[go: up one dir, main page]

CN106253453B - 不间断电源及配电系统 - Google Patents

不间断电源及配电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106253453B
CN106253453B CN201610385640.8A CN201610385640A CN106253453B CN 106253453 B CN106253453 B CN 106253453B CN 201610385640 A CN201610385640 A CN 201610385640A CN 106253453 B CN106253453 B CN 106253453B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
grid
load
battery
switch
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
CN201610385640.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106253453A (zh
Inventor
A.K.蒂瓦里
Y.Y.科尔哈卡
S.科隆比
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Technology AG
Original Assignee
ABB Schweiz AG
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
Application filed by ABB Schweiz AG filed Critical ABB Schweiz AG
Publication of CN106253453A publication Critical patent/CN106253453A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106253453B publication Critical patent/CN106253453B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/066—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems characterised by the use of dynamo-electric machines
    • 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
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • 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
    • H02J11/00—Circuit arrangements for providing service supply to auxiliaries of stations in which electric power is generated, distributed or converted
    • 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
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/08—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems requiring starting of a prime-mover

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

不间断电源（UPS）（120；200）包含串联耦合的线路端子（202）、负载端子（204）和双变换电路（216），并且还包含旁路电路（218）和同步电路（220）。线路端子与双馈感应发电机（DFIG）（170）耦合。负载端子与具有所需求功率的负载（130）耦合。双变换电路将来自线路端子的电网功率调节到负载端子处的所需求功率。旁路电路耦合在线路端子与负载端子之间，并且配置成在电网功率丢失时，将由DFIG生成的所调节功率输送至负载端子。同步电路耦合在双变换电路与DFIG之间，并且在电网功率丢失时，同步电路通过双变换电路将电流注入并且注入到DFIG中，从而使由DFIG生成的所调节功率与所需求功率同步。

Description

不间断电源及配电系统
技术背景
本公开的领域一般涉及配电系统，并且更具体地涉及不间断电源及其使用方法。
由本地公用事业的电网为许多已知的配电系统服务。这些分配系统在根据其电气负载来描述时，将功率输送至视为临界(critical)的组件和视为非临界的其他组件。非临界负载通常能够处理几秒种或更久的短暂的功率间断，然而，临界负载不能够处理短暂的功率间断。如果来自电网的功率丢失，则许多已知的配电系统利用备用能量源来确保维持对至少临界负载的服务。备用能量源包含例如但不限于发电机、能量储存装置以及例如诸如风系统、水电系统和太阳能系统的可再生源。备用能量源通过自动的或手动的转换开关而与负载连接。在正常操作期间，在电网功率下，转换开关通常使备用能量源与负载隔离。在电网功率丢失时，转换开关将备用能量源与负载连接。自动转换开关自动地促进该连接和断开。
许多已知的配电系统还利用不间断电源(UPS)来确保至临界负载的功率没有丢失。当在电网功率、备用功率下时，并且当在电网功率与备用功率之间转变时，UPS系统促进对临界负载的持续服务。在将例如发电机用作备用功率源的配电系统中，UPS对输送至临界负载的功率进行调节。这种发电机通常具有UPS容量两倍或三倍的容量以补偿由发电机生成的功率中的不规则变化，由发电机生成的功率中的不规则变化可例如但不限于在负载改变时发生。因此，在所生成功率的变换期间，在UPS内招致变换损失，并且发电机本身通常具有分配不当的容量。在发电机的启动期间，还招致附加的损失。
发明内容
在一个方面中，不间断电源(UPS)包含串联耦合的线路端子、负载端子和双变换电路，并且还包含旁路电路和同步(synchronize)电路。线路端子与双馈感应发电机(DFIG)耦合。负载端子与具有所需求功率的负载耦合。双变换电路将来自线路端子的电网功率调节到负载端子处的所需求功率。旁路电路耦合在线路端子与负载端子之间，并且配置成在电网功率丢失时，将由DFIG生成的所调节功率输送至负载端子。同步电路耦合在双变换电路与DFIG之间，并且在电网功率丢失时，同步电路通过双变换电路来将电流注入并且注入到DFIG中，使由DFIG生成的所调节功率与所需求功率同步。
