[发明专利]包括并联逆变器的电力电子系统

说明书

描述了一种用于涡轮式发电机的涡轮式发电机电力电子系统，其中涡轮式发电机电力电子系统包括并联的多个电力电子子系统，每一个电力电子子系统包括逆变器。以这种方式，提供一种在故障期间能增加运行能力的模块化、可重构电力电子系统。

技术领域

本发明涉及涡轮式发电机的电力电子系统，更具体地涉及包括并联的多个电力电子子系统的涡轮式发电机电力电子系统，其中每一个电力电子子系统包括逆变器。

背景技术

在现有技术中，电力电子系统通常包括逆变器系统，其将直流(DC)转换为交流(AC)。在任何电力电子系统与涡轮式发电机系统协同运行时并入逆变器是很常见的。

任何涡轮式发电机系统电输出可以具有宽范围值，取决于相关涡轮式发电机系统的具体尺寸和用途。如此，与涡轮式发电机系一起运行的任何逆变器的容量也必须选择并调整为满足涡轮式发电机系统的运行需求。

为了提供满足任何一个具体涡轮式发电机系统的需求的逆变器，通常要设计专用、定制的逆变器单元。以此方式，逆变器单元将具有与涡轮式发电机系统的输出精确匹配的容量。然而，这种方法是有问题的，因为逆变器的任何故障将造成涡轮式发电机单元的完全关停，且因此造成电功率产生的完全关停。另外，定制逆变器的设计和构造通常是相对昂贵的，使得该技术无法应用于许多商业和工业。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于涡轮式发电机的涡轮式发电机电力电子系统，所述涡轮式发电机电力电子系统包括并联的多个电力电子子系统，其中每一个电力电子子系统包括逆变器。

出于许多原因，并联多个电力电子子系统是有利的。首先，使用多个电力电子子系统允许多个电力电子子系统在每一个电力电子系统中使用。使用多个电力电子子系统有助于降低与任何电力电子系统有关的成本，因为相同的“基本”电力电子子系统可以在许多不同电力电子系统中使用，只是数量不同。这种模块化构造允许大规模生产且由此促进规模经济，这与在许多应用中需要定制逆变器的现有方法不同。

另外，使用并联的多个电力电子子系统确保任何一个电力电子子系统的故障不一定会妨碍涡轮式发电机作为一个整体的运行。如果单个电力电子子系统存在故障，则从涡轮式发电机引导到该电力电子子系统的任何电流可以被重新引导到电力电子系统中的其他电力电子子系统，允许涡轮式发电机以最小的中断或不中断地继续运行。

优选地，多个电力电子子系统中的电力电子子系统通过通信总线连接。更优选，通信总线是控制器区域网络总线(CANbus)。

优选地，多个电力电子子系统包括主电力电子子系统和至少一个从电力电子子系统。更优选，多个电力电子子系统配置为在上电时从多个电力电子子系统随机选择主电力电子子系统。替换地，优选地可以将多个电力电子子系统配置为遵循预定的等级制度从多个电力电子子系统中选择主电力电子子系统。

优选地，主电力电子子系统和至少一个从电力电子子系统配置为经由通信总线彼此双向通信。

优选地，至少一个从电力电子子系统配置为检查主电力电子子系统的状态。优选地，多个电力电子子系统配置为如果在原始主电力电子子系统中检测到故障则将一从电力电子子系统重新指定为更换主电力电子子系统。

优选地，多个电力电子子系统配置为使得主电力电子子系统指定提供到每一个从电力电子子系统的电流(功率)分流。优选地，电力电子系统进一步包括经由通信总线与多个电力电子子系统通信的功率控制装置。更优选，功率控制装置包括气动或电调节阀或废气门阀。更优选，功率控制装置包括制动电阻。仍更优选地，制动电阻按照电力电子系统定位。优选地，涡轮式发电机电力电子系统包括单个功率控制装置。更优选地，涡轮式发电机电力电子系统包括功率控制装置作为每一个电力电子子系统的一部分或与之关联。