用于改进热电厂中的发电的方法和装置制造方法及图纸

一种用于改进热电厂中的发电的方法和装置。动态无功补偿系统被提供并且连接到电厂的高电压母线或者发电机母线。动态无功补偿系统包括功率电子器件并且可操作用于提供需要来自电厂的无功功率的大部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热电厂并且更具体地涉及用于改进热电厂中的发电的方法和装置。
技术介绍
(在完整AC波形周期上)造成在一个方向上的能量净传送的功率流部分称为实功率(或者有用或者有功功率)。由于负载中的存储能量在每个周期中向电源返回所致的该功率流部分称为无功功率。表观功率是实功率与无功功率的矢量和。AC功率系统的功率因子定义为实功率与表观功率之比并且是在O与I之间的数。当波形完全为正弦曲线时，功率因子是在电流与电压正弦波形之间的相角(φ )的余弦。功 率因子在电压和电流同相时等于I并且在电流比电压超前或者滞后90度时为零。如果负载完全为电抗性，则电压和电流异相90度并且无净能量流。功率因子通常标识为“超前”或者“滞后”以表示相角的符号，其中超前指示为负号。对于传输相同数量的实功率的两个AC功率系统，具有较低功率因子的系统将由于从负载中的能量储存器向电源返回的能量而具有较高循环电流。功率系统中的这些较高电流将产生较高损耗并且降低整个的传输效率。较低功率因子的电路将针对相同数量的实功率传送而具有较高表观功率和较高损耗。因此希望在AC功率系统中维持高功率因子。传输运营商，比如独立服务运营商(ISO)和地区传输运营商(MW)补偿发电机的实功率(以兆瓦为单位(MW)给出)、但是通常未补偿发电机的无功功率(以兆伏安无功(MVar)为单位给出)。然而无功功率是在电网上维持适当电压电平所必需的。无这样的电压支持，将不利地影响实功率的传送和分配。出于这一原因，传输运营商经常要求发电机提供某一数量的无功功率以便连接到传输运营商运行的电网。通常，提供这样的所需无功功率减少发电机原本可以供应的实功率数量并且降低发电机生成的功率的功率因子。本专利技术涉及一种用于改进从热电厂的功率供应的方法和装置。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种用于改进热电厂中的发电的方法，该热电厂具有连接到高电压母线的发电机。根据该方法，提供包括一个或者多个功率电子器件的动态无功补偿系统(DRCS)。DRCS连接到电厂的高电压母线并且被操作成提供需要从热电厂提供的无功功率的大部分。根据本专利技术也提供一种热电厂，该热电厂包括用于连接到传输网络的高电压母线。发电机连接到高电压母线。动态无功补偿系统(DRCS)连接到高电压母线并且包括一个或者多个功率电子器件。DRCS可操作用于提供需要从热电厂提供的无功功率的大部分。附图说明本专利技术的特征、方面和优点将在参照下文描述、所附权利要求和以下附图时变得更好地被理解，其中图I是发电站的示意图，可以在该发电站中利用本专利技术的方法和装置；图2是可以在发电站中使用的动态无功补偿系统(DRCS)的第一实施例的电路示意图；图3是可以在发电站中使用的DRCS的第二实施例的电路示意图；图4是可以在发电站中使用的DRCS的第三实施例的电路示意图；图5是可以在发电站中使用的DRCS的第四实施例的电路示意图；图6是无DRCS的发电站的发电能力曲线；图7是有DRCS的第一实施例的发电站的发电能力曲线；图8是有DRCS的第二实施例的发电站的发电能力曲线；图9是有DRCS的第三实施例的发电站的发电能力曲线；图10是控制发电站的电厂控制系统的示意布局；并且图11是DRCS控制系统的示意图，该控制系统是电厂控制系统的部分。具体实施例方式应当注意，在下文具体描述中，相同部件无论是否在本专利技术的不同实施例中示出它们都具有相同标号。也应当注意，为了清楚和简洁地公开本专利技术，附图可以未必按比例，并且可以用有些示意的形式示出本专利技术的某些特征。