在另一方面中，操作配电系统的方法包含检测线路端子上的电网功率的丢失。本方法还包含使双变换电路从线路端子断开。本方法还包含启动双馈感应发电机(DFIG)，生成所调节功率。本方法还包含将所调节功率输送至负载，旁路双变换电路。本方法还包含将所调节功率通过双变换电路反馈至DFIG，使所调节功率与负载的期望的频率、相位和幅度同步。
在又一方面中，配电系统包含双馈感应发电机(DFIG)、自动转换开关和不间断电源(UPS)。DFIG包含转子和定子。DFIG配置成在定子处生成所调节功率。自动转换开关配置成在检测到电网功率的丢失时从电网去耦并且与定子耦合。UPS配置成通过自动转换开关而从DFIG接收所调节功率。UPS进一步配置成将所调节功率的第一部分输送至负载。UPS进一步配置成将所调节功率的第二部分输送至转子，以使所调节功率与负载的期望的频率、相位和幅度同步。
本发明提供一组技术方案如下：
1.一种不间断电源(UPS)(120；200)，包括：
线路端子(202)，配置成与双馈感应发电机(DFIG)(170)和电网(110)耦合，所述电网配置成将电网功率传输至所述线路端子，所述DFIG配置成生成所调节功率；
负载端子(204)，配置成与具有所需求功率的负载(130)耦合；
双变换电路(216)，配置成与所述线路端子和所述负载端子耦合，所述双变换电路还配置成对从所述线路端子至所述负载端子的电网功率传输进行调节；
旁路电路(218)，配置成与所述线路端子和所述负载端子耦合，所述旁路电路还配置成，在所述电网功率不可得到时，将所述所调节功率输送至所述负载端子；以及
同步电路(220)，配置成与所述双变换电路和所述DFIG耦合，所述同步电路还配置成，在所述电网功率不可得到时，将电流从所述双变换电路注入到所述DFIG中，所述电流配置成使由所述DFIG生成的所述所调节功率与所述所需求功率同步。
2.如技术方案1所述的UPS(120；200)，其中，所述双变换电路(216)包括：
交流到直流(AC/DC)变换器(208)；以及
直流到交流(DC/AC)变换器(210)，与所述AC/DC变换器串联耦合。
3.如技术方案2所述的UPS(120；200)，还包括与所述双变换电路(216)耦合的电池(212)，所述电池配置成当在所述电网功率与所述所调节功率之间转变时，将所述所需求功率提供给所述负载端子(204)。
4.如技术方案3所述的UPS(120；200)，其中，所述电池(212)还配置成供应注入到所述DFIG(170)中的所述电流，所述电流传输通过所述AC/DC变换器(208)和所述同步电路(220)。
5.如技术方案4所述的UPS(120；200)，还包括定位在所述线路端子(202)与所述双变换电路(216)之间的第一开关(K4)，所述第一开关配置成在所述电网功率存在时闭合，并且在所述电网功率不存在时断开。
6.如技术方案5所述的UPS(120；200)，其中，所述旁路电路(218)包括所述线路端子(202)与所述负载端子(204)之间的第二开关(K6)，所述第二开关配置成在所述电网功率存在时断开。
7.如技术方案6所述的UPS(120；200)，其中，所述第二开关(K6)还配置成：
在所述电池(212)将所述所需求功率提供给所述负载端子(204)时断开；并且
闭合以将由所述DFIG(170)生成的所述所调节功率输送至所述负载端子。
8.如技术方案7所述的UPS(120；200)，其中，所述第二开关(K6)还配置成在所述电池(212)提供所述所需求功率时闭合，所述电池配置成将起动功率通过所述第二开关来提供给所述DFIG(170)。
9.一种配电系统(100)，包括：
双馈感应发电机(DFIG)(170)，包括转子(190)和定子(180)，所述DFIG配置成在所述定子处生成所调节功率；
自动转换开关(160)，配置成在检测到电网功率的丢失时从电网(110)去耦并且与所述定子耦合；以及
不间断电源(UPS)(120；200)，配置成：
通过所述自动转换开关来从所述DFIG接收所调节功率；
将所述所调节功率的第一部分输送至负载(130)；并且
将所述所调节功率的第二部分输送至所述转子以使所述所调节功率与所述负载的期望的频率、相位和幅度同步。
10.如技术方案9所述的配电系统(100)，其中，所述UPS(120；200)包括：
双变换电路(216)，配置成：
将所述电网功率调节并且输送至所述负载(130)；并且，
将由所述定子(180)生成的所述所调节功率调节并且输送至所述转子(190)；以及电池(212)，与所述双变换电路耦合，所述双变换电路还配置成将直流(DC)充电功率输送至所述电池。
11.如技术方案10所述的配电系统(100)，其中，所述UPS(120；200)还包括与所述双变换电路(216)并联耦合的旁路电路(218)，所述旁路电路配置成：
在所述电网功率存在时断开；并且
在从所述DFIG(170)接收到所述所调节功率时闭合。
12.如技术方案11所述的配电系统(100)，其中，所述电池(212)配置成在所述电网功率与来自所述DFIG(170)的所述所调节功率之间的转变期间，将电池功率输送至所述负载。
13.如技术方案12所述的配电系统(100)，其中，所述旁路电路(218)还配置成在所述转变期间闭合，所述电池(212)还配置成将电池功率输送至所述定子(180)以通过感应来起动所述转子(190)。
14.如技术方案13所述的配电系统(100)，其中，所述UPS(120；200)还包括耦合在所述双变换电路(216)与所述DFIG(170)的所述转子(190)之间的开关(Kx)，所述开关配置成：
在将由所述定子(180)生成的所述所调节功率输送至所述转子时闭合；
在将所述电池功率输送至所述定子以通过感应起动所述转子时断开；并且
在起动所述转子以将所述电池功率通过所述双变换电路来输送至所述转子之后闭合以使由所述DFIG生成的所述所调节功率与所述期望的频率、相位和幅度同步。
附图说明
在参考附图来阅读下面的详细描述时，将变得更好地理解本公开的这些及其他特征、方面以及优点，在附图通篇中，相似的字符表示相似的部分，其中：
图1是示范的配电系统的框图；
图2是供在图1中所示出的配电系统中使用的示范的不间断电源(UPS)的示意图；以及
图3是操作图1中所示出的配电系统的示范的方法的流程图。
除非另有指示，否则本文所提供的附图意味着图示本公开的实施例的特征。这些特征被认为可应用于包括本公开的一个或多个实施例的各种各样的系统中。因此，附图不意味着包含由本领域普通技术人员已知的实施本文中所公开的实施例所要求的所有的常规的特征。
具体实施方式
在下面的说明书和权利要求书中，参考具有下面的含义的许多术语。
单数形式“一”、“一个”和“该”包含复数参考，除非上下文明确地另有指示。
“可选的”或“可选地”意味着随后描述的事件或情形可能发生或可能不发生，并且描述包含其中事件发生的实例和其中事件不发生的实例。
