[发明专利]操作发电系统的方法和使用该方法的发电系统

说明书

本申请描述了一种操作具有多个DC子发电机(5.1‑5.n)的发电系统(EEA；1)的方法，这些子发电机彼此并联连接并分别经由DC/DC转换器(4.1‑4.n)与公共DC负载(20)连接。在此，每个DC子发电机(5.1‑5.n)包括DC源(2.1‑2.n)，DC源(2.1‑2.n)经由与DC源(2.1‑2.n)串联连接的至少一个保险装置(9.1‑9.n)与DC/DC转换器(4.1–4.n)连接，DC/DC转换器(4.1–4.n)分配给相应的DC子发电机(5.1–5.n)。该方法包括以下步骤：监控每个DC子发电机(5.1‑5.n)的故障(30)，特别是短路故障，其中，当DC子发电机(5.1‑5.n)的监控指示有故障的DC子发电机(5.1)时，以对应于预设值的公共总电流I_Rest操作未分配给有故障的DC子发电机(5.1)的那些DC/DC转换器(4.2‑4.n)。本申请还涉及一种被设计和设置用于执行该方法的发电系统(1)。

发明的技术领域

本发明涉及一种操作发电系统(EEA)的方法。特别地，本发明涉及EEA的操作，其中识别EEA内的故障并且除了至少减少其对EEA的组件的破坏性影响外避免对EEA的组件的破坏性影响。特别地，EEA可以是具有多个DC子发电机的再生EEA，这些子发电机彼此并联连接并且分别通过DC/DC转换器连接到公共DC负载以对其供电。特别地，当一个DC子发电机，也可能是多个DC子发电机有故障，例如短路故障时，可能存在故障情况。本发明还涉及被设计和设置用于这种方法的EEA。

现有技术

在所谓的电转气过程中，电能通过电解装置转化为气态能量载体，特别是氢气。有利地，电能可以是再生产生的电能。在这样的方法中，电解装置和为电解装置供电的再生EEA可以以独立电网的形式相互连接，该独立电网根本不连接以交流电压操作的公共能源供应网络(EVN)或仅临时与其连接。

许多再生能源本质上通常被设计为DC源。由于电解装置作为DC消耗装置操作，如果独立电网也设计为DC电网，则在避免转换损失方面是有利的。例如，EEA可以在独立电网内具有设计为光伏(PV)子发电机的多个DC子发电机，这些DC子发电机分别通过DC/DC转换器彼此并联地与电解装置的输入端或另外的DC负载连接。DC子发电机的电压可以经由DC/DC转换器与电解装置输入端处的电压解耦。因此，每个DC子发电机可以在其各自的最大功率点(MPP＝Maximum Power Point)运行，并且仍然为电解装置提供对所有DC/DC转换器来说都相同的输出电压。在此，电解装置的工作点，特别是其功耗，可以通过DC/DC转换器的输出电压来设置。具体来说，上级的控制单元可以调节DC/DC转换器的输出电压，使得一方面，在独立电网中产生和消耗的总功率之间始终保持平衡，而另一方面，始终可以在PV子发电机的再生产生的功率上收获最大可能功率。

如果作为DC子发电机运行的一个PV子发电机，也可能是多个PV子发电机有故障，例如短路故障或双重绝缘故障，则无故障运行的DC子发电机将其功率馈送到有故障的DC子发电机中(或者可能是多个有故障的DC子发电机中)。DC子发电机通常包括一个或更多个DC源。在此，根据EEA的规模，DC子发电机的DC源经由一个或更多个保险装置与分配给DC子发电机的DC/DC转换器连接。然而，如果在EEA内发生故障，则可能会发生从EEA的无故障的DC源流入有故障的DC源的电流不足够高到触发至少一个保险装置，有故障的DC源经由该至少一个保险装置与分配给它的DC/DC转换器连接。因此，存在如下风险：在故障情况下，所产生的故障电流在没有其他措施的情况下不足以通过触发连接在有故障的DC源下游的保险装置将有故障的DC源与其余无故障运行的DC源分开。产生的代表故障电流的电流不会被可靠地中断，并且根据故障电流的电流强度和持续时间，其可能会损坏甚至破坏EEA的其他组件，特别是相关的DC/DC转换器。