RU2499156C2 - Энергосистема - Google Patents

Энергосистема Download PDF

Info

Publication number
RU2499156C2
RU2499156C2 RU2009106904/06A RU2009106904A RU2499156C2 RU 2499156 C2 RU2499156 C2 RU 2499156C2 RU 2009106904/06 A RU2009106904/06 A RU 2009106904/06A RU 2009106904 A RU2009106904 A RU 2009106904A RU 2499156 C2 RU2499156 C2 RU 2499156C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rectifier element
power system
winding
stator
energy storage
Prior art date
Application number
RU2009106904/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009106904A (ru
Inventor
Филиппе МАИБАХ
Маркус АЙХЛЕР
Петер ШТАЙМЕР
Original Assignee
Абб Швайц Аг
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=39676670&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2499156(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Абб Швайц Аг filed Critical Абб Швайц Аг
Publication of RU2009106904A publication Critical patent/RU2009106904A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2499156C2 publication Critical patent/RU2499156C2/ru

Links

Images

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
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • 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
    • F03D9/008—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with water energy converters, e.g. a water turbine
    • 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
    • F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/11—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing electrical energy
    • 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
    • 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
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/16—Synchronous generators
    • H02K19/34—Generators with two or more outputs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/48—Generators with two or more outputs
    • 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
    • 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
    • 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
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H02K7/183—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807—Rotary generators
    • H02K7/1823—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H02K7/183—Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
    • H02K7/1838—Generators mounted in a nacelle or similar structure of a horizontal axis wind turbine
    • 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
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Abstract

