通過電能從能量供應(yīng)網(wǎng)4流向功率轉(zhuǎn)換器8的第二交流電壓接頭11，蓄能器10由此也可以由能量供應(yīng)網(wǎng)4充電。功率轉(zhuǎn)換器8將由能量供應(yīng)網(wǎng)4提供的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓并且將被轉(zhuǎn)換的電能經(jīng)由該功率轉(zhuǎn)換器的直流電壓接頭9提供給蓄能器10。在這個示例中，電能通過功率轉(zhuǎn)換器8的流動方向從第二交流電壓接頭11流向直流電壓接頭9。
[0043]為了輔助內(nèi)燃機2，例如為了啟動的目的或當(dāng)能量供應(yīng)網(wǎng)4的功率要求具有突然的峰值時，蓄能器10可以將存儲的能量提供給輔助發(fā)電機5。在這個示例中，輔助發(fā)電機5作為附加的馬達起作用并且輔助內(nèi)燃機2，電能通過功率轉(zhuǎn)換器8的流動方向則從直流電壓接頭9流向第一交流電壓接頭7。
[0044]當(dāng)能量供應(yīng)網(wǎng)4具有突然的功率要求時，蓄能器10可以將存儲的能量直接提供給能量供應(yīng)網(wǎng)4。在這個示例中，電能通過功率轉(zhuǎn)換器8的流動方向從直流電壓接頭9流向第二交流電壓接頭11。
[0045]作為示例，主發(fā)電機3具有1MW的額定功率，而輔助發(fā)電機5具有2MW的額定功率。功率轉(zhuǎn)換器8能夠在約600V至約1200V的情況下將約2MW從交流電轉(zhuǎn)換成直流電并且反向轉(zhuǎn)換。蓄能器10可以構(gòu)造成具有約16F容量的超級電容器。
[0046]圖2示出圖1所示的所建議的動力設(shè)備I。在圖1的動力設(shè)備I上附加地設(shè)置有控制裝置16。內(nèi)燃機2的、主發(fā)電機3的、輔助發(fā)電機5的、能量供應(yīng)網(wǎng)4的和蓄能器10的運行狀態(tài)經(jīng)由信號線路17向控制裝置16發(fā)送信號。控制裝置16經(jīng)由至少一根從控制裝置16到功率轉(zhuǎn)換器8的控制線路18來控制功率轉(zhuǎn)換器8，使得電能流動方向由功率轉(zhuǎn)換器8控制。
[0047]在這個示例中，以下的運行狀態(tài)經(jīng)由信號線路17向控制裝置16發(fā)送信號:能量供應(yīng)網(wǎng)4的功率要求、主發(fā)電機3的實時功率、輔助發(fā)電機5的實時功率、內(nèi)燃機2的馬達轉(zhuǎn)速和存儲在蓄能器10中的實時能量和/或電壓。功率轉(zhuǎn)換器8經(jīng)由至少一根控制線路18與運行狀態(tài)相關(guān)地由控制裝置16控制。
[0048]圖3示出所建議的動力設(shè)備I的另一實施方式。在這個示例中，主發(fā)電機3和輔助發(fā)電機5構(gòu)成一個唯一的發(fā)電機12，該發(fā)電機能由內(nèi)燃機2經(jīng)由其馬達軸19驅(qū)動。發(fā)電機12包括定子14，該定子配備有主線圈系統(tǒng)13和輔助線圈系統(tǒng)15。主發(fā)電機3包括主線圈系統(tǒng)13，而輔助發(fā)電機5包括輔助線圈系統(tǒng)15。這樣的構(gòu)造具有如下優(yōu)點，S卩，僅需要一個實體的發(fā)電機12。
[0049 ]圖4示出所建議的動力設(shè)備I的另一示例。詳細示出可能的功率轉(zhuǎn)換器8的示例。電能的通過功率轉(zhuǎn)換器8經(jīng)由其第一交流電壓接頭7、其直流電壓接頭9和其第二交流電壓接頭11的流動方向由控制裝置16、控制線路18、電網(wǎng)側(cè)的四倍壓轉(zhuǎn)換器21、能量控制器22、發(fā)電機側(cè)的四倍壓轉(zhuǎn)換器23和用于對應(yīng)的IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)的驅(qū)動器電路板20控制。電網(wǎng)側(cè)的四倍壓轉(zhuǎn)換器21、能量控制器22和發(fā)電機側(cè)的四倍壓轉(zhuǎn)換器23是在主控制裝置16與IGBT驅(qū)動器電路板20之間的次級控制器。經(jīng)由驅(qū)動器電路板20，晶體管(IGBTs)的柵極接口與次級控制器(電網(wǎng)側(cè)的四倍壓轉(zhuǎn)換器21、能量控制器22和發(fā)電機側(cè)的四倍壓轉(zhuǎn)換器23)連接。