如本文所使用的近似语言在说明书和权利要求书通篇中可应用于修改任何数量表示，该任何数量表示能够准许变化而没有导致与它相关的基本功能的改变。因此，通过诸如“大约”、“近似”和“基本上”的一个术语或多个术语所修改的值不是要局限于所指定的精确值。在至少一些实例中，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精确度。在这里并且在说明书和权利要求书通篇中，范围限制可被组合和/或互换，这类范围被识别，并且包含在其中所包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。
本公开的实施例涉及用于临界负载和非临界负载的配电系统。本文中所描述的配电系统提供从电网至备用功率的有效转变和备用功率的持续的有效服务。更具体地，双馈感应发电机(DFIG)的使用促进改进的负载匹配功率生成，这改进备用系统的总效率，并且双馈感应发电机(DFIG)与不间断电源(UPS)结合使用促进备用发电机的更有效的启动。通过改进对由DFIG所生成的功率的调节而使UPS内的进一步的损失减轻。
图1是示范的配电系统100的框图。配电系统100包含用于在正常操作条件下为电气负载130服务的电网110和UPS 120。电气负载130包含临界负载140和非临界负载150。由UPS 120为临界负载140服务以便如果来自电网110的功率丢失则确保功率。如充当备用能量源的DFIG 170那样进行，电网110通过自动转换开关160来与UPS 120和电气负载130连接。
在正常操作条件期间，电网110为电气负载130服务，并且自动转换开关160使DFIG170断开。功率通过UPS 120来输送至临界负载140，UPS 120执行交流(AC)到直流(DC)、DC到AC以及DC到DC变换用于对于临界负载140和UPS 120内部的其他负载比如例如但不限于电池(未示出)调节功率。直接将功率输送至非临界负载150，旁路UPS 120。
在电网110丢失时，自动转换开关160和UPS 120通信，以协调从通过电网110获得的电网功率至通过DFIG 170获得的备用发电机功率的转变。自动转换开关160使电网110断开，并且将DFIG 170与UPS 120连接。更具体地，自动转换开关160将DFIG 170的定子180与UPS 120连接。在转变期间，UPS 120通过内部的能量储存装置(未示出)比如例如但不限于电池来为临界负载140服务。当起动注油器(primer)192使转子190转动时，UPS 120还激励DFIG 170的转子190，注入电流的期望的频率和幅度。UPS 120对转子190的励磁进行控制以输送在定子180处生成的具有适合于负载的相位、频率和幅值的期望的所调节电压。然后，所调节功率通过自动转换开关160和UPS 120而输送至临界负载140，并且通过自动转换开关160来输送至非临界负载150，旁路UPS 120。
起动注油器192例如但不限于，由诸如引擎的变速驱动器(未示出)驱动，例如，该变速驱动器靠柴油、汽油、天然气或任何其他合适的燃料运转。变速驱动器促进以次同步的速度操作DFIG 170以优化DFIG 170和变速驱动器的效率，同时也生成以期望的相位和频率的所调节电压。在操作期间，DFIG 170在转子190处消耗能量，虽然所消耗的能量通常是在定子180处生成的能量的一小部分。在转子190处消耗的能量与在定子180处生成的能量的比率随着起动注油器192的速度而变化。
在某些实施例中，在从电网功率到备用发电机功率的转变期间，UPS 120激励DFIG170的定子180，而不是激励转子190，然后定子180作为感应马达操作并且起动转子190和起动注油器192。一旦转子190和起动注油器192处于某速度或接近某速度(at or nearspeed)，UPS 120就激励转子190以使所生成的功率的频率、相位和幅值同步。然后，UPS 120停止激励定子180，并且然后起动注油器192在功率下使转子190转动。在使起动注油器192达到某速度的方面，由UPS 120供应至DFIG 170的起动功率通常比由起动注油器192的其他适合的驱动器或变速驱动器供应的起动功率更有效。
图2是供在配电系统100(在图1中示出)中使用的示范的UPS 200的示意图。现在，参考图1和图2，UPS 200包含线路端子202、负载端子204以及同步端子206。线路端负载端子204可与诸如电气负载130的电气负载耦合，并且更具体地，可与临界负载140中的至少一个耦合。同步端子206可与诸如DFIG 170的转子190的DFIG的转子耦合，用于注入电流的期望的频率和幅度。
UPS 200还包含AC/DC变换器208、DC/AC变换器210、电池212、晶闸管214以及开关K4、K6、K7、Kx、Q1和Q2。AC/DC变换器208和DC/AC变换器210形成双变换电路216，双变换电路216与开关K4、K7和Q1串联耦合，并且，进一步耦合在线路端子202与负载端子204之间。开关K6和晶闸管214形成旁路电路218，旁路电路218与双变换电路216并联耦合。开关Q2促进双变换电路216和旁路电路218的备用旁路。在将旁路电路218闭合时或在将通过开关Q2的备用旁路闭合时，开关K7促进使AC/DC变换器208、电池212和DC/AC变换器210断开。开关Q1促进从负载端子204完全断开。开关Kx耦合在同步端子206与AC/DC变换器208之间，形成同步电路220。
在正常操作期间，在电网功率下，将AC功率供应至线路端子202。将开关K4、K7和Q1闭合，通过AC/DC变换器208和DC/AC变换器210而将功率输送至负载端子204，这被称为双变换操作。该双变换是UPS 200内的损失的一个源。还通过AC/DC变换器208与DC/AC变换器210之间的DC链路而对电池212进行充电。开关K6和Q2断开，防止AC/DC变换器208和DC/AC变换器210的旁路。开关Kx也断开，防止UPS 200激励转子190。
在电网功率丢失时，自动转换开关160使电网110断开，并且将DFIG 170的定子180与线路端子202连接。另外，开关K4断开，从而使AC/DC变换器208从线路端子202断开，并且开始从电网功率到通过DFIG 170获得的备用发电机功率的转变。在转变期间，电池212通过DC/AC变换器210和保持闭合的开关K7和Q1而将功率供应至负载端子204。开关Kx闭合，从而通过AC/DC变换器208来从电池212抽取能量，AC/DC变换器208作为逆变器操作以通过同步端子206来激励DFIG 170的转子190。转子190转动并且在DFIG 170的定子180处生成功率。所生成的功率供应至线路端子202。
在转子190处于某速度(at speed)并且与期望的频率、相位和幅值同步时，转变完成，并且将开关K6和晶闸管214闭合。所生成的功率通过开关K6、晶闸管214和开关Q1而输送至负载端子204，旁路AC/DC变换器208和DC/AC变换器210。开关K7保持闭合，以促进通过作为整流器操作的DC/AC变换器210而对电池212进行充电，并且通过DC/AC变换器210、AC/DC变换器208、开关Kx以及同步端子206来激励转子190。
