发电系统和用于存储电能的方法技术方案

提供了一种发电系统（１０）和用于存储电能的方法。该方法包括自风力涡轮发电机（２２）产生第一ＡＣ电压，以及利用整流器（４０）将第一ＡＣ电压转换成第一ＤＣ电压。该方法进一步包括通过ＤＣ电压总线（４１）将第一ＤＣ电压传送到功率变换器（２４）的换流器（４２），以及响应于来自功率变换器控制器（４６）的第一控制信号而利用换流器（４２）将第一ＤＣ电压转换成第二ＡＣ电压，且将第二ＡＣ电压输出到电网（１２）。该方法进一步包括从可操作地联接到ＤＣ电压总线（４１）上的ＤＣ－ＤＣ变换器（４４）处接收来自ＤＣ电压总线的第一ＤＣ电压，且响应于第二控制信号而利用ＤＣ－ＤＣ变换器（４４）将来自第一ＤＣ电压的电能存储到电池存储单元（２６）中。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
风电场已经用于产生电能。风电场通常具有各产生电能的多个风力涡轮机。然 而，当风电场开始产生电网不需要的过剩电能时，控制系统减小由风力涡轮机产生的电能 的量。因此，风力涡轮机能够产生的电能的量没有被完全地利用。 因此，专利技术人在本文已经认识到对最大程度地减小和/或消除上述缺陷的改进了 的发电系统的需要。
技术实现思路
提供了根据示例性实施例的发电系统。该发电系统包括具有壳体、整流器、DC电 压总线、换流器和功率变换器控制器的功率变换器。整流器、DC电压总线、换流器和功率变 换器控制器设置在壳体中。DC电压总线电联接到整流器和换流器两者上。控制器与换流器 可操作地连通。整流器构造成接收第一AC电压，且将第一AC电压转换成第一DC电压。DC 电压总线构造成将第一DC电压传送到换流器。换流器构造成响应于来自功率变换器控制 器的第一控制信号而将第一DC电压转换成第二AC电压，且将第二AC电压输出到电网。发 电系统进一步包括可操作地联接到DC电压总线上的DC-DC变换器。DC-DC变换器构造成从 DC电压总线接收第一 DC电压，且响应于第二控制信号而将来自第一 DC电压的电能存储到 电池存储单元中。DC-DC变换器进一步构造成响应于第三控制信号而输出通过DC电压总线 传送到换流器的第二DC电压。功率变换器的换流器进一步构造成响应于来自功率变换器 控制器的第四控制信号而将第二DC电压转换成第三AC电压，且将第三AC电压输出在电网 上。 提供了一种根据另一个示例性实施例的用于存储电能的方法。该方法包括自风力 涡轮发电机产生第一AC电压。该方法进一步包括利用电联接到风力涡轮发电机上的功率 变换器的整流器来将第一 AC电压转换成第一 DC电压。该方法进一步包括通过DC电压总 线将第一DC电压传送到功率变换器的换流器。该方法进一步包括响应于来自功率变换器 控制器的第一控制信号而利用换流器将第一DC电压转换成第二AC电压，且将第二AC电压 输出到电网。该方法进一步包括自可操作地联接到DC电压总线上的DC-DC变换器处接收 来自DC电压总线的第一DC电压。该方法进一步包括响应于第二控制信号而利用DC-DC变 换器将来自第一DC电压的电能存储到电池存储单元中。 附图简述 附图说明图1显示了根据一个示例性实施例的风电场发电系统的示意图；以及 图2和3显示了根据另一个示例性实施例的用于存储电能的方法的流程图。 部件列表 风电场发电系统IO AC电网12 风力涡轮机20 风力涡轮机壳体214 AC发电机22 功率变换器24 电池存储单元26 风力涡轮机控制系统28 风电场控制器30 壳体39 整流器40 DC电压总线41 换流器42 DC-DC变换器44 功率变换器控制器46 放电-充电控制器48具体实施例方式参看图l，现在将阐述用于将电能输送到AC电网12的风电场发电系统10。风电 场发电系统10包括风力涡轮机20、风力涡轮机壳体21、AC发电机22、功率变换器24、电池 存储单元26、风力涡轮机控制系统28和风电场控制器30。 风力涡轮机20构造成响应于接触风力涡轮机的风而旋转，以驱动AC发电机22，从 而使得AC发电机22输出AC电压。