Изобретение относится к области возобновляемых энергий. Энергосистема имеет ветросиловую или гидросиловую турбину 1, соединенную с генератором 2. Генератор 2 имеет, по меньшей мере, две обмотки 3 статора. Каждая обмотка 3 статора подсоединена соответственно к одному выпрямительному элементу 4. Каждая обмотка 3 статора соединена со стороной переменного напряжения подсоединенного выпрямительного элемента 4. Каждый выпрямительный элемент 4 подсоединен соответственно к одному контуру 5 аккумулирования энергии. Каждый выпрямительный элемент 4 на стороне постоянного напряжения параллельно соединен с подсоединенным контуром 5 аккумулирования энергии. Контуры 5 аккумулирования энергии последовательно соединены друг с другом. Изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение надежности энергосистемы. 23 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к области возобновляемых энергий. Оно базируется на энергосистеме в соответствии с ограничительной частью независимого пункта формулы изобретения.
Ветровые энергосистемы, которые ввиду уменьшающихся энергоресурсов все более активно используются в качестве альтернативных поставщиков энергии, сооружаются преимущественным образом на побережье или у морских побережий. Приливные энергосистемы также устанавливаются обычно на морском дне, причем амплитуда прилива или течение морской воды используются в качестве первичного источника энергии.
Ветровая энергосистема в соответствии с оригинальной версией представлена в «Power Quality Measurements Performed on a Large Wind Park at Low and Medium Voltage Level», E.Ghiani et al., International Conference on Power System Transients, 4 - 7. Juni 2007. Представленная там ветровая энергосистема имеет ветросиловую турбину, которая соединена с генератором, причем генератор включает в себя обычно, по меньшей мере, две обмотки статора. Обмотки статора соединены с трансформатором, предназначенным для создания высокого переменного напряжения, благодаря чему эта электроэнергия с малыми потерями и эффективно может затем транспортироваться дальше.
Однако именно у ветровых энергосистем, устанавливаемых в прибрежной морской зоне, или у приливных энергосистем, устанавливаемых обычно ниже уровня поверхности воды, наличие трансформатора, в частности, масляного трансформатора, нежелательно в силу особенностей монтажа, а также из соображений технического обслуживания. К тому же сильно увеличивается частота отказов и подверженность энергосистемы помехам, а также понижается степень готовности оборудования в случае, если трансформатор обслуживается не достаточным образом и не регулярно.
Задачей изобретения является поэтому создание энергосистемы, имеющей простую конструкцию, являющейся надежной в работе и не требующей трансформатора. Эта задача решается посредством признаков пункта 1 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения представлены предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Энергосистема в соответствии с изобретением включает в себя ветросиловую турбину или гидросиловую турбину, соединенную с генератором, причем генератор имеет, по меньшей мере, две обмотки статора. В соответствии с изобретением каждая обмотка статора подсоединена соответственно к одному выпрямительному элементу, и каждая обмотка статора соединена со стороной переменного напряжения подсоединенного выпрямительного элемента. Количество выпрямительных элементов соответствует, таким образом, количеству обмоток статора. Далее каждый выпрямительный элемент подсоединен соответственно к одному контуру аккумулирования энергии, и каждый выпрямительный элемент на стороне постоянного напряжения параллельно соединен с подсоединенным контуром аккумулирования энергии. Количество контуров аккумулирования энергии соответствует, таким образом, количеству выпрямительных элементов. Далее контуры аккумулирования энергии последовательно соединены друг с другом. По меньшей мере, два выпрямительных элемента создают на соответствующей стороне постоянного напряжения, то есть на подсоединенном контуре аккумулирования энергии, постоянное напряжение, причем за счет последовательного подключения контуров аккумулирования энергии постоянные напряжения суммируются, так что предпочтительно выявляется высокое общее постоянное напряжение на контурах аккумулирования энергии. Трансформатор для создания высокого переменного напряжения является вследствие этого излишним, и им можно с преимуществом пренебречь. С помощью передачи «среднее напряжение - постоянный ток» или передачи «высокое напряжение - постоянный ток» (
Figure 00000001
) можно, к примеру, с малыми потерями и эффективно транспортировать эту электроэнергию дальше. Так как энергосистема в соответствии с изобретением не имеет трансформатора, отпадает также необходимость в дорогостоящем монтаже и техническом обслуживании, вследствие чего энергосистема становится в целом проще и надежнее и отличается высокой степенью готовности.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения контур аккумулирования энергии имеет емкостной энергоаккумулятор. Причем контур аккумулирования энергии может иметь первый емкостной энергоаккумулятор и последовательно подключенный к первому емкостному энергоаккумулятору второй емкостной энергоаккумулятор.
