NO322218B1 - Elektrisk energioverforingsanlegg - Google Patents

Elektrisk energioverforingsanlegg Download PDF

Info

Publication number
NO322218B1
NO322218B1 NO20011690A NO20011690A NO322218B1 NO 322218 B1 NO322218 B1 NO 322218B1 NO 20011690 A NO20011690 A NO 20011690A NO 20011690 A NO20011690 A NO 20011690A NO 322218 B1 NO322218 B1 NO 322218B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
voltage
rectifier
alternating voltage
inverter
direct
Prior art date
Application number
NO20011690A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20011690D0 (no
NO20011690L (no
Inventor
Aloys Wobben
Original Assignee
Aloys Wobben
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7883515&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=NO322218(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Aloys Wobben filed Critical Aloys Wobben
Publication of NO20011690D0 publication Critical patent/NO20011690D0/no
Publication of NO20011690L publication Critical patent/NO20011690L/no
Publication of NO322218B1 publication Critical patent/NO322218B1/no

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/4807—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode having a high frequency intermediate AC stage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F03D9/255—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor
    • F03D9/257—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator connected to electrical distribution networks; Arrangements therefor the wind motor being part of a wind farm
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en innretning for overføring av elektrisk energi fra en generator, ifølge kravinnledningen.
Strømgenereringsanlegg, så som elektriske generatorer, tilkoples vanligvis direkte til det offentlige forsyningsnett. Dette gjelder også for vindenergianlegg. Dersom det imidlertid er en større avstand til et mulig tilkoplingspunkt til det offentlige forsyningsnett, må det anordnes en overføringsledning. Dersom den av generatoren frembrakte vekselspenning i dette tilfelle innmates direkte i overføringsledningen, opptrer det reaktive effekter på overføringsledningen og dermed økede effekttap, så vel som ustabiliteter ved lengre strekninger, på grunn av at impedansen til en slik veksel-strømsledning består av induktivitet, kapasitet og reell motstand. Likeledes frembringer en vekselstrømsledning et elektromagnetisk felt som kan føre til uønskede elektro-magnetiske kompatibilitetsproblemer (EMC-problemer).
Av kjent teknikk innenfor fagområdet skal det vises til WO 9745908, US 5 055 989 og WO 9717753.
For å unngå de ovenfor angitte problemer, omformes den av generatoren frembrakte, første vekselspenning til en første likespenning som deretter innmates i overføringsledningen. Ved slutten av overføringsledningen omformes likespenningen til en andre vekselspenning og innmates i det offentlige forsyningsnett hvor det jo dreier seg om et vekselspenningsnett. Derved burde hensiktsmessig den omformede andre vekselspenning i det minste i hovedsaken svare til spenningen på det offentlige forsyningsnett, for å unngå uønskede utjevningsstrømmer og oversvingninger. Ved dette kjente høyspennings-likestrøms-overføringssystem, forkortet betegnet som HTDC-system, påtrykkes en likestrøm på overføringsledningen ved hjelp av likestrømsdrosler, hvorved likespenningen innstiller seg tilsvarende, i avhengighet av styringen av de tilhørende likerettere og vekselrettere.
Ved hjelp av oppfinnelsen tilveiebringes det nå en elektrisk energiover-føringsinnretning av den innledningsvis angitte type, ved hvilket koplingsanordningen omfatter en omformer- eller strømretterkopling som omformer den av generatoren frembrakte, første vekselspenning til en tredje vekselspenning, en første transformator som omformer den tredje vekselspenning til en fjerde vekselspenning, og en første likeretter som omformer den fjerde vekselspenning til den første likespenning.
Den i overensstemmelse med oppfinnelsen utformede koplingsinnretning tillater på enkel måte spesielt frembringelse av høye likespenninger som skal innmates i overføringsledningen, hvorved overføring av elektrisk energi i et bredt effektområde er mulig på overføringsledningen.
Ved innretningen ifølge oppfinnelsen kan på foretrukket måte den i overførings-ledningen innmatede, høye likespenning holdes konstant som basisstørrelse over hele effektområdet, mens strømmen tilsvarende endrer seg lineært som funksjon av effekten som skal overføres, for hvilket formål strømretterkoplingen og/eller den første likeretter regulerer den av denne frembrakte og i overføringsledningen innmatede, første likespenning til en konstant verdi. Derved bortfaller likestrømsdroslene som er nødvendige ved den kjente høyspennings-likestrømsoverføring.
Frekvensen til den tredje vekselspenning er fortrinnsvis høyere enn frekvensen til den første vekselspenning, og bør spesielt ligge i et område fra ca. 500 - 20 000 Hz, slik at den ifølge oppfinnelsen anordnede transformator overtar funksjonen til en såkalt mellomfrekvenstransformator.
Strømretterkoplingen kan også omforme den første vekselspenning, ved hvilken det vanligvis dreier seg om en trefaset vekselspenning, til en enfaset tredje vekselspenning, slik at apparaturutgiftene reduseres.
