[發明專利]用于測試可與電網連接的能量產生裝置或能量消耗裝置的方法和電路

有效

• 申請號: 201010166024.6
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN101871996A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: C·薩尼特爾;J·楊寧
• 申請（專利權）人: 科孚德有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 曾立

技術領域

本發明一般性地涉及用于測試可與電網連接的能量產生裝置或能量消耗裝置的方法和電路。能量產生裝置和能量消耗裝置可以是發電機、電動機、燃料電池、太陽能逆變器、所謂的功率調節系統或者其他可以與電網連接的電部件。

本發明尤其涉及用于測試風力發電設備的發電機的方法和電路。應當理解，本發明也可用于水力發電站或燃氣發電站等等。

背景技術

為了產生電能，借助于經受風的風車來驅動發電機的風力發電設備是已知的。所產生的電能隨后被饋入電網。

電網的運營者已經提出風力發電設備必須滿足的條件，以便可以使所述風力發電設備與電網連接。在此，所謂的故障穿越條件使風力發電設備必須在電網短路情形中也能夠繼續向電網饋入電能。在此情形中，風力發電設備的連接點處的電壓下降到部分電壓或者甚至到0。

已知的是：獨立地、即不依賴于風力發電設備地借助于仿真電路來檢測用于產生電能的電部件，尤其是發電機以及必要時所屬的變頻器。例如可以借助于電動機來實現風仿真單元，利用所述風仿真單元來仿真所期望的風并且所述風仿真單元隨后作用于發電機。此外，可以存在網絡仿真單元，所述網絡仿真單元仿真一個電網，發電機將所產生的電能饋入所述電網。所述網絡仿真單元與發電機或者所屬的變頻器電連接。可以如此影響網絡仿真單元，使得能夠以可調節的頻率產生電網的所預期的電壓波形并且向發電機預給定所述電壓波形。

已知的方法和電路能夠仿真直至0的電壓下降，即電網的短路。但電壓下降僅僅可以在固定地預先給定的等級中并且以固定的頻率進行。

發明內容

因此，本發明的任務在于，提供一種方法和一種電路，借助所述方法和所述電路能夠以任意頻率自由地調節任意的電壓波形。

本發明通過根據權利要求1和4的方法來解決所述任務。本發明同樣通過根據權利要求6和8的電路來解決所述任務。

在本發明中，能量產生裝置或能量消耗裝置與一連接點相連接。存在一變頻器電路(Umrichterschaltung)，借助所述變頻器電路可影響施加在連接點處的電壓。存在一串聯電路，所述串聯電路由一扼流線圈和一第一開關構成，并且所述串聯電路與連接點相耦合。以在時間上彼此協調的方式一方面如此影響變頻器電路，使得連接點處的電壓過渡到一預期值，并且另一方面閉合第一開關。

這樣通過兩項措施的共同作用產生所仿真的電網的(電壓)擾動或者短路，即一方面借助于變頻器電路降低所提及的電壓，以及另一方面閉合第一開關。所述處理方式具有如下優點：能夠以簡單的方式實現所仿真的擾動或者短路，而不產生顯著的附加耗費。在此，對于變頻器而言，比現有技術中的過載能力小的過載能力就足夠了，因為電流小于不閉合第一開關的情形中的電流。以所述方式可以顯著地簡化并且由此改善對能量產生裝置或者能量消耗裝置的測試。

在本發明的一個構型中存在一并聯電路，所述并聯電路由一扼流線圈和一第二開關構成并且所述并聯電路連接在變頻器電路與連接點之間，并且以在時間上與變頻器電路和第一開關相協調的方式打開第二開關。借助于附加的扼流線圈可以影響連接點處存在的電壓到所述預期值的過渡。特別地，可以改變所仿真的電網的所謂“強度”。

根據本發明以相應的方式提出，打開第一開關。由此結束電網的所仿真的擾動(Einbruch)或者短路。在此，可以再次借助于變頻器電路影響出現的電壓變化。

在本發明的一個擴展構型中，所述開關被構造為電子功率半導體元件，例如被構造為具有或者不具有所屬的滅弧電路的晶閘管或者被構造為GTO晶閘管(GTO＝gate-turn-off：門極可關斷)或者被構造為可關斷的IGBT(IGBT＝insulated?gate?bipolar?transistor：絕緣柵雙極晶體管)。這具有如下優點：可以特別簡單地并且準確地控制對所述開關進行操縱的時刻。特別地，使用不具有滅弧電路的晶閘管是有利的，因為這些晶閘管相對逼真地仿真中壓開關的特性。

在本發明的另一個擴展構型中可以調節所述扼流線圈的電感。由此可以在所仿真的電網的不同頻率下實現同樣的電壓擾動。

附圖說明

從以下對本發明的、在附圖中示出的實施例的描述中得到本發明其他的特征、應用方案和優點。在此，所有所描述或所體現的特征本身或者任意組合構成本發明的主題，而不取決于其在權利要求中的概括或者其引用以及不取決于其在說明書或者附圖中的表述或體現。

圖1示出用于測試尤其是風力發電設備的發電機的根據本發明的電路的第一實施例的示意性框圖，以及

圖2示出相應電路的第二實施例的示意性框圖。