Каждая обмотка статора имеет первое место подсоединения и второе место подсоединения, и что первое место подсоединения соединено со стороной переменного напряжения подсоединенного выпрямительного элемента, а второе место подсоединения посредством точки соединения первого емкостного энергоаккумулятора соединено со вторым емкостным энергоаккумулятором.
Каждая обмотка статора образована посредством трех частей обмотки и, каждая чисть обмотки соединена со стороной переменного напряжения подсоединенного к соответствующей обмотке статора выпрямительного элемента.
К каждому контуру аккумулирования энергии параллельно подключено средство короткого замыкания.
В каждое соединение обмотки статора с выпрямительным элементом к обмотке статора включено разделительное средство, которое предназначено для гальванического отделения обмотки статора.
Каждый выпрямительный элемент может быть выполнен как активный выпрямительный элемент с управляемыми полупроводниковыми силовыми выключателями или как пассивный выпрямительный элемент с пассивными не управляемыми полупроводниковыми силовыми выключателями.
Конденсатор последовательно подключен между обмоткой статора и пассивным выпрямительным элементом.
Каждый выпрямительный элемент выполнен как многопозиционный выпрямитель тока для коммутации множества уровней коммутируемых напряжений.
Эта и другие задачи, преимущества и признаки предложенного на рассмотрение изобретения становятся очевидны на основании последующего детального описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения в сочетании с чертежами.
Показано:
фиг.1 первый вариант осуществления энергосистемы в соответствии с изобретением, фиг.2 второй вариант осуществления энергосистемы в соответствии с изобретением,
фиг.3 третий вариант осуществления энергосистемы в соответствии с изобретением,
фиг.4 четвертый вариант осуществления энергосистемы в соответствии с изобретением.
Используемые на чертежах позиции и их обозначения сведены воедино на листе обозначений. В принципе, на чертежах предусмотрены одинаковые детали с одинаковыми обозначениями. Описанные варианты осуществления представлены в качестве примера предмета изобретения и не имеют ограниченного действия.
На фиг.1 представлен первый вариант осуществления энергосистемы в соответствии с изобретением. Энергосистема включает в себя ветросиловую турбину 1, к примеру, в случае ветровой энергосистемы, или гидросиловую турбину 1, к примеру, в случае приливной энергосистемы, которая соединена с генератором 2, причем генератор 2 имеет, по меньшей мере, две обмотки 3 статора. Возможен любой тип генератора, к примеру, синхронная машина, асинхронная машина, машина на постоянном магните, реактивная синхронная машина и т.д. В соответствии с изобретением в целом к каждой обмотке 3 статора соответственно подсоединен выпрямительный элемент 4, и каждая обмотка 3 статора соединена со стороной переменного напряжения подсоединенного выпрямительного элемента 4. Количество выпрямительных элементов 4 соответствует, таким образом, количеству обмоток 3 статора. Далее каждый выпрямительный элемент 4 соединен, соответственно, с контуром 5 аккумулирования энергии, и каждый выпрямительный элемент 4 на стороне постоянного напряжения параллельно соединен с подсоединенным контуром 5 аккумулирования энергии. Количество контуров 5 аккумулирования энергии соответствует, таким образом, количеству выпрямительных элементов 4. Далее контуры 5 аккумулирования энергии последовательно соединены друг с другом. Представленный на фиг.1 вариант осуществления изобретения имеет, к примеру, пять обмоток 3 статора и, следовательно, также пять выпрямительных элементов 4 и, следовательно, также пять контуров 5 аккумулирования энергии. В общем, по меньшей мере, два выпрямительных элемента 4 создают на соответствующей стороне постоянного напряжения, то есть на соответствующем контуре 5 аккумулирования энергии, постоянное напряжение, причем за счет последовательного подключения контуров 5 аккумулирования энергии постоянные напряжения суммируются, так что в предпочтительном варианте получается высокое общее постоянное напряжение на контурах 5 аккумулирования энергии. Трансформатор для создания высокого переменного напряжения благодаря этому становится излишним, и на нем предпочтительным образом можно сэкономить. К тому же уменьшается количество и поперечное сечение необходимых кабелей, которые должны быть проложены к месту подсоединения энергосистемы. С помощью передачи «среднее напряжение - постоянный ток» или передачи «высокое напряжение - постоянный ток» (
Figure 00000001
) можно, к примеру, с малыми потерями и эффективно передавать эту электроэнергию дальше, в частности, при наличии ветровой энергосистемы или при наличии приливной энергосистемы, к примеру, на материк. Так как энергосистема в соответствии с изобретением не имеет трансформатора, исключается также дорогостоящий монтаж и техническое обслуживание, вследствие чего энергосистема в целом становится проще и надежнее в работе, а также отличается высокой степенью готовности. Выпрямительные элементы 4 реализованы соответственно как две полумостовые схемы, то есть как полная мостовая схема. Согласно первому варианту осуществления энергосистемы в соответствии с изобретением согласно фиг.1, однако же и в соответствии со вторым, и с третьим, и с четвертым вариантами осуществления согласно фиг.2, или фиг.3, или фиг.4, на которых в дальнейшем мы остановимся более подробно, в общем и целом каждый выпрямительный элемент 4 выполнен как активный выпрямительный элемент 4 с управляемыми полупроводниковыми силовыми выключателями, то есть полная мостовая схема включает в себя управляемые полупроводниковые силовые выключатели. Преимущество активного выпрямительного элемента 4 состоит в лучшей управляемости генератором 2 при изменении нагрузки, к примеру, при порывах ветра или при изменениях потока. Далее возможно приводить в действие генератор 4 посредством двигателя, чтобы позиционировать крестовину ротора относительно положения лопасти винта. В качестве альтернативы и дальнейшего упрощения, прежде всего для уменьшения затрат на управление, возможно также, чтобы в целом каждый выпрямительный элемент 4 был выполнен как пассивный выпрямительный элемент 4 с пассивными не управляемыми полупроводниковыми силовыми выключателями прибора, то есть полная мостовая схема включала бы в себя лишь пассивные, не управляемые полупроводниковые силовые выключатели, такие, к примеру, как силовые диоды. Если выпрямительный элемент 4 выполнен как пассивный выпрямительный элемент 4, а генератор, к примеру, как механизм с постоянным магнитом, то предпочтительно между обмоткой 3 статора и пассивным выпрямительным элементом 4 последовательно подключен конденсатор 8, благодаря чему достигается работа с высоким коэффициентом мощности. В четвертом варианте осуществления изобретения согласно фиг.4 представлено подключение такого конденсатора 8. Далее возможно, чтобы каждый выпрямительный элемент 4, в общем и целом, был выполнен как многопозиционный выпрямитель переменного тока для коммутации множества уровней коммутируемых напряжений.
Согласно фиг.1 контур 5 аккумулирования энергии имеет емкостной энергоаккуумулятор, благодаря чему может быть реализован весьма простой контур 5 аккумулирования энергии. В качестве альтернативы этому, согласно второму варианту осуществления энергосистемы в соответствии с изобретением согласно фиг.2, а также согласно третьему варианту осуществления энергосистемы в соответствии с изобретением согласно фиг.3, возможно также, что контур 5 аккумулирования энергии имеет первый емкостной энергоаккумулятор и последовательно подключенный к первому емкостному энергоаккумулятору второй емкостной энергоаккумулятор, посредством чего с преимуществом может быть получено более высокое постоянное напряжение на каждом контуре 5 аккумулирования энергии.
Согласно фиг.2 каждая обмотка 3 статора имеет первое место подсоединения А и второе место подсоединения В, причем первое место подсоединения А соединено со стороной переменного напряжения присоединенного выпрямительного элемента 4, а второе место подсоединения В соединено с местом соединения первого емкостного энергоаккумулятора со вторым емкостным энергоаккумулятором. В предпочтительном варианте соответствующий выпрямительный элемент 4 согласно фиг.2 может быть реализован как одна единственная полумостовая схема, так что можно сэкономить на переключателе силового полупроводникового прибора в отношении соответствующего выпрямительного элемента 4, который реализован как полная мостовая схема. В целом, вследствие этого, энергосистема становится еще проще.
Согласно фиг.3 каждая обмотка 3 статора образована посредством трех частей 3а, 3b, 3с обмотки, и каждая часть 3а, 3b, 3с обмотки соединена со стороной переменного напряжения подсоединенного к соответствующей обмотке 3 статора выпрямительного элемента 4. В предпочтительном варианте три части 3а, 3b, 3с обмотки подключены в схему соединения звездой, как представлено на фиг.3.
В случае повреждения, к примеру, выпрямительного элемента 4, в соответствии с фиг.1, фиг.2, фиг.3 и фиг.4 к каждому контуру 5 аккумулирования энергии параллельно подключено средство 6 короткого замыкания, которое позволяет осуществить короткое замыкание соответствующего контура 5 аккумулирования энергии. Дальнейшая эксплуатация энергосистемы в предпочтительном варианте возможна, причем общее постоянное напряжение на всех без исключения контурах 5 аккумулирования энергии тогда, естественно, снижается. Понижение общего постоянного напряжения в случае повреждения может быть предотвращено посредством подходящего исполнения энергосистемы, так что именно при коротком замыкании контура 5 аккумулирования энергии посредством оставшихся выпрямительных элементов 4 может быть получено номинальное общее постоянное напряжение. Сверх того, согласно фиг.1, фиг.2, фиг.3 и фиг.4 в каждое соединение к обмотке 3 статора подключено разделительное средство 7, причем разделительное средство 7 предназначено для гальванического отделения обмотки 3 статора. В случае повреждения, к примеру, на обмотке 3 статора, эта обмотка в предпочтительном варианте может быть отделена. Далее, посредством короткого замыкания контура 5 аккумулирования энергии с помощью соответствующего средства 6 короткого замыкания и посредством одновременного отделения соответствующей обмотки 3 статора с помощью разделительного средства 7, соответствующий выпрямительный элемент 4 может быть изолирован, к примеру, с целью осуществления технического обслуживания или проверки и/или с целью его замены.