风力涡轮机20操作地联接到可控制风力涡轮机20的 操作的风力涡轮机控制器28上。 风力涡轮机壳体21构造成将AC发电机22、功率变换器24、电池存储单元26和风 力涡轮机控制器围绕在其中。风力涡轮机20可旋转地联接到风力涡轮机壳体21上。 功率变换器24构造成接收来自AC发电机22的AC电压，并将AC电压供应到AC 电网12。功率变换器24进一步构造成将DC电压供应到电池存储单元26，以存储由AC发 电机22产生的过剩电能。功率变换器24包括壳体39、整流器40、换流器42、 DC-DC变换 器44、功率变换器控制器46和放电_充电控制器48。在一个示例性实施例中，壳体39构 造成将整流器40、换流器42、DC-DC变换器44、控制器46和放电_充电控制器48保持在其 中。在另一个示例性实施例中，DC-DC变换器44设置在壳体39的外面，且可操作地联接在 DC电压总线41和电池存储单元26之间。 整流器40构造成接收来自AC发电机22的AC电压，且对AC电压进行整流，以获 得DC电压。整流器40将DC电压输出在DC电压总线41上。DC电压总线41将DC电压传 送到换流器42和DC-DC变换器44两者上。 换流器42构造成接收来自DC电压总线41的DC电压，且将DC电压转换成AC电 压，此AC电压从换流器42输出到AC电网12。特别地，换流器42响应于接收来自功率变换 器控制器46的控制信号而将AC电压输出到AC电网12。另外，功率变换器控制器46响应 于接收来自风电场控制器30的控制信号而产生由换流器42所接收的控制信号。 DC-DC变换器44构造成接收来自DC电压总线41的DC电压。DC_DC变换器44响 应于来自放电-充电控制器48的控制信号而调节DC电压的电压水平，且将DC电压输出到 电池存储单元26。电池存储单元26接收来自DC-DC变换器44的DC电压输出，且将电能存储在其中。DC-DC变换器44进一步构造成响应于来自放电-充电控制器48的另一个控制 信号而利用来自电池存储单元26的电能输出DC电压在DC电压总线41上。 功率变换器控制器46构造成控制功率变换器24的操作。特别地，控制器46响应 于来自风电场控制器30的控制信号而产生控制信号，以促使换流器42将AC电压输出在AC 电网12上。另外，控制器46产生另一个控制信号，以促使放电_充电控制器48指示DC-DC 变换器44将电能存储到电池存储单元26中。另外，控制器46产生另一个控制信号，以促 使放电_充电控制器48指示DC-DC变换器44使用存储在电池存储单元26中的电能来将 DC电压输出在DC电压总线41上。如图所示，功率变换器控制器46可操作地联接到换流器 42、放电-充电控制器48、风电场控制器30和风力涡轮机控制系统28。 放电-充电控制器48构造成控制DC-DC变换器44的操作，从而使得DC-DC变换 器44将DC电压输出到电池存储单元26，以将电能存储在其中，或者将DC电压输出在DC电 压总线41上。 电池存储单元26构造成响应于接收来自DC-DC变换器44的DC电压而将电能存 储在其中。电池存储单元26包括电联接在一起的一个或多个电池。电池存储单元26还可 将DC电压输出到DC-DC变换器44。 风力涡轮机控制系统28构造成控制风力涡轮机20的操作。特别地，风力涡轮机 控制系统28可控制风力涡轮机20的操作位置，且可响应于接收自风电场控制器30的控制 信号而控制风力涡轮机的最大旋转速度。 风电场控制器30构造成控制从功率变换器24输出到AC电网12的电能的量。风 电场控制器30产生由风力涡轮机控制系统28、功率变换器控制器46和放电-充电控制器 48所接收的控制信号。 现在提供风电场发电系统10的运行的一般综述。风电场控制器30监视和控制从 系统10输出的电能的实际量。通常，风电场控制器30将指示功率变换器控制器46将所有 产生的电能输出到AC电网12。