En for tiden særlig foretrukket utførelse utmerker seg ved at strømretterkoplingen oppviser en andre likeretter som omformer den av generatoren frembrakte, første vekselspenning til en andre likespenning, og en andre vekselretter som omformer den av den andre likeretter frembrakte, andre likespenning til en tredje vekselspenning. Ved hjelp av innlemmelsen av en slik likespenningsmellomkrets er det mulig å utføre den etter-innkoplede, andre vekselretter med et vilkårlig antall faser, og spesielt også som enfaset vekselretter. Videre tilbyr en slik likespenningsmellomkrets på enkel måte den mulighet å holde nivået av inngangsspenningen på den andre vekselretter i det vesentlige konstant, for hvilket formål det hensiktsmessig er anordnet en spenningsøker (tysk: Hoch-setzsteller, eng: booster) i likespenningsmellomkretsen. Den av den andre likeretter frembrakte, andre likespenning er nemlig vanligvis grovt sett lineært avhengig av generatorturtallet og således tilsvarende variabel, slik at denne av spenningsøkeren omformes til en i hovedsaken konstant likespenning. Dessuten bør den første likespenning som frembringes av den første likeretter ut fra den fjerde vekselspenning og innmates i overføringsledningen, som regel være høyere enn likespenningsmellom-kretsens andre likespenning.
Vanligvis omformer den første likeretter den fjerde vekselspenning til en første likespenning som ligger i området fra ca. 10 - 500 kV.
Den første transformator omformer fortrinnsvis den tredje vekselspenning til en fjerde vekselspenning med en høyere amplitude enn amplituden av den tredje vekselspenning, for å realisere den ønskede frembringelse av den høye likespenning som skal innmates i overføringsledningen.
Mellom strømretterkoplingen og den første transformator bør det fortrinnsvis være et filter som hensiktsmessig omfatter minst én seriekoplet induktivitet og minst én parallellkoplet kondensator, for i hovedsaken å eliminere uønskede oversvingninger.
For glatting av likespenningene bør det mellom den første likeretter og over-føringsledningen og/eller mellom overføringsledningen og den første vekselretter være innkoplet minst én kondensator mot jord.
Med henblikk på den høye likespenning som innmates fra overføringsledningen, må høyspenningsbryterne i den første vekselretter på innmatingsstedet oppvise en tilsvarende høy spenningsfasthet. For å redusere spenningsfastheten ved høyspen-ningsbryterne, foreslås det derfor at den første vekselretter fortrinnsvis er dannet av flere seriekoplede delvekselrettere. Ved en videreutvikling av denne utførelse er den første vekselretter dannet av flere seriekoplede delvekselrettere av et like antall, og forbindelsespunktet mellom det første halve antall og det andre halve antall av delvekselrettere ligger på jordpotensial.
For galvanisk atskillelse og for spenningstilpasning av energioverføringsanlegget i forhold til vekselspenningsnettet hhv. det offentlige forsyningsnett, kan den første vekselretter være tilkoplet til vekselspenningsnettet over en andre transformator. For det tilfelle at den første vekselretter består av flere delvekselrettere på den foran beskrevne måte, oppviser den andre transformator flere induktivt seriekoplede primærviklingsanordninger svarende til antallet av delvekselrettere, og en felles sekundærviklingsanordning, hvorved en respektiv primærviklingsanordning er tilkoplet til en delvekselretter, slik at den andre transformator overtar tilføyelsen av de individuelle ytelser av delvekselretterne.
De foran beskrevne fordeler med foreliggende oppfinnelse oppnås med innretningen ifølge oppfinnelsen slik den er definert med de i kravene anførte trekk.
Det foran beskrevne energioverføringsanlegg ifølge oppfinnelsen egner seg særlig for tilkopling av vindenergianlegg til det offentlige forsyningsnett, når det skal dannes bro over store avstander fra den aktuelle vindpark til et mulig tilkoplingspunkt.
I det følgende skal foretrukne utførelseseksempler på oppfinnelsen beskrives nærmere under henvisning til tegningene, der figur 1 viser et skjematisk blokkskjema av det totale elektriske energioverføringsanlegg med et på inngangssiden tilkoplet vindenergianlegg og et på utgangssiden tilkoplet, offentlig forsyningsnett, figur 2 viser et detaljert koplingsskjema av anordningen bestående av en første likeretter til hvis inngang den elektriske generator i vindenergianlegget er tilkoplet, en likespenningsmellomkrets, en første vekselretter, et filter, ehmellomfrekvenstransformator og en andre likeretter til hvis utgang overføringsledningen er tilkoplet, figur 3 viser et detaljert koplingsskjema av anordningen bestående av en andre vekselretter i en første utførelse, til hvis inngang overføringsledningen er tilkoplet, og en utgangstransformator hvis sekundærviklinger er tilkoplet til det trefasede, offentlige forsyningsnett, og figur 4a og 4b viser koplingsskjemaet på figur 3 med en modifisert andre vekselretter i en andre utførelse (figur 4a) og en tredje utførelse (figur 4b).