在某些实施例中，在从电网功率到备用发电机功率的转变期间，UPS 200将起动功率提供给DFIG 170以使对DFIG 170的启动更有效。开关K7和Q1闭合，从而将功率从电池212通过DC/AC变换器210而输送至负载端子204。在提供起动功率时，开关K4及Kx断开，从而使AC/DC变换器208从线路端子202和转子190断开。晶闸管214和开关K6闭合，从而将功率从电池212引导至DFIG 170的定子180。随后定子180被激励，起动转子190和起动注油器192以使转子190达到某速度或接近某速度。然后，开关Kx闭合，从而激励转子190，并且使在定子180处生成的功率的频率、相位和幅值同步。然后，开关K6断开，以将起动功率从UPS 200转变至起动注油器192，其通过变速驱动器或其他合适的驱动器来转动。一旦使在定子180处生成的所调节电压同步，就将开关K6再次闭合，UPS 200从电池212转变至DFIG 170。
图3是操作配电系统100(在图1中示出)的示范方法300的流程图。现在，参考图1、图2和图3，本方法开始于开始步骤310处。在检测步骤320处，检测到通过电网110获得的电网功率的丢失。然后，在断开步骤330处，开关K4使双变换电路216从线路端子202断开。在该转变期间，由电池212将功率通过DC/AC变换器210和开关K7及Q1来供应至负载端子204。
在DFIG启动步骤340处，开动DFIG 170以生成所调节功率。通过使与起动注油器192附连的转子190转动而开动DFIG 170。起动注油器192由变速驱动器比如例如但不限于引擎来驱动。在某些实施例中，在DFIG启动步骤340期间，电池212通过旁路电路218而将起动功率提供给DFIG 170的定子180。在那些实施例中，在启动期间，开关Kx保持断开，从而通过感应而促进转子190的起动。在转子190达到期望的速度时，将开关Kx闭合，以将电池功率应用于转子190，这使由DFIG 170生成的功率与电气负载130的期望的频率、相位和幅度同步。一旦转子190处于期望的速度并且使DFIG 170同步，就通过使开关K6断开而将来自电池212的起动功率去除。激励转子190以开始使DFIG 170同步所在的期望的速度按照实施例而变化。根据通过与由起动注油器192相比由感应起动转子190所得到的效率，某些DFIG与变速驱动器的组合将具有不同于其他组合的交接点(handover point)。
在备用功率输送步骤350处，将由DFIG 170生成的所调节功率的第一部分通过旁路电路218和开关Q1而输送至临界负载140。此外，在同步步骤360处，将所调节功率的第二部分通过旁路电路218、向后通过双变换电路216和通过开关Kx而反馈至DFIG 170的转子190。反馈至转子190的所调节功率使由DFIG 170生成的所调节功率与电气负载130的期望的频率、相位和幅度同步。然后，本方法终止于结束步骤370处。
上述的配电系统提供从电网至备用功率的有效转变和对临界负载及非临界负载的备用功率的持续的有效服务。更具体地，DFIG的使用促进改进的负载匹配功率生成，这改进备用系统的总效率，并且，DFIG与UPS的结合使用促进作为DFIG的备用发电机的更有效的启动。通过改进对由DFIG生成的功率的调节而使UPS内的进一步的损失减轻。
本文中所描述的方法、系统及设备的示范的技术效果包含如下的至少一个：(a)通过使用DFIG和变速驱动器而改进负载与所生成的功率的匹配；(b)改进对由DFIG生成的功率的调节，这准许UPS变换器的旁路；(c)降低起因于双变换的至少部分旁路的UPS中的损失；(d)在与UPS结合时，DFIG发电机的更有效地启动；(e)降低生产能力过剩的资本支出；以及(f)降低起因于所得到的一般效率的操作成本，例如，通过以与负载的各种需求相对应的变速操作DFIG而降低燃料成本。
用于配电系统的方法、系统和设备的示范实施例不局限于本文所描述的具体实施例，而是可与本文所描述的其他组件和/或步骤分开地和独立地利用系统的组件和/或方法的步骤。例如，方法还可与其他非常规配电系统结合使用，而不局限于仅采用如本文所描述的系统和方法来实施。示范实施例而是能够结合可获益于增加的效率、降低的操作成本和降低的资本支出的许多其他应用、设备和系统来实现和利用。
虽然本公开的各个实施例的具体特征可在一些附图中示出而在其他附图中未示出，但是这只是为了方便。按照本公开的原理，可与任何其他附图的任何特征结合参考和/或要求保护附图的任何特征。
本书面描述使用包含最佳模式的示例来公开实施例，并且还使本领域的任何技术人员能够实施实施例，包含制作和使用任何装置或系统，以及执行任何结合方法。本公开的可取得专利范围由权利要求书来限定，并且可包含本领域的技术人员想到的其他示例。如果这类其他示例具有与权利要求的文字语言完全相同的结构单元，或者如果它们包含具有与权利要求的文字语言的非实质差异的等效结构单元，则预计它们处于权利要求的范围之内。
零件表
Figure GDA0002764579250000091
Figure GDA0002764579250000101

Claims (11)

1.一种不间断电源(120；200)，包括：
线路端子(202)，配置成与双馈感应发电机(170)和电网(110)耦合，所述电网配置成将电网功率传输至所述线路端子，所述双馈感应发电机配置成生成所调节功率；
负载端子(204)，配置成与具有所需求功率的负载(130)耦合；
双变换电路(216)，配置成与所述线路端子和所述负载端子耦合，所述双变换电路还配置成对从所述线路端子至所述负载端子的电网功率传输进行调节；
旁路电路(218)，配置成与所述线路端子和所述负载端子耦合，所述旁路电路还配置成，在所述电网功率不可得到时，将所述所调节功率输送至所述负载端子；
同步电路(220)，配置成与所述双变换电路和所述双馈感应发电机耦合，所述同步电路还配置成，在所述电网功率不可得到时，将电流从所述双变换电路注入到所述双馈感应发电机中，所述电流配置成使由所述双馈感应发电机生成的所述所调节功率与所述所需求功率同步；以及
与所述双变换电路(216)耦合的电池(212)，所述电池配置成当在所述电网功率与所述所调节功率之间转变时，将所述所需求功率提供给所述负载端子(204)，
其中，所述旁路电路(218)包括所述线路端子(202)与所述负载端子(204)之间的第二开关(K6)，所述第二开关(K6)配置成在所述电网功率存在时断开，且所述第二开关(K6)配置成在所述电网功率不存在时闭合且将电池功率从所述电池(212)通过所述旁路电路(218)引导到所述双馈感应发电机(170)。
2.如权利要求1所述的不间断电源(120；200)，其中，所述双变换电路(216)包括：
交流到直流变换器(208)；以及
直流到交流变换器(210)，与所述交流到直流变换器串联耦合。
3.如权利要求2所述的不间断电源(120；200)，其中，所述电池(212)还配置成供应注入到所述双馈感应发电机(170)中的所述电流，所述电流传输通过所述交流到直流变换器(208)和所述同步电路(220)。
4.如权利要求3所述的不间断电源(120；200)，还包括定位在所述线路端子(202)与所述双变换电路(216)之间的第一开关(K4)，所述第一开关配置成在所述电网功率存在时闭合，并且在所述电网功率不存在时断开。
