[發(fā)明專利]用于測(cè)試能量生成器或能量消耗器的方法和電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110307889.4
• 申請(qǐng)日: 2011-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN102565565A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 諾伯特·尼澤爾;約爾格·詹寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 科孚德有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01R31/34;G01R31/40;G01R31/36
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 許偉群;郭放

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及一種用于對(duì)可連接到電能量供給網(wǎng)的能量生成器或能量消耗器進(jìn)行測(cè)試的方法和電路。能量生成器和能量消耗器可以是發(fā)電機(jī)、馬達(dá)、燃料電池、太陽(yáng)能逆變器、所謂的功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)或其他電部件，其可以連接到能量供給網(wǎng)上。

本發(fā)明尤其涉及一種用于對(duì)風(fēng)力發(fā)電裝置的發(fā)電機(jī)進(jìn)行測(cè)試的方法和電路。應(yīng)理解的是，本發(fā)明也可以應(yīng)用于水電站中或應(yīng)用于熱電站等等中。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電裝置已知用于產(chǎn)生電能，其中發(fā)電機(jī)借助受風(fēng)作用的風(fēng)輪來(lái)驅(qū)動(dòng)。所產(chǎn)生的電能于是被饋送到能量供給網(wǎng)中。

由能量供給網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)商設(shè)立了條件，風(fēng)力發(fā)電裝置必須滿足該條件，由此允許其連接到能量供給網(wǎng)。所謂的故障穿越(fault-ride-through-Bedingung)條件在此要求：風(fēng)力發(fā)電裝置在能量供給網(wǎng)的電壓過(guò)高的情況下還能夠?qū)㈦娔莛佀偷侥芰抗┙o網(wǎng)中。

已知的是，用于產(chǎn)生電能的電部件(即尤其是發(fā)電機(jī)和必要時(shí)相關(guān)的轉(zhuǎn)換器)單獨(dú)地、即與風(fēng)力發(fā)電裝置無(wú)關(guān)地借助電學(xué)仿真電路來(lái)檢查。例如，風(fēng)力仿真可以借助電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，借助該電動(dòng)機(jī)仿真所期望的風(fēng)，并且隨后將風(fēng)作用于發(fā)電機(jī)。此外，還可以存在電網(wǎng)仿真，其仿真能量供給網(wǎng)，發(fā)電機(jī)將所產(chǎn)生的電能饋送到該能量供給網(wǎng)中。該電網(wǎng)仿真與發(fā)電機(jī)或相關(guān)的轉(zhuǎn)換器電連接。電網(wǎng)仿真會(huì)受影響，使得可以產(chǎn)生能量供給網(wǎng)的所期望的具有可調(diào)節(jié)的頻率的電壓變化過(guò)程并且將其預(yù)先提供給發(fā)電機(jī)。

已知的方法和電路能夠仿真電壓降落到零，即能量供給網(wǎng)短路。然而，不能仿真電壓超高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明由此提出了如下任務(wù)：提出一種方法和一種電路，借助其可以自由調(diào)節(jié)具有任意頻率的任意的電壓超高。

本發(fā)明通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1和8所述的方法來(lái)解決該任務(wù)。本發(fā)明同樣通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求6和12所述的電路來(lái)解決該任務(wù)。

在本發(fā)明的第一實(shí)施形式中，能量生成器或能量消耗器連接到連接點(diǎn)上。存在轉(zhuǎn)換器電路，借助其可以影響在連接點(diǎn)上的電壓。轉(zhuǎn)換器電路通過(guò)變壓器與連接點(diǎn)連接。存在串聯(lián)電路，其由扼流圈和第一開關(guān)構(gòu)建，并且該串聯(lián)電路與連接點(diǎn)連接。以時(shí)間上彼此協(xié)調(diào)的方式首先閉合第一開關(guān)并且影響轉(zhuǎn)換器電路，使得在連接點(diǎn)上的電壓具有所希望的值，并且隨后第一開關(guān)被斷開。