I det i det etterfølgende beskrevne utførelseseksempel er den elektriske generator, hvis frembrakte energi ved hjelp av en overføringsledning 14 skal innmates over store avstander i et offentlig forsyningsnett 20, del av et vindenergianlegg slik det skjematisk fremgår av figur 1. Det skal her likevel bemerkes at typen av drift av den elektriske generator 2 i prinsipp ikke har noen innflytelse på virkemåten til den i det etterfølgende beskrevne kopling, og at den elektriske generator 2 alternativt eksempelvis også kan drives ved hjelp av vannkraft eller forbrenning av fossile materialer.
Slik det fremgår av figur 1, er vindenergianleggets elektriske generator 2 tilkoplet til en strømretterkopling som omfatter en første likeretter 4, en likerettermellomkrets 6 og en første vekselretter 8. En mellomfrekvenstransformator 10 er innkoplet mellom utgangen av den første vekselretter 8 og inngangen til en andre likeretter 12. På utgangen av den andre likeretter 12 er overføringsledningen 14 tilkoplet, på hvilken den av den andre likeretter 12 frembrakte likespenning overføres over en stor avstand. Overføringsledningen 14 er tilkoplet til et filter 16 etter hvilket det er innkoplet en andre vekselretter 18 som med sin utgang er tilkoplet til det offentlige forsyningsnett 20. Ved det offentlige forsyningsnett 20 dreier det seg om et vanlig vekselstrømsnett med den vanlige frekvens på 50 Hz eller 60 Hz.
Den elektriske generator 2 i vindanlegget ifølge figur 1 genererer en tre- eller seksfaset vekselspenning og innmater denne i den første likeretter 4 som omformer den trefasede vekselspenning til en likespenning. Ved den første likeretter 4 dreier det seg om en vanlig tre- eller seksfaset helbølgelikeretter som omformer den positive halvbølge av hver fase til en positiv dellikespenning på den positive "gren" LI, og den negative halvbølge av hver fase til en negativ dellikespenning på den negative "gren" L2 (se figur 2). Det skal her bemerkes at den elektriske generator 2 selvsagt alternativt også kan generere eksempelvis en enfaset vekselspenning, for hvis formål den første likeretter da må være utformet som enfaset likeretter.
Den av den første likeretter 4 frembrakte likespenning tilføres til likespenningsmellomkretsen 6 på hvis inngang det er anordnet en første kondensator 22 som er innkoplet mellom den positive gren LI og den negative gren L2. Da den av den første likeretter 4 frembrakte likespenning grovt sett er lineært avhengig av turtallet til den elektriske generator 2, inneholder likespenningsmellomkretsen 6 en spenningsøker (booster) som omformer den variable likespenning til en konstant likespenning (se figur 2). Denne spenningsøker oppviser en første induktivitet 24, en på dennes utgang tilkoplet og mellom den positive gren LI og den negative gren L2 parallellkoplet IGTB (bipolar transistor med isolert grind) 26, en likeledes på induktivitetens 24 utgang tilkoplet og i den positive gren LI seriekoplet diode 28, og en på utgangen mellom den positive gren LI og den negative gren L2 innkoplet, andre kondensator 30 for glatting av likespenningen.
På utgangen av likespenningsmellomkretsen 6 er det i den på figur 2 viste utførelse tilkoplet en trefaset, første vekselretter 8 som på nytt omformer likespenningen til en trefaset vekselspenning, og da med en frekvens på ca. 500 - 20 000 Hz. Etter den første vekselretter 8 er det innkoplet et filter 32 bestående av seriekoplede induktiviteter 34 og parallellkoplede kondensatorer 36. Mellomfrekvenstransformatoren 10 er tilkoplet til filteret 32. Da den av den første vekselretter 8 frembrakte vekselspenning er trefaset, dreier det seg ved mellomfrekvenstransformatoren 10 tvangsmessig om en trefase-vekselstrømstransformator. I det på figur 2 viste utførelseseksempel er mellomfrekvens-transformatorens 10 primær- og sekundærviklinger hver koplet i stjerne. Alternativt er det imidlertid selvsagt også mulig å kople viklingene i trekant.
Mellomfrekvenstransformatoren 10 sørger ikke bare for en potensialatskillelse, men også for en høy spenningsomsetning, eksempelvis fra 400 V pr. fase på primærsiden til 70 kV pr. fase på sekundærsiden.
