本发明专利技术提供了一种在发电厂中使用的装置。该装置包括：至少两个调速驱动器，每个在交流侧连接到相关辅助电动机；至少一个无功功率消耗辅助设备，其连接至交流母线；控制器；和转换器，用于在所述交流母线和直流母线之间将交流电流转换为直流电流或者进行相反转换；至少一个电源，配置为提供向所述直流母线提供功率；以及其中所述至少两个调速驱动器中的每个在直流侧连接到所述直流母线。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般性地涉及发电厂，更具体地涉及配送和控制发电厂辅助设备中的功率消耗，以提高电厂效力和能量效率。
技术介绍
热力发电厂一直是例如矿石燃料厂和核电厂中的用于发电的主要 措施之一。据估计所产生的能量中有8%至10%作为内部电消耗被消耗在所谓的辅助负载中。所述辅助负载包括例如风扇、压缩机、泵的电厂运行所必需的设备，从而执行例如供水、燃烧供气、燃料和废料的传输等。在一个典型的大规模电厂中，最大的能量消耗负载是风扇、泵和压缩机驱动器，典型额定功率为1-5MW并每年消耗5-40GWh。考虑到能量效率的需求，在相同的CO2排放下提供更多的电力是有益的。因此，期望减少辅助负载的能量消耗。不仅减少有功功率消耗是有益的，而且也是有益的是在整个电厂中避免配送无功功率消耗，从而使得无功功率是局部的，并因此减少在电缆中的配送损耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于将提供一种装置以避免在整个电厂中配送无功功率消耗，从而使得无功功率是局部的，并减少在发电厂辅助设备所需电缆中的配送损失。本专利技术的另一目的在于将显著地减少对用于辅助功率配送的外部交流电流的依赖性。依据本专利技术，提供了一种在发电厂中使用的装置。该装置包括至少两个调速驱动器，每个在交流侧连接到相关辅助电动机；至少一个无功功率消耗辅助设备，其连接至交流母线；控制器；以及转换器，用于在所述交流母线和直流母线之间将交流电流转换成直流电流或者进行相反转换；至少一个电源，配置为向所述直流母线提供功率；以及其中所述至少两个调速驱动器中的每个在直流侧连接到所述直流母线。这就允许了将无功功率从主发电机中分离出来，并使得减少了电厂中主发电机的无功功率消耗。这就使得主发电机能够产生更多的有功功率，这增加了发电厂的输出。此夕卜，至少那些通过转换器被连接到DC母线的谐波源被隔离开，这就简化了安装并减少了谐波复杂度，例如AC(交流)谐振、谐波损耗等。而且，因为AC母线由DC母线供电，就不需要在电力干线的线路上昂贵的变压器。由于有用于辅助设备的多个电源，辅助设备就不太可能故障，这就增加了发电厂供电的安全性。所述至少一个电源可以包括变速驱动汽轮发电机。该汽轮发电机可作为负载和电源两者作用。所述至少一个电源可包括高惯量风扇。该高惯量风扇至少在DC母线上电压临时跌变时，也可作为负载和电源两者作用。所述至少一个电源可包括用于所述发电厂的启动电源。所述至少一个电源可包括所述发电厂的主发电机的三次绕组。使用所述三次绕组和所连接的转换器，整个发电厂的无功功率能够通过使用所述三次绕组和直流母线之间的转换器而被控制。所述至少一个电源可从转 动动能产生电力。所述至少一个电源可从风扇的转动动能产生电力。所述控制器可被配置为控制所述至少一个电源，以由此控制所述直流母线的电压。所述控制器可被配置为控制多个电源中的至少一个电源，以由此控制所述直流母线的电压。所述装置可进一步包括开关设备，其提供在所述至少两个调速驱动器中每个的所述交流侧。所述装置可包括两个直流母线，每个根据前述权利要求中的所述直流母线配置。所述直流母线中的每个可被连接至共同交流母线。一般而言，所有在权利要求中使用的术语将根据它们在
