BR102015026557A2

BR102015026557A2 - sistema de geração de potência e método

Info

Publication number: BR102015026557A2
Application number: BR102015026557A
Authority: BR
Inventors: Amol Rajaram Kolwalkar; Arvind Kumar Tiwari; Rajendra Naik; Sanjay Vijayaraghavan
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2015-10-20
Publication date: 2016-06-14
Also published as: EP3012936A1; US20160111872A1; JP2016103968A; US10079485B2; CN105529734A

Abstract

sistema de geração de potência e método a presente invenção refere-se a um sistema de geração de potência. o sistema inclui um motor principal para transformar uma primeira energia em uma segunda energia. o sistema também inclui um gerador de indução acoplado operativamente ao motor principal e configurado para gerar potência elétrica com uso da segunda energia. o sistema inclui adicionalmente um inversor eletricamente acoplado ao gerador de indução para controlar uma voltagem terminal do gerador de indução durante uma condição de perda na rede. o sistema também inclui um dispositivo de dissipação de potência acoplado operativamente ao inversor para dissipar a potência gerada pelo gerador de indução durante a condição de perda na rede.

Description

“SISTEMA DE GERAÇÃO DE POTÊNCIA E MÉTODO” Antecedentes da Invenção [001] As realizações da presente invenção geralmente referem-se a sistemas de geração de potência e, mais particularmente, se refere a sistemas de gerador de indução com uma capacidade de suportabilidade de perda na rede.

[002] Diferentes tipos de sistemas de geração de potência são usados para gerar potência a partir de diferentes fontes de energia. Os sistemas de geração de potência podem incluir um motor principal que converte uma primeira forma de energia em uma segunda forma de energia. A segunda forma de energia é usada por um gerador para gerar potência elétrica. Os sistemas de geração de potência podem incluir um gerador sincronizado ou um gerador não sincronizado para gerar potência. Em sistemas de geração de potência com geradores não sincronizados, alternativamente conhecidos como geradores de indução, o gerador de indução rotaciona em uma velocidade desejada para gerar potência, que é transmitida à rede elétrica através de uma ligação de CA.

[003] Entretanto, nas situações, em que a queda de rede ocorre devido a um defeito na rede elétrica, velocidade do motor principal aumenta o que resulta em um aumento da velocidade do gerador de indução acoplado ao motor principal. Tal aumento na velocidade acarreta resultados indesejados. Portanto, mediante a identificação da queda de rede, o motor principal é forte e rapidamente desligado ou, de outro modo, contornado para superar os resultados indesejados de excesso de velocidade. Entretanto, tais desligamentos rápidos e de força total poderíam danificar o motor principal que aciona o gerador de indução. As quedas de rede frequentes resultam na degradação de desempenho do sistema de geração de potência ao longo do tempo e maiores custos de manutenção.

[004] Então, há uma necessidade de um sistema aprimorado para abordar os problemas supramencionados.

Breve Descrição [005] Resumidamente, de acordo com uma realização, um sistema de geração de potência é fornecido. O sistema inclui um motor principal para transformar uma primeira energia em uma segunda energia. O sistema também inclui um gerador de indução acoplado operativamente ao motor principal e configurado para gerar potência elétrica com uso da segunda energia. O sistema inclui adicionalmente um inversor eletricamente acoplado ao gerador de indução para controlar uma voltagem terminal do gerador de indução durante uma condição de perda na rede. O sistema também inclui um dispositivo de dissipação de potência acoplado operativamente ao inversor para dissipar a potência gerada pelo gerador de indução durante a condição de perda na rede.

[006] Em uma outra realização, um método para suportabilidade de gerador de indução durante uma condição de perda na rede é fornecido. O método inclui identificar uma condição de perda na rede em um sistema de geração de potência. O método também inclui desconectar uma rede elétrica de um gerador de indução com uso de um comutador. O método inclui adicionalmente ativar um gerador de reserva mediante a identificação da condição de perda na rede. O método também inclui controlar um inversor para controlar uma voltagem terminal do gerador de indução. O método inclui adicionalmente dissipar a potência gerada pelo gerador de indução com uso de um dispositivo de dissipação de potência.

