电力供应系统及过程技术方案

一种电力供应系统，包括：至少一个虚拟气隙变压器，包括至少一个初级绕组、至少一个次级绕组以及用于控制初级绕组和次级绕组之间的电磁耦合的一个或多个控制绕组；输入端口，被配置为接收具有第一输入基频和第一输入电压的第一输入信号；以及控制部件，被配置为：接收表示第一输入信号的第一输入电压和第一输入基频的信号，并且生成用于确定至少一个虚拟气隙变压器的控制绕组中的电流的对应虚拟气隙控制信号，使得在次级绕组处生成具有目标输出频率的目标输出电压；其中，电力供应系统接收具有第一输入基频和第一输入电压的第一输入信号形式的输入电能，并且生成具有目标频率和目标输出电压的对应第一输出信号形式的对应输出电能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力供应系统及过程
本专利技术涉及电能供应，尤其涉及电力供应系统及过程。
技术介绍
全球能源问题以电的形式利用化石燃料的储存能量的能力已使得人类能够为我们的福祉取得惊人的进步。但是，随着全球对电的需求的持续增加，人们普遍预计由此产生的对环境的影响将最终达到对我们的生存构成威胁的程度。因此，解决对普遍获得电的约束而没有不可持续的环境后果是社会和经济的最高优先事项。为了满足世界人口的正当愿望和影响贫困，美国能源情报署估计到2040年全球能源需求将增加50％以上(参考：国际能源展望2016)。同时，需要显著降低环境影响和能源的成本。我们的传统发电方法使用的化石燃料都是有限的资源。目前，我们唯一经过验证的清洁发电选择是水力、地热、生物质能、太阳能和风能。其中，太阳能和风能提供了满足我们未来需求的最佳机会，因为其它选项具有非常具体的地理输入和要求。如最近的巴黎气候公约或COP21公约所表明的，政策制定者的全球共识是我们需要大幅增加我们的清洁能源的产生。但是，随着我们目前和预测的清洁发电技术的进步，我们的电网设计无法让我们实现规定的目标。特别地，消纳是一个众所周知且尚未解决的问题。电力系统概述整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力供应系统，包括：至少一个虚拟气隙变压器，包括至少一个初级绕组、至少一个次级绕组以及用于控制所述初级绕组和所述次级绕组之间的电磁耦合的一个或多个控制绕组；输入端口，被配置为接收具有第一输入基频和第一输入电压的第一输入信号；以及控制部件，被配置为：接收表示所述第一输入信号的第一输入电压和第一输入基频的信号，并且生成用于确定所述至少一个虚拟气隙变压器的控制绕组中的电流的对应虚拟气隙控制信号，使得在所述次级绕组处生成具有目标输出频率的目标输出电压；其中，所述电力供应系统接收具有所述第一输入基频和所述第一输入电压的第一输入信号形式的输入电能，并且生成具有所述目标频率和所述目标输出电压的对应第...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.05 AU 20169030951.一种电力供应系统，包括：至少一个虚拟气隙变压器，包括至少一个初级绕组、至少一个次级绕组以及用于控制所述初级绕组和所述次级绕组之间的电磁耦合的一个或多个控制绕组；输入端口，被配置为接收具有第一输入基频和第一输入电压的第一输入信号；以及控制部件，被配置为：接收表示所述第一输入信号的第一输入电压和第一输入基频的信号，并且生成用于确定所述至少一个虚拟气隙变压器的控制绕组中的电流的对应虚拟气隙控制信号，使得在所述次级绕组处生成具有目标输出频率的目标输出电压；其中，所述电力供应系统接收具有所述第一输入基频和所述第一输入电压的第一输入信号形式的输入电能，并且生成具有所述目标频率和所述目标输出电压的对应第一输出信号形式的对应输出电能。2.根据权利要求1所述的电力供应系统，其中，所述系统被配置用于双向使用，使得所述系统接收具有第二输入基频和第二输入电压的第二输入信号形式的第二输入电能，并且生成具有第二目标频率和第二目标输出电压的对应第二输出信号形式的对应输出电能，其中，所述第二输入信号或从所述第二输入信号导出的相应信号被施加到所述至少一个虚拟气隙变压器的次级绕组，以在虚拟气隙变压器的初级绕组处生成具有所述第二目标输出电压的对应信号。3.根据权利要求1和2中任一项所述的电力供应系统，其中，所述至少一个虚拟气隙变压器包括通过被配置为储存能量的一个或多个对应回路串联连接的两个或更多个虚拟气隙变压器。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力供应系统，包括被配置为储存和释放能量的一个或多个电感器和/或一个或多个电容器。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电力供应系统，其中，所述至少一个虚拟气隙变压器包括至少一个单相虚拟气隙变压器。