[發(fā)明專利]用于臨界電力應(yīng)用的B側(cè)饋送

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280032301.1
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN103636094A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿恩·巴蘭坦;蘭加納坦·古魯納坦;穆拉利達(dá)拉·拉馬克里希南·希亞瑪瓦達(dá)尼;查德·皮爾遜;威廉姆·泰爾;K·R·斯里達(dá)爾
• 申請（專利權(quán)）人: 博隆能源股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 張世俊

相關(guān)申請案

本申請案主張?jiān)?011年6月27日提出申請的第61/501,382號(hào)美國臨時(shí)申請案的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，所述臨時(shí)申請案的全部內(nèi)容以引用方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

背景技術(shù)

可使用電力系統(tǒng)來將電力提供到一個(gè)或一個(gè)以上負(fù)載，例如建筑物、器具、燈、工具、空氣調(diào)節(jié)器、加熱單元、工廠設(shè)備及器械、電力存儲(chǔ)單元、計(jì)算機(jī)、安全系統(tǒng)等。時(shí)常從電網(wǎng)接收用于給負(fù)載供電的電。然而，也可經(jīng)由替代電源(例如，燃料電池、太陽能陣列、風(fēng)力渦輪機(jī)、熱電裝置、電池等)提供用于負(fù)載的電。所述替代電源可與電網(wǎng)一起使用，且多個(gè)替代電源可組合于單個(gè)電力系統(tǒng)中。替代電源通常在其DC輸出轉(zhuǎn)換成交流電(AC)之后組合。因此，需要替代電源的同步化。

另外，許多替代電源使用使輔助電力流出的機(jī)器，例如泵及鼓風(fēng)機(jī)。用于這些泵及鼓風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)通常是可需要速度控制的3相AC電動(dòng)機(jī)。如果替代電源產(chǎn)生直流電(DC)，那么所述直流電在遞送到(若干)電動(dòng)機(jī)之前經(jīng)歷數(shù)個(gè)電力轉(zhuǎn)換狀態(tài)。或者，可使用電網(wǎng)、變頻器及可變頻率驅(qū)動(dòng)器提供到用于泵、鼓風(fēng)機(jī)等的電動(dòng)機(jī)的電力。在此種配置中，變頻器的兩個(gè)電力轉(zhuǎn)換級(jí)連同用于驅(qū)動(dòng)AC驅(qū)動(dòng)可變頻率驅(qū)動(dòng)器的組件的兩個(gè)額外電力轉(zhuǎn)換級(jí)已發(fā)生。一般來說，所執(zhí)行的每一電力轉(zhuǎn)換級(jí)增加系統(tǒng)的成本、增加系統(tǒng)的復(fù)雜性且降低系統(tǒng)的效率。

在具有電網(wǎng)參考及不具有電網(wǎng)參考此兩種情形下操作以及在不具有電網(wǎng)參考的情形下彼此并行操作個(gè)別分散式發(fā)電機(jī)(例如燃料電池發(fā)電機(jī))的問題在于必須適應(yīng)從電流源到電壓源的切換。另外，許多電網(wǎng)獨(dú)立發(fā)電機(jī)的并行控制可有問題。

為解決模式切換問題，可利用雙變頻器布置。此允許以并網(wǎng)形式使用一個(gè)變頻器及與獨(dú)立負(fù)載一起使用第二變頻器。序號(hào)為12/148,488的美國專利申請案(2008年5月2日提出申請且標(biāo)題為“不間斷燃料電池系統(tǒng)(Uninterruptible?Fuel?Cell?System)”)中描述一種具有位于固體氧化物燃料電池(SOFC)系統(tǒng)的輸入/輸出模塊內(nèi)部的負(fù)載專用變頻器的示范性雙變頻器布置，所述專利申請案的揭示內(nèi)容出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。

另一方法是降低電力達(dá)5到10個(gè)循環(huán)以切換模式。如果使用單個(gè)變頻器，那么將需要5到10個(gè)循環(huán)的時(shí)間來降低并網(wǎng)及建立電壓模式控制。

又一方法是使用頻率下降來控制在并網(wǎng)匯出中或負(fù)載單獨(dú)輸出控制中共享的電力的量。

發(fā)明內(nèi)容

實(shí)施例包含一種發(fā)電系統(tǒng)，其包括：至少一個(gè)電力模塊，其包括經(jīng)配置以產(chǎn)生輸出電力的至少一個(gè)燃料電池段；至少一個(gè)第一輸出模塊，其包括電耦合于所述至少一個(gè)電力模塊與電網(wǎng)之間的至少一個(gè)電力調(diào)節(jié)組件；第一總線，其將所述電網(wǎng)電連接到負(fù)載的A側(cè)電力饋送，以使得所述至少一個(gè)電力模塊經(jīng)配置以經(jīng)由所述至少一個(gè)第一輸出模塊將電力供應(yīng)到所述負(fù)載的所述A側(cè)電力饋送；及至少一個(gè)第二輸出模塊，其包括電耦合于所述至少一個(gè)電力模塊與所述負(fù)載的B側(cè)電力饋送之間的至少一個(gè)電力調(diào)節(jié)組件。

其它實(shí)施例包含一種發(fā)電系統(tǒng)，其包括：至少一個(gè)電力模塊，其包括產(chǎn)生輸出電力的至少一個(gè)燃料電池段；至少一個(gè)不間斷電力模塊，其包括至少一個(gè)DC/AC變頻器及電耦合于所述至少一個(gè)電力模塊與負(fù)載的直接DC電力饋送之間的至少一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器；DC輸入總線，其電連接所述至少一個(gè)電力模塊與所述至少一個(gè)不間斷電力模塊；及DC輸出總線，其電連接所述至少一個(gè)不間斷電力模塊與負(fù)載。由所述至少一個(gè)電力模塊產(chǎn)生的所述輸出電力的至少一部分在第一電壓下經(jīng)由所述DC輸入總線提供到所述至少一個(gè)不間斷電力模塊，且經(jīng)由所述DC輸出總線以不同于所述第一電壓的第二電壓從所述至少一個(gè)不間斷電力模塊提供到所述負(fù)載。

其它實(shí)施例包含一種將電力提供到負(fù)載的方法，其包括：使用包括至少一個(gè)燃料電池段的至少一個(gè)電力模塊來產(chǎn)生輸出電力；經(jīng)由電網(wǎng)將所述輸出電力的第一部分提供到所述負(fù)載的A側(cè)電力饋送；及將所述輸出電力的第二部分提供到所述負(fù)載的B側(cè)電力饋送。

另外其它實(shí)施例包含一種將電力提供到負(fù)載的方法，其包含：使用包括至少一個(gè)燃料電池段的至少一個(gè)電力模塊來產(chǎn)生輸出電力；將所述輸出電力的第一部分提供到電網(wǎng)；將所述輸出電力的第二部分提供到DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器將所述輸出電力從第一電壓轉(zhuǎn)換到第二電壓；及將處于所述第二電壓的所述輸出電力提供到所述負(fù)載。

附圖說明

圖1A是圖解說明根據(jù)一實(shí)施例的系統(tǒng)的框圖。

圖1B到1K圖解說明處于各種操作模式中的圖1A的系統(tǒng)。