CN111386654B - 风力发电系统及电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

风力发电系统具有：发电机主体，由风力生成电；辅机，辅助发电机主体；以及电力转换装置，将在发电机主体进行发电得到的第一交流电转换成第二交流电，并向电力系统输出第二交流电。电力转换装置具有第一电力转换电路、第二电力转换电路、经由第一经由点接受来自第一电力转换电路的直流电的蓄电要素、断路器及控制部。控制部控制第二电力转换电路，在发电机主体发电待机的期间即发电待机中设为解列模式，将第二电力转换电路经由第一经由点接受的蓄电要素的电力转换成具有预先设定的电压的第三交流电。辅机构成为经由在第二电力转换电路和断路器之间设置的第二经由点，接受第二交流电或者第三交流电。

Description

风力发电系统及电力转换装置
技术领域
本申请涉及风力发电系统及电力转换装置。
背景技术
风力发电系统的技术研发得到发展，作为有关风力发电系统的文献，例如已知有下述的专利文献1、2。
风力发电系统的并网规定设有FRT(Fault Ride Through，故障不脱网运行)功能。FRT是公知的技术，其详细情况例如已经明确记述在专利文献2的第0023段中。有关下述的专利文献1、2的风力发电系统具有斩波电路，用于消耗在实施FRT时不能逆流至系统的剩余电力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－231624号公报
专利文献2：国际公开第2015/186232号公报
发明内容
发明要解决的课题
风力发电系统除了接受风力进行发电的发电机主体以外，还具有各种各样的辅机。辅机的一例是调节收纳发电机主体的机舱的方向用的偏航电机。
针对辅机，不仅在风力发电系统接受风力进行发电的过程中，而且在风力发电系统不能进行发电的发电待机中也需要提供电力。在以往的并网的风力发电系统中，发电待机中的辅机电力是由电力系统提供的。其结果是，存在电力系统的电力消耗的量增多的问题。
本申请正是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的是提供一种风力发电系统，能够抑制从电力系统获取辅机用的电力。
另外，如上述的专利文献1、2所示，以往，在实施FRT时，电力被与斩波电路连接的电阻无用地消耗。因此，本申请发明人也关注于这样无用的电力损耗的问题。
本申请的另一目的是提供一种电力转换装置，能够减小在实施FRT时产生的电力损耗。
用于解决课题的手段
有关本申请的风力发电系统具有：
发电机主体，由风力生成第一交流电；
辅机，辅助所述发电机主体；以及
电力转换装置，将来自所述发电机主体的所述第一交流电转换成第二交流电，并向电力系统输出所述第二交流电，
所述电力转换装置具有：
第一电力转换电路，将所述第一交流电转换成直流电；
第二电力转换电路，将所述第一电力转换电路转换的所述直流电转换成所述第二交流电；
蓄电要素，经由在所述第一电力转换电路和所述第二电力转换电路之间设置的第一经由点，接受来自所述第一电力转换电路的所述直流电，由此蓄积电力；
断路器，设置于所述第二电力转换电路和所述电力系统之间；以及
控制部，控制所述第二电力转换电路和所述断路器，
所述控制部控制所述第二电力转换电路，使其在所述发电机主体的发电中使所述断路器导通，设为所述第二电力转换电路和所述电力系统进行协作的并网运转模式，在所述并网运转模式中将来自所述第一电力转换电路的所述直流电转换成所述第二交流电，
所述控制部控制所述第二电力转换电路，使其在所述发电机主体发电待机的期间即发电待机中使所述断路器断开，设为所述第二电力转换电路和所述电力系统分离的解列模式，将所述第二电力转换电路经由所述第一经由点接受的所述蓄电要素的电力转换成具有预先设定的电压的第三交流电，
所述辅机构成为，经由在所述第二电力转换电路和所述断路器之间设置的第二经由点，接受由所述第二电力转换电路输出的所述第二交流电或者所述第三交流电。
有关本申请的电力转换装置具有：
第一电力转换电路，将第一交流电转换成直流电；
第二电力转换电路，将所述第一电力转换电路转换的所述直流电转换成所述第二交流电，并向所述电力系统输出所述第二交流电；
斩波电路，连接于在所述第一电力转换电路和所述第二电力转换电路之间设置的第一经由点，对从所述第一经由点接受的电力进行转换；
电阻，用于消耗所述斩波电路输出的电力；
蓄电要素，在所述斩波电路的输出侧与所述电阻并联设置；以及
开关，对于所述斩波电路有选择地连接所述电阻和所述蓄电要素。
发明效果
根据有关本申请的风力发电系统，能够在风力发电系统的发电待机中由蓄电要素的电力生成第三交流电，并向辅机提供该第三交流电。其结果是，能够抑制在发电待机中从电力系统获取辅机用的电力。