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电力供应系统，其中，所述至少一个虚拟气隙变压器包括至少一个三相虚拟气隙变压器。7.根据权利要求1至6中任一项所述的电力供应系统，其中，所述至少一个虚拟气隙变压器包括至少一个壳型虚拟气隙变压器。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电力供应系统，其中，所述至少一个虚拟气隙变压器包括至少一个如下所述的虚拟气隙变压器：其具有由具有相应不同磁特性的不同材料构成的磁芯，使得所述磁芯的在磁路中形成有虚拟气隙的区域由第一材料构成，并且所述磁芯的另一区域由第二材料构成，其中，所述第一材料的至少一个磁特性的值与所述第二材料的该至少一个磁特性的值不同。9.根据权利要求1至8中任一项所述的电力供应系统，其中，所述至少一个虚拟气隙变压器包括如下所述的虚拟气隙变压器：其具有设置在虚拟气隙变压器的相应极片的相对面之间的一个或多个控制绕组。10.根据权利要求1至9中任一项所述的电力供应系统，其中，所述至少一个虚拟气隙变压器包括如下所述的虚拟气隙变压器：其具有其中形成有相互间隔开的开口的磁芯、缠绕穿过所述开口并围绕所述磁芯的设置在所述开口之间的部分的一个或多个控制绕组。11.根据权利要求10所述的电力供应系统，其中，所述磁芯由堆叠的叠片形成，并且所述开口由堆叠的叠片中的间隙限定。12.根据权利要求1至11中任一项所述的电力供应系统，包括被配置为生成表示磁通的磁通信号的磁通传感器，其中，所述控制部件被配置为基于所述磁通信号生成虚拟气隙控制信号。13.根据权利要求1至12中任一项所述的电力供应系统，其中，所述控制部件被配置为以足够高的频率运行，以允许去除所述第一输入信号中存在的谐波。14.根据权利要求1至13中任一项所述的电力供应系统，其中，所述虚拟气隙控制信号被生成为脉宽调制PWM数字信号，以确定所述控制绕组中的电流。15.根据权利要求14所述的电力供应系统，其中，所述控制部件被配置为以足够高的频率生成所述PWM数字信号，以允许去除所述第一输入信号中存在的谐波。16.根据权利要求15所述的电力供应系统，其中，PWM频率至少为10kHz。17.根据权利要求1至16中任一项所述的电力供应系统，其中，所述控制部件被配置为将所述虚拟气隙控制信号生成为DC信号。18.根据权利要求1至16中任一项所述的电力供应系统，其中，所述控制部件被配置为将所述虚拟气隙控制信号生成为用谐波调制的DC信号，以减少所述第一输出信号中的谐波。19.根据权利要求1至16中任一项所述的电力供应系统，其中，所述控制部件被配置为将所述虚拟气隙控制信号生成为AC信号。20.根据权利要求1至19中任一项所述的电力供应系统，其中，所述至少一个虚拟气隙变压器包括多个虚拟气隙，所述多个虚拟气隙被布置为选择性地限定穿过所述至少一个次级绕组的相反磁通路径。21.根据权利要求1至20中任一项所述的电力供应系统，其中，所述至少一个虚拟气隙变压器包括多个虚拟气隙，所述多个虚拟气隙被布置为限定用于允许对流经所述至少一个次级绕组的磁通量的控制的多个磁通路径。22.一种电力供应过程，包括：在电力供应系统的控制部件处接收至少一个信号，所述至少一个信号至少表示第一输入信号的时变的第一基频和所述第一输入信号的时变的第一电压；处理接收的信号以生成：对应控制信号，用于使所述电力供应系统的虚拟气隙变压器生成具有目标输出电压和目标输出频率的对应信号；由此，处理具有第一输入基频和所述第一电压的第一输入信号形式的接收的输入电能，以生成具有目标频率和所述目标输出电压的对应第一输出信号形式的对应输出电能。23.一种电力供应系统，包括：至少一个虚拟气隙变压器，包括至少一个初级绕组、至少一个次级绕组以及用于控制所述初级绕组和所述次级绕组之间的电磁耦合的一个或多个控制绕组；外差部件，被配置为接收具有第一基频的信号并生成对应外差信号，所述外差信号具有与所述第一基频和参考频率的和与差对应的频率分量；滤波部件，被配置为对外差信号进行滤波以从中去除和频率分量与差频率分量之一，并且提供对应的经滤波信号；输入端口，被配置为接收具有第一输入基频和第一输入电压的第一输入信号；以及控制部件，被配置为：(i)接收至少表示所述第一输入信号的第一输入基频的信号，并且生成用于确定所述外差部件的参考频率的对应频率控制信号，使得所述经滤波信号具有目标输出频率；以及(ii)接收表示所述第一输入电压的信号，并且生成用于确定所述至少一个虚拟气隙变压器的控制绕组中的电流的对应虚拟气隙控制信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·威廉姆斯，A·斯科比，
申请(专利权)人：法拉达伊格里德有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB