一种交流发电系统包含其中包括励磁机的交流发电机、配置成生成在第一频率的第一电压的无刷永磁发电机电压源、配置成生成在第二频率的第二电压的第二电压源及线圈。此外，无刷永磁发电机电压源提供第一电压作为在线圈处的与第二电压源组合的补充电压供应，以生成由交流发电机的励磁机接收的恒定励磁机场。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本文中公开的主题一般涉及电功率生成领域。更具体地说，主题涉及用于为交流(AC)发电系统改进负载接受特性的技术。在电功率生成领域中，范围广泛的系统是已知的，并且目前可用于转换，产生和施加功率到负载。取决于应用，AC发电系统可包含将引入功率从一种形式转换成如由负载使用的另一形式的电路系统。在典型的AC发电系统中，例如，整流器将交流(AC)功率（例如来自发电机）转换成直流(DC)功率。DC功率随后能够施加到旋转线圈以形成激励AC发电机的静止线圈，从而产生可控AC输出的励磁机场。传统上，永磁发电机(PMG)可用作AC发电系统的励磁机场的功率源。然而，在AC发电系统的电网上接收新负载时，由PMG供应的电压可大幅衰退，从而导致使电网稳定的慢响应时间。相应地，开发允许减轻和/或消除与PMG衰退有关的功率下垂(droop)的系统和技术可以是有利的。
技术实现思路
下面概述在范围中与最初要求保护的主题相称的某些实施例。这些实施例不意图限制要求保护的主题的范围，而是，这些实施例只是提供主题的可能形式的简短总结。实际上，主题可囊括可与下面阐述的实施例类似或不同的多种形式。在第一实施例中，交流发电系统包含其中包含励磁机的交流发电机、配置成生成在第一频率的第一电压的无刷永磁发电机电压源、配置成生成在第二频率的第二电压的第二电压源及线圈，其中，无刷永磁发电机电压源提供第一电压作为在线圈处的与第二电压组合的补充电压供应，以生成由交流发电机的励磁机接收的恒定励磁机场。在第二实施例中，装置包含自动电压调节器，其中，自动电压调节器控制进入励磁机场的线圈的电压，其中，自动电压调节器包含配置成对从永磁发电机和第二电压源接收的在不同频率的电压输入进行整流，以及将电压供应到直流母线的功率转换器。自动电压调节器也包含自动电压调节器控制器，其配置成接收来自交流发电机的输出的数据，并且基于从交流发电机的输出接收的数据，控制在直流母线处的电压到励磁机场的线圈的施加。在第三实施例中，用于控制交流发电机的输出的方法包含：在自动电压调节器处接收来自无刷永磁发电机和第二电压源的电压，其中，从无刷永磁发电机接收的电压包括与从第二电压源接收的电压不同的频率；在自动电压调节器处接收指示交流发电机的输出的电流电平和电压电平的信号；以及控制在励磁机场的线圈处的来自无刷永磁发电机和第二电压源的电压的施加，以改变励磁机场的量值，其中，励磁机场激励在交流发电机内的交流励磁机，交流励磁机控制交流发电机的生成场，并且生成场控制交流发电机的输出。附图说明在参照附图阅读下面详细描述时，本主题的这些和其它特征、方面和优点将更好理解，其中在遍及整个附图中相似字符表示相似部分，其中：图1是根据实施例的能量生成、传输和分配基础设施系统的框图；图2是根据实施例，供在图1的系统中使用的交流(AC)功率生成系统的框图；图3是根据实施例，图2中图示的AC功率生成系统的功率转换器的二极管整流器的框图；图4是根据实施例，图2中图示的AC功率生成系统的自动电压调节器的框图。具体实施方式将在下文描述本主题的一个或多个特定实施例。致力于提供这些实施例的简洁描述，可不在该说明书中描述实际实现的所有特征。应领会,在任何这种实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多实现特定的决策以达到开发者的特定目标，例如与系统相关和业务相关的约束一致，该目标可从一个实现变化到另一个。此外，应领会,这种开发努力可能是复杂并且耗时的，但对于受益于本公开的那些普通技术人员仍将是设计、制作和制造的例行任务。在引入本主题的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”以及“所述”意图意味着存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”以及“具有”意图为包含的，并且意味着可存在除了所列出的元件之外的附加的元件。本主题涉及在电网上交流(AC)功率生成系统的控制以补偿在电网处接受新负载时AC功率生成系统的功率输出的变化。施加到AC功率生成系统的励磁机场的线圈的电压可确定AC功率生成系统能够响应于接受新负载的速率。因此，在励磁机场的线圈处提供恒定电压源以补充励磁机场的主功率供应可以是有利的。恒定电压源可升压施加到线圈的电压，并且使AC功率生成系统能够基于在电网处接受新负载而改变功率输出。例如，为改进响应时间，永磁发电机(PMG)可提供与第二电压源并联的具有恒定电位的辅助电压源，以补偿第二电压源的滞后电压输出。以这样的方式，负载添加的响应时间可被改进。另外，对于PMG电压输出和第二电压源的输出,可期望每个可通过全波桥式整流器以将电压输出操纵(steer)向耦合到励磁机场的DC母线，以及防止电压从一个电压源到另一电压源的反馈(back-feeding)。鉴于前述，描述诸如图1中图示的示例智能电网系统10的基础设施的实施例可能是有用的。要注意，本文中描述的系统和方法可应用到多种基础设施，其包含但不限于输电和配电基础设施。