[007] Em ainda uma outra realização, uma unidade aperfeiçoada para fornecer uma capacidade de suportabilidade de perda na rede a um gerador de indução em um sistema de geração de potência é fornecida. A unidade aperfeiçoada inclui um inversor acoplado operativamente ao gerador de indução e configurado para controlar uma voltagem terminal do gerador de indução durante uma condição de perda na rede e um dispositivo de dissipação de potência eletricamente acoplado ao inversor e configurado para dissipar a potência gerada pelo gerador de indução durante a condição de perda na rede.

Breve Descrição das Figuras [008] Essas e outras funções, aspectos e vantagens da presente invenção serão mais bem entendidas quando as seguintes descrições detalhadas forem lidas com referência aos desenhos anexos, nos quais caracteres semelhantes representam partes semelhantes ao longo dos desenhos apresentados no presente documento: A Figura 1 é uma representação de diagrama de blocos de um sistema de geração de potência de acordo com uma realização da invenção. A Figura 2 é uma representação esquemática de uma unidade aperfeiçoada da Figura 1 que inclui o inversor e o dispositivo de dissipação de potência de acordo com uma realização da invenção. A Figura 3 é uma representação de diagrama de blocos do sistema de geração de potência que inclui uma outra realização da unidade aperfeiçoada da Figura 1 de acordo com uma realização da invenção. A Figura 4 é uma representação esquemática da unidade aperfeiçoada da Figura 3 que inclui um dispositivo de dissipação de potência acoplado a uma ligação de CA de acordo com uma realização da invenção. A Figura 5 é uma representação de diagrama de blocos de um sistema de geração de potência que inclui um banco de capacitores acoplado operativamente à ligação de CA de acordo com uma realização da invenção. A Figura 6 é uma representação de diagrama de blocos de um sistema de geração de potência que inclui uma carga auxiliar acoplada operativamente à ligação de CA de acordo com uma realização da invenção. A Figura 7 é um fluxograma que representa as etapas envolvidas em um método para fornecer uma capacidade de suportabilidade de perda na rede a um gerador de indução em um sistema de geração de potência de acordo com uma realização da invenção.

Descrição Detalhada [009] As realizações da presente invenção incluem um sistema de gerador de indução com uma capacidade de suportabilidade de perda na rede e um método para o mesmo. O sistema inclui um motor principal para transformar uma primeira energia em uma segunda energia. O sistema também inclui um gerador de indução acoplado operativamente ao motor principal e configurado para gerar potência elétrica com uso da segunda energia. O sistema inclui adicionalmente um inversor eletricamente acoplado ao gerador de indução para controlar uma voltagem terminal do gerador de indução durante uma condição de perda na rede. O sistema também inclui um dispositivo de dissipação de potência acoplado operativamente ao inversor para dissipar a potência gerada pelo gerador de indução durante a condição de perda na rede.

[010] Instalações industriais incluem múltiplas cargas industriais que exigem alta potência para sua operação. Portanto, as instalações industriais empregam sistemas de geração de potência independentes que geram potência para operar as cargas industriais. Em algumas instalações, os sistemas de geração de potência não têm capacidade para corresponder à exigência das cargas industriais. Em tais casos, uma diferença entre a potência exigida pelas cargas industriais e uma saída do sistema de geração de potência é completamente preenchida pela potência a partir de uma fonte externa tal como uma rede elétrica. Em algumas situações, um defeito pode ocorrer na rede elétrica, devido ao fato de que uma queda de rede ou uma condição de perda de rede pode surgir, em que a rede elétrica não tem capacidade para fornecer qualquer potência às cargas industriais. Para superar tal situação, um gerador de reserva tal como um gerador a diesel é ativado para fornecer potência às cargas industriais até que a rede elétrica se torne operacional. Entretanto, o gerador de reserva pode levar alguns minutos até iniciar suas operações após receber o comando de ativação, que pode afetar adversamente o sistema de geração de potência na instalação industrial. Portanto, um sistema de geração de potência aprimorado é descrito para superar os problemas mencionados anteriormente.