Deretter omformer den andre likeretter 12 den av mellomfrekvenstrans-formatorens 10 opptranformerte, trefasede vekselspenning til en høy likespenning. På grunn av den trefasede inngangsvekselspenning er den andre likeretter 12, ved hvilken det dreier seg om en helbølge-høyspenningslikeretter, utformet som trefaset likeretter, hvorved den positive halvbølge av hver fase på liknende måte som ved den første likeretter 4 omformes til en positiv, høy dellikespenning +Ud på den positive gren L3, og den negative halvbølge av hver fase omformes til en negativ, høy dellikespenning -Ud på den negative gren L4, i hvert tilfelle referert til punktet Pl ifølge figur 2, som i det viste utførelseseksempel ligger symmetrisk mellom de to grener L3 og L4 på jordpotensial, slik at spenningsforskjellen mellom de to grener L3 og L4 er lik 2Ud.
For glatting av den høye likespenning som frembringes av den andre likeretter 12, er det mellom de to grener L3 og L4 innkoplet en kapasitans som i det på figur 2 viste utførelseseksempel består av to seriekoplede kondensatorer 38 hvis forbindelsespunkt Pl ligger på jordpotensial. For å frembringe det samme bidrag av spenningsdifferansen mellom den positive gren L3 og forbindelsespunktet Pl på den ene side og mellom forbindelsespunktet Pl og den negative gren L4 på den annen side, må begge kondensatorer 38 ha like impedansverdier.
Det skal her bemerkes at den første vekselretter 8, filteret 32, mellomfrekvenstransformatoren 10 og den andre likeretter 12 alternativt eksempelvis også kunne være utført enfasede.
Den positive gren L3 og den negative gren L4 er i det viste utførelseseksempel ifølge figur 2 over en respektiv sikring 42 og en skillebryter 44 forbundet med den tilhørende leder i overføringsledningen 14 som oppviser to ledere.
Ved hjelp av mellomfrekvenstransformatoren 10 og den til denne tilkoplede, andre likeretter 12, kan det således frembringes en høy likespenning, fortrinnsvis i området fra ca. 10 - 500 kV, som deretter innmates i overføringsledningen 12.
Den høye likespenning som således innmates i overføingsledningen 14, tjener som basisstørrelse og holdes konstant over hele ledningsområdet, mens strømmen som flyter gjennom overføringsledningen 14, tilsvarende endrer seg lineært som funksjon av den effekt som skal overføres. Konstantholdelsen av den på overføringsledningen 14 på-trykte, høye likespenning skjer ved hjelp av en tilsvarende regulering av den i likespenningsmellomkretsen 6 inneholdte spenningsøker eller spenningsforsterker, den første vekselretter 8 og/eller den andre likeretter 12.
Mens figur 2 viser den på genereringsstedet installerte kolpling i energi-overføringsanlegget, er den på innmatingsstedet installerte kopling vist på figur 3 og 4.
I den på figur 3 viste utførelse er overføringsledningen 14 via skillebrytere 46 og sikringer 48 tilkoplet til filteret 16 og den etterfølgende andre vekselretter 18.
Filteret 16 tjener likeledes til glatting av den på overføringsledningen 14 over-førte, høye likespenning og består i det viste utførelseseksempel av to kondensatorer 16a, 16b som på liknende måte som kondensatorene 38 har samme impedans og er koplet i serie med hverandre og i fellesskap er parallellkoplet mellom de positive og negative grener, idet forbindelsespunktet P2 ligger på jordpotensial.
Ved den andre vekselretter 18 dreier det seg om en vanlig trefaset vekselretter som i prinsipp er oppbygd på liknende måte som den første vekselretter 8.
På utgangen av den andre vekselretter 18 er det tilkoplet et ytterligere filter 50 som i hver fase oppviser innkoplede induktiviteter for glatting av strømmen. '
Vekselspenningen som frembringes av den andre vekselretter 18 fra den høye likespenning, innmates i det trefasede offentlige forskyningsnett 20 via filteret 50 og en til dette tilkoplet utgangstransformator 52. I overensstemmelse med dette er utgangstransformatoren 52 likeledes utført trefaset, hvorved både primærviklingene Wp og sekundærviklingene Ws er koplet i stjerne i fremstillingen ifølge figur 3. Det er selvsagt også tenkelig å kople utgangstransformatorens 52 viklinger i trekant. Utgangstransformatoren 52 tjener til potensialatskillelse. En ytterligere oppgave til utgangstransformatoren 52 kan bestå i å transformere den av den andre vekselretter 18 frembrakte vekselspenning opp til en effektivverdi som svarer til forsyningsnettets 20 vekselspenning.
Med henblikk på den av overføringsledningen innmatede, høye likespenning må høyspenningsbryterne i den andre vekselretter 18 oppvise en tilsvarende høy spenningsfasthet.
Da spenningsfastheten mot jordpotensial på avgjørende måte bestemmer prisen og den tekniske levedyktighet for overføringskabelen 14, må denne verdi defineres nøyaktig. Av denne grunn synes spenningsverdier på +Ud = +50 kV og -Ud = -50 kV i forhold til jordpotensial å være egnet.