5.如权利要求4所述的不间断电源(120；200)，其中，所述第二开关(K6)还配置成：
在所述电池(212)将所述所需求功率提供给所述负载端子(204)时断开；并且
闭合以将由所述双馈感应发电机(170)生成的所述所调节功率输送至所述负载端子。
6.如权利要求5所述的不间断电源(120；200)，其中，所述第二开关(K6)还配置成在所述电池通过所述第二开关将起动功率提供给所述双馈感应发电机(170)时闭合。
7.一种配电系统(100)，包括：
双馈感应发电机(170)，包括转子(190)和定子(180)，所述双馈感应发电机配置成在所述定子处生成所调节功率；
自动转换开关(160)，配置成在检测到电网功率的丢失时从电网(110)去耦并且与所述定子耦合；以及
不间断电源(120；200)，配置成：
通过所述自动转换开关来从所述双馈感应发电机接收所调节功率；
将所述所调节功率的第一部分输送至负载(130)；并且
将所述所调节功率的第二部分输送至所述转子以使所述所调节功率与所述负载的期望的频率、相位和幅度同步，
其中所述不间断电源(120；200)包括双变换电路(216)、与所述双变换电路(216)耦合的电池(212)及与所述双变换电路(216)并联耦合的旁路电路(218)，且其中，所述电池(212)还配置成将电池功率通过所述旁路电路(218)输送至所述定子(180)以通过感应来起动所述转子(190)。
8.如权利要求7所述的配电系统(100)，其中，
所述双变换电路(216)，配置成：
将所述电网功率调节并且输送至所述负载(130)；并且，
将由所述定子(180)生成的所述所调节功率调节并且输送至所述转子(190)；以及
将直流充电功率输送至所述电池。
9.如权利要求8所述的配电系统(100)，其中，所述旁路电路配置成：
在所述电网功率存在时断开；并且
在从所述双馈感应发电机(170)接收到所述所调节功率时闭合。
10.如权利要求9所述的配电系统(100)，其中，所述电池(212)配置成在所述电网功率与来自所述双馈感应发电机(170)的所述所调节功率之间的转变期间，将电池功率输送至所述负载。
11.如权利要求10所述的配电系统(100)，其中，所述不间断电源(120；200)还包括耦合在所述双变换电路(216)与所述双馈感应发电机(170)的所述转子(190)之间的开关(Kx)，所述开关配置成：
在将由所述定子(180)生成的所述所调节功率输送至所述转子时闭合；
在将所述电池功率输送至所述定子以通过感应起动所述转子时断开；并且
在起动所述转子以将所述电池功率通过所述双变换电路来输送至所述转子之后闭合以使由所述双馈感应发电机生成的所述所调节功率与所述期望的频率、相位和幅度同步。
CN201610385640.8A 2015-06-05 2016-06-03 不间断电源及配电系统 Active CN106253453B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/732215 2015-06-05
US14/732,215 US9859752B2 (en) 2015-06-05 2015-06-05 Uninterruptible power supply and method of use

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106253453A CN106253453A (zh) 2016-12-21
CN106253453B true CN106253453B (zh) 2021-06-04

Family

ID=56098046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610385640.8A Active CN106253453B (zh) 2015-06-05 2016-06-03 不间断电源及配电系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9859752B2 (zh)
EP (1) EP3101772B1 (zh)
CN (1) CN106253453B (zh)
ES (1) ES2905002T3 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107273647B (zh) * 2017-08-07 2020-08-11 曲阜师范大学 基于直流输电的低速齿轮箱双馈型风电机组优化设计方法
CN109921510B (zh) * 2017-12-12 2020-12-18 中国电信股份有限公司 不停电割接装置和方法
CN108808835A (zh) * 2018-01-31 2018-11-13 伊顿公司 一种ups故障保护电路及ups装置
WO2019204138A1 (en) * 2018-04-19 2019-10-24 Flexgen Power Systems, Inc. Apparatus and methods for soft grid interconnection of distributed generation assets
CN112186877B (zh) * 2019-07-01 2022-06-24 周锡卫 一种基于应急供电车的储能在线无缝切换供电装置及控制方法
CN110571915A (zh) * 2019-09-19 2019-12-13 浙江工业大学 一种智能型储能电源车不间断供电系统装置及其控制方法
CN110994783B (zh) * 2020-01-02 2022-06-07 科华恒盛股份有限公司 一种不间断电源及其控制方法
CN112290659B (zh) * 2020-09-30 2024-01-26 国网天津市电力公司电力科学研究院 一种飞轮储能系统前置电源自动投切系统及其方法
CN115776169A (zh) * 2021-09-06 2023-03-10 华为数字能源技术有限公司 一种供电系统
US20250038566A1 (en) * 2023-07-24 2025-01-30 Honeywell International Inc. Systems and methods for smart power management in a security system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1531189A (zh) * 2003-03-13 2004-09-22 ���＼�й�ҵ��ʽ���� 发电装置
CN201868944U (zh) * 2010-11-25 2011-06-15 深圳飞能能源有限公司 一种不间断电源系统
CN102208830A (zh) * 2011-03-22 2011-10-05 艾默生网络能源有限公司 一种混合不间断电源系统
CN102709945A (zh) * 2012-06-04 2012-10-03 胡楷 一种鼠笼发电机直驱式可储能风力发电系统
CN102754298A (zh) * 2010-05-28 2012-10-24 三菱重工业株式会社 电力供给装置及方法
CN103187914A (zh) * 2013-04-19 2013-07-03 三垦力达电气(江阴)有限公司 一种基于无刷双馈发电机的发电系统及其起励方法

Family Cites Families (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW245848B (zh) 1991-09-18 1995-04-21 Toshiba Kk
AUPN592095A0 (en) 1995-10-11 1995-11-02 Invetech Operations Pty Ltd Modular power supply
US5745356A (en) 1996-06-25 1998-04-28 Exide Electronics Corporation Independent load sharing of AC power systems connected in parallel
US6191500B1 (en) 1998-11-06 2001-02-20 Kling Lindquist Partnership, Inc. System and method for providing an uninterruptible power supply to a critical load
EP1364439A4 (en) * 2001-01-31 2005-05-25 Satcon Technology Corp NON-INTERRUPTIVE POWER SUPPLY SYSTEM WITH AN INDUCTION MACHINE WITH LOOP RING AND WRAPPED ROTOR, AND METHOD FOR FLYING WHEEL ENERGY STORAGE
US7071581B2 (en) * 2001-01-31 2006-07-04 Satcon Technology Corp. Uninterruptible power supply system using a slip-ring, wound-rotor-type induction machine and a method for flywheel energy storage
DE50214800D1 (de) 2002-09-10 2011-01-13 Dewind Co Betriebsverfahren für windenergieanlage mit übersynchroner kaskade
EP1559179A4 (en) 2002-10-22 2006-07-12 Youtility Inc HYBRID VARIABLE SPEED GENERATOR / POWER SUPPLY CONVERTER WITHOUT INTERRUPTION
KR20050088107A (ko) 2002-12-06 2005-09-01 일렉트릭 파워 리서치 인스티튜트 무정전 전원 공급기 및 발전기 시스템
JP4099713B2 (ja) 2003-07-10 2008-06-11 富士電機システムズ株式会社 無停電電源システムの制御方法および制御回路
TW200505128A (en) 2003-07-31 2005-02-01 Digipower Mfg Inc Improved uninterruptible switching power supply circuit having hot plugging battery module
US20090009005A1 (en) 2003-10-02 2009-01-08 Phoenixtec Power Co., Ltd. Control method for parallel redundant power system
US20050073783A1 (en) 2003-10-02 2005-04-07 Phoenixtec Power Co., Ltd. Parallel redundant power system and the control method for the same
US6803679B1 (en) 2003-10-02 2004-10-12 Phoenixtec Power Co., Ltd. Parallel redundant power system and method for control of the power system
US7446433B2 (en) 2004-01-23 2008-11-04 American Power Conversion Corporation Methods and apparatus for providing uninterruptible power
US7400066B2 (en) 2004-06-23 2008-07-15 Eaton Corporation Apparatus and methods for UPS bypass monitoring and control
US7405494B2 (en) 2004-07-07 2008-07-29 Eaton Corporation AC power supply apparatus, methods and computer program products using PWM synchronization
US8754544B2 (en) 2005-01-27 2014-06-17 General Electric Company Apparatus for synchronizing uninterruptible power supplies
US7456520B2 (en) 2005-03-31 2008-11-25 General Electric Company Control system, method and product for uninterruptible power supply
US7566988B2 (en) 2005-06-14 2009-07-28 Liebert Corporation Method and apparatus for monitoring UPS power sources
US7668624B2 (en) 2005-07-06 2010-02-23 Liebert Corporation Maximized battery run-time in a parallel UPS system
US7554302B2 (en) 2005-09-16 2009-06-30 Satcon Technology Corporation Slip-controlled, wound-rotor induction machine for wind turbine and other applications