[011] A Figura 1 é uma representação de diagrama de blocos de uma instalação industrial 10 que inclui um sistema de geração de potência 100 de acordo com uma realização da invenção. O sistema de geração de potência 100 inclui um motor principal 110 que converte uma primeira energia em uma segunda energia. Em uma realização, o motor principal 110 pode incluir uma turbina a gás, uma turbina a vapor d'água, uma combinação da turbina a gás e da turbina a vapor d'água ou uma turbina eólica. Em uma outra realização, o motor principal 110 pode incluir um ciclo rankine orgânico com base em sistemas de geração de potência. Em uma realização específica, o ciclo rankine orgânico com base em sistemas de geração de potência pode incluir usinas elétricas de biomassa, usinas elétricas geotérmicas, usinas elétricas termossolares. Em um exemplo, a turbina a gás utiliza gás natural e ar atmosférico para gerar uma alta temperatura e fluxo externo de alta pressão, que é usada para gerar uma saída mecânica. De modo similar, a turbina a vapor d'água utiliza água em vez de gás natural e ar atmosférico para gerar uma saída mecânica de calor. Em um outro exemplo, a turbina eólica utiliza a energia eólica para gerar a saída mecânica. Em um exemplo, a combinação da turbina a gás e da turbina a vapor d'água pode incluir uma usina elétrica de ciclo combinado, em que a turbina a vapor d'água compreende um gerador de vapor d'água de recuperação de calor. Em um exemplo específico, o gerador de vapor d'água de recuperação de calor pode operar com base no ciclo rankine orgânico para recuperar calor desperdiçado da turbina a gás ou qualquer processo de desperdício de calor da instalação industrial. O motor principal 110 é acoplado operativamente a um gerador de indução 120 que gera a potência elétrica a partir da saída mecânica com base nos princípios conhecidos da operação. Além disso, o gerador de indução 120 é eletricamente acoplado às cargas industriais 130 e transmite a potência elétrica às cargas industriais 130 para sua operação.

[012] A instalação industrial 10 também é acoplada a uma rede elétrica 140 que fornece adicionalmente potência às cargas industriais 130. Em caso de a diferença entre uma potência exigida pelas cargas industriais ser maior que a potência elétrica gerada pelo sistema de geração de potência 100, a instalação industrial 10 recebe uma diferença na potência entre a potência exigida e a potência elétrica gerada pelo sistema de geração de potência 100 a partir da rede elétrica 140. Em contraste, se a potência elétrica gerada pelo sistema de geração de potência 100 for maior que a potência exigida pelas cargas industriais 130, a potência elétrica em excesso gerada pelo sistema de geração de potência 100 é transmitida para a rede elétrica 140.

[013] A instalação industrial 10 inclui adicionalmente um gerador de reserva 160. Em uma realização, o gerador de reserva 160 pode incluir um gerador a diesel. O gerador de reserva 160 e a rede elétrica 140 podem ser acoplados operativamente às cargas industriais 130 através de um painel de comutação 170. Em uma realização, o painel de comutação 170 pode incluir um painel de falha de rede automático. O painel de comutação 170 é usado para acoplar as cargas industriais 130 à rede elétrica 140 ou ao gerador de reserva 160.

[014] Durante a operação normal, as cargas industriais 130 são acopladas operativamente ao gerador de indução 120 e à rede elétrica 140. O gerador de indução 120 e a rede elétrica 140 suprem a potência elétrica gerada pelo gerador de indução 120 e a da rede elétrica 140 para as cargas industriais 130. Entretanto, uma ocorrência de um defeito na rede elétrica 140 pode acarretar uma condição de perda na rede. Em uma realização, a condição de perda na rede pode incluir uma condição na qual a rede elétrica 140 não está operando e não tem capacidade para fornecer potência às cargas industriais 130. Durante tais condições de perda na rede, o painel de comutação 170 desconecta a rede elétrica 140 das cargas industriais 130 e acopla o gerador de reserva 160 às cargas industriais 130. Além disso, mediante a identificação de tais condições de perda na rede, o gerador de reserva 160 é ativado; entretanto, o gerador de reserva 160 exige um tempo predeterminado para iniciar suas operações. Conforme discutido no presente documento, o termo “ativado(a)” representa uma condição na qual o gerador de reserva 160 recebe um comando para começar sua operação. Conforme discutido no presente documento, o termo “iniciado(a)” representa uma condição em que o gerador de reserva 160 é operacional após receber o comando mencionado anteriormente e está ponto para suportar as cargas industriais 130.