For å halvere spenningsfastheten på høyspenningsbryterne, foreslås det alternativt et vekselretterkonsept ifølge figur 4a. Dette konsept tilveiebringer en vekselretter 18' med to delvekselrettere 18a' og 18b' i seriekopling, hvorved forbindelsespunktet mellom de to delvekselrettere 18a' og 18b' er sammenkoplet med forbindelsespunktet P2 og således ligger på jordpotensial. Som et resultat trenger hver av vekselretterne 18a' og 18b' bare å oppvise halvparten av spenningsfastheten til den på figur 3 viste (eneste) vekselretter 18. De to delspenninger +Ud og -Ud reguleres ved hjelp av delvekselretternes 18a' og 18b' utgangsstrømmer. Dersom eksempelvis den positive dellikespenning +Ud er for høy, reguleres utgangsstrømmen fra den tilhørende delvekselretter 18a' tilsvarende høyere og omvendt. De av de to delvekselrettere 18a' og 18b' frembrakte delvekselspenninger adderes på primærsiden ved hjelp av utgangstransformatoren 52', idet utgangen av den første delveksleretter 18a<1>er tilkoplet til første primærviklinger Wpl og utgangen fra den andre delvekselretter 18b' er tilkoplet til andre primærviklinger Wp2, og de første og andre primærviklinger Wpl og Wp2 er induktivt seriekoplet med hverandre.
Figur 4b viser en ytterligere utførelse av en vekselretter 18" ved hvilken fire delvekselrettere 18a", 18b", 18c" og 18d" er koplet i serie, idet forbindelsespunktet mellom den andre delvekselretter 18b" og den tredje delvekselretter 18c" er forbundet med forbindelsespunktet P2 og ligger på jordpotensial. På denne måte kan spenningsfastheten for hver delvekselretter enda engang reduseres med halvparten i forhold til utførelsen på figur 4a, og således reduseres til en fjerdedel i forhold til utførelsen på figur 3.1 overensstemmelse med dette oppviser utgangstransformatoren 52" i denne utførelse fire primærviklinger Wpl, Wp2, Wp3 og Wp4 som er induktivt koplet i serie med hverandre og er tilsvarende tilkoplet til delvekselretternes utganger. Det på figur 4b viste vekselretterkonsept virker på samme måte som det konsept som er vist på figur 4a.

Claims (18)

1. Innretning for overføring av elektrisk energi fra en generator som frembringer en første vekselspenning, via en likestrømsoverføringsledning (14) til et elektrisk vekselspenningsnett (20),karakterisert vedat den omfatter en koplingsanordning bestående av en første likeretter, en etter denne innkoplet spenningsøker, og en etter spenningsøkeren innkoplet, første vekselretter, hvor den første likeretter omformer den av generatoren frembrakte, første vekselspenning til en første likespenning, spenningssøkeren (24, 26, 28, 30) omformer den første likespenning til en konstant likespenning, og den første vekselretter omformer den av spenningsøkeren tilveiebrakte, konstante likespenning til en andre vekselspenning.
2. Innretning ifølge krav 1,karakterisert vedat strømretterkoplingen (4, 6, 8) og/eller den første likeretter (12) regulerer den i overføringsledningen (14) innmatede, første likespenning til en konstant verdi, slik at den i overføringsledningen (14) innmatede likestrøm endrer seg som funksjon av den overførte elektriske effekt.
3. Innretning ifølge krav 1-2,karakterisert vedat strømretterkoplingen (4, 6, 8) omformer den første vekselspenning til en tredje vekselspenning hvis frekvens er høyere enn frekvensen til den første vekselspenning.
4. Innretning ifølge foregående krav,karakterisert vedat strømretterkoplingen (4, 6, 8) omformer den første vekselspenning til en tredje vekselspenning hvis frekvens ligger i området fra ca. 500 - 20 000 Hz.
5. Innretning ifølge foregående krav,karakterisert vedat strømretterkoplingen omformer den første vekselspenning til en enfaset, tredje vekselspenning.
6. Innretning ifølge foregående krav,karakterisert vedat strømretterkoplingen (4, 6, 8) oppviser en andre likeretter (4) som omformer den av generatoren (2) frembrakte, første vekselspenning til en andre likespenning, og en andre vekselretter (8) som omformer den av den andre likeretter (14) frembrakte, andre likespenning til den tredje vekselspenning.
7. Innretning ifølge krav 5-6,karakterisert vedat den andre vekselretter (8) er en enfaset vekselretter.
8. Innretning ifølge krav 6-7,karakterisert vedat det mellom den andre likeretter (4) og den andre vekselretter (8) er innkoplet en spenningsøker (24, 26, 28, 30) som omformer den andre likespenning til en konstant likespenning.
9. Innretning ifølge foregående krav,karakterisert vedat den første likeretter (12) omformer den fjerde vekselspenning til en første likespenning som er høyere enn den andre likespenning.
10. Innretning ifølge foregående krav,karakterisert vedat den første likeretter (12) omformer den fjerde vekselspenning til en første likespenning som ligger i området fra ca. 10 - 500 kV.