US7638899B2 (en) 2006-03-10 2009-12-29 Eaton Corporation Nested redundant uninterruptible power supply apparatus and methods
US7425771B2 (en) 2006-03-17 2008-09-16 Ingeteam S.A. Variable speed wind turbine having an exciter machine and a power converter not connected to the grid
EP1890371A1 (en) 2006-08-03 2008-02-20 Michael J. Mosman UPS system configuration comprising parallel modules being independent of each other
DE102006051546A1 (de) 2006-11-02 2008-05-08 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage mit einem doppelt gespeisten Asynchrongenerator sowie Windenergieanlage mit einem doppelt gespeisten Asynchrongenerator
CN103560576B (zh) 2006-11-16 2016-05-11 康明斯发电Ip公司 发电系统及方法
US7649758B2 (en) 2006-11-30 2010-01-19 Eaton Corporation Power supply apparatus, methods and computer program products using D-Q domain based synchronization techniques
US7667351B2 (en) 2007-04-27 2010-02-23 Liebert Corporation Method for pulse width modulation synchronization in a parallel UPS system
US20090009001A1 (en) 2007-07-05 2009-01-08 Liebert Corporation Method and apparatus for synchronization of actions in a parallel ups system using a serial communications bus
DE102007021089B3 (de) 2007-05-03 2008-12-11 Piller Power Systems Gmbh Verfahren zur Steuerung parallel geschalteter Ersatzstromquellen und Vorrichtung mit parallel geschalteten Ersatzstromquellen
DE102008024222A1 (de) 2007-08-14 2009-02-26 Karl-Friedrich Schilling Elektrotechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung von Regelleistung im Energieversorgungsbereich zur Frequenzstabilisierung eines elektrischen Netzes
US7980905B2 (en) 2007-11-25 2011-07-19 C-Mar Holdings, Ltd. Method and apparatus for providing power to a marine vessel
CA2709279C (en) 2007-12-12 2014-04-15 Foss Maritime Company Hybrid propulsion systems
US7952232B2 (en) 2008-03-13 2011-05-31 General Electric Company Wind turbine energy storage and frequency control
US8035250B2 (en) 2008-03-14 2011-10-11 Liebert Corporation System and method for load sharing in multi-module power supply systems
US20090273192A1 (en) 2008-04-30 2009-11-05 Guven Mustafa K Doubly fed axial flux induction generator
US8120932B2 (en) 2008-07-01 2012-02-21 American Superconductor Corporation Low voltage ride through
FR2938234B1 (fr) 2008-11-13 2010-11-26 Stx France Cruise Sa Navire automoteur affecte a la navigation sur une distance de consigne entre un point de depart et un point d'arrivee
DE102009017244A1 (de) 2009-04-09 2010-10-14 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage bei fehlender Verfügbarkeit eines externen Versorgungsnetzes und Windenergieanlage zur Ausführung des Verfahrens
US8022572B2 (en) 2009-04-22 2011-09-20 General Electric Company Genset system with energy storage for transient response
US20110278932A1 (en) 2010-05-13 2011-11-17 Eaton Corporation Uninterruptible power supply systems and methods using isolated interface for variably available power source