所仿真的能量供給網(wǎng)的電壓超高通過(guò)多個(gè)措施的協(xié)作來(lái)產(chǎn)生。這樣，通過(guò)閉合第一開關(guān)而引起連接點(diǎn)上的電壓降落。電壓降落通過(guò)轉(zhuǎn)換器電路的相應(yīng)影響來(lái)抵消。隨后斷開第一開關(guān)導(dǎo)致連接點(diǎn)上的電壓升高。

該方法帶來(lái)了如下優(yōu)點(diǎn)：在沒有顯著的額外開銷的情況下，可以以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)所仿真的電壓超高。由此，可以顯著簡(jiǎn)化和改進(jìn)能量生成器或能量消耗器的測(cè)試。

在本發(fā)明的第二實(shí)施形式中，能量生成器或能量消耗器連接到連接點(diǎn)，在該連接點(diǎn)存在電壓。存在由扼流圈和第一開關(guān)構(gòu)建的串聯(lián)電路，并且該串聯(lián)電路與連接點(diǎn)連接。存在由扼流圈和第二開關(guān)構(gòu)建的并聯(lián)電路，并且該并聯(lián)電路與連接點(diǎn)連接。串聯(lián)電路被施加以大于在連接點(diǎn)上的電壓的電壓。以時(shí)間上彼此協(xié)調(diào)的方式一方面閉合第一開關(guān)，使得連接點(diǎn)上的電壓升高，而另一方面斷開第二開關(guān)。

所仿真的消耗器的電壓超高通過(guò)閉合第一開關(guān)和斷開第二開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)閉合第一開關(guān)實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電路在連接點(diǎn)上施加電壓并且在那里導(dǎo)致電壓升高。通過(guò)斷開第二開關(guān)實(shí)現(xiàn)了在連接點(diǎn)上可以形成提高的電壓。

該方法帶來(lái)了如下優(yōu)點(diǎn)：以小的開銷可以實(shí)現(xiàn)所仿真的電壓超高。本發(fā)明的本實(shí)施形式的另一優(yōu)點(diǎn)在于，這里并不一定需要轉(zhuǎn)換器電路。由此可以顯著地簡(jiǎn)化和改進(jìn)能量生成器或能量消耗器的測(cè)試。

在本發(fā)明的一個(gè)擴(kuò)展方案中，存在轉(zhuǎn)換器電路，其與并聯(lián)電路連接，并且借助該轉(zhuǎn)換器電路可以影響連接點(diǎn)上的電壓。以時(shí)間上彼此協(xié)調(diào)的方式一方面閉合第一開關(guān)而另一方面影響轉(zhuǎn)換器電路，使得在連接點(diǎn)上的電壓轉(zhuǎn)變到提高的值。借助轉(zhuǎn)換器電路可以影響連接點(diǎn)上的電壓轉(zhuǎn)變至提高的電壓的方式和方法。

在本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)方案中，開關(guān)構(gòu)建為電子功率半導(dǎo)體器件，例如構(gòu)建為帶有或不帶相關(guān)的熄滅電路的晶閘管或GTO晶閘管(GTO＝gate-turn-off，柵極關(guān)斷)或者構(gòu)建為可關(guān)斷的IGBT(IGBT＝絕緣柵雙極性晶體管)。這帶來(lái)如下優(yōu)點(diǎn)：可以特別簡(jiǎn)單且精確地控制操作開關(guān)的時(shí)刻。尤其是，使用不帶熄滅電路的晶閘管會(huì)是有利的，因?yàn)槠浔容^真實(shí)地模擬了中壓開關(guān)的特性。

在本發(fā)明的另一改進(jìn)方案中，可以調(diào)節(jié)扼流圈的電感。由此，可以在所仿真的能量供給網(wǎng)的不同頻率的情況下實(shí)現(xiàn)類似的電壓降落。

附圖說(shuō)明