動而調制在至少一個能量存儲元件或者能量消耗元件中的功率的通量。