[015] O sistema de geração de potência 100 inclui adicionalmente um inversor 180 e um comutador 190 eletricamente acoplado ao gerador de indução 120 através de uma ligação de CA 150. Em uma realização, o comutador 190 pode incluir um comutador mecânico. O comutador 190 é usado para conectar ou desconectar o gerador de indução 120 das cargas industriais 130. O comutador 190 é empregado para desconectar o gerador de indução 120 das cargas industriais 130 e mediante tal desconexão, o inversor 180 controla uma voltagem terminal do gerador de indução 120 até que as operações do gerador de reserva 160 sejam iniciadas. Em uma realização, o comutador 190 e o painel de comutação 170 podem alterar os estados de comutação respectivos de modo simultâneo ou o comutador 190 pode alterar seus estados após o painel de comutação 170 ter acoplado as cargas industriais 130 ao gerador de reserva 160. Em uma realização específica, os estados de comutação do comutador 190 podem incluir um primeiro estado em que o gerador de indução 120 é acoplado às cargas industriais 130 e um segundo estado em que o gerador de indução 120 é desconectado das cargas industriais 130.

[016] Em uma realização, o inversor 180 pode incluir um compensador síncrono estático (STATCOM). O inversor 180 controla a voltagem terminal do gerador de indução 120 de modo que a frequência síncrona em um estator do gerador de indução 120 seja mantida durante o tempo predeterminado no qual o gerador de reserva 160 inicia suas operações. Ademais, em uma outra realização, o inversor 180 pode ser eletricamente acoplado a um dispositivo de dissipação de potência 200 que é usado para dissipar a potência elétrica gerada pelo gerador de indução 120 durante o tempo predeterminado para iniciação do gerador de reserva 160. Em uma realização, o inversor 180 pode ser eletricamente acoplado a um capacitor de CC. Em uma realização exemplificativa, o dispositivo de dissipação de potência 200 pode incluir um elemento resistivo ou um elemento de armazenamento de energia. O dispositivo de dissipação de potência 200 pode incluir adicionalmente um conversor de CC acoplado operativamente em uma configuração paralela ao elemento resistivo ou ao elemento de armazenamento de energia. Portanto, o uso do inversor 180 e do dispositivo de dissipação de potência 200 no sistema de geração de potência 100 fornece uma capacidade de suportabilidade ao gerador de indução 120 que permite que o gerador de indução 120 opere durante uma condição de perda de rede bem como durante o tempo predeterminado no qual o gerador de reserva 160 inicia suas operações. Em uma realização, o inversor 180 e o dispositivo de dissipação de potência 200 formam uma unidade aperfeiçoada 210 que pode ser acoplada operativamente a qualquer sistema de geração de potência pré-existente para introduzir uma capacidade de suportabilidade de perda na rede no sistema de geração de potência pré-existente.

[017] Além disso, mediante a iniciação do gerador de reserva 160, o inversor 180 permite a sincronização da voltagem terminal do gerador de indução 120 com uma voltagem gerada pelo gerador de reserva 160. Uma vez que a voltagem terminal é sincronizada com a voltagem gerada pelo gerador de reserva 160, o comutador 190 conecta o gerador de indução 120 às cargas industriais 130 e o gerador de indução 120 transmite potência a tais cargas industriais 130 até que a rede elétrica 140 seja restaurada. Ademais, durante a operação do gerador de reserva 160, o inversor 180 opera no modo de espera ou, alternativamente, o inversor 180 pode fornecer potência reativa no sistema de geração de potência para aprimorar a qualidade da potência gerada pelo sistema de geração de potência 100.

[018] Entretanto, em algumas situações, o gerador de reserva 160 pode não iniciar suas operações dentro do tempo predeterminado. Em tais situações, o motor principal 110 pode ser estrangulado de uma maneira predefinida para reduzir a velocidade do gerador de indução 120 em uma taxa predefinida até o gerador de indução 120 ser desligado. Tal procedimento de desligamento do gerador de indução 120 resulta em nenhum dano ou danos mínimos ao gerador de indução 120 em comparação a um procedimento de desligamento por desarme convencional no caso de uma condição de perda na rede. Além disso, o desligamento do gerador de indução na taxa predefinida permite o uso de um dispositivo de dissipação de potência 200 com uma classificação de potência menor em comparação aos procedimentos de desligamento por desarme convencional que resulta em uma redução de custo do dispositivo de dissipação de potência 200.