现在参照图1，示出了发电站10的示意图，可以在该发电站中利用本专利技术的方法和装置。发电站10可以是热电厂(比如燃煤电厂、核电厂、太阳能电厂或者地热电厂)。发电站10包括根据一个或者多个蒸汽驱动的涡轮机(未示出)供应的机械能发电的发电机12。发电机12的输出通常具有范围从约2kV到约30kV的电压。升压主变压器14将来自发电机12的电功率转换成适合于传输的电压(例如大于IlOkV)。主变压器14由断路器18连接到高电压母线16。高电压母线16又在发电机共同耦合点(GPCC) 24连接到传输网络22。高电压母线16通常具有范围从约30kV到约765kV或者更多的电压。一个或者多个变电站26连接到传输网络22。每个变电站26逐步降低电压并且通过分配网络30向终端用户客户28提供生成的功率。传输网络22和分配网络30帮助形成电网。在发电站10以内，动态无功补偿系统(DRCS)32直接并接连接到高电压母线16 (即与发电机12并联连接到高电压母线16)。DRCS 32位于发电站10的开关场(switchyard)相邻处或者该开关场以内。DRCS 32用来增加发电站10的实功率输出。DRCS 32动态提供需要来自发电站10的无功功率的大部分，而发电机12提供需要来自发电站10的实或者有功功率。通过从DRCS 32而不是发电机12提供无功功率的大部分，发电机12可以提供更多有功功率并且仍然保持于指定的功率因子范围内。当然，发电机12仍将提供少量无功功率。DRCS 32通常提供范围从±lMVar到±600MVar或者更大的MVar。由于DRCS32安装于发电站10中，发电站10 (发电机12)输出的实功率数量可以从O增加至约15%、更通常从约5%到约15%、进而更通常从约5%到约10%而又满足所需功率因子。此外，发电机12与它的额定实功率输出很接近地操作(通常从约95%到约99. 8% )。可以根据多个不同实施例之一构造DRCS 32。在图2中示出了标号32a标示的在这些实施例中的第一实施例；在图3中示出了标号32b标示的在这些实施例中的第二实施例；在图4中示出了标号32c标示的在这些实施例中的第三实施例；并且在图5中示出了标号32d标示的在这些实施例中的第四实施例。DRCS 32的每个实施例包括以下设备中的一个或者多个设备闸流管控制的电抗器(TCR) 36、闸流管切换的电容器(TSC) 38、机械切换的电容器(MSC) 40和电压源转换器(VSC)系统150。TCR 36 (在图2-4中示出)可操作用于在步进基础或者连续可变基础上供应负无功功率。TCR 36包括与一个或者多个大型电抗器(电感器)46串联连接的双向闸流管阀44。在TCR 36的所不实施例中，闸流管阀44连接于一对电抗器46之间。如果电抗器46之一出故障(比如可能由于短接匝或者闪络而出现)，则两个电抗器46的使用限制经过闸流管阀44的故障电流。当在连续基础上操作时，闸流管阀44根据从电压过零测量的激发角按照供应频率的交替半周期导通。改变激发角改变TCR 36供应的负无功功率。当在连续基础上操作时，TCR 36产生谐波电流，因为闸流管阀44仅针对周期的部分允许电抗器46中的导通。TSC 38(在图2-4中示出)可操作用于以切换(步进)方式供应正无功功率。TSC38包括与一个或者多个电容器48串联连接的双向闸流管阀44。在TSC 38的所示实施例中，闸流管阀44连接于小型电抗器50与多个并联连接的电容器48之间。电抗器50允许 TSC38调谐至希望的谐波频率并且最小化涌入电流。TSC 38在闸流管阀44导通时供应正无功功率。MSC 40 (在图3和图5中示出)包括连接到断路器56的一个或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·D·斯科特，D·拉森，
申请(专利权)人：ABB公司，
类型：
国别省市：