CN112368902A - 具有直流电压源和控制单元的逆变器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将电能馈入三相供电网中的装置，所述供电网具有电网电压和电网频率并且通过电网额定电压和电网额定频率来表征，所述装置包括：逆变器，所述逆变器至少具有下述列表中的特性，所述列表包括：a)对供电网中的频率干扰做出尤其快速的功率响应；b)对供电网中的电压干扰做出尤其快速的电流响应；c)尤其根据a)、b)、d)、e)、f)或g)对电网干扰做出尤其快速的电流响应，其中不会超过最大电流；d)具有相位突变能力，所述相位突变能力允许所述电网电压承受至少20°的相位突变；e)馈送电压和/或电流，所述电压和/或电流提供为用于，将供电网中发生的电压或电流的谐波振荡最小化；f)馈送电流，尤其是不对称的电流，所述电流提供为用于，将供电网中的电压不对称性最小化；g)馈送电功率，所述电功率提供为用于，在供电网中衰减电网振荡，尤其是功率摆动，优选是低频的或次同步的功率摆动。

Description

具有直流电压源和控制单元的逆变器

技术领域

本发明涉及一种用于馈送电能的装置以及一种包括这种装置的馈电单元，所述装置例如是风能设施、用于电动汽车或光伏设施的充电站、高压直流输电的总站或功率电子容器，尤其是用于联接电池或其它存储介质。

背景技术

在电能供应领域中，通常借助于逆变器将电能馈入供电网中，这例如在风能设施中是这种情况。

对此可用的逆变器具有一系列缺点，所述缺点还不能满足供电网的未来的要求。

因此，逆变器例如在特定的电网故障的情况下仅能够有条件地为电网提供相同的支持，如这在传统上由同步发电机所提供的，例如由常规的发电站所提供的那样。

这例如可能由于：相关的控制单元必须首先以测量技术的方式来识别电网故障，并且然后，意即以一定的时间延迟，才能够以支持电网的方式做出反应。

此外也可能是，所述逆变器本身在技术上没有设计为用于，例如当所需的向逆变器的能量输送根本不足以为电网故障提供期望的支持时，在发生特定的电网故障时为电网选择与同步发电机相同的支持。

因此，在这种情况下，所述馈电单元不适合于相应地支持供电网，进而从供电网的角度来看，所述馈电单元不能完全替代在常规发电站中的同步发电机。

德国专利商标局在关于本PCT申请的优先权申请中检索到以下现有技术：US2011/0 089 693 A1、WO 2018/148 835 A1、US 2012/0 205 981 A1、US 6 946 750 B2、DE10 2014 113 262 A1和US 2013/0 166 081 A1。

发明内容

因此，本发明的目的是，解决上述问题中的至少一个，尤其要提出下述解决方案，所述解决方案能够实现通过分散式馈电器或馈电单元，例如风能设施尽可能完全替代常规的发电站。至少要提出一种关于用于逆变器或在逆变器中的至今已知的解决方案和方法的替选方案。

根据本发明，因此提出一种用于将电能馈入三相供电网中的装置，其中所述供电网具有电网电压和电网频率并且通过电网电压和电网频率来表征。

为此，所述装置本身包括至少一个逆变器、直流电压源和控制单元。

在一个优选的实施形式中，用于馈送电能的装置是风能设施的或用于电动汽车或光伏设施的充电站的或HGü线路的、高压直流输电(HGü)的或馈电单元的组成部分，所述馈电单元一方面与任何类型的能量储存器连接，并且另一方面与供电网连接，以便为供电网供给功率，或者才形成供电网，即将其置于电压下或者在电网故障情况下对其进行支持，例如通过有功或无功功率进行支持，或者以便将供电网的频率和电压保持在期望的极限值内。

