[发明专利]用于调节电网频率的水力发电设备和用于运行的方法

权利要求书

1.一种用于运行用于调节电力网的频率的水力发电设备的方法，所述水力发电设备具有：上游水池(1)、下游水池(2)，其中，所述上游水池(1)中的水位位于所述下游水池(2)的水位之上；将所述上游水池(1)和所述下游水池(2)连接起来的水路(3)；透平(4)，所述透平布置在所述水路(3)中并且所述透平包括叶轮；与所述透平(4)机械地连接的同步电机(5)；与所述同步电机电连接的变频器(6)；与所述变频器(6)和所述电力网电连接的电网变压器(7)；以及电阻(8)，所述电阻布置在所述变频器(6)的直流中间回路中，使得所述电阻能将所述直流中间回路的支路彼此连接，其特征在于，所述透平包括导向器和用于对叶轮空间送风的装置并且所述水力发电设备包括用于冷却所述电阻(8)的装置，其中，所述方法包括下列步骤：

V1：对透平(4)的叶轮进行送风并且使同步电机(5)在相移运行中工作；

V2：收到对所述水力发电设备的提供快速的调节功率的请求；

在功率输出的要求下：

V31：通过变频器(6)对同步电机(5)进行制动；

V32：打开透平(4)的导向叶片并且开始经调节的透平运行；

在功率消耗的要求下：

V41：通过变频器(6)从电网消耗能量并且通过电阻(8)将能量转换成热量。

2.按照权利要求1所述的方法，其中，所述水力发电设备包括泵(9)，所述泵布置成使得所述泵能将水从所述下游水池(2)输送到所述上游水池(1)中，其中，所述泵(9)包括独立的驱动器，并且其中，所述方法在功率消耗的要求下包括下列附加的步骤：

V42：启动 泵(9)并且开始经调节的泵运行。

3.按照权利要求2所述的方法，其中，所述水力发电设备包括开关和线路，所述开关和线路布置成使得所述同步电机(5)在第一切换状态中直接与所述电网变压器(7)连接，而在第二切换状态中通过所述变频器(6)与所述电网变压器(7)连接，并且其中，水力发电设备在下列步骤中处于第一切换状态中：V1、V2、在经调节的透平运行的状态中的V32、在经调节的泵运行的状态中的V42；并且水力发电设备在步骤V31和V41中处在第二切换状态中。

4.按照权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤V41中通过所述变频器(6)加速所述同步电机(5)。

5.按照权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤V31中将所述同步电机(5)减速到额定转速的50％。

6.按照权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤V41中通过所述变频器(6)加速所述同步电机(5)，并且其中，在步骤V41中将所述同步电机(5)加速到额定转速的120％。

7.按照权利要求2所述的方法，其中，所述泵(9)包括转速可变的驱动器，并且其中，在步骤V42中通过转速可变的泵驱动器来调节经调节的泵运行。

8.按照权利要求2所述的方法，其中，所述泵(9)包括具有恒定转速的驱动器，并且其中，在步骤V42中打开所述透平(4)的导向器并且在步骤V42中通过所述透平(4)的导向器来调节经调节的泵运行，其中，所述透平(4)和所述泵(9)处在液压短接中。

9.按照权利要求1或2所述的方法，其中，所述变频器(6)构造成VSI。

10.按照权利要求1或2所述的方法，其中，所述变频器(6)构造成LCI。