[发明专利]发电系统和用于存储电能的方法

说明书

发明背景

风电场已经用于产生电能。风电场通常具有各产生电能的多个风 力涡轮机。然而，当风电场开始产生电网不需要的过剩电能时，控制 系统减小由风力涡轮机产生的电能的量。因此，风力涡轮机能够产生 的电能的量没有被完全地利用。

因此，发明人在本文已经认识到对最大程度地减小和/或消除上述 缺陷的改进了的发电系统的需要。

发明内容

提供了根据示例性实施例的发电系统。该发电系统包括具有壳 体、整流器、DC电压总线、换流器和功率变换器控制器的功率变换 器。整流器、DC电压总线、换流器和功率变换器控制器设置在壳体 中。DC电压总线电联接到整流器和换流器两者上。控制器与换流器 可操作地连通。整流器构造成接收第一AC电压，且将第一AC电压 转换成第一DC电压。DC电压总线构造成将第一DC电压传送到换流 器。换流器构造成响应于来自功率变换器控制器的第一控制信号而将 第一DC电压转换成第二AC电压，且将第二AC电压输出到电网。 发电系统进一步包括可操作地联接到DC电压总线上的DC-DC变换 器。DC-DC变换器构造成从DC电压总线接收第一DC电压，且响应 于第二控制信号而将来自第一DC电压的电能存储到电池存储单元 中。DC-DC变换器进一步构造成响应于第三控制信号而输出通过DC 电压总线传送到换流器的第二DC电压。功率变换器的换流器进一步 构造成响应于来自功率变换器控制器的第四控制信号而将第二DC电 压转换成第三AC电压，且将第三AC电压输出在电网上。

提供了一种根据另一个示例性实施例的用于存储电能的方法。该 方法包括自风力涡轮发电机产生第一AC电压。该方法进一步包括利 用电联接到风力涡轮发电机上的功率变换器的整流器来将第一AC电 压转换成第一DC电压。该方法进一步包括通过DC电压总线将第一 DC电压传送到功率变换器的换流器。该方法进一步包括响应于来自 功率变换器控制器的第一控制信号而利用换流器将第一DC电压转换 成第二AC电压，且将第二AC电压输出到电网。该方法进一步包括 自可操作地联接到DC电压总线上的DC-DC变换器处接收来自DC电 压总线的第一DC电压。该方法进一步包括响应于第二控制信号而利 用DC-DC变换器将来自第一DC电压的电能存储到电池存储单元中。

附图简述

图1显示了根据一个示例性实施例的风电场发电系统的示意图； 以及

图2和3显示了根据另一个示例性实施例的用于存储电能的方法 的流程图。

部件列表

风电场发电系统 10

AC电网 12

风力涡轮机 20

风力涡轮机壳体 21

AC发电机 22

功率变换器 24

电池存储单元 26

风力涡轮机控制系统 28

风电场控制器 30

壳体 39

整流器 40

DC电压总线 41

换流器 42

DC-DC变换器 44

功率变换器控制器 46

放电-充电控制器 48

具体实施方式

参看图1，现在将阐述用于将电能输送到AC电网12的风电场发 电系统10。风电场发电系统10包括风力涡轮机20、风力涡轮机壳体 21、AC发电机22、功率变换器24、电池存储单元26、风力涡轮机控 制系统28和风电场控制器30。

风力涡轮机20构造成响应于接触风力涡轮机的风而旋转，以驱 动AC发电机22，从而使得AC发电机22输出AC电压。风力涡轮机 20操作地联接到可控制风力涡轮机20的操作的风力涡轮机控制器28 上。

风力涡轮机壳体21构造成将AC发电机22、功率变换器24、电 池存储单元26和风力涡轮机控制器围绕在其中。风力涡轮机20可旋 转地联接到风力涡轮机壳体21上。