但是，如果风速高得足以允许AC发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电系统（１０），包括：具有壳体（３９）、整流器（４０）、ＤＣ电压总线（４１）、换流器（４２）和功率变换器控制器（４６）的功率变换器（２４），所述整流器（４０）、所述ＤＣ电压总线（４１）、所述换流器（４２）和所述功率变换器控制器（４６）设置在所述壳体（３９）中，所述ＤＣ电压总线（４１）电联接到所述整流器（４０）和所述换流器（４２）两者上，所述控制器（４６）与所述换流器（４２）可操作地连通，所述整流器（４０）构造成接收第一ＡＣ电压，且将所述第一ＡＣ电压转换成第一ＤＣ电压，所述ＤＣ电压总线（４１）构造成将所述第一ＤＣ电压传送到所述换流器（４２），所述换流器（４０）构造成响应于来自所述功率变换器控制器（４６）的第一控制信号而将所述第一ＤＣ电压转换成第二ＡＣ电压，且将所述第二ＡＣ电压输出到电网（１２）；可操作地联接到所述ＤＣ电压总线（４１）上的ＤＣ－ＤＣ变换器（４４），所述ＤＣ－ＤＣ变换器（４４）构造成接收来自所述ＤＣ电压总线（４１）的所述第一ＤＣ电压，且响应于第二控制信号而将来自所述第一ＤＣ电压的电能存储到电池存储单元（２６）中，所述ＤＣ－ＤＣ变换器（４４）进一步构造成响应于第三控制信号而输出第二ＤＣ电压，所述第二ＤＣ电压通过所述ＤＣ电压总线（４１）被传送到所述换流器（４２）；并且所述功率变换器（２４）的所述换流器（４２）进一步构造成响应于来自所述功率变换器控制器（４６）的第四控制信号而将所述第二ＤＣ电压转换成第三ＡＣ电压，且将所述第三ＡＣ电压输出在所述电网（１２）上。...

【技术特征摘要】
US 2008-9-30 12/241951一种发电系统(10)，包括具有壳体(39)、整流器(40)、DC电压总线(41)、换流器(42)和功率变换器控制器(46)的功率变换器(24)，所述整流器(40)、所述DC电压总线(41)、所述换流器(42)和所述功率变换器控制器(46)设置在所述壳体(39)中，所述DC电压总线(41)电联接到所述整流器(40)和所述换流器(42)两者上，所述控制器(46)与所述换流器(42)可操作地连通，所述整流器(40)构造成接收第一AC电压，且将所述第一AC电压转换成第一DC电压，所述DC电压总线(41)构造成将所述第一DC电压传送到所述换流器(42)，所述换流器(40)构造成响应于来自所述功率变换器控制器(46)的第一控制信号而将所述第一DC电压转换成第二AC电压，且将所述第二AC电压输出到电网(12)；可操作地联接到所述DC电压总线(41)上的DC-DC变换器(44)，所述DC-DC变换器(44)构造成接收来自所述DC电压总线(41)的所述第一DC电压，且响应于第二控制信号而将来自所述第一DC电压的电能存储到电池存储单元(26)中，所述DC-DC变换器(44)进一步构造成响应于第三控制信号而输出第二DC电压，所述第二DC电压通过所述DC电压总线(41)被传送到所述换流器(42)；并且所述功率变换器(24)的所述换流器(42)进一步构造成响应于来自所述功率变换器控制器(46)的第四控制信号而将所述第二DC电压转换成第三AC电压，且将所述第三AC电压输出在所述电网(12)上。2. 根据权利要求l所述的发电系统(IO)，其特征在于，所述发电系统(10)进一步包括可操作地联接到所述DC-DC变换器(44)上的放电-充电控制器(48)。3. 根据权利要求2所述的发电系统，其特征在于，所述DC-DC电压变换器(44)构造成响应于来自所述放电-充电控制器(48)的所述第二控制信号而调节所述第一DC电压的电压水平，以获得第三DC电压。4. 根据权利要求3所述的发电系统(IO)，其特征在于，所述电池存储单元(26)构造成响应于从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M阿尔滕舒尔特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]