根据本发明的装置的也能够是逆变器模块的逆变器通过额定功率来表征并且具有逆变器输入端和逆变器输出端。

所述逆变器输出端在这种情况下配置为引导预定的最大电流，并且还设立为用于，能够与供电网连接，所述供电网例如为具有例如50Hz或60Hz的额定频率的三相供电网。在一个优选的实施形式中，所述逆变器输出端为此同样构成为三相的，并且例如经由变压器与供电网连接。

而逆变器输入端设立为用于，与直流电压源连接。就其而言，这能够从各种不同的源，例如电池、PV模块、燃料电池等馈送功率。

因此，所述逆变器本身经由逆变器输入端与直流电压源连接，并且经由逆变器输出端与交流电压网络连接。

所述逆变器因此与直流电压源连接，使得能够至少沿一个方向，优选沿两个方向在直流电压源和供电网之间交换电能。

根据本发明的装置的直流电压源还构成为蓄电器，并且通过最大电功率和能量含量来表征。

优选的是，所述直流电压源为此构成为电池，优选具有多个模块。

例如，根据本发明的装置是风能设施的组成部分。

在这种情况下，所述逆变器例如经由直流电压中间电路与整流器连接，所述整流器又优选地与风能设施的发电机的电定子连接。为此，所述逆变器优选构成为所谓的“背对背”形式，其中尤其设有有源整流器，并且所述有源整流器、中间电路和逆变器优选安置在壳体中。然后，在直流电压中间电路中例如设置有直流电压源，所述直流电压源经由直流电压中间电路与逆变器的逆变器输入端连接，使得能够在直流电压源和逆变器之间交换电能。因此，所述逆变器本身尤其能够用于在供电网中出现故障的情况下从直流电压源中获取电能，并且将所述电能输送给供电网，以便排除该故障。

在一个优选的实施形式中，所述装置设立为用于，在发生电网故障的情况下从供电网获取能量，并且将所述能量向回馈送到直流电压源中，尤其当这对电网有用时如此。因此尤其提出，将该装置设立为用于，以四方运行方式来工作，即放弃和/或输出有功和/或无功功率。

在另一优选的实施形式中，根据在电网电压和逆变器电压之间的角度来选择逆变器的设定范围，即相应的馈电象限。因此还提出：根据在电网电压和逆变器电压之间的角度来设定有功和/或无功功率吸收和/或输出。

此外，根据本发明的装置还具有控制单元，所述控制单元设立为用于，至少操控所述逆变器，尤其是逆变器输出端。在一个优选的实施形式中，所述控制单元为此以信号传导的方式与逆变器连接并且以信号传导的方式与直流电压源连接，尤其是以便从直流电压源获取预定的电功率并且借助于逆变器将所述电功率提供给供电网。

所述控制单元还设立为用于，至少操控所述逆变器，使得所述逆变器具有下述功能中的至少一个功能。为此尤其也提出：将逆变器相应地设立为，使得所述逆变器也能够实现这些功能，即具有相应的硬件，例如也能够实现这些功能的相应的半导体，尤其是能够引导相应的电流的半导体。

在一个特别优选的实施形式中，所述装置，即尤其是所述控制单元和所述逆变器具有下面描述的这些功能中的多个功能。因此，除了逆变器的实际功能之外，所述逆变器还具有下述的附加功能中的至少一个功能。

功能a)对供电网中的频率干扰做出尤其快速的功率响应。

因此尤其提出，所述控制单元和所述逆变器设立为用于，施加具有固定的基频的三个正弦电压或电流。所述固定的基频通常是电网频率的基频，即例如50Hz或60Hz。因此尤其提出，在对至今为止正弦形的电网电压发生干扰的情况下，由所述逆变器施加的正弦形电压保持不变，使得仅由于电网电压的干扰会产生在电网电压和所施加的电压或电流之间的在相位角和幅度方面变化的矢量差。该反应尤其快速地或无延迟地发生，即在很少的电网周期内，例如在一半的电网周期内或四分之一的电网周期内发生。因此，功能a)与RoCoF继电器的功能截然相反，因为RoCoF继电器自预定值起将发电机与供电网断开。而本发明提出：发电机，即所述装置应在供电网上连续地运行，尤其在考虑相应的电网故障的情况下。

