[发明专利]发电单元以及用于产生电能的方法

权利要求书

1.一种发电单元，包括涡轮机(3)、由所述涡轮机(3)驱动的发电机(6)、用于将所述发电机(6)连接至电力网(2)以及涡轮速度控制装置的电连接装置(9-12)，其特征在于，所述涡轮速度控制装置为电控制装置，并且所述发电机(6)为具有低负载角的永磁同步发电机，并且所述电连接装置(9-12)包括用于供应DC电压的二极管整流器(9)，由此所述涡轮机的转速由DC电压电平控制。

2.根据权利要求1所述的发电单元，其特征在于，所述电控制装置包括用于调节DC电平的装置(11，12，13)。

3.根据权利要求2所述的发电单元，其特征在于，所述用于调节DC电平的装置包括具有逆变器控制装置(27)的逆变器和/或具有比率控制装置的变压器(12)。

4.根据权利要求2所述的发电单元，其特征在于，所述用于调节DC电平的装置包括用于改变所述发电机中的有效绕组圈数的装置(13)，优选为抽头变换器。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的发电单元，其特征在于，所述涡轮机(3)为风力涡轮机。

6.根据权利要求5所述的发电单元，其特征在于，所述风力涡轮机(3)具有竖直轴线。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的发电单元，其特征在于，所述涡轮机被设置成由海浪或者水流提供动力。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的发电单元，其特征在于，所述负载角小于12°，优选为小于10°。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的发电单元，其特征在于，所述电连接装置(9-12)被设置成提供至少10kV的电压。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的发电单元，其特征在于，所述电连接装置(9-12)包括接地的电容器(10)。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的发电单元，其特征在于，所述发电机的定子绕组包括电缆。

12.根据权利要求11所述的发电单元，其特征在于，所述电缆包括由绝缘系统围绕的导电材料的中心芯(31)，所述绝缘系统包括内半导体层(32)和外半导体层(34)以及固体绝缘材料的中间层(33)。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的发电单元，其特征在于，所述电连接装置包括用于测量、控制以及/或管理所述发电单元的运行的监控系统(14)。

14.根据权利要求13所述的发电单元，其特征在于，所述监控系统包括用于测量电流、电压以及/或负载角的测量装置(15)。

15.根据权利要求13所述的发电单元，其特征在于，所述监控系统包括用于使所述发电单元的电压与所述电力网的电压同步的同步装置(16)。

16.根据权利要求13所述的发电单元，其特征在于，所述监控系统包括保护继电器(17)。

17.根据权利要求13所述的发电单元，其特征在于，所述监控系统包括用于控制有功功率和无功功率的装置(18)。

18.根据权利要求13所述的发电单元，其特征在于，所述监控系统包括用于测量所输送能量的量的装置(19)。

19.根据权利要求13所述的发电单元，其特征在于，所述监控系统包括用于电制动所述涡轮机的装置(20)。

20.根据权利要求13所述的发电单元，其特征在于，所述监控系统包括用于电锁定所述涡轮机的装置(21)。

21.根据权利要求13所述的发电单元，其特征在于，所述监控系统包括用于控制所述涡轮机的启动的装置(22)。

22.根据权利要求13-21中任一项所述的发电单元，其特征在于，所述监控系统包括微处理器(23)，所述微处理器(23)具有用于接收代表来自所述监控系统的数据的输入信号的装置(24)、用于处理所述接收到的信号的装置(25)以及用于将代表操作指令的输出信号提供给所述监控系统的装置(26)。

23.根据权利要求1-22中任一项所述的发电单元，其特征在于，所述电控制装置包括星形-三角形-变压器(12)。