Claims (24)

1. Энергосистема, включающая в себя ветросиловую турбину (1) или гидросиловую турбину (1), которая соединена с генератором (2), причем генератор (2) имеет, по меньшей мере, две обмотки (3) статора и каждая обмотка (3) статора присоединена, соответственно, к одному выпрямительному элементу (4), и каждая обмотка (3) статора соединена со стороной переменного напряжения подсоединенного выпрямительного элемента (4), отличающаяся тем, что каждый выпрямительный элемент (4) присоединен, соответственно, к одному контуру 5 аккумулирования энергии, и каждый выпрямительный элемент (4) на стороне постоянного напряжения параллельно соединен с подсоединенным контуром 5 аккумулирования энергии, и что контуры 5 аккумулирования энергии последовательно соединены друг с другом.
2. Энергосистема по п.1, отличающаяся тем, что контур 5 аккумулирования энергии имеет емкостной энергоаккумулятор.
3. Энергосистема по п.1, отличающаяся тем, что контур 5 аккумулирования энергии имеет первый емкостной энергоаккумулятор и последовательно подключенный к первому емкостному энергоаккумулятору второй емкостной энергоаккумулятор.
4. Энергосистема по п.3, отличающаяся тем, что каждая обмотка (3) статора имеет первое место (А) подсоединения и второе место (В) подсоединения и что первое место (А) подсоединения соединено со стороной переменного напряжения подсоединенного выпрямительного элемента (4), а второе место (В) подсоединения посредством точки соединения первого емкостного энергоаккумулятора соединено со вторым емкостным энергоаккумулятором.
5. Энергосистема по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что каждая обмотка (3) статора образована посредством трех частей (3а, 3b, 3с) обмотки и что каждая часть (3а, 3b, 3с) обмотки соединена со стороной переменного напряжения подсоединенного к соответствующей обмотке (3) статора выпрямительного элемента (4).
6. Энергосистема по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что к каждому контуру (5) аккумулирования энергии параллельно подключено средство (6) короткого замыкания.
7. Энергосистема по п.5, отличающаяся тем, что к каждому контуру (5) аккумулирования энергии параллельно подключено средство (6) короткого замыкания.
8. Энергосистема по любому из пп.1-4, 7, отличающаяся тем, что в каждое соединение обмотки (3) статора с выпрямительным элементом (4) к обмотке (3) статора включено разделительное средство (7), причем разделительное средство (7) предназначено для гальванического отделения обмотки (3) статора.
9. Энергосистема по п.5, отличающаяся тем, что в каждое соединение обмотки (3) статора с выпрямительным элементом (4) к обмотке (3) статора включено разделительное средство (7), причем разделительное средство (7) предназначено для гальванического отделения обмотки (3) статора.
10. Энергосистема по п.6, отличающаяся тем, что в каждое соединение обмотки (3) статора с выпрямительным элементом (4) к обмотке (3) статора включено разделительное средство (7), причем разделительное средство (7) предназначено для гальванического отделения обмотки (3) статора.
11. Энергосистема по любому из пп.1-4, 7, 9, 10, отличающаяся тем, что каждый выпрямительный элемент (4) выполнен как активный выпрямительный элемент с управляемыми полупроводниковыми силовыми выключателями.
12. Энергосистема по п.5, отличающаяся тем, что каждый выпрямительный элемент (4) выполнен как активный выпрямительный элемент с управляемыми полупроводниковыми силовыми выключателями.
13. Энергосистема по п.6, отличающаяся тем, что каждый выпрямительный элемент (4) выполнен как активный выпрямительный элемент с управляемыми полупроводниковыми силовыми выключателями.
14. Энергосистема по п.8, отличающаяся тем, что каждый выпрямительный элемент (4) выполнен как активный выпрямительный элемент с управляемыми полупроводниковыми силовыми выключателями.
15. Энергосистема по любому из пп.1-4, 7, 9, 10, отличающаяся тем, что каждый выпрямительный элемент (4) выполнен как пассивный выпрямительный элемент с пассивными не управляемыми полупроводниковыми силовыми выключателями.
16. Энергосистема по п.5, отличающаяся тем, что каждый выпрямительный элемент (4) выполнен как пассивный выпрямительный элемент с пассивными не управляемыми полупроводниковыми силовыми выключателями.
17. Энергосистема по п.6, отличающаяся тем, что каждый выпрямительный элемент (4) выполнен как пассивный выпрямительный элемент с пассивными не управляемыми полупроводниковыми силовыми выключателями.
18. Энергосистема по п.8, отличающаяся тем, что каждый выпрямительный элемент (4) выполнен как пассивный выпрямительный элемент с пассивными не управляемыми полупроводниковыми силовыми выключателями.
19. Энергосистема по п.15, отличающаяся тем, что конденсатор (8) последовательно подключен между обмоткой (3) статора и пассивным выпрямительным элементом (4).
20. Энергосистема по любому из пп.16-18, отличающаяся тем, что конденсатор (8) последовательно подключен между обмоткой (3) статора и пассивным выпрямительным элементом (4).
21. Энергосистема по п.11, отличающаяся тем, что каждый выпрямительный элемент (4) выполнен как многопозиционный выпрямитель тока для коммутации множества уровней коммутируемых напряжений.
22. Энергосистема по любому из пп.12-14, 16-19, отличающаяся тем, что каждый выпрямительный элемент (4) выполнен как многопозиционный выпрямитель тока для коммутации множества уровней коммутируемых напряжений.
23. Энергосистема по п.15, отличающаяся тем, что каждый выпрямительный элемент (4) выполнен как многопозиционный выпрямитель тока для коммутации множества уровней коммутируемых напряжений.
24. Энергосистема по п.20, отличающаяся тем, что каждый выпрямительный элемент (4) выполнен как многопозиционный выпрямитель тока для коммутации множества уровней коммутируемых напряжений.
RU2009106904/06A 2008-02-27 2009-02-26 Энергосистема RU2499156C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08152006.6 2008-02-27
EP08152006A EP2096732B1 (de) 2008-02-27 2008-02-27 Energiesystem umfassend eine Wind- oder Wasserkraftturbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009106904A RU2009106904A (ru) 2010-09-10
RU2499156C2 true RU2499156C2 (ru) 2013-11-20