功能b)，对供电网中的电压干扰做出尤其快速的电流响应。

因此尤其提出一种电流响应，所述电流响应对如在功能a)下所描述的电网电压的干扰起作用，而不必主动干预测量或调节方法。在这种情况下，尤其也涉及快速或无延迟的响应，即在电网周期内，例如在一半的电网周期或四分之一的电网周期内快速或无延迟的响应。因此尤其还提出，由于在电网电压和所施加的电压之间的矢量差而引起的电流变化仅受到在电流路径上的电感限制，以及受到在直流电压源中的电流变化速度的可能的极限值限制。

功能c)对电网干扰做出尤其快速的电流响应，其中不超过最大电流。

因此尤其提出，所述逆变器具有电流响应，所述电流响应在进一步的时间过程中根据适宜的控制方法，尤其借助于测量或调节方法调整为，使得在任何时间都不超过所述逆变器的最大电流。所述控制方法在此也选择为，使得所述逆变器的能量储存器，即直流电压源不被完全放电或过充电。因此尤其提出，不借助于适宜的构件限制所述逆变器的电流响应，而是应根据所述逆变器和直流电压源的允许的负载来选择控制功能，使得在供电网出现故障时，所述逆变器和直流电压源均不过载。因此，所述装置优选设立为用于，在不断开电网的情况下能够承受供电网中的电网电压干扰，并且能够无延迟地与电网交换电流，这比至今常用的方法对电网更有用，因为根据本发明的方法与同步发电机的行为更类似。

因此，根据所发生的电网故障，以不同的速度干预上述控制方法，以限制所述电流响应。例如，在具有低的电网电压残余幅度的强烈电压骤降的情况下，在所述逆变器的所施加的电压与电网电压的残余幅度之间的差分电压会大幅增大。

功能d)具有相位突变能力，所述相位突变能力允许电网电压承受至少20°的相位突变。

因此尤其提出，将所述装置，即尤其逆变器设立为用于，能够在供电网上继续运行，或者所述装置设立为用于，尤其在不将装置与供电网断开的情况下，并且尤其是尽管所述电网电压出现相位突变，仍能够馈送对电网有用的电流的情况下，所述装置能够继续运行。因此，所述装置优选被设立为用于，承受在供电网中的电网电压的相位突变。因此，所述功能d)与矢量突变继电器的功能截然相反，因为矢量突变继电器自电网电压的相位的突变变化的预定值起将发电机与供电网断开。而本发明提出，所述发电机，即所述装置，在供电网上连续地运行，尤其在考虑相应的电网故障的情况下如此。

相位突变在这种情况下尤其应理解为电网电压在两个方向上，即在正和负的方向上的角度突变。

在另一优选的实施形式中，所述装置至少设立为用于，承受至少30°的相位突变。在一个特别优选的实施形式中承受至少170°的相位突变。

功能e)馈送电功率，所述电功率提供为用于，将供电网中的谐波振荡最小化；

因此尤其提出，所述装置，即尤其所述逆变器设立为用于，馈送电压和/或馈送电流，以便将在供电网中发现的电压或电流的谐波振荡最小化。

谐波振荡在此尤其应理解为局部现象，所述局部现象引起电流或电压不具有理想的正弦。谐波振荡在此通常具有高于额定频率的基频。

功能f)馈送电功率，所述电功率提供为用于，将供电网中的电压不对称性最小化。

因此尤其提出，所述装置，即尤其是逆变器设立为用于，施加电压和/或馈送电流，以便将在供电网中发生的电压或电流的不对称性最小化。优选地，为此使用下述的控制功能。

功能g)馈送电功率，所述电功率提供为用于，在供电网中衰减电网振荡，尤其是功率摆动，优选是低频的或次同步的功率摆动。

电网振荡在此应理解为不同的发电站的凸极转子相互间的振荡，或者也是调节装置彼此间的振荡，它们会引起频率和功率流的周期性变化。在这种情况下，这主要涉及大空间的、非常罕见的现象，仅具有很弱的衰减。所述振荡也能够称为区域间振荡。

优选的是，所述逆变器通过额定电流来表征并且设计为，使得所述逆变器的物理负载极限值大于等于所述额定电流的1.0倍，特别优选1.5倍。

因此尤其提出，与正常运行相比，所述装置尺寸过大，以便能够相应地承受所有电网故障。因此，所述装置尤其根据要承受的故障情况而不是根据额定功率来设计。

优选的是，所述逆变器以及还有或者可选地所述直流电压源以及还有或可选地所述控制单元设立为用于，使得根据本发明的装置构成为施加电压的。

因此尤其提出一种用于将电功率馈入供电网中的电压施加装置。这尤其表示，所述装置设立为用于，在其电网连接点处施加对称的三相电压系统，尤其预设为仅具有期望的基本振荡的纯正弦曲线形状，并且还优选保持所述基本振荡。

优选的是，直流电压源至少确定尺寸为，使得所述逆变器能够对于至少0.5秒，优选对于至少1秒，特别优选对于至少10秒提供其额定功率，尤其在仅使用直流电压源的情况下如此。

因此尤其提出，此外在考虑上述或下述的功能a)至g)情况下将直流电压源和逆变器的物理尺寸设计为，使得所述逆变器能够在满的额定功率下并且在仅使用直流电压源的情况下至少短暂地确保功能a)至g)之一。因此，所述装置一方面设计为对于网络特别有用的，而另一方面针对电网故障设计为，使得所述装置能够至少短暂地并且尤其能够自主地支持所述供电网。根据本发明已经认识到，在本发明的足够大的应用中，例如通过100个风能设施，这种设计方案能够实现接近或等于常规的发电站的电网支持。因此，如果大面积应用根据本发明的装置，则在仅使用分散式的并且尤其是基于逆变器的(可再生的)能量的情况下能够在技术上有意义的并且可靠地实现稳定的电网运行。

优选还提出，所述直流电压源具有与特性a)至g)之一相关联的至少一个分区。

因此提出，所述直流电压源抑制用于上述功能的电功率，所述电功率仅在应用这些功能时才释放。

例如，所述装置具有功能a)和b)。然后，所述直流电压源具有用于功能a)的具有预定的能量含量的至少一个第一分区和用于功能b)的具有预定的能量含量的第二分区。因此尤其提出，所述直流电压源由与特定的功能相关联的多个电容构成。因此，所述直流电压源例如能够具有5个电池模块，其中一个用于功能a)，一个用于功能b)，而另外三个能够自由提供。因此尤其确保：所述装置能够在任何时间执行所述功能，尤其是即使在风能设施例如没有吹风的情况下，即风能设施本身不能产生电功率的情况下也能够执行所述功能。

因此尤其提出，借助于硬件来实现相应的分区。在这种情况下特别有利的是，能够根据其相应的功能来选择相应的电池。

此外或替选地提出，所述控制单元设立为用于，为特性a)至g)中的至少一个特性保留直流电压源的储存含量。

因此同样提出，借助于控制单元进行分区，即保留预定量的电能，即，所述分区此外或替选地借助于软件来实现。在这种情况下特别有利的是，能够根据特定的电网情况在所述装置持续运行时改变相应的分区。例如，如果相邻的大型发电站正在大修，则在这种情况下，相应地增加用于电网支持功能的分区，以便能够对这进行补偿。

优选地，所述直流电压源具有列表中的至少一个，所述列表包括：至少10％的能量含量作为特性a)的分区；至少10％的能量含量作为特性b)的分区；至少10％的能量含量作为特性c)的分区；至少10％的能量含量作为特性d)的分区；至少10％的能量含量作为特性e)的分区；至少10％的能量含量作为特性f)的分区；至少10％的能量含量作为特性g)的分区；至少10％的能量含量作为特性g)的分区。