[019] De modo subsequente, mediante a restauração da rede elétrica 140, o inversor 180 detecta a restauração da rede elétrica 140 e ressincroniza o gerador de indução 120 com a rede elétrica 140. Em uma realização, a ressincronização pode incluir sincronizar uma frequência do gerador de indução 120 com a rede elétrica 140 e uma voltagem do inversor 180 com a voltagem da rede elétrica 140. O painel de comutação 170 desconecta as cargas industriais 130 do gerador de reserva 160 e acopla as cargas industriais 130 à rede elétrica 140. A rede elétrica 140 supre a potência para a rede elétrica 140 e o gerador de reserva 160 é desativado levando ao desligamento do gerador de apoio 160. Em tal situação, o inversor 180 pode realizar um controle de potência reativa para o gerador de indução 120 ou pode permanecer ocioso sem injeção de qualquer no sistema de geração de potência 100. Em uma realização, o inversor 180 regula a voltagem terminal do gerador de indução 120 até que a rede elétrica 140 comece a sustentar as cargas industriais 130 e uma transição do gerador de reserva 160 para rede elétrica 140 é concluída.

[020] A Figura 2 é uma representação esquemática de uma unidade aperfeiçoada 210 da Figura 1 que inclui o inversor 180 e o dispositivo de dissipação de potência 200 de acordo com uma realização da invenção. Nessa realização, o inversor 180 inclui um inversor de três fases. O inversor 180 inclui três pernas para três fases respectivas, que são acopladas umas às outras em uma configuração paralela. Cada perna inclui duas unidades de comutação, em que cada unidade de comutação inclui um comutador e um diodo acoplado em paralelo entre si. Em uma realização, o comutador pode incluir um transistor bipolar de porta isolada (IGBT), um transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor (MOSFET) ou uma combinação dos mesmos. Além disso, o inversor 180 inclui um capacitor 220 de CC acoplado operativamente ao dispositivo de dissipação de potência 200 através de um comutador de inversor 230. O comutador de inversor 230 é operado em um estado de condução para acoplar o dispositivo de dissipação de potência 200 ao inversor 180. Alternativamente, o comutador de inversor 230 é operado em um estado de não condução para desacoplar o dispositivo de dissipação de potência 200 do inversor 180.

[021] Durante o tempo predeterminado no qual o gerador de reserva 160 inicia suas operações, o inversor 180 altera o elemento de armazenamento de energia 220 com uso da potência gerada pelo gerador de indução (Figura 1). Durante um intervalo de carregamento, o comutador de inversor 230 é operado no estado de não condução até a voltagem do capacitor220 de CC (Vdc) alcançar um primeiro limite de limite predefinido. Subsequentemente, o comutador de inversor 230 é operado no estado de condução, em que o comutador de inversor 230 acopla o capacitor 220 de CC ao dispositivo de dissipação de potência 200. Em tal configuração, o capacitor 220 de CC descarrega através do dispositivo de dissipação de potência 200 até que a voltagem do capacitor 220 de CC (Vdc) alcance um segundo limite de limiar predeterminado. O processo mencionado anteriormente é repetido até que o gerador de reserva 160 inicie suas operações. Uma vez que o gerador de reserva 60 inicia suas operações o comutador de inversor 230 é comutado para um estado de não condução de modo que o capacitor de CC não seja carregado a partir do inversor.

[022] A Figura 3 é uma outra realização do sistema de geração de potência 100 da Figura 1 em que um dispositivo de dissipação de potência 240 em uma unidade aperfeiçoada 250 pode ser acoplado à ligação de CA 150 em contraste à Figura 1 e à Figura 2 de acordo com uma realização da invenção.

[023] A Figura 4 é uma representação esquemática da unidade aperfeiçoada 250 da Figura 3 que descreve o dispositivo de dissipação de potência 240 acoplado à ligação de CA 150 através de um ou mais comutadores de inversor 260. Nessa realização, o sistema de geração de potência (Figura 3) é um sistema de geração de potência de três fases e, portanto, o dispositivo de dissipação de potência é acoplado à ligação de CA 150 através de três comutadores de inversor 260. Cada um dos comutadores de inversor 260 é usado para acoplar o dispositivo de dissipação de potência 240 a uma fase respectiva. Em uma realização, o comutador de inversor 260 inclui uma unidade de comutação, em que cada unidade de comutação inclui um tríodo para alternar a corrente (TRIAC) ou um transistor bipolar de porta isolada (IGBT). As operações do dispositivo de dissipação de potência e dos comutadores de inversor 260 são similares às operações discutidas acima em relação ao dispositivo de dissipação de potência 200 e ao comutador de inversor 230.