Family

ID=39676670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009106904/06A RU2499156C2 (ru) 2008-02-27 2009-02-26 Энергосистема

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8212371B2 (ru)
EP (1) EP2096732B1 (ru)
JP (1) JP5420273B2 (ru)
CN (1) CN101521411B (ru)
AT (1) ATE480033T1 (ru)
CA (1) CA2652197C (ru)
DE (1) DE502008001253D1 (ru)
DK (1) DK2096732T3 (ru)
ES (1) ES2351373T3 (ru)
RU (1) RU2499156C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU219901U1 (ru) * 2023-04-26 2023-08-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Ветрогенератор с коммутируемыми бифилярными фазными обмотками

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI119086B (fi) * 2006-11-06 2008-07-15 Abb Oy Menetelmä ja järjestely tuulivoimalan yhteydessä
JP2008306776A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Hitachi Ltd 風力発電システムおよびその制御方法
US7928592B2 (en) * 2008-06-30 2011-04-19 General Electric Company Wind turbine with parallel converters utilizing a plurality of isolated generator windings
US20110241630A1 (en) 2008-09-03 2011-10-06 Exro Technologies Inc. Power conversion system for a multi-stage generator
CN102349229A (zh) * 2009-03-10 2012-02-08 沃塞特有限公司 发电机电力调节
EP2270331B1 (en) * 2009-06-30 2020-03-04 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine with control means to manage power during grid faults
DK2474092T3 (da) 2009-09-03 2020-07-27 Dpm Tech Inc Variabelt spolekonfigurationssystem, apparat og fremgangsmåde
KR101097260B1 (ko) * 2009-12-15 2011-12-22 삼성에스디아이 주식회사 계통 연계형 전력 저장 시스템 및 전력 저장 시스템 제어 방법
US20110148118A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Hiawatha Energy Inc. Low speed hydro powered electric generating system
EP2403111B1 (en) * 2010-06-29 2017-05-17 Siemens Aktiengesellschaft Generator, wind turbine, method of assembling a generator and use of a generator in a wind turbine
NO332201B1 (no) * 2011-01-07 2012-07-23 Smartmotor As Energiomformingssystem
DK2492501T3 (en) * 2011-02-25 2017-07-03 Siemens Ag Windmill
EP2570659B1 (en) * 2011-09-15 2013-11-13 Siemens Aktiengesellschaft Wind turbine
DE102011089498A1 (de) * 2011-12-21 2013-06-27 Wobben Properties Gmbh Generator einer getriebelosen Windenergieanlage
GB201200803D0 (en) * 2012-01-18 2012-02-29 Rolls Royce Goodrich Engine Control Systems Ltd Fault tolerant electric drive system
US9048694B2 (en) 2012-02-01 2015-06-02 Abb Research Ltd DC connection scheme for windfarm with internal MVDC collection grid
US9300132B2 (en) * 2012-02-02 2016-03-29 Abb Research Ltd Medium voltage DC collection system
US9325176B2 (en) * 2012-05-02 2016-04-26 The Aerospace Corporation Optimum power tracking for distributed power sources
US9960602B2 (en) 2012-05-02 2018-05-01 The Aerospace Corporation Maximum power tracking among distributed power sources
DE102012208547A1 (de) 2012-05-22 2013-11-28 Wobben Properties Gmbh Synchrongenerator einer getriebelosen Windenergieanlage
EP2672624B1 (en) * 2012-06-05 2014-10-29 Siemens Aktiengesellschaft Current controller and generator system
US9525284B2 (en) 2012-10-01 2016-12-20 Abb Research Ltd Medium voltage DC collection system with power electronics
US9571022B2 (en) * 2013-08-30 2017-02-14 Abb Schweiz Ag Electrical generator with integrated hybrid rectification system comprising active and passive rectifiers connected in series
US9385645B2 (en) 2013-08-30 2016-07-05 Abb Technology Ag Methods and systems for electrical DC generation
CN105637724A (zh) * 2013-10-18 2016-06-01 维斯塔斯风力系统集团公司 用于风力涡轮发电机的转换器
WO2015086311A1 (de) * 2013-12-11 2015-06-18 ROLLER, Maja Elektrischer generator sowie elektrischer motor
US10320308B2 (en) 2014-04-04 2019-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Commutating circuit
EP2980985A1 (en) * 2014-07-28 2016-02-03 ABB Technology Ltd Method of connecting a power converter to an electrical machine and a power system comprising a power converter and an electrical machine
DE102015008369A1 (de) 2015-07-31 2017-02-02 Technische Universität Ilmenau Schaltungsanordnung zur bidirektionalen Kopplung eines Gleichspannungssystems mit mehreren Wechselspannungssystemen und Verfahren zur Steuerung einer solchen Schaltungsanordnung
US10422320B1 (en) * 2015-12-31 2019-09-24 Makani Technologies Llc Power management for an airborne wind turbine
WO2017198268A1 (en) * 2016-05-20 2017-11-23 Vestas Wind Systems A/S Electrical recombination
JP2020521418A (ja) 2017-05-23 2020-07-16 ディーピーエム テクノロジーズ インク． 可変コイル結線システム
JP7191543B2 (ja) * 2018-04-27 2022-12-19 Ntn株式会社 水力発電系統連系システム
JP7191544B2 (ja) * 2018-04-27 2022-12-19 Ntn株式会社 水力発電系統連系システム
CN112020808A (zh) * 2018-04-27 2020-12-01 Ntn株式会社 水利发电系统连接系统
US10589635B1 (en) 2019-03-01 2020-03-17 The Boeing Company Active voltage control for hybrid electric aircraft
US11035300B2 (en) * 2019-03-29 2021-06-15 Rolls-Royce Corporation Control of a gas turbine driving a generator of an electrical system based on faults detected in the electrical system
US11722026B2 (en) 2019-04-23 2023-08-08 Dpm Technologies Inc. Fault tolerant rotating electric machine
CN112389232B (zh) * 2019-08-15 2022-05-13 比亚迪股份有限公司 能量转换装置及车辆
CN110556864A (zh) * 2019-09-09 2019-12-10 广东安朴电力技术有限公司 一种远程输电变流站及输电系统
CN111463828A (zh) * 2020-04-24 2020-07-28 江苏科技大学 一种多源可增容岸电系统
US11710991B2 (en) 2020-08-25 2023-07-25 General Electric Company High voltage electric machine equipped with galvanic separators for cascaded voltage stator modularization
CA3217299A1 (en) 2021-05-04 2022-11-10 Tung Nguyen Battery control systems and methods
CA3159864A1 (en) 2021-05-13 2022-11-13 Exro Technologies Inc. Method and apparatus to drive coils of a multiphase electric machine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU752684A1 (ru) * 1978-03-13 1980-07-30 Институт Электродинамики Ан Украинской Сср Высоковольтный источник посто нного напр жени
RU2064081C1 (ru) * 1993-12-28 1996-07-20 Эмилий Федорович Степура Энергоагрегат
RU2115020C1 (ru) * 1996-01-19 1998-07-10 Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Ветроэлектрическая установка
JP2004248391A (ja) * 2003-02-13 2004-09-02 Toyo Electric Mfg Co Ltd 分散電源用発電装置の整流回路
US6801019B2 (en) * 2000-01-28 2004-10-05 Newage International Limited AC power generating system

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5083039B1 (en) * 1991-02-01 1999-11-16 Zond Energy Systems Inc Variable speed wind turbine
US5546295A (en) * 1994-02-24 1996-08-13 Rotron Incorporated Electrical power converter, power supply, and inverter with series-connected switching circuits
JP3238841B2 (ja) * 1995-02-01 2001-12-17 株式会社岡村研究所 コンデンサ電池の充電法及び充電装置
JPH09285027A (ja) * 1996-04-18 1997-10-31 Nippon Electric Ind Co Ltd 電気自動車用組電池の充電装置
US6946750B2 (en) * 2000-08-14 2005-09-20 Aloys Wobben Wind power plant having a power generation redundancy system
DE10040273A1 (de) * 2000-08-14 2002-02-28 Aloys Wobben Windenergieanlage
GB2389250B (en) * 2002-05-31 2005-12-21 Bowman Power Systems Ltd High-frequency generator
JP4093814B2 (ja) 2002-07-30 2008-06-04 東洋電機製造株式会社 小型風力発電装置
DE10330473A1 (de) * 2003-07-05 2005-01-27 Alstom Technology Ltd Frequenzumwandler für Hochgeschwindigkeitsgeneratoren
JP2005056654A (ja) * 2003-08-01 2005-03-03 Nissan Motor Co Ltd 組電池モジュール管理装置およびその管理装置を備えた組電池モジュール
JP4479437B2 (ja) * 2004-09-17 2010-06-09 株式会社デンソー 車両用発電機
EP1831987B2 (en) * 2004-12-28 2020-02-05 Vestas Wind Systems A/S Method of controlling a wind turbine connected to an electric utility grid
JP4641823B2 (ja) 2005-02-23 2011-03-02 東洋電機製造株式会社 分散電源用発電装置の整流回路
US7439714B2 (en) 2005-09-27 2008-10-21 Gamesa Innovation & Technology, S.L. Method for operation of a converter system
JP4145317B2 (ja) 2005-09-28 2008-09-03 東洋電機製造株式会社 分散電源用発電装置の主回路
JP2007110789A (ja) 2005-10-12 2007-04-26 Kazuichi Seki 分散電源用発電装置の発電機と整流器の接続方法
NZ568837A (en) * 2006-01-20 2011-07-29 Southwest Windpower Inc Increasing current based torque opposing operation of a wind turbine when a threshold or condition is met

