[發明專利]發電系統、電力轉換器系統和轉換電力的方法

有效

• 申請號: 201110436243.6
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102545671A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: H·朱;A·里特;S·C·弗雷姆
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48;H02M7/537;H02M1/14;H02M1/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;朱海煜

技術領域

一般來說，本文所述的主題涉及電力系統，更具體來說，涉及發電系統、電力轉換器系統和轉換電力的方法。

背景技術

在一些已知的可再生能量電力系統中，從至少一個可再生能量源來生成直流(DC)電力。這種可再生能量源可包括風力、太陽能、地熱、水力、生物質和/或任何其它可再生能量源。為了將這類電力系統正確地耦合到電力網，必須將電力轉換成交流(AC)。至少部分已知電力系統使用電力轉換器來將DC電力轉換成AC電力。

從DC電力到AC電力的這種轉換通常產生所生成AC電力的電壓和/或電流分量的一個或多個變化。為了降低這類變化，至少部分已知電力轉換器使用一個或多個電感器來過濾電力轉換器所生成的電流和/或電壓。更具體來說，在至少部分已知電力轉換器中，至少一個電感器耦合到電力轉換器的各輸出。但是，這類電感器的使用不合需要地增加電力轉換器的成本。

發明內容

在一個實施例中，提供一種電力轉換器系統，該電力轉換器系統包括其中包含第一電橋和第二電橋的逆變器，其中第一電橋和第二電橋的每個包括至少一個開關。電力轉換器系統還包括電感器，其中包括耦合到第一電橋的輸出的第一繞組以及耦合到第二電橋的輸出的第二繞組。

在另一個實施例中，提供一種發電系統，該發電系統包括至少一個發電單元以及配置成接收至少一個發電單元所生成的電力的逆變器。逆變器包括第一電橋和第二電橋，其中第一電橋和第二電橋的每個包括至少一個開關。該發電系統還包括電感器，其中包括耦合到第一電橋的輸出的第一繞組以及耦合到第二電橋的輸出的第二繞組。

在又一個實施例中，提供一種轉換電力的方法，該方法包括接收直流(DC)電力并且引導DC電力通過包括第一電橋和第二電橋的逆變器，其中第一電橋和第二電橋的每個包括至少一個開關。第一電橋的至少一個開關和第二電橋的至少一個開關控制成將DC電力轉換成交流(AC)電力，并且AC電力被引導通過包括第一繞組和第二繞組的電感器，其中第一繞組耦合到第一電橋的輸出，而第二繞組耦合到第二電橋的輸出。

附圖說明

圖1是示范發電系統的示意圖。

圖2是可與圖1所示發電系統配合使用的示范電力轉換器系統的一部分的示意圖。

圖3是可與圖1所示發電系統配合使用的另一種示范電力轉換器系統的一部分的示意圖。

圖4是可與圖1所示發電系統配合使用的另一種示范電力轉換器系統的一部分的示意圖。

具體實施方式

如本文所述，發電系統包括電力轉換器系統和至少一個發電單元。發電單元是從可再生能量源來生成電力的可再生能量發電單元。這種可再生能量源可包括風力、太陽能、地熱、水力、生物質和/或任何其它可再生能量源。電力轉換器系統包括耦合到發電單元的轉換器以及通過DC總線耦合到轉換器的逆變器。逆變器耦合到配電網，用于向網絡供應電能。控制系統控制轉換器和逆變器的操作。逆變器包括各包含多個電橋的三個逆變器相。每個電橋包括串聯耦合在一起的兩個開關。各逆變器相耦合到獨立電感器，并且各電感器包括繞共同芯定位的多個繞組。每個電橋的輸出耦合到電感器的獨立繞組。因此，本文所述的電力轉換器系統提供用于過濾提供給配電網的電力的高有效電感，同時降低電力轉換器系統中使用的電感器的成本。

圖1是包括至少一個發電單元102的示范發電系統100的示意圖。發電單元102包括風力渦輪機、太陽能電池板或陣列、燃料電池、地熱發電機、水力發電機和/或從至少一個可再生能量源來生成電力的任何其它裝置。更具體來說，在示范實施例中，發電單元102從至少一個可再生能量源來生成直流(DC)電力。備選地，發電單元102是燃氣渦輪機、蒸汽渦輪機和/或從非再生能量源來生成DC或交流(AC)電力的任何其它裝置。

在示范實施例中，發電單元102耦合到電力轉換器系統104或電力轉換器104。將發電單元102所生成的DC電力傳送給電力轉換器系統104，并且電力轉換器系統104將DC電力轉換成AC電力。將AC電力傳送給配電網106或“電網”。在示范實施例中，電力轉換器系統104將所轉換AC電力的電壓和/或電流的幅度調整到適合于配電網106的幅度，并且以與配電網106的頻率和相位基本相等的頻率和相位來提供AC電力。此外，在示范實施例中，電力轉換器系統104向配電網106提供三相AC電力。備選地，電力轉換器系統104向配電網106提供單相AC電力或者任何其它數量的相的AC電力。