[0050]在使用數(shù)字電壓信號(例如0-12V)的情況下，次級控制器能夠控制在打開和閉合運行狀態(tài)之間的晶體管，使得功率轉(zhuǎn)換器8中的電能流動可以得到控制。特別地，電能通過功率轉(zhuǎn)換器8經(jīng)由其第一交流電壓接頭7、其直流電壓接頭9和其第二交流電壓接頭11的流動方向能夠得到控制。
[0051]由此例如可能的是:當(dāng)能量供應(yīng)網(wǎng)4的功率要求比由主發(fā)電機3和輔助發(fā)電機5提供的總電功率大時，存儲在蓄能器10中的電能通過功率轉(zhuǎn)換器8經(jīng)由直流電壓接頭9和第二交流電壓接頭11供應(yīng)給能量供應(yīng)網(wǎng)4。
[0052]也可能的是:當(dāng)能量供應(yīng)網(wǎng)4的功率要求比由主發(fā)電機3和/或輔助發(fā)電機5提供的電功率小時，電能從能量供應(yīng)網(wǎng)4和/或輔助發(fā)電機5起通過功率轉(zhuǎn)換器8經(jīng)由第二交流電壓接頭11和/或第一交流電壓接頭7和直流電壓接頭9供應(yīng)給蓄能器10。
[0053]另外可能的是:為了起動內(nèi)燃機2連同輔助發(fā)電機5，電能由蓄能器10和/或能量供應(yīng)網(wǎng)4起通過功率轉(zhuǎn)換器8經(jīng)由直流電壓接頭9和/或第二交流電壓接頭11和第一交流電壓接頭7供應(yīng)給輔助發(fā)電機5。
【主權(quán)項】
1.動力設(shè)備(I)、特別是發(fā)電機組，其包括內(nèi)燃機(2)和能由內(nèi)燃機(2)驅(qū)動的主發(fā)電機(3)，該主發(fā)電機(3)與能量供應(yīng)網(wǎng)(4)電連接，此外所述動力設(shè)備還包括能由內(nèi)燃機(2)驅(qū)動的輔助發(fā)電機(5)，該輔助發(fā)電機(5)的接頭(6)與功率轉(zhuǎn)換器(8)的第一交流電壓接頭(7)連接，其中，功率轉(zhuǎn)換器(8)的直流電壓接頭(9)與蓄電器(10)連接，其特征在于，功率轉(zhuǎn)換器(8)的第二交流電壓接頭(11)與能量供應(yīng)網(wǎng)(4)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力設(shè)備，其特征在于，主發(fā)電機(3)的額定功率與輔助發(fā)電機(5)額定功率的功率比為至少1.5，其中，功率比優(yōu)選為約4。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動力設(shè)備，其特征在于，主發(fā)電機(3)和輔助發(fā)電機(5)構(gòu)造成分開的發(fā)電機。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動力設(shè)備，其特征在于，主發(fā)電機(3)和輔助發(fā)電機(5)構(gòu)成一個唯一的能由內(nèi)燃機(2)驅(qū)動的發(fā)電機(12)，其中，主發(fā)電機(3)包括設(shè)置在發(fā)電機(12)定子(14)上的主線圈系統(tǒng)(13)，而輔助發(fā)電機(5)包括設(shè)置在定子(14)上的輔助線圈系統(tǒng)(15)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力設(shè)備，其特征在于，主線圈系統(tǒng)(13)和輔助線圈系統(tǒng)(15)的線圈匝數(shù)比為至少1.5，其中，線圈匝數(shù)比優(yōu)選為約4。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的動力設(shè)備，其特征在于，設(shè)置有控制裝置(16)，經(jīng)由至少一根信號線路(17)，能量供應(yīng)網(wǎng)(4)的和/或內(nèi)燃機(2)的和/或主發(fā)電機(3)的和/或輔助發(fā)電機(5)的和/或蓄能器(10)的至少一個運行狀態(tài)能被報告給控制裝置(16)，其中，功率轉(zhuǎn)換器(8)根據(jù)所述至少一個運行狀態(tài)能由控制裝置(16)經(jīng)由控制線路(18)控制。7.—種用于運行特別是根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的動力設(shè)備(I)的方法，該動力設(shè)備包括內(nèi)燃機(2)和能由內(nèi)燃機(2)驅(qū)動的主發(fā)電機(3)，該主發(fā)電機(3)與能量供應(yīng)網(wǎng)(4)電連接，所述動力設(shè)備此外還包括能由內(nèi)燃機(2)驅(qū)動的輔助發(fā)電機(5)，該輔助發(fā)電機(5)的接頭(6)與功率轉(zhuǎn)換器(8)的第一交流電壓接頭(7)連接，其中，功率轉(zhuǎn)換器(8)的直流電壓接頭(9)與蓄電器(10)連接，其特征在于，功率轉(zhuǎn)換器(8)的第二交流電壓接頭(11)與能量供應(yīng)網(wǎng)(4)連接，其中，根據(jù)能量供應(yīng)網(wǎng)(4)的和/或內(nèi)燃機(2)的和/或主發(fā)電機(3)的和/或輔助發(fā)電機(5)的和/或蓄能器(10)的至少一個運行狀態(tài)對電能通過功率轉(zhuǎn)換器(8)的流動方向進行控制。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，當(dāng)能量供應(yīng)網(wǎng)(4)的功率要求比由主發(fā)電機(3)和輔助發(fā)電機(5)提供的總電功率大時，存儲在蓄能器(10)中的電能通過功率轉(zhuǎn)換器(8)供應(yīng)給能量供應(yīng)網(wǎng)(4)，優(yōu)選借助對功率轉(zhuǎn)換器(8)進行的控制。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，當(dāng)能量供應(yīng)網(wǎng)(4)的功率要求比由主發(fā)電機(3)和/或輔助發(fā)電機(5)提供的電功率小時，電能從能量供應(yīng)網(wǎng)(4)和/或輔助發(fā)電機(5)通過功率轉(zhuǎn)換器(8)供應(yīng)給蓄能器(10)，優(yōu)選借助對功率轉(zhuǎn)換器(8)進行的控制。10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的方法，其特征在于，為了起動內(nèi)燃機(2)連同輔助發(fā)電機(5)，電能從蓄能器(10)和/或從能量供應(yīng)網(wǎng)(4)通過功率轉(zhuǎn)換器(8)供應(yīng)給輔助發(fā)電機(5)，優(yōu)選借助對功率轉(zhuǎn)換器(8)進行的控制。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種動力設(shè)備(1)、特別是發(fā)電機組，其包括內(nèi)燃機(2)和能由內(nèi)燃機(2)驅(qū)動的主發(fā)電機(3)，該主發(fā)電機(3)與能量供應(yīng)網(wǎng)(4)電連接，此外所述動力設(shè)備還包括能由內(nèi)燃機(2)驅(qū)動的輔助發(fā)電機(5)，該輔助發(fā)電機(5)的接頭(6)與功率轉(zhuǎn)換器(8)的第一交流電壓接頭(7)連接，其中，功率轉(zhuǎn)換器(8)的直流電壓接頭(9)與蓄電器(10)連接，其中，功率轉(zhuǎn)換器(8)的第二交流電壓接頭(11)與能量供應(yīng)網(wǎng)(4)連接。
【IPC分類】H02J3/46, H02P9/10, H02P101/25, H02J3/28
【公開號】CN105610358
【申請?zhí)枴緾N201511034416
【發(fā)明人】呂航, P·達爾馬蒂卡里
【申請人】Ge延巴赫兩合無限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年10月30日
【公告號】EP3016271A2, EP3016271A3, US20160126740