如所描绘，智能电网系统10可包含一个或多个公用事业12。公用事业12可提供智能电网系统10的监督操作。例如，公用事业控制中心14可监测和引导由一个或多个发电站16和备选发电站18产生的功率。发电站16可包含常规发电站，例如使用燃气、煤碳、生物质以及用于燃料的其它含碳产品的发电站。备选发电站18可包含使用太阳能、风能、水力发电、地热能及其它备选功率源（例如，可再生能源）产生电力的发电站。其它基础设施组件可包含水力生产厂20和地热能生产厂22。例如，水力生产20可提供水力发电，并且地热能生产厂22可提供地热发电。由发电站16、18、20和22生成的功率可通过输电网24传输。输电网24可覆盖广阔的地理区域或多个区域，例如一个或多个市、州或国家。输电网24也可以是单相交流(AC)系统，但大多数通常可以是三相AC电流系统。如所描绘，输电网24可包含一系列的塔以支持一系列的以各种配置的高架电导线。例如，极高电压(EHV)导线可以以三导线束来布置，三导线束具有三个相每个一根导线。输电网24可支持在110千伏(kV)到765千伏(kV)范围的标称系统电压。在描绘的实施例中，输电网24可电耦合到配电子站和电网26。配电子站和电网26可包含变换器以将引入功率的电压从传输电压（例如，765 kV、500kV、345kV或138kV）变换到主要（例如，13.8kV或4160V）和次要（例如，480V、240V或120V）配电电压。例如，工业电功率消费装置（例如，生产厂）可使用13.8kV的主配电电压，而输送到商业和住宅消费装置的功率可处在120V到480V的第二配电电压范围中。如图1中再次所描绘，输电网24和配电子站和电网26可以是智能电网系统10的一部分。相应地，输电网24和配电子站26可包含各种数字和自动化技术以控制诸如发电机、开关、电路断路器、自动继电器等功率电子设备。输电网24和配电子站和电网26也可包含各种通信、监测和记录装置，比如例如可编程逻辑控制器(PLC)和电故障感测保护继电器。例如，在暴风雨期间，电网26上的保护继电器可检测到子站下游的电气故障，并且操作电路断路器以允许故障清除和恢复电功率。在某些实施例中，输电网24和配电子站和电网26也可输送功率和将诸如电负载需求的变化的数据传递到计量系统30。在某些实施例中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种交流发电系统，所述系统包括：包括励磁机的交流发电机；配置成生成在第一频率的第一电压的无刷永磁发电机电压源；配置成生成在第二频率的第二电压的第二电压源；以及线圈，其中所述无刷永磁发电机电压源提供所述第一电压作为在所述线圈处的与所述第二电压组合的补充电压供应，以生成由所述交流发电机的所述励磁机接收的恒定励磁机场。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.12 US 14/2064491.一种交流发电系统，所述系统包括：包括励磁机的交流发电机；配置成生成在第一频率的第一电压的无刷永磁发电机电压源；配置成生成在第二频率的第二电压的第二电压源；以及线圈，其中所述无刷永磁发电机电压源提供所述第一电压作为在所述线圈处的与所述第二电压组合的补充电压供应，以生成由所述交流发电机的所述励磁机接收的恒定励磁机场。2.如权利要求1所述的系统，其中所述第二电压源供应作为主要电压供应的三相交流电压。3.如权利要求2所述的系统，包括耦合到直流母线的第一全波桥式整流器，其中所述第一全波桥式整流器接收所述无刷永磁发电机电压源的输出，并且包括耦合到所述直流母线的第二全波桥式整流器，其中所述第二全波桥式整流器接收所述第二电压源的输出。4.如权利要求3所述的系统，其中所述第一全波桥式整流器和所述第二全波桥式整流器包括防止反馈电压到所述无刷永磁发电机电压源和所述第二电压源中的阻断机构。5.如权利要求2所述的系统，包括隔离功率电位变换器，其中所述补充电压供应提供到所述隔离功率电位变换器的输入，并且所述隔离功率电位变换器生成与所述第二电压源隔离，并且补充所述无刷永磁发电机电压源的所述输出的隔离三相交流电压信号。6.如权利要求1所述的系统，其中所述第二电压源是直流电池源，并且所述第二电压源在所述线圈处供应直流电压。7. 如权利要求1所述的系统，其中所述补充电压供应提供电压，以在接受在耦合到所述交流发电系统的电网上负载时，在大约50 ms内减轻在所述第二电压源的所述输出处的电压降。8. 如权利要求1所述的系统，其中所述无刷永磁发电机生成在大约150 Hz的所述第一电压，并且所述第二电压源生成在大约50 Hz的所述第二电压。9.如权利要求1所述的系统，包括自动电压调节器，其中所述自动电压调节器包括一个或多个全波桥式整流器和自动电压调节器控制器，其中所述自动电压调节器控制到所述恒定励磁机场的线圈的电压施加，以改变所述恒定励磁机场的量值。10.如权利要求9所述的系统，其中所述自动电压调节器基于所述交流发电机的输出的电压电平和电流电平，控制到所述恒定励磁机场的所述线圈的所述电压施加。11.一种装置，包括：自动电压调节器，其中所述自动电压调节...
【专利技术属性】
技术研发人员：EG小本亚，JF斯蒂特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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