[發(fā)明專利]用于控制發(fā)電的系統(tǒng)和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210240495.6
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN102882224A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設計）人: M.J.庫穆拉;R.弗雷德爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜甜;劉春元

技術領域

本文公開的主題大體涉及發(fā)電單元，并且更具體而言，涉及用于控制發(fā)電機的系統(tǒng)和裝置。

背景技術

發(fā)電單元大體以標稱頻率(例如，50?Hz或60?Hz)對電力網提供交流電。但是，有時，電力網頻率可變得被干擾，并且可不同于標稱頻率。例如，當出乎意料地增加發(fā)電單元或者從電力網移除發(fā)電單元時，或者當連接到電力網上的負荷出乎意料地增加或下降時，可發(fā)生這樣的頻率干擾。為了保持電力網穩(wěn)定性，發(fā)電單元可通過相應地增加或減少功率輸出來響應頻率干擾。例如，如果電力網頻率的變化超過稱為靜帶頻率的閾值(例如，最小頻率變化)，單獨的發(fā)電單元可執(zhí)行主頻率響應，從而與頻率的變化成比例地增加或減少每個發(fā)電單元所產生的功率量。由于不同的發(fā)電單元可具有不同的容量和特性，所以一些發(fā)電單元可響應于頻率變化而迅速地改變輸出功率，而其它發(fā)電單元則可更加緩慢地響應。另外，雖然可針對頻率響應來控制發(fā)電單元的最終目標功率貢獻，但是功率輸送時間、速率和形狀可能不受控制。另外，為了保持電力網的穩(wěn)定性，可對一些電網操作員進行管制，以響應于電力網頻率干擾而隨著時間的過去提供特定的功率輸出，這可排除使用提供不匹配規(guī)章的主頻率響應的發(fā)電單元。

發(fā)明內容

下面對在范圍上與原本要求權利保護的發(fā)明相稱的某些實施例進行概述。這些實施例無意于限制要求權利保護的發(fā)明的范圍，而是更確切地，這些實施例僅意在提供本發(fā)明的可能形式的簡要概述。實際上，本發(fā)明可包括可能類似于或不同于下面闡述的實施例的多種形式。

在第一實施例中，一種發(fā)電機控制器包括濾波器組件，該濾波器組件配置成接收電力網頻率信號，以及當頻率信號在頻帶之外時輸出頻率信號。控制器還包括配置成至少部分地基于濾波的頻率信號來確定最終目標功率貢獻的頻率響應計劃組件。最終目標功率貢獻表示發(fā)電機在主頻率響應中應當提供的功率貢獻的最終量。控制器包括配置成確定即時目標功率貢獻信號的柔性速率限制器組件，即時目標功率貢獻信號隨著時間的過去而改變，并且至少部分地基于速率限制計劃來逼近最終目標功率貢獻。即時目標功率貢獻信號配置成導致發(fā)電機使由發(fā)電機輸出的功率增加或減少對應于即時目標功率貢獻信號的量。

在第二實施例中，一種系統(tǒng)包括配置成產生扭矩的燃氣渦輪和耦接到燃氣渦輪的發(fā)電機。發(fā)電機配置成基于扭矩來對電力網提供功率。系統(tǒng)還包括與燃氣渦輪相關聯(lián)的控制器。控制器配置成至少部分地基于多個即時目標功率貢獻信號中的一個來使燃氣渦輪改變扭矩，以作為對電力網上的頻率信號的主頻率響應。控制器包括一個或多個頻率濾波器，其配置成接收頻率信號，以及當頻率信號在頻帶之外時輸出頻率信號。控制器還包括各自配置成接收頻率信號以及輸出相應的最終目標功率貢獻信號的一個或多個頻率響應計劃組件。每個最終目標功率貢獻信號表示發(fā)電機在主頻率響應中應當提供的功率貢獻的最終量。控制器包括一個或多個速率限制器組件，速率限制器組件各自分別配置成接收相應的最終目標功率貢獻信號，以及至少部分地基于速率限制計劃來確定多個即時目標功率貢獻信號中的一個。多個即時目標功率貢獻信號中的每個配置成導致發(fā)電機使由發(fā)電機輸出的功率增加或減少到即時目標功率貢獻信號指示的水平。

在第三實施例中，一種制造品，包括其上編碼有處理器可執(zhí)行的指令的一個或多個有形的、機器可讀介質。指令包括用以接收電力網頻率信號的指令，以及用以通過確定電力網頻率信號何時高于或低于電力網的標稱頻率周圍的靜帶來確定何時發(fā)生頻率干擾的指令。指令還包括用以在發(fā)生頻率干擾時至少部分地基于電力網的標稱頻率和電力網頻率信號之間的差異來確定最終目標功率貢獻的指令。最終目標功率貢獻表示與發(fā)電機對頻率干擾的主頻率響應相關聯(lián)的功率貢獻的最終量。指令包括用以在發(fā)生頻率響應時至少部分地基于最終目標功率貢獻和自發(fā)生頻率干擾以來的時間來確定即時目標功率貢獻信號的指令。即時目標功率貢獻表示與發(fā)電機對頻率干擾的主頻率響應相關聯(lián)的功率貢獻的即時量。用以確定最終目標功率貢獻或即時目標功率貢獻或兩者的指令配置成至少部分地基于當前時間、當前日期、電力網頻率信號、發(fā)電機的當前輸出功率、操作員偏好、操作規(guī)范、與電力網相關聯(lián)的準則或規(guī)章或其一些組合而改變。

附圖說明

當參照附圖來閱讀以下詳細描述時，本發(fā)明的這些和其它特征、方面與優(yōu)點將變得更好理解，其中，相同符號在整個圖中表示相同部件，其中：

圖1是電系統(tǒng)的實施例的框圖，在該電系統(tǒng)中，發(fā)電單元可包括柔性頻率控制器；

圖2是包括柔性頻率控制器的渦輪發(fā)電機系統(tǒng)的實施例的框圖；

圖3是柔性頻率控制器的實施例的示意圖；