11. Innretning ifølge foregående krav,karakterisert vedat den første transformator (10) omformer den tredje vekselspenning til en fjerde vekselspenning med en høyere amplitude enn amplituden av den tredje vekselspenning.
12. Innretning ifølge foregående krav,karakterisert vedat det mellom strømretterkoplingen (4, 6, 8) og den første transformator (10) er innkoplet et filter (32).
13. Innretning ifølge krav 12,karakterisert vedat filteret (32) oppviser minst én seriekoplet induktivitet (34) og minst én parallellkoplet kondensator (36).
14. Innretning ifølge foregående krav,karakterisert vedat det mellom den første likeretter (12) og overføringsledningen (14) og/eller mellom overføringsledningen (14) og den første vekselretter (18) er innkoplet minst én kondensator (38 ; 16a, 16b) mot jord.
15. Innretning ifølge foregående krav,karakterisert vedat den første vekselretter (18' ; 18") er dannet av flere seriekoplede delvekselrettere (18a', 8b' ; 18a", 18b", 18c", 18d").
16. Innretning ifølge krav 15,karakterisert vedat den første vekselretter (18' ; 18") er dannet av flere seriekoplede delvekselrettere (18a', 18b'; 18a", 18b" 18c", 18d") av et like antall, og forbindelsespunktet (P2) mellom det første halve antall (18a'; 18a", 18b") og det andre halve antall (18b" ; 18c", 18d") av delvekselrettere ligger på jordpotensial M.
17. Innretning ifølge foregående krav,karakterisert vedat den første vekselretter (18 ; 18' ; 18") er tilkoplet til vekselspenningsnettet (20) via en andre transformator (52 ; 52'; 52").
18. Innretning ifølge krav 15-17,karakterisert vedat den andre transformator (52'; 52") oppviser flere induktivt seriekoplede primærviklingsanordninger (Wpl, Wp2 ; Wpl, Wp2, Wp3, Wp4) svarende til antallet av delvekselrettere (18a<*>, 18b<*>; 18a", 18b", 18c", 18d") og en felles sekundærviklingsanordning (Ws), idet en respektiv primærviklingsanordning er tilkoplet til en delvekselretter.
NO20011690A 1998-10-05 2001-04-04 Elektrisk energioverforingsanlegg NO322218B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19845903A DE19845903A1 (de) 1998-10-05 1998-10-05 Elektrische Energieübertragungsanlage
PCT/EP1999/005434 WO2000021186A1 (de) 1998-10-05 1999-07-29 Elektrische energieübertragungsanlage

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20011690D0 NO20011690D0 (no) 2001-04-04
NO20011690L NO20011690L (no) 2001-04-04
NO322218B1 true NO322218B1 (no) 2006-08-28

Family

ID=7883515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20011690A NO322218B1 (no) 1998-10-05 2001-04-04 Elektrisk energioverforingsanlegg

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6437996B1 (no)
EP (1) EP1118151B1 (no)
JP (1) JP2002528027A (no)
AR (1) AR021850A1 (no)
AT (1) ATE222423T1 (no)
AU (1) AU751442B2 (no)
BR (2) BR9914269A (no)
CA (1) CA2343812C (no)
DE (2) DE19845903A1 (no)
DK (1) DK1118151T3 (no)
ES (1) ES2179670T3 (no)
NO (1) NO322218B1 (no)
NZ (1) NZ510721A (no)
PT (1) PT1118151E (no)
SI (1) SI1118151T1 (no)
TR (1) TR200100688T2 (no)
WO (1) WO2000021186A1 (no)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10059018C2 (de) * 2000-11-28 2002-10-24 Aloys Wobben Windenergieanlage bzw. Windpark bestehend aus einer Vielzahl von Windenergieanlagen
DE10114075B4 (de) 2001-03-22 2005-08-18 Semikron Elektronik Gmbh Stromrichterschaltungsanordnung für Generatoren mit dynamisch veränderlicher Leistungsabgabe
DE10130339A1 (de) * 2001-06-26 2003-01-02 Abb Research Ltd Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Nutzungsgrades und der Zuverlässigkeit einer Kraftanlage
US7202572B2 (en) * 2002-07-30 2007-04-10 Daimlerchrysler Ag Generator/motor system and method of operating said system
US7105948B2 (en) * 2002-09-10 2006-09-12 Abb Schweiz Ag Apparatus for the voltage maintenance of an electrical AC voltage supply network and method for operating such an apparatus
EP1467094B2 (en) * 2003-04-08 2017-03-01 GE Energy Power Conversion GmbH A wind turbine for producing electrical power and a method of operating the same
US7042110B2 (en) * 2003-05-07 2006-05-09 Clipper Windpower Technology, Inc. Variable speed distributed drive train wind turbine system
DE10338127C5 (de) * 2003-08-15 2015-08-06 Senvion Se Windenergieanlage mit einem Rotor