因此尤其提出，所述直流电压源具有用于逆变器的至少一个功能的至少一个分区。所述分区包括直流电压源的至少10％的能量含量。

因此，所述直流电压源的至少10％的能量含量被保留用于功能a)至g)之一。在一种情况下，所述逆变器--除了从初级能源(例如风、太阳辐射等)中本来就实现为基本功能的能量转换以外--具有刚好一个附加功能并且对于该刚好一个功能保留所述直流电压源的至少10％的能量含量。因此，所述装置能够自由可用直流电压源的90％的能量含量，例如以便遵循电网运营商预设的期望值。而所保留的10％的直流电压源仅用于例如使在电网中出现的谐波振荡最小化。

在另一优选的实施形式中，所述装置具有功能a)至g)中的至少两个功能，并且所述直流电压源相应地具有至少两个分区，所述分区分别包括直流电压源的至少10％的能量含量。在这种情况下，因此将10％的能量含量对于相应的功能保留两次，总计20％的能量含量。

在一个特别优选的实施形式中，用于特性a)的分区大于用于特性b)的分区。

优选地，所述直流电压源具有以下列表中的至少一个，优选至少两个，所述列表包括：至少50％的能量含量作为特性a)的分区；至少20％的能量含量作为特性b)的分区；尤其，至少10％的能量含量作为特性e)的分区；至少10％的能量含量作为特性g)的分区。

因此也提出，对于功能a)提供直流电压源的至少一半的能量含量。此外，提供用于功能b)的至少一个分区以及用于功能g)的分区，并且尤其提供用于功能e)的分区。因此尤其提出，对于系统关键的过程抑制能量或者对于这些可能的情况保留能量。所述功能e)尤其在弱的电网中被视为系统关键的。如果所述装置用于强的电网中，则所述装置应优选仅具有功能a)、b)和g)及其相应的分区。

因此，至少所述装置的逆变器或控制单元也具有上述或下述的功能a)、b)，尤其是e)，和g)。

根据本发明已经认识到，尤其这至少四个功能的组合能够特别好地支持所述供电网，进而根据本发明的装置特别好地适合用在以转换器为主的供电网中，尤其能够代替传统的发电站。

为此，优选地，所述逆变器借助施加电压的PWM方法来运行，尤其无需在一个或多个同时发生的电网故障开始时如上所述地执行a)-g)，在电流反应开始之前，首先能够以测量技术的方式检测电网电压。

因此尤其提出，借助PWM方法附加地运行所述逆变器，更确切地说，使得所述逆变器设立为用于，在发生电网故障之后的第一时刻，与所测量到的电网电压无关地运行。因此，运行所述逆变器，使得其将电压施加到供电网上。

在一个特别优选的实施形式中，所述PWM方法为此具有电压期望值。

在进一步的电网干扰的过程中，仅当固有的电流响应面临达到构件极限时，或者在直流电压源和电网之间交换的能量量达到直流电压储存器的极限时，才需要对电网电压进行测量技术上的检测，以便能够借助于控制单元在逆变器的电网有用性的意义上优化进一步的行为。

优选地，所述控制单元还具有至少一个控制功能，以便在触发特性a)至g)之一之后操控所述逆变器，其中所述控制功能具有列表中的一个变化曲线，其包括：具有可设定的时间常数的指数变化曲线；具有可设定的梯度的线性变化曲线；具有可设定的时间段的期望值。

因此，所述控制单元设立为用于，连续地操控所述逆变器，其中所述控制单元在例如由于供电网中的电网故障而触发上述或下述的功能之一之后，通过特殊的控制功能来操控逆变器。

所述控制功能能够是具有可设定的时间常数的指数变化曲线、具有可设定的梯度的线性变化曲线，或者是具有可设定的时间段的固定预设的期望值。

所述功能的类型根据故障的类型和严重性来确定。为此，例如能够在控制单元中提供包括极限值的查找表，在超过或低于极限值时，选择这些上述或下述控制功能之一。

优选地，所述逆变器至少具有特性a)和b)，其中所述直流电压源具有至少50％的能量含量作为用于特性a)的分区，和至少20％的能量含量作为用于特性b)的分区，其中所述控制单元分别具有用于特性a)和b)的控制功能，其中所述控制功能具有带有可设定的时间常数的指数变化曲线和/或带有可设定的梯度的线性变化曲线和/或带有可设定的时间段的期望值。

因此提出，所述装置至少具有功能a)和b)，并且在直流电压源中分别借助于分区对于至少这两个功能保留预定的能量含量。

此外，也对于功能a)和b)中的每个分别保存上述或下述的控制功能。

根据该实施形式，直流电压源的不多于30％的能量含量能够提供用于自由提供给所述装置，尤其直流电压源的至少70％的能量含量提供用于在供电网中克服频率和电压干扰。

根据本发明还提出一种包括上述或下述装置的风能设施。

所述风能设施例如包括发电机，在发电机的输出端处设置有整流器。根据本发明的装置与该整流器和供电网连接，以便将由发电机产生的电功率馈入供电网中。

根据本发明还提出一种用于电动汽车的充电站，所述充电站包括上述或下述装置。

因此，所述充电站至少设立为用于，借助于根据本发明的装置在所连接的车辆和电网之间交换电能(车辆的充电或放电)，并且此外在发生电网故障的情况下也借助特殊的电网支持功能来支持所述电网。

根据本发明，还提出一种用于供电网的馈电单元，尤其是光伏设施或高压直流输电的总站或多个功率电子模块的功能组合体(Zusammenschluss)，优选集中于容器中，所述馈电单元包括上述或下述装置。

因此，所述馈电单元尤其配置为，联接电池或其它储存介质或具有所述电池或其它储存介质。

除了常用的发生器，如风能设施或燃煤发电站，和耗电器，例如马达以外，还存在功率电子装置，所述功率电子装置与供电网连接，以便例如能够调节无功功率预算。所述功率电子装置本身不会产生能量，并且也不会消耗能量，除了常见的损耗以外--因此所述功率电子装置既不是发生器，也不是传统意义上的耗电器。

为此，根据本发明提出，能够使用具有功率电子装置的容器，所述容器具有上述或下述装置，以便除了例如借助无功功率交换的固定式运行以在其电网连接点处保持电压以外，附加地在电网故障的情况下借助特殊的电网支持功能来支持供电网。

附图说明

现在，在下文中示例性地借助实施例参考附图详细阐述本发明。

图1示出根据一个实施形式的根据本发明的风能设施的示意图。

图2示出根据本发明的装置的尤其作为风能设施的组成部分的示意性结构。

具体实施形式

图1示出根据本发明的风能设施100的示意图。

为此，所述风能设施100具有塔102和吊舱104。在吊舱104上设置有空气动力学转子106，所述空气动力学转子具有三个转子叶片108和整流罩110。所述转子106在运行中通过风置于转动运动中，从而驱动吊舱中的发电机。

所述发电机本身在此与整流器连接，所述整流器又与上述或下述装置连接，以便能够将电能馈入三相供电网中。

图2示出根据本发明的装置的示意性结构，所述装置尤其使用于风能设施中，如优选在图1中所示出。

所述风能设施100具有发电机120，所述发电机尤其在定子侧上三相地与整流器130连接。

所述整流器130从发电机120的三相交流电压中产生直流电压Udc。

直流电压Udc施加在直流电压中间电路上，根据本发明的装置200也连接在该直流电压中间电路上。

为此，根据本发明的用于将电能馈入三相供电网300中的装置200包括至少一个逆变器210、直流电压源220和控制单元230。

所述逆变器210通过额定功率来表征，并且还包括逆变器输入端212和逆变器输出端214。

所述逆变器输入端212设立为用于，尤其经由直流电压中间电路140与直流电压源220连接。因此，所述逆变器输入端212也经由直流电压中间电路140与整流器130连接。

所述逆变器输出端214设立为用于，引导预定的最大电流，并且例如经由变压器(未示出)与三相供电网300连接。

为此，直流电压源220构成为蓄电器，并且所述蓄电器通过电容、电功率和能量含量来表征。为此，所述直流电压源220优选具有多个电池模块或分区。

此外，所述直流电压源220与逆变器输入端212连接，使得能够在直流电压源220和逆变器210之间交换电能。

为了能够控制在直流电压源220和逆变器之间的功率流，设有控制单元230，所述控制单元设立为用于，至少操控所述逆变器210，使得所述逆变器具有上述或下述的特性a)至g)中的至少一个。尤其，所述逆变器具有以下特性：a)对供电网中的频率干扰进行快速功率响应，以及b)对供电网中的电压干扰进行快速电流响应。

为此，所述直流电压源220包括至少两个分区212、214，所述分区分别与功能a)和b)之一相关联。

附加地或替选地，所述控制单元230设立为用于，至少对于特性a)和b)保留直流电压源的储存含量。因此，在一个优选的实施形式中，所述分区212、214通过软件实现并且由控制单元230来管理。

根据所示出的实施形式，提供50％的能量含量作为用于特性a)的分区212，并且提供20％的能量含量作为用于特性b)的另一分区214。剩余的30％例如能够用作用于支持直流电压中间电路140的直流电压Udc的缓冲器。

为了当例如在供电网300中发生频率干扰时，对于逆变器210的特性释放所述直流电压源130的能量含量，所述控制单元具有至少各一个用于相应的特性的控制功能232。

选择哪个控制功能例如能够保存在查询表234中；这例如在频率干扰情况下是具有可设定的时间常数的指数变化曲线，或者在电压干扰情况下是具有可设定的梯度的线性变化曲线。

为了能够实现相应的控制功能232，所述逆变器210优选借助于PWM方法236来操控，所述PWM方法特别优选地具有电压期望值。但是也能够设想借助于公差带方法进行操控。

因此，根据所示出的实施形式，根据本发明的装置200以施加电压的方式构成，意即，其能够在瞬态和次瞬态时域中运行，尤其独立于电网电压的测量来运行，并且仍然具有上述或下述功能。因此尤其将根据本发明的装置200设立为用于，预设在风能设施的电网连接点处的电压，并且尽管对电网电压存在从外部作用的干扰，仍然在根据本发明的能量储存器的可能性和可能的最大电流的范围内保持所述电压。所述装置因此能够实现将风能设施构成为所谓的电网形成器。

在这种情况下特别有利的是，基于根据本发明的装置将所述风能设施设立为用于，能够承受多个电网故障，而无需在故障情况下与供电网断开，并且通过适宜的电流馈送来稳定所述电网。因此尤其能够实现，风能设施能够承担电网支持特性，所述电网支持特性否则通常仅通过旋转的同步发电机来提供。

此外，即使在不存在风的情况下，通过根据本发明的装置，所述风能设施也设立为用于，能够执行电网支持功能。对于这种情况，在直流电压源中提供分区。因此，所述风能设施能够独立于盛行的风来确保上述或下述功能，尤其是电网支持功能。

Claims (13)

1.一种用于将电能馈入三相供电网中的装置，所述供电网具有电网电压和电网频率并且通过电网额定电压和电网额定频率来表征，所述装置包括：

-通过额定功率来表征的逆变器，所述逆变器具有：

-逆变器输出端，所述逆变器输出端能够引导预定的最大电流，并且所述逆变器输出端设立为用于，能够与三相供电网连接，和

-逆变器输入端，所述逆变器输入端设立为用于，至少与直流电压源连接，

-直流电压源，所述直流电压源

-构成为蓄电器，并且

-通过分别用于充电和放电的最大电功率和能量含量来表征，并且

-与所述逆变器输入端连接，使得能够在所述直流电压源和所述逆变器之间交换电能，

和

-控制单元，所述控制单元设立为用于，至少操控所述逆变器，使得所述逆变器具有下述列表中的至少一个特性，所述列表包括：

a)对供电网中的频率干扰做出尤其快速的功率响应；

b)对供电网中的电压干扰做出尤其快速的电流响应；

c)尤其根据a)、b)、d)、e)、f)或g)对电网干扰做出尤其快速的电流响应，其中不超过最大电流；

d)具有相位突变能力，所述相位突变能力允许所述电网电压承受至少20°的相位突变；

e)馈送电压和/或电流，所述电压和/或电流提供为用于，将供电网中发生的电压或电流的谐波振荡最小化；

f)馈送电流，尤其是不对称的电流，所述电流提供为用于，将供电网中的电压不对称性最小化；

g)馈送电功率，所述电功率提供为用于，在供电网中衰减电网振荡，尤其是功率摆动，优选是低频的或次同步的功率摆动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中

-所述逆变器通过额定电流来表征并且设计为，使得所述逆变器的物理负载极限值大于等于所述额定电流的1.5倍。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中

-所述逆变器以及还有或者可选地所述直流电压源以及还有或可选地所述控制单元设立为用于，使得馈电装置构成为施加电压的。

4.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中

-所述直流电压源至少确定尺寸为，使得所述逆变器能够对于至少0.5秒，优选对于至少1秒，特别优选对于至少10秒提供其额定功率，尤其在仅使用直流电压源的情况下提供其额定功率。

5.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中

-所述直流电压源具有与特性a)至g)之一相关联的至少一个分区，以及还有或替选地

-所述控制单元设立为用于，为特性a)至g)中的至少一个特性保留所述直流电压源的储存含量。

6.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中

-所述直流电压源具有如下列表中的至少一个，所述列表包括：

-至少10％的能量含量作为特性a)的分区；

-至少10％的能量含量作为特性b)的分区；

-至少10％的能量含量作为特性c)的分区；

-至少10％的能量含量作为特性d)的分区；

-至少10％的能量含量作为特性e)的分区；

-至少10％的能量含量作为特性f)的分区；

-至少10％的能量含量作为特性g)的分区。

7.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中

-所述直流电压源具有下述列表中的至少一个，优选至少两个，所述列表包括：

-至少50％的能量含量作为特性a)的分区；

-至少20％的能量含量作为特性b)的分区；

-至少10％的能量含量作为特性g)的分区；

-至少10％的能量含量作为特性e)的分区。

8.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中

-所述逆变器借助施加电压的PWM方法来运行，尤其与电网电压的测量无关地优选在电网故障之后1000ms的时间窗口中运行。

9.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中

-所述控制单元具有控制功能，以便在触发特性a)至g)之一之后控制所述逆变器，其中所述控制功能具有列表中的至少一个变化曲线，所述列表包括：

-具有可设定的时间常数的指数变化曲线；

-具有可设定的梯度的线性变化曲线；

-具有可设定的时间段的期望值。

10.至少根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中所述逆变器至少具有特性a)和b)，其中所述直流电压源具有至少50％的能量含量作为用于特性a)的分区，并且至少20％的能量含量作为用于特性b)的分区，其中所述控制单元分别具有用于特性a)和b)的控制功能，其中所述控制功能具有带有可设定的时间常数的指数变化曲线和/或带有可设定的梯度的线性变化曲线和/或带有可设定的时间段的期望值。

11.一种风能设施，所述风能设施包括根据权利要求1至10中任一项所述的装置。

12.一种用于电动汽车的充电站，所述充电站包括根据权利要求1至10中任一项所述的装置。

13.一种用于供电网的馈电单元，尤其是光伏设施或高压直流输电的总站或多个功率电子模块的功能组合体，优选集中在容器中，尤其以用于联接电池或其它储存介质，所述馈电单元包括根据权利要求1至10中任一项所述的装置。

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