[发明专利]动力设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的动力设备和一种具 有权利要求7前序部分特征的用于运行动力设备的方法。

背景技术

使用动力设备以用于给与该动力设备连接的能量供应网供能。其可 以以发电机组的形式存在并且包括内燃机和主发电机，该主发电机与内 燃机机械联接并且由该内燃机驱动，另外该主发电机与能量供应网电连 接。典型地，内燃机设计为活塞式燃气发动机，其常常具有相对小的惯 性。为了能够对能量供应网的瞬间负载情况更好地反应，根据现有技术 还已知的是：设置有蓄电器，该蓄电器经由交流电压转直流电压功率转 流器而与辅助发电机连接的蓄电器，其中，辅助发电机与内燃机机械联 接并且由该内燃机驱动。在与能量供应网连接的负载的波动阶段期间， 蓄电器被充电或放电，由此不是由辅助发电机吸收多余的电能就是为辅 助发电机提供电能。尽管已知的动力设备在负载波动的情况下能够实现 稳定的发电机组，但是对于其它电网事件(例如短路故障或低电压穿越 事件)更有效且非常迅速的解决方案仍值得期待。

发明内容

本发明的目的在于：改善动力设备对负载波动或其它电网事件例如 短路故障或低电压穿越事件的应对。

这个目的通过一种根据权利要求1的动力设备和一种根据权利要求 7的方法得以实现。有益的设计方案将在从属权利要求中说明。

根据本发明，功率转换器的第二交流电压接头与能量供应网连接。 功率转换器由此直接与能量供应网电连接。通过这种直接连接能够改善 动力设备对负载波动或其它电网事件的反应能力。特别地可能的是：电 能直接从蓄能器供应给能量供应网。

此外可能的是：运行两个发电机(主发电机和辅助发电机)，使得 它们向电网供给电能，由此实现在这些发电机之间的负载分配。一方面 通过主发电机另一方面通过辅助发电机提供的负载的分配改善了所有涉 及的装置(内燃机、主发电机和辅助发电机)的稳定性，并且能够实现 的是：将这些装置保持在控制下，例如在电网事件期间不以过高或过低 的速度运转。这特别在如下情况下是重要的，即，例如由于电源接头原 理，能量供应网在电网事件期间必须保持与动力设备连接。

与通过电池的标准启动程序相比，通过建议的解决方案可以使得具 有内燃机或燃气涡轮机的发电机组借助蓄电器和辅助发电机在更高的转 速下起动，这是因为辅助发电机的电能比标准启动器的电能高，因而内 燃机能被更迅速地启动。

本发明的其它优点包括：

●对负载波动或其它电网事件的快速反应；

●改善的功率稳定性；

●对电源接头原理和负载要求的满足；

●在独立电网中运行发电机组的情况下对甩负荷功率和负载接 受功率的改善；

●控制转速超速，由此避免单独的制动机构；

●在主发电机处于维护状态中的情况下通过辅助发电机的冗 余；

●能够避免曲柄连杆机构；

●在陡峭的斜坡上非常快速地起动；

●与电网频率无关的控制，这是因为辅助发电机没有与能量供 应网直接连接，而是经由功率转换器而与能量供应网连接；

●通过使负载阶跃平滑和阻止电网波动传向内燃机来吸收能量 供应网的冲击。

可以设定：主发电机的额定功率与辅助发电机的额定功率的功率比 至少为1.5，其中，功率比优选为约4。主发电机例如可以具有8MW的 额定功率，而辅助发电机可以具有2MW的额定功率。因此在此例中， 主发电机和辅助发电机提供10MW的总功率。主发电机直接与能量供 应网连接，而辅助发电机借助功率转换器而与能量供应网连接。通过这 种构造，只有相对较少的一部分总电功率通过功率转换器。因此该功率 转换器比总电功率必须通过功率转换器的构造的效率更高。因此此外可 以采用较小并且由此更加偏移的有更低冷却需求的功率转换器。

根据一种有益的实施方式可以规定：主发电机和辅助发电机构造成 分开的发电机。主发电机和辅助发电机都能够与内燃机的马达轴机械联 接。

可以规定：主发电机和辅助发电机构成一个唯一的能由内燃机驱动 的发电机，其中，主发电机包括设置在发电机定子上的主线圈系统，而 辅助发电机包括设置在定子上的辅助线圈系统。在根据这种实施方式的 构造中不要求分开的实体的辅助发电机。绕组系统的导线可以通过漆涂 层隔离。