DE102004001478B4 (de) * 2004-01-09 2015-09-24 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Stromrichterschaltungsanordnung zur Umformung einer Wechselspannung in eine Hochvoltgleichspannung
JP3811181B2 (ja) * 2004-12-09 2006-08-16 敏夫 竹川 発電機
JP3876914B2 (ja) * 2005-07-12 2007-02-07 ダイキン工業株式会社 多相インバータ及びその制御方法、並びに送風機及び多相電流出力システム
US7298055B2 (en) * 2005-07-15 2007-11-20 Abb Technology Ag Auxiliary power supply for a wind turbine
DK1752660T3 (da) * 2005-08-12 2013-06-17 Gen Electric Beskyttelsesindretning mod overspænding til en vindmølle
DE102005042324A1 (de) * 2005-09-06 2007-03-15 Siemens Ag Weitspannungs-Umrichter
DE102006031662A1 (de) * 2006-07-08 2008-01-10 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Stromrichterschaltungsanordnung für eine Hochvoltgleichspannungsverbindung
GB2442994A (en) * 2006-10-20 2008-04-23 Wind Save Ltd Solar panel with AC power converter
US7688048B2 (en) 2007-02-21 2010-03-30 American Power Conversion Corporation 3-phase high power UPS
US7692328B2 (en) * 2007-06-28 2010-04-06 Japan Agency For Marine-Earth Science And Technology Power unit of underwater vehicle
CN101540580B (zh) * 2008-03-18 2012-03-14 新能动力（北京）电气科技有限公司 一种电能回馈装置
KR20120057577A (ko) * 2009-05-07 2012-06-05 지멘스 악티엔게젤샤프트 전압 변환 디바이스의 구성을 적응시키는 방법 및 전압 변환 디바이스를 위한 전압 변환 유닛
EP2299580A3 (en) 2009-06-24 2011-07-27 STMicroelectronics S.r.l. Multi-phase resonant converter and method of controlling it
CN102403907B (zh) * 2009-07-07 2014-12-31 台达电子工业股份有限公司 多相开关电源转换电路
US8385091B2 (en) * 2009-08-20 2013-02-26 Electric IT Corporation 3-phase high-power UPS
DE102010010781A1 (de) * 2010-03-09 2011-09-15 Ferdinand Lutz Anordnung aus Wechselrichter und elektrischer Maschine
DE102010010782A1 (de) * 2010-03-09 2011-09-15 Ferdinand Lutz Anordnung aus Gleichrichter und elektrischer Maschine
WO2011135108A1 (es) * 2010-04-27 2011-11-03 Fundacion Robotiker Módulo de transmisión eléctrica en corriente continua resonante con transformador de alta frecuencia
US8018083B2 (en) * 2010-08-05 2011-09-13 General Electric Company HVDC connection of wind turbine
US8120202B2 (en) * 2010-10-25 2012-02-21 General Electric Company Electric power transmission system for wind turbine and wind turbine farm and method for operating same
EP2477301A1 (de) * 2011-01-12 2012-07-18 VENPOWER GmbH Anordnung zur Einspeisung elektrischer Energie in ein Energieversorgungsnetz
FR2971648B1 (fr) 2011-02-16 2016-10-14 Moteurs Leroy-Somer Ensemble fonctionnant a regime variable, comportant un alternateur synchrone a rotor bobine et un convertisseur
GB2493711B (en) * 2011-08-12 2018-04-25 Openhydro Ip Ltd Method and system for controlling hydroelectric turbines
US9203323B2 (en) * 2011-09-22 2015-12-01 Renewable Power Conversion, Inc. Very high efficiency uninterruptible power supply
US9209704B2 (en) 2011-12-20 2015-12-08 Exxonmobil Upstream Research Company Harmonics suppression in a power delivery device
US20150048623A1 (en) 2012-03-09 2015-02-19 Abb Technology Ag Method for operating an electric unit for a pumped-storage power plant
DE102012106517A1 (de) * 2012-07-18 2014-01-23 Norbert Hennchen Vorrichtung mit mehreren Windkraftanlagen und Verfahren zu deren Betrieb
IN2015DN01650A (no) * 2012-09-03 2015-07-03 Vestas Wind Sys As
DE102013009808B4 (de) * 2013-06-12 2022-09-29 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Ladesystem mit Akkumulator, Verwendung eines MPP-Tracking-Verfahrens zum Laden eines Akkumulators und Verfahren zum Laden eines Akkumulators mittels eines Ladesystems
DE102013212403A1 (de) * 2013-06-27 2014-04-03 Voith Patent Gmbh Wasserkraftwerk mit drehzahlvariabler Synchronmaschine
CN103633864B (zh) * 2013-11-19 2016-09-21 国家电网公司 一种基于可控换相电感的换相装置及其实现方法
EP3183808A1 (de) * 2014-09-24 2017-06-28 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische anordnung und verfahren zum erzeugen eines gleichstromes
EP3116089B1 (en) * 2015-07-07 2020-02-26 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Wind turbine operation based on a frequency of an ac output voltage signal provided by a power converter of the wind turbine
RU170430U1 (ru) * 2016-12-01 2017-04-25 Закрытое акционерное общество "Робитэкс" Устройство нормализации параметров электроэнергии генератора, установленного на валу газоперекачивающего турбоагрегата
DE102017106436A1 (de) 2017-03-24 2018-09-27 Wobben Properties Gmbh Windpark mit mehreren Windenergieanlagen
