[发明专利]用于处理电气负载瞬变、电气故障和电网瘫痪的装置、系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年5月20日提交的美国临时专利申请No.61/216,662的权益，通过援引将其全部内容并入本文。

技术领域

本申请涉及发电，更具体地而非排他性地，本申请涉及处理电网瘫痪(disruption)、故障和负载瞬变的技术。

背景技术

在电网瘫痪期间，电网电压可能迅速地波动。在特定情况下，期望在迅速的电网波动期间保持发动机/发电机组(genset)的电网连接以便保持电网完整性并且在整个波动期间供应无功功率，称为低电压穿越(Low Voltage Ride-Through(LVRT))。在低电压事件期间，由于发动机不能迅速地响应低功率输出需求，发电机可能失去与电网的同步。在一些情况中，相应的磁极滑移感应电流(pole-slipped induced current)可能引起发电机损坏。

此外，当负载变化或瞬时电气故障引起发电机组上的负载的大且突然的变化时，如果不采取一些措施进行阻止，则发动机和发电机速度将迅速地增大。该速度增大将导致不可接受的频率增大和输出电压的相角偏差。该问题在并网应用中尤其受到关注。

更特别地，线路故障事件可能将电压抑制为零并且然后使它在比常规发动机和发电机组控制系统能够反应的时间更短的时间段内恢复。该状况可能导致发电机相角明显不同于恢复的电网电压相角，这可能导致发电设备的损坏。在某些情况下，具有混合燃料和汽缸上游的空气的火花点火(SI)发动机的发电机组可能特别易损。虽然可以在负载变化的第一个迹象时减少所提供的燃料量以改善该结果，但是在新的燃料供给水平(fueling level)能够生效之前需要处理已经存在的燃料供送-一般通过燃烧。

因此，在该技术领域中，仍然还需要进一步的贡献。

发明内容

本发明的一个实施例是独特的发电技术。其它实施例包括涉及针对独特发电技术的低电压穿越操作的发电机组操作的独特方法、系统、设备和装置。附图和所提供的说明书将使本发明的另外的实施例、形式、目标、方面、益处和优点变得清楚。

附图说明

图1是包括具有发电机和内燃发动机的发电机组的发电系统的简图。

图2是包括并联发电机组的另一发电系统的简图。

图3是包括用于处理电网瘫痪的电路的示意图。

图4是示出图3中的电路的操作的曲线图。

具体实施方式

为了促进对本发明原理的理解，现在参考在附图中所示的实施例，并且将使用特定的语言来描述这些实施例。然而应当理解，并不是要由此限制本发明的范围，并且考虑了所述实施例中的任何变更和进一步的修改以及本发明所属领域的技术人员通常会想到的本文所述的本发明原理的任何进一步的应用。

本申请的一个实施例包括具有发电机组的电力系统，该发电机组包括发动机和发电机。可以耦合发电机组以便向公共电网提供电力。该系统通过暂时路由来自发电机的过量电流使其经过电阻性电路来响应低电压电网状况。可选地或附加地，系统通过响应而延迟发电机组发动机的火花点火(spark ignition)和/或通过调整交流发电机的场控制(field control)来应对由电线故障引起的电气加载的突变(例如电网电压下降)。在一个包含后者的形式中，响应于电网电压降低，增加或者甚至最大化交流发电机场电压(有时候称为“全场”)以便相应地提高交流发电机电流来使发动机扭矩和交流发电机扭矩更接近平衡。本领域技术人员应该理解，发电机组可以作为主发电机或备用发电机来操作或可以不作为主发电机或备用发电机来操作，并且/或者发电机组可以与一个或多个其它发电机组或电源并联地操作或可以不与一个或多个其它发电机组或电源并联地操作。

图1描述了本申请的另一实施例的电力系统20。电力系统20包括发电机组子系统22。发电机组22包括以内燃发动机24形式的原动机、和交流发电机或发电机30，以提供具有目标振幅和频率的三相交流(AC)电压。在其它布置中，可以以单相或者本领域技术人员能想到的其它配置来供应电力。