[024] A Figura 5 é uma representação de diagrama de blocos do sistema de geração de potência 100 da Figura 1 que inclui um banco de capacitores 270 acoplado operativamente à ligação de CA 150 de acordo com uma realização da invenção. Nessa realização, o sistema de geração de potência 100 pode incluir o banco de capacitores 270 que pode ser acoplado operativamente ao gerador de indução 120 através da ligação de CA 150. O banco de capacitores 270 pode ser usado para fornecer parte da potência reativa ao gerador de indução 120 adicionalmente ao inversor 180 da Figura 1. O uso do banco de capacitores 270 auxilia na redução dos custos do inversor 180 à medida que um inversor com menor classificação de potência pode ser usado em conjunto com os bancos de capacitores 270 para fornecer a mesma potência reativa ao gerador de indução 120. Em uma realização, um banco de capacitores comutáveis ou uma combinação do banco de capacitores e do banco de capacitores comutáveis pode ser usada em vez do banco de capacitores para fornecer a potência reativa.

[025] A Figura 6 é uma representação de diagrama de blocos do sistema de geração de potência 100 da Figura 5 que inclui uma carga auxiliar 280 acoplada operativamente à ligação de CA 150 de acordo com uma realização da invenção. Nessa realização, o sistema de geração de potência 100 pode incluir cargas auxiliares 280. Geralmente, as cargas auxiliares 280 são operadas com uso da potência fornecida pelo gerador de indução 120. Em sistemas convencionais, durante uma condição de perda na rede, os geradores de indução 120 são desligados o que, por sua vez, acarreta a não operação das cargas auxiliares ou uma fonte de alimentação ininterrupta {UPS) é usada para fornecer potência às cargas auxiliares 280. Entretanto, nessa realização, o inversor 180 pode fornecer potência às cargas auxiliares 280. Em uma realização, o inversor 180 pode fornecer potência às cargas auxiliares 280 durante um tempo predeterminado tomado pelo gerador de reserva 160 para iniciar suas operações. A presença das cargas auxiliares 280 também ajuda na redução dos custos do inversor 180 e do dispositivo de dissipação de potência 200, à medida que um inversor com menor classificação de potência pode ser usado em conjunto com as cargas auxiliares 280 como as cargas auxiliares 280 podem usar pelo menos alguma potência gerada pelo gerador de indução 120.

[026] A Figura 7 é um fluxograma que representa as etapas envolvidas em um método 300 para fornecer uma capacidade de suportabilidade de perda na rede a um gerador de indução em um sistema de geração de potência de acordo com uma realização da invenção. O método 300 inclui identificar uma condição de perda na rede no sistema de geração de potência na etapa 310. Em uma realização, um inversor identifica a condição de perda na rede. A rede elétrica é desconectada de um gerador de indução com uso de um comutador na etapa 320. Em uma realização, um gerador de reserva é ativado mediante a identificação da condição de perda na rede. Em uma realização, o inversor sincroniza o gerador de indução com o gerador de reserva mediante a ativação do gerador de reserva. Em uma outra realização, o gerador de indução é conectado ao gerador de reserva pelo comutador após sincronizar o gerador de indução com o gerador de reserva. Além disso, o inversor controla uma voltagem terminal do gerador de indução na etapa 330. O gerador de indução gera potência que é dissipada com uso de um dispositivo de dissipação de potência na etapa 340. O método 300 inclui adicionalmente desativar o gerador de reserva mediante a restauração de uma rede elétrica e sincronizar o gerador de indução com a rede elétrica com uso do inversor. Em uma realização, o gerador de indução pode ser desligado reduzindo-se a velocidade do gerador de indução em uma taxa predefinida com uso do inversor se as operações do gerador de reserva não foram iniciadas dentro de um tempo predeterminado. Em uma outra realização, o inversor é controlado para fornecer potência reativa ao gerador de indução mediante a restauração da rede elétrica. Em uma realização, a potência reativa pode ser fornecida ao gerador de indução através de um banco de capacitores, um banco de capacitores comutáveis ou uma combinação dos mesmos.

[027] Deve ser entendido que um indivíduo versado na técnica irá reconhecer a permutabilidade de vários recursos de diferentes realizações e que os vários recursos descritos, bem como outros equivalentes conhecidos para cada recurso, pode ser misturada e cominada por um indivíduo versado nesta técnica para construir sistemas e técnicas adicionais de acordo com os princípios desta revelação. Portanto, deve ser entendido que as reivindicações anexas destinam-se a abranger todas tais modificações e alterações que estão dentro do espírito verdadeiro da invenção.

[028] Embora apenas certos recursos da invenção tenham sido ilustrados e descritos no presente documento, muitas modificações e alterações irão ocorrer àquele versado na técnica. Portanto, deve ser entendido que as reivindicações anexas destinam-se a abranger todas essas modificações e alterações que estão dentro do espírito verdadeiro da invenção.

Claims

1. SISTEMA DE GERAÇÃO DE POTÊNCIA, caracterizado peo fato de que compreende: um motor principal para transformar uma primeira energia em uma segunda energia; um gerador de indução acoplado operativamente ao motor principal e configurado para gerar potência elétrica com uso da segunda energia; um inversor eletricamente acoplado ao gerador de indução para controlar uma voltagem terminal do gerador de indução durante uma condição de perda na rede; e um dispositivo de dissipação de potência acoplado operativamente ao inversor para dissipar a potência gerada pelo gerador de indução durante a condição de perda na rede.

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado peo fato de que o motor principal compreende uma turbina a gás, uma turbina a vapor d'água, uma combinação da turbina a gás e da turbina a vapor d'água ou uma turbina eólica.

3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado peo fato de que o motor principal compreende um ciclo rankine orgânico com base em sistemas de geração de potência.

4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado peo fato de que o inversor compreende um compensador síncrono estático (STATCOM).

5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado peo fato de que o dispositivo de dissipação de potência compreende um elemento resistivo.

6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado peo fato de que compreende adicionalmente um banco de capacitores ou um banco de capacitores comutáveis ou uma combinação dos mesmos acoplada operativamente ao gerador de indução.

7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado peo fato de que o banco de capacitores ou o banco de capacitores comutáveis ou a combinação dos mesmos fornece potência reativa ao gerador de indução.

8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado peo fato de que compreende adicionalmente cargas auxiliares acopladas operativamente ao gerador de indução.

9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado peo fato de que as cargas auxiliares recebem potência a partir do inversor durante a condição de perda na rede.

10. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado peo fato de que compreende adicionalmente um comutador configurado para conectar ou desconectar o gerador de indução de uma rede elétrica.

11. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado peo fato de que compreende adicionalmente um gerador de reserva acoplado operativamente ao sistema de geração de potência.

12. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado peo fato de que o gerador de reserva compreende um gerador a diesel.

13. MÉTODO, caracterizado peo fato de que compreende: identificar uma condição de perda na rede em um sistema de geração de potência; desconectar uma rede elétrica de um gerador de indução com uso de um comutador; controlar um inversor para controlar uma voltagem terminal do gerador de indução; e dissipar a potência gerada pelo gerador de indução com uso de um dispositivo de dissipação de potência.

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado peo fato de que compreende adicionalmente usar o inversor para sincronizar o gerador de indução com o gerador de reserva mediante a ativação do gerador de reserva.

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado peo fato de que compreende adicionalmente conectar o gerador de reserva com o gerador de indução com uso do comutador após sincronizar o gerador de indução com o gerador de reserva.

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado peo fato de que compreende adicionalmente usar o inversor para sincronizar o gerador de indução com a rede elétrica mediante a restauração da rede elétrica.

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado peo fato de que compreende adicionalmente controlar o inversor para fornecer potência reativa ao gerador de indução mediante a restauração da rede elétrica.

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado peo fato de que compreende adicionalmente desligar o gerador de indução reduzindo-se a velocidade do gerador de indução em uma taxa predefinida com uso do motor principal mediante a não iniciação do gerador de reserva.

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado peo fato de que compreende adicionalmente fornecer potência reativa ao gerador de indução com uso de um banco de capacitores ou um banco de capacitores comutáveis.

20. SISTEMA, caracterizado peo fato de que compreende: uma unidade aperfeiçoada para fornecer uma capacidade de suportabilidade de perda na rede a um gerador de indução em um sistema de geração de potência, em que a unidade aperfeiçoada compreende: um inversor acoplado operativamente ao gerador de indução e configurado para controlar uma voltagem terminal do gerador de indução durante uma condição de perda na rede; e um dispositivo de dissipação de potência eletricamente acoplado ao inversor e configurado para dissipar potência gerada pelo gerador de indução durante a condição de perda na rede.