US10804804B1 (en) * 2017-07-27 2020-10-13 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Power supply including a nonlinear transmission line that receives a single input pulse and outputs a plurality of pulses
DE102018100084A1 (de) 2018-01-03 2019-07-04 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage zum Einspeisen elektrischer Leistung mittels Vollumrichter
CN111130109B (zh) * 2020-02-11 2023-05-16 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种Yyn0低压配电网理论线损计算方法及系统
DE102022204402A1 (de) 2022-05-04 2023-11-09 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Elektrolyseanlage und Anlagenverbund umfassend eine Elektrolyseanlage und eine Erneuerbare-Energien-Anlage

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4992721A (en) * 1990-01-26 1991-02-12 Sundstrand Corporation Inverter for starting/generating system
US5055989A (en) * 1990-08-31 1991-10-08 International Business Machines Corporation Three phase to single phase converter
US5225973A (en) * 1990-09-13 1993-07-06 Sunil Patel Regulation circuit for a stepped-waveform inverter
JPH11514836A (ja) * 1995-10-24 1999-12-14 アクアガス ニュー ジーランド リミテッド 交流−直流電源
DE19620906C2 (de) * 1996-05-24 2000-02-10 Siemens Ag Windenergiepark
US6128204A (en) * 1998-08-26 2000-10-03 Northrop Grumman Corporation Line power unit for micropower generation
US6166929A (en) * 2000-02-29 2000-12-26 Rockwell Technologies, Llc CSI based drive having active damping control

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI9914269B1 (pt) 2018-05-15
NO20011690D0 (no) 2001-04-04
ES2179670T3 (es) 2003-01-16
BR9914269A (pt) 2001-07-03
JP2002528027A (ja) 2002-08-27
NO20011690L (no) 2001-04-04
WO2000021186A1 (de) 2000-04-13
AU751442B2 (en) 2002-08-15
PT1118151E (pt) 2002-12-31
DK1118151T3 (da) 2002-12-02
CA2343812C (en) 2003-12-16
TR200100688T2 (tr) 2001-06-21
AR021850A1 (es) 2002-08-07
US6437996B1 (en) 2002-08-20
SI1118151T1 (en) 2002-12-31
CA2343812A1 (en) 2000-04-13
DE59902370D1 (de) 2002-09-19
EP1118151B1 (de) 2002-08-14
AU5415199A (en) 2000-04-26
ATE222423T1 (de) 2002-08-15
NZ510721A (en) 2003-12-19
EP1118151A1 (de) 2001-07-25
DE19845903A1 (de) 2000-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO322218B1 (no) Elektrisk energioverforingsanlegg
Rudervall et al. High voltage direct current (HVDC) transmission systems technology review paper
Chen et al. Low-frequency AC transmission for offshore wind power
US9525284B2 (en) Medium voltage DC collection system with power electronics
Du The control of VSC-HVDC and its use for large industrial power systems
US20180097450A1 (en) Hybrid high voltage direct current converter station and operation method therefor
DK1553689T3 (en) Rectifier circuit for generators with dynamic variable output power
AU2011207343B2 (en) Method and apparatus for improving power generation in a thermal power plant
BRPI0912518A2 (pt) parque eólico compreendendo uma multiplicidade de instalações de energía eólica
EP2926450A1 (en) High voltage direct current (hvdc) converter system and method of operating the same
CN102577007A (zh) 电功率转换系统和方法
WO2017163508A1 (ja) 電力変換装置
NO172467B (no) Fremgangsmaate for styring av en stroemretterkobling, samt tilsvarende stroemretterkobling
Erlich et al. Low frequency AC for offshore wind power transmission-prospects and challenges
NO312080B1 (no) Distribusjonssystem for elektrisk kraft
Wei et al. Overview of offshore wind farm configurations
Muzzammel et al. Analytical behaviour of thyrister based HVDC transmission lines under normal and faulty conditions
Nguyen et al. Improvement of stability assessment of VSCHVDC transmission systems
Fazeli et al. Voltage and frequency control of offshore DFIG-based wind farms with line commutated HVDC connection
Nguyen-Mau et al. HVDC application for enhancing power system stability
Adeuyi et al. Integration of power from offshore wind turbines into onshore grids
Jing Control and operation of MMC-HVDC system for connecting offshore wind farm
Modepalli et al. Offshore wind energy systems using high frequency isolated current-fed modular converters
Singh et al. A Communication-less Voltage Balancing Strategy for Modular Isolated DC-DC Converter Based Platform-less Offshore Windfarm
GB2559413A (en) Controlling voltage in electrical power distribution grid

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired