[发明专利]用于发电厂的改进内部电气化方案

说明书

技术领域

本发明一般性地涉及发电厂，更具体地涉及配送和控制发电厂辅助设备中的功率消耗，以提高电厂效力和能量效率。

背景技术

热力发电厂一直是例如矿石燃料厂和核电厂中的用于发电的主要措施之一。据估计所产生的能量中有8％至10％作为内部电消耗被消耗在所谓的辅助负载中。所述辅助负载包括例如风扇、压缩机、泵的电厂运行所必需的设备，从而执行例如供水、燃烧供气、燃料和废料的传输等。

在一个典型的大规模电厂中，最大的能量消耗负载是风扇、泵和压缩机驱动器，典型额定功率为1-5MW并每年消耗5-40GWh。考虑到能量效率的需求，在相同的CO₂排放下提供更多的电力是有益的。因此，期望减少辅助负载的能量消耗。不仅减少有功功率消耗是有益的，而且也是有益的是在整个电厂中避免配送无功功率消耗，从而使得无功功率是局部的，并因此减少在电缆中的配送损耗。

发明内容

本发明的目的在于：将提供一种装置以避免在整个电厂中配送无功功率消耗，从而使得无功功率是局部的，并减少在发电厂辅助设备所需电缆中的配送损失。

本发明的另一目的在于：将显著地减少对用于辅助功率配送的外部交流电流的依赖性。

依据本发明，提供了一种在发电厂中使用的装置。该装置包括：至少两个调速驱动器，每个在交流侧连接到相关辅助电动机；至少一个无功功率消耗辅助设备，其连接至交流母线；控制器；以及转换器，用于在所述交流母线和直流母线之间将交流电流转换成直流电流或者进行相反转换；至少一个电源，配置为向所述直流母线提供功率；以及其中所述至少两个调速驱动器中的每个在直流侧连接到所述直流母线。

这就允许了将无功功率从主发电机中分离出来，并使得减少了电厂中主发电机的无功功率消耗。这就使得主发电机能够产生更多的有功功率，这增加了发电厂的输出。此外，至少那些通过转换器被连接到DC母线的谐波源被隔离开，这就简化了安装并减少了谐波复杂度，例如AC(交流)谐振、谐波损耗等。而且，因为AC母线由DC母线供电，就不需要在电力干线的线路上昂贵的变压器。由于有用于辅助设备的多个电源，辅助设备就不太可能故障，这就增加了发电厂供电的安全性。

所述至少一个电源可以包括变速驱动汽轮发电机。该汽轮发电机可作为负载和电源两者作用。

所述至少一个电源可包括高惯量风扇。该高惯量风扇至少在DC母线上电压临时跌变时，也可作为负载和电源两者作用。

所述至少一个电源可包括用于所述发电厂的启动电源。

所述至少一个电源可包括所述发电厂的主发电机的三次绕组。使用所述三次绕组和所连接的转换器，整个发电厂的无功功率能够通过使用所述三次绕组和直流母线之间的转换器而被控制。

所述至少一个电源可从转动动能产生电力。

所述至少一个电源可从风扇的转动动能产生电力。

所述控制器可被配置为控制所述至少一个电源，以由此控制所述直流母线的电压。

所述控制器可被配置为控制多个电源中的至少一个电源，以由此控制所述直流母线的电压。

所述装置可进一步包括：开关设备，其提供在所述至少两个调速驱动器中每个的所述交流侧。

所述装置可包括两个直流母线，每个根据前述权利要求中的所述直流母线配置。

所述直流母线中的每个可被连接至共同交流母线。

一般而言，所有在权利要求中使用的术语将根据它们在技术领域中的惯常意义进行解释，除非在此另外地进行了明确地限定。除非另外进行了明确地说明，所有提及的“一/一个/元件、设备、组件、装置、步骤等”将被开放性地解释为指代：元件、设备、组件、装置、步骤等的至少一个实例。除非进行明确地说明，在此公开的任何方法中的步骤并非必须以所公开的准确顺序来执行。

附图说明

现通过例子参考所述附图对本发明进行描述，其中：

图1是描述本发明实施例与DC母线使用的示意图，

图2是在本发明实施例中的图1所示DC母线的示意图，

图3a和图3b是描述两个以图1中的DC母线进行布线的实施例的示意图，以及

图4是示出使用两条DC母线的本发明的实施例的示意图。

具体实施方式