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU752684A1 (ru) * 1978-03-13 1980-07-30 Институт Электродинамики Ан Украинской Сср Высоковольтный источник посто нного напр жени
RU2064081C1 (ru) * 1993-12-28 1996-07-20 Эмилий Федорович Степура Энергоагрегат
RU2115020C1 (ru) * 1996-01-19 1998-07-10 Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Ветроэлектрическая установка
US6801019B2 (en) * 2000-01-28 2004-10-05 Newage International Limited AC power generating system
JP2004248391A (ja) * 2003-02-13 2004-09-02 Toyo Electric Mfg Co Ltd 分散電源用発電装置の整流回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU219901U1 (ru) * 2023-04-26 2023-08-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Ветрогенератор с коммутируемыми бифилярными фазными обмотками

Also Published As

Publication number Publication date
DK2096732T3 (da) 2011-01-03
ES2351373T3 (es) 2011-02-03
DE502008001253D1 (de) 2010-10-14
CN101521411A (zh) 2009-09-02
RU2009106904A (ru) 2010-09-10
US8212371B2 (en) 2012-07-03
US20090212568A1 (en) 2009-08-27
ATE480033T1 (de) 2010-09-15
EP2096732A1 (de) 2009-09-02
EP2096732B1 (de) 2010-09-01
JP5420273B2 (ja) 2014-02-19
CN101521411B (zh) 2013-05-29
JP2009207349A (ja) 2009-09-10
CA2652197A1 (en) 2009-08-27
CA2652197C (en) 2017-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2499156C2 (ru) Энергосистема
RU2518163C2 (ru) Конфигурации модульной многоуровневой подводной энергетической установки
Musasa et al. Review on DC collection grids for offshore wind farms with high‐voltage DC transmission system
EP3123586B1 (en) System and method for direct current power transmission
RU2543516C2 (ru) Система передачи и распределения электроэнергии
US8310102B2 (en) System and method for power conversion
AU2005222959B2 (en) Circuitry for increasing efficiency of a linear electric generator
CN107005151B (zh) Hvdc转换器的启动
US20120175962A1 (en) Power Collection and Transmission Systems
US9577544B2 (en) Device and method for connecting an electric power generator to an HVDC transmission system
EP2661807A1 (en) Energy conversion system
Stieneker et al. Dual-active bridge dc-dc converter systems for medium-voltage DC distribution grids
JP2019500847A (ja) 直列に接続された整流器を備える交流発電機群
EP3304710A1 (en) Modular multilevel converter with cascaded h-bridges and phase-shifted transformer groups
Haeusler et al. HVDC Solutions for Integration of the Renewable Energy Resources
RU2318283C2 (ru) Система энергоснабжения для автономных электросетей
Garces et al. Power collection array for improved wave farm output based on reduced matrix converters
WO2018130280A1 (en) Method and system for fault handling in dc power transmission
Barrenetxea et al. Design of a novel modular energy conversion scheme for DC offshore wind farms
Robinson et al. VSC HVDC transmission and offshore grid design for a linear generator based wave farm
EP3393036A1 (en) Power generation systemtechnical field
Inamdar et al. Converters for HVDC Transmission for Offshore Wind Farms: A Review
Gaudreau et al. Undersea medium voltage DC power distribution
Costanzo et al. Parallelization of Medium Voltage generator-side converters for Multi-MW wind turbines: Comparison of two topological alternatives
WO2021121591A1 (en) Modular grid-connected flywheel system

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20150917

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20210322

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210426