根据有关本申请的电力转换装置，当在FRT实施中斩波电路工作时，能够向蓄电要素提供该斩波电路的输出电力。由此，能够回收在FRT实施中不能逆流至电力系统的电力的至少一部分。由蓄电要素回收的电力根据需要可以再利用，因而能够减小通过实施FRT而产生的电力损耗。
附图说明
图1是表示有关实施方式的风力发电系统及电力转换装置的结构且表示其发电模式的动作的图。
图2是表示有关实施方式的风力发电系统及电力转换装置的结构且表示其发电待机模式的动作的图。
图3是表示有关实施方式的能量消耗电路的结构的图。
图4是表示有关实施方式的变形例的风力发电系统及电力转换装置的结构且表示其发电待机模式的动作的图。
图5是表示有关比较例的风力发电系统及电力转换装置的结构且表示其发电模式的动作的图。
图6是表示有关比较例的风力发电系统及电力转换装置的结构且表示其发电待机模式的动作的图。
具体实施方式
图1是表示有关实施方式的风力发电系统10及电力转换装置20的结构且表示其发电模式的动作的图。在图1中，多个风力发电系统10与电力系统1进行协作运转。
多个风力发电系统10及电力系统1通过输电线6连接。在电力系统1和输电线6之间设有变压器2、电流计3、上位断路器4和WF(Wind Farm，风力发电场)控制部5。
如图1所示，风力发电系统10具有发电机主体12、辅机13、辅机14、辅机控制电源部15、电力转换装置20、变压器40和变压器41。
发电机主体12通过风力生成电力。发电机主体12进行发电得到的电力是第一交流电P1。辅机13及辅机14包括辅助发电机主体12的发电动作的各种设备。辅机13是风车控制部。
风力发电系统10具有收纳有发电机主体12的机舱。在实际的风力发电系统10中，通常是将发电机主体12及电力转换装置20统一收纳在机舱的内部。
辅机14是包括俯仰电机及偏航电机的电机部。俯仰电机及偏航电机根据风的状况始终运转并断续地进行动作。通过驱动辅机14所包含的偏航电机，能够调整机舱的方向。
电力转换装置20将来自发电机主体12的第一交流电P1转换成第二交流电P2。电力转换装置20向电力系统1输出第二交流电P2。
电力转换装置20具有第一电力转换电路21、第二电力转换电路22、PCS控制部23、PCS控制电源部24、直流电容器25、交流电抗器26、交流电容器27、断路器28、能量消耗电路30。
第一电力转换电路21是将第一交流电P1转换成直流电的转换器电路。第二电力转换电路22是将第一电力转换电路21转换的直流电转换成第二交流电P2的逆变器电路。第二电力转换电路22的输出端与交流电抗器26的一端连接。
PCS控制部23控制第二电力转换电路22和断路器28。PCS控制电源部24对PCS控制部23提供控制电源。
直流电容器25的一端与第一经由点Q1连接。交流电抗器26的另一端与断路器28连接。交流电容器27的一端连接于交流电抗器26和断路器28的连接点。
断路器28设置于第二电力转换电路22和电力系统1之间。如果将断路器28设为连接状态，则能够使第二电力转换电路22和电力系统1并网。如果将断路器28设为断开状态，则能够将第二电力转换电路22和电力系统1分离，将风力发电系统10从电力系统1解列。
如图1所示，能量消耗电路30包括斩波电路31、电阻32、第一蓄电要素33。能量消耗电路30是用于吸收在FRT实施中不能逆流至电力系统1的电力的电路。
能量消耗电路30与第一经由点Q1连接。第一经由点Q1设置于第一电力转换电路21和第二电力转换电路22之间的电气路径中。
第一蓄电要素33能够经由第一经由点Q1接受第一电力转换电路21转换的直流电。通过接受该直流电，第一蓄电要素33能够蓄积电力。关于能量消耗电路30的具体结构及动作，在后面使用图3进行说明。
在图2中图示了第二经由点Q2。第二经由点Q2设置于第二电力转换电路22和断路器28之间的电气路径中。第二经由点Q2与变压器40的一端连接。
变压器40的另一端连接于辅机14和辅机控制电源部15和PCS控制电源部24相连接的连接点。由此，辅机14、辅机控制电源部15及PCS控制电源部24能够经由变压器40接受来自第二经由点Q2的电源供给。
另外，辅机控制电源部15在对辅机13提供控制电源的同时，还对辅机14具有的未图示的电机控制电路提供控制电源。因此，辅机13能够经由变压器40和辅机控制电源部15接受来自第二经由点Q2的电源供给。
变压器41的一端与断路器28连接。变压器41的另一端与输电线6连接。
PCS控制部23在发电机主体12的发电过程中将风力发电系统10设为并网运转模式。并网运转模式是使断路器28导通、第二电力转换电路22和电力系统1进行协作的模式。PCS控制部23在并网运转模式中控制第二电力转换电路22，使其将来自第一电力转换电路21的直流电转换成第二交流电P2。
图2是表示有关实施方式的风力发电系统10及电力转换装置20的结构且表示其发电待机模式的动作的图。即，风力发电系统10具有发电机主体12发电待机的模式即“发电待机模式”。在风力发电系统10中，在该发电待机模式中，根据需要辅机13及辅机14等也进行动作。
PCS控制部23在发电待机模式中将风力发电系统10设为“解列模式”。“解列模式”是指断路器28断开、第二电力转换电路22和电力系统1分离的模式。解列模式也是风力发电系统10单独进行动作的“独立模式”。
PCS控制部23在发电待机模式中将第一电力转换电路21设为栅极阻断(gateblock)。PCS控制部23在发电待机模式而且是解列模式中控制第二电力转换电路22，使其将经由第一经由点Q1接受的第一蓄电要素33的电力转换成第三交流电P3。
第三交流电P3具有预先设定的电压及预先设定的频率。在第三交流电P3的输出过程中，第二电力转换电路22作为交流电压源发挥作用。
如在图1中说明的那样，在风力发电系统10的发电过程中，辅机13、辅机14、辅机控制电源部15及PCS控制电源部24能够经由第二经由点Q2接受第二交流电P2。
另一方面，如在图2中说明的那样，在风力发电系统10的发电待机模式中，辅机13、辅机14、辅机控制电源部15及PCS控制电源部24能够经由第二经由点Q2接受第三交流电P3。即，在风力发电系统10的发电待机模式中，能够由第一蓄电要素33的电力生成第三交流电P3，并向辅机13及辅机14提供该第三交流电P3。其结果是，能够抑制从电力系统1获取辅机13及辅机14用的电力。
图3是表示有关实施方式的能量消耗电路30的结构的图。如图3所示，能量消耗电路30具有斩波电路31、电阻32、开关34、开关控制电路35。
斩波电路31连接于第一经由点Q1，对在实施FRT(Fault Ride Through，故障不脱网运行)时从第一经由点Q1接受的电力进行转换。第一蓄电要素33设置于斩波电路31的输出侧。第一蓄电要素33既可以是蓄电池，也可以是电容器。
电阻32用来消耗在实施FRT时斩波电路31输出的电力。开关34对于斩波电路31有选择地连接电阻32和第一蓄电要素33。
第一蓄电要素33通过下面的动作充电。开关控制电路35通过将开关信号S1传递给开关34而控制开关34。开关控制电路35控制开关34，使得在第一蓄电要素33的充电量为预先设定的阈值以上时，将斩波电路31和电阻32连接。开关控制电路35控制开关34，使得在第一蓄电要素33的充电量小于预先设定的阈值时，将斩波电路31和第一蓄电要素33连接。
通过在FRT实施中连接斩波电路31和第一蓄电要素33，第一蓄电要素33蓄积斩波电路31的输出电力的至少一部分。
通过对斩波电路31追加第一蓄电要素33，能够在第一蓄电要素33回收在FRT实施中不能逆流至电力系统1的电力。在第一蓄电要素33回收的电力根据需要可以再利用，因而能够减小通过实施FRT而产生的电力损耗。
由第一蓄电要素33蓄积的电力通过下面的动作使用。斩波电路31在发电待机模式中将第一蓄电要素33的电力传递至第二电力转换电路22。具体地，在发电待机模式中，PCS控制部23将斩波电路31的开关元件设为导通，由此第一蓄电要素33和第一经由点Q1导通。在发电待机模式中，由第一蓄电要素33的电力生成第三交流电P3，因而能够将该第三交流电P3提供给辅机13及辅机14。
风力发电系统10构成为，在发电待机模式中至少对辅机14的偏航电机提供第三交流电P3。在低风速中为了使机舱沿风向旋转，优选驱动偏航电机。但是，在是使风力发电系统10的发电待机的程度的低风速时，不能将风力发电系统10的发电电力提供给辅机13及辅机14。此时，能够将由第一蓄电要素33的电力生成的第三交流电P3提供给偏航电机。由此，风力发电系统10即使是在发电待机模式中也能够驱动偏航电机。
图4是表示有关实施方式的变形例的风力发电系统110及电力转换装置20的结构且表示其发电待机模式的动作的图。有关变形例的风力发电系统110在下述的不同之处上与图1及图2所述的风力发电系统10不同。
有关变形例的不同之处是能量消耗电路30被替换为能量消耗电路130。能量消耗电路130不具有第一蓄电要素33，除此以外具有与能量消耗电路30相同的结构。
在有关变形例的风力发电系统110中还设置有与直流电容器25并联连接的第二蓄电元素133。在实施方式中，第二蓄电元素133是在电力转换装置20的外部设置的外置型的蓄电池或者电容器，因而第二蓄电元素133可以是大型的。
第二蓄电元素133在风力发电系统110的发电模式中，经由第一经由点Q1接受第一电力转换电路21转换的直流电，由此蓄积电力。
PCS控制部23在发电待机模式中将断路器28设为断开状态，将风力发电系统110设为解列模式。第二电力转换电路22经由第一经由点Q1接受第二蓄电元素133的电力。PCS控制部23控制第二电力转换电路22使其将第二蓄电元素133的电力转换成第三交流电P3。
这样，即使是有关变形例的风力发电系统110，在发电待机模式中，也能够由在第二蓄电元素133蓄积的电力生成第三交流电P3并提供给辅机14等。
图5是表示有关比较例的风力发电系统210及电力转换装置220的结构且表示其发电模式的动作的图。图6是表示有关比较例的风力发电系统210及电力转换装置220的结构且表示其发电待机模式的动作的图。
有关比较例的风力发电系统210在下述的不同之处上与图1及图2所述的风力发电系统10不同。第一不同之处是，在比较例中，不从第二电力转换电路22输出第三交流电P3。
第二不同之处是，变压器40的一端不是与第二经由点Q2而是与其它经由点Qx连接。其它经由点Qx设置于断路器28和变压器41之间的电气路径中。
第三不同之处是，能量消耗电路30被替换为能量消耗电路130。能量消耗电路130不具有第一蓄电要素33，除此以外具有与能量消耗电路30相同的结构。
另外，在有关比较例的风力发电系统210中，也不具有有关图4的变形例的第二蓄电元素133。
在比较例中，在图5的发电中，与实施方式一样地，向电力系统1及辅机14等供给第二交流电P2。但是，在比较例中，在图6所示的发电待机模式中，向辅机14等供给来自电力系统1的系统交流电P4。其结果是，在比较例中，存在电力系统1的电力消耗的量增多的问题。
关于这一点，在实施方式中具有这样的优点，能够不通过系统交流电P4，而通过第三交流电P3供应辅机13及辅机14等的电源供给。
实施方式中的电力转换装置20也可以不用于风力发电系统10，而在其它的电力系统中使用。电力转换装置20具有第一电力转换电路21、第二电力转换电路22、斩波电路31、电阻32、第一蓄电要素33、开关34。由此，通过经由开关34向第一蓄电要素33提供斩波电路31的输出电力，能够回收在FRT实施中不能逆流至系统的电力的至少一部分。
标号说明
1…电力系统；2…变压器；3…电流计；4…上位断路器；5…WF控制部；6…输电线；10、110、210…风力发电系统；12…发电机主体；13…辅机(风车控制部)；14…辅机(电机部)；15…辅机控制电源部；20、220…电力转换装置；21…第一电力转换电路；22…第二电力转换电路；23…PCS控制部；24…PCS控制电源部；25…直流电容器；26…交流电抗器；27…交流电容器；28…断路器；30、130…能量消耗电路；31…斩波电路；32…电阻；33…第一蓄电要素；34…开关；35…开关控制电路；40、41…变压器；133…第二蓄电要素；P1…第一交流电；P2…第二交流电；P3…第三交流电；P4…系统交流电；Q1…第一经由点；Q2…第二经由点；Qx…其它经由点。

Claims (3)

1.一种风力发电系统，具有：
发电机主体，由风力生成第一交流电；
辅机，辅助所述发电机主体；以及
电力转换装置，将来自所述发电机主体的所述第一交流电转换成第二交流电，并向电力系统输出所述第二交流电，
所述电力转换装置具有：
第一电力转换电路，将所述第一交流电转换成直流电；
第二电力转换电路，将所述第一电力转换电路转换的所述直流电转换成所述第二交流电；
断路器，设置于所述第二电力转换电路和所述电力系统之间；以及
控制部，控制所述第二电力转换电路和所述断路器，
还具有蓄电要素，经由在所述第一电力转换电路和所述第二电力转换电路之间设置的第一经由点，接受来自所述第一电力转换电路的所述直流电，由此蓄积电力，
所述控制部控制所述第二电力转换电路，使其在所述发电机主体的发电中使所述断路器导通，设为所述第二电力转换电路和所述电力系统进行协作的并网运转模式，在所述并网运转模式中将来自所述第一电力转换电路的所述直流电转换成所述第二交流电，
所述控制部控制所述第二电力转换电路，使其在所述发电机主体发电待机的期间即发电待机中使所述断路器断开，设为所述第二电力转换电路和所述电力系统分离的解列模式，将所述第二电力转换电路经由所述第一经由点接受的所述蓄电要素的电力转换成具有预先设定的电压的第三交流电，
所述辅机构成为，经由在所述第二电力转换电路和所述断路器之间设置的第二经由点，接受由所述第二电力转换电路输出的所述第二交流电或者所述第三交流电，
所述电力转换装置还具有：
斩波电路，连接于所述第一经由点，对从所述第一经由点接受的电力进行转换；以及
电阻，用于消耗所述斩波电路输出的电力，
所述蓄电要素包括第一蓄电要素，所述第一蓄电要素在所述电力转换装置的内部设置于所述斩波电路的输出侧，蓄积所述斩波电路的输出电力的至少一部分，
所述斩波电路在所述发电待机中将所述第一蓄电要素的电力传递给所述第二电力转换电路，
所述发电待机的期间是指风速低而所述风力发电系统的发电电力不能够驱动所述辅机的期间。
2.根据权利要求1所述的风力发电系统，
所述电力转换装置还具有直流电容器，所述直流电容器连接于所述第一电力转换电路和所述第二电力转换电路之间的所述第一经由点，
所述蓄电要素包括：在所述电力转换装置的外部与所述直流电容器并联连接的第二蓄电要素。
3.根据权利要求1所述的风力发电系统，
所述风力发电系统还具有收纳有所述发电机主体的机舱，
所述辅机包括调整所述机舱的方向用的偏航电机，
所述风力发电系统构成为在所述发电待机中，向所述偏航电机提供所述第三交流电。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3975368A1 (de) * 2020-09-25 2022-03-30 Wobben Properties GmbH Unterbrechungsfreie stromversorgung bei windenergieanlagen
CN116365570A (zh) * 2021-12-28 2023-06-30 北京金风科创风电设备有限公司 输变电系统和包括该输变电系统的风力发电机组

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6064122A (en) * 1998-11-05 2000-05-16 Alliedsignal Power Systems Inc. Microturbine power of generating system including a battery source for supplying startup power
CN101505134A (zh) * 2008-01-11 2009-08-12 国立大学法人长冈技术科学大学 交流电动机驱动电路以及电力车驱动电路
CN102754298A (zh) * 2010-05-28 2012-10-24 三菱重工业株式会社 电力供给装置及方法
CN104718695A (zh) * 2013-04-22 2015-06-17 富士电机株式会社 电力转换装置及其控制方法
CN106471704A (zh) * 2014-06-26 2017-03-01 东芝三菱电机产业系统株式会社 不间断电源装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4164050B2 (ja) * 2004-07-29 2008-10-08 株式会社日立製作所 系統連系装置
JP4898230B2 (ja) * 2006-01-18 2012-03-14 学校法人福岡工業大学 風力発電システムの運転制御方法及びその装置
CN101090207A (zh) * 2006-06-13 2007-12-19 宏锐电子股份有限公司 位移发电装置
US7391126B2 (en) * 2006-06-30 2008-06-24 General Electric Company Systems and methods for an integrated electrical sub-system powered by wind energy
US7952232B2 (en) * 2008-03-13 2011-05-31 General Electric Company Wind turbine energy storage and frequency control
KR101174891B1 (ko) * 2010-06-01 2012-08-17 삼성에스디아이 주식회사 전력 저장 시스템 및 그 제어방법
KR101182431B1 (ko) * 2010-10-12 2012-09-12 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩, 이의 제어방법 및 이를 포함하는 전력 저장 시스템
US8344550B2 (en) * 2010-12-21 2013-01-01 General Electric Company Power conversion control with energy storage
DK2503146T3 (da) * 2011-03-21 2014-02-10 Siemens Ag Fremgangsmåde og indretning til styring af driften af et elektrisk energiproduktionsanlæg under en afbrydelse fra et forsyningsnet
JP5765043B2 (ja) 2011-04-27 2015-08-19 富士電機株式会社 風力発電用電力変換装置
WO2013013174A2 (en) * 2011-07-20 2013-01-24 Inventus Holdings, Llc Dispatchable renewable energy generation, control and storage facility
EP2565443A1 (en) 2011-09-05 2013-03-06 XEMC Darwind B.V. Generating auxiliary power for a wind turbine
JP5836401B2 (ja) * 2012-01-18 2015-12-24 株式会社日立製作所 風力発電システム
US9281688B2 (en) * 2013-02-14 2016-03-08 Bradley Hardin Energy management system for multiple power inputs
JP6480096B2 (ja) * 2013-04-19 2019-03-06 京セラ株式会社 電力制御システム、電力制御装置、電力制御システムの制御方法
WO2015054869A1 (zh) * 2013-10-17 2015-04-23 国网新源张家口风光储示范电站有限公司 一种兆瓦级电池储能电站的监控系统及其方法
US9334749B2 (en) * 2013-10-18 2016-05-10 Abb Technology Ag Auxiliary power system for turbine-based energy generation system
WO2015065425A1 (en) * 2013-10-31 2015-05-07 General Electric Company System and method for controlling wind power generation systems
WO2015186232A1 (ja) 2014-06-06 2015-12-10 株式会社日立製作所 回転電機システムまたは回転電機システムの制御方法
JP2016116305A (ja) * 2014-12-15 2016-06-23 株式会社日立製作所 発電システムまたは風力発電システム
JP6923296B2 (ja) * 2016-07-05 2021-08-18 株式会社日立製作所 風力発電設備とその運転方法およびウィンドファーム
WO2018087876A1 (ja) * 2016-11-11 2018-05-17 東芝三菱電機産業システム株式会社 無停電電源装置
US10587121B2 (en) * 2017-05-23 2020-03-10 General Electric Company Electrical power systems and subsystems
CN107658903A (zh) * 2017-10-30 2018-02-02 北方智能装备有限公司 一种嵌入式储能的风力发电系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6064122A (en) * 1998-11-05 2000-05-16 Alliedsignal Power Systems Inc. Microturbine power of generating system including a battery source for supplying startup power
CN101505134A (zh) * 2008-01-11 2009-08-12 国立大学法人长冈技术科学大学 交流电动机驱动电路以及电力车驱动电路
CN102754298A (zh) * 2010-05-28 2012-10-24 三菱重工业株式会社 电力供给装置及方法
CN104718695A (zh) * 2013-04-22 2015-06-17 富士电机株式会社 电力转换装置及其控制方法
CN106471704A (zh) * 2014-06-26 2017-03-01 东芝三菱电机产业系统株式会社 不间断电源装置

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