中的惯常意义进行解释，除非在此另外地进行了明确地限定。除非另外进行了明确地说明，所有提及的“一 / 一个/元件、设备、组件、装置、步骤等”将被开放性地解释为指代元件、设备、组件、装置、 步骤等的至少一个实例。除非进行明确地说明，在此公开的任何方法中的步骤并非必须以所公开的准确顺序来执行。附图说明现通过例子参考所述附图对本专利技术进行描述，其中图1是描述本专利技术实施例与DC母线使用的示意图，图2是在本专利技术实施例中的图1所示DC母线的示意图，图3a和图3b是描述两个以图1中的DC母线进行布线的实施例的示意图，以及图4是示出使用两条DC母线的本专利技术的实施例的示意图。具体实施例方式以下将参考附图，对本专利技术进行充分地说明，在附图中示出了本专利技术的特定实施例。但是，本专利技术可以许多不同的方式被实施，不应该将其解释为仅限于此处所提出的实施例；相反地，这些实施例通过示例而被提供，以使得公开是彻底而完整的，并向本领域技术人员完全传达本专利技术的范围。在通篇的描述中，相同的标号指的是相同的组件。图1是描述本专利技术实施例与DC母线使用的示意图。DC母线通过转换器315””和可选变压器343被连接至用于辅助设备的AC母线106。功率能够在AC母线106和DC母线之间的两个方向中流动。开关设备344可提供于变压器343的任一侧。可选的，滤波器 347被提供以使AC母线106上的功率更呈正弦曲线。AC母线因此仅由DC母线供电，由此没有从主发电机汲取无功功率。即使DC母线是由干线提供功率，因为存在向直流(DC)的转变和从直流的转换，也所以没有无功功率消耗。在现有技术中已知的系统中，在从主发电机线路上汲取功率时，在主发电机线路上会有显著的无功功率消耗。多个调速驱动器309a_z，其也称为变速驱动器，也被连接至DC母线312，以从DC 母线312获得电力来驱动各个相关负载317a-z，例如用于风扇、泵的电动机等。这些电动机用于辅助负载。在本实施例中，各个调速驱动器309a-z包括逆变器315a-z，并且各个调速驱动器还被连接到电容313a-z以滤除高频分量，否则所述高频分量会被传送到DC母线 312 上。 所述DC母线还通过转换器315”，被连接至开关设备349a_b。一方面，开关设备 349a-b可被连接至启动电源341。所述启动电源在发电厂启动时使用，例如所述起动源可为柴油发电机或者为二次电网，可选地是通过变压器而被连接。另一方面，开关设备349a-b 可通过三次绕组被连接至主发电机103。这里，故障限流器348被提供以防止故障电流。要注意的是，电能可在从DC母线312至转换器315”’之间双向流动，这由控制器125控制。因此，传至变压器103或者来自变压器103的无功功率可被控制。考察用于辅助装置107a_z的AC母线106，在现有技术中其被典型地连接至发电机 101的输出，例如在传感器122a和传感器124b之间。这在发电机101和变压器103之间需要开关设备以便能够断开到AC母线的支线。在本实施例中，对于支线，开关设备349b而是被提供以期望的电压，这样，开关设备201可被置于变压器103和相连接的输电网202之间。通过将开关设备201置于高压，通过开关设备201的电流被减少，相比于在发电机101 和连接至变压器103的支线之间需要开关设备，这就显著地减少了成本。进一步地，变速发电机331通过转换器315”被连接至DC母线312。所述发电机被连接至单级或二级(1 step or 2 step)汽轮机332，该汽轮机接收抽汽337并提供所述抽汽到(辅助)冷凝器339。汽轮机332也被连接至供水泵333。该供水泵被连接至入口 335和出口 334。以这种布置，发电机将蒸汽压力形式的能量转换为电能，该电能被转换器 315”转变为直流到DC母线312上。发电机也可相反地作为电动机进行工作，其从DC母线 312收集电能，该电能通过转换器315”被转换为交流。这样，发电机/电动机331然后使用汽轮机332从在低蒸汽压力可获取的扭矩增加至泵的扭矩。换句话说，提供了一种在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：L·吉尔特玛，D·科昂，J·潘，陈瑶，R·W·维塞尔，A·A·巴百，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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