US8552589B2 (en) 2010-05-14 2013-10-08 Schneider Electric It Corporation Digital control method for operating the UPS systems in parallel
US8373949B2 (en) 2010-06-16 2013-02-12 Transocean Sedco Forex Ventures Limited Hybrid power plant for improved efficiency and dynamic performance
US20120068541A1 (en) 2010-09-20 2012-03-22 Eaton Corporation Power supply systems and methods employing a ups interfaced generator
US8631275B2 (en) 2010-12-28 2014-01-14 Vestas Wind Systems A/S Controller arrangement of an electrical power transfer system of a wind turbine
US8570003B2 (en) * 2011-04-13 2013-10-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Double fed induction generator converter and method for suppressing transient in deactivation of crowbar circuit for grid fault ridethrough
GB201110916D0 (en) 2011-06-28 2011-08-10 Rolls Royce Plc Electrical distribution system
US8786262B2 (en) 2011-07-25 2014-07-22 Rolls-Royce Corporation Systems and methods for synchronous power generation
US9172271B2 (en) 2011-09-19 2015-10-27 Schneider Electric It Corporation Parallel control and protection for UPS
US8772964B2 (en) 2011-09-19 2014-07-08 Schneider Electric It Corporation Parallel control and protection for UPS
CN202333831U (zh) 2011-10-18 2012-07-11 山东省电力学校 新能源不间断供电系统
DE102011089851B4 (de) 2011-12-23 2013-04-11 TelecityGroup Germany Gmbh Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung von elektrischen Verbrauchern und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung
KR101267513B1 (ko) 2012-01-11 2013-05-24 주식회사 이온 무선통신을 이용한 ups 병렬 운전 제어 방법
US9160202B2 (en) 2012-01-31 2015-10-13 General Electric Company Control system for uninterruptible power supplies
US20150108759A1 (en) 2012-02-20 2015-04-23 Regen Technologies Pty Ltd Variable Speed Gas Turbine Generation System and Method
CN202444318U (zh) 2012-03-07 2012-09-19 山东电力集团公司临沂供电公司 一种多源智能供配电装置
US10203735B2 (en) 2012-03-21 2019-02-12 Bloom Energy Corporation Systems and methods for providing fuel cell power to a data center
US9362781B2 (en) * 2012-09-14 2016-06-07 Chloride Srl Uninterruptible power supply system with fast transfer for undervoltage source line failures
CN202889279U (zh) 2012-10-19 2013-04-17 北京索德电气工业有限公司 无刷双馈电机励磁控制装置
US9379542B2 (en) 2012-11-20 2016-06-28 General Electric Company System for multiple inverter-driven loads
US20150349687A1 (en) 2014-05-30 2015-12-03 Abb Technology Ag Electric Power Generation and Distribution for Islanded or Weakly-Connected Systems
US9769948B2 (en) * 2014-12-10 2017-09-19 Eaton Corporation Modular uninterruptible power supply apparatus and methods of operating same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1531189A (zh) * 2003-03-13 2004-09-22 ���＼�й�ҵ��ʽ���� 发电装置
CN102754298A (zh) * 2010-05-28 2012-10-24 三菱重工业株式会社 电力供给装置及方法
CN201868944U (zh) * 2010-11-25 2011-06-15 深圳飞能能源有限公司 一种不间断电源系统
CN102208830A (zh) * 2011-03-22 2011-10-05 艾默生网络能源有限公司 一种混合不间断电源系统
CN102709945A (zh) * 2012-06-04 2012-10-03 胡楷 一种鼠笼发电机直驱式可储能风力发电系统
CN103187914A (zh) * 2013-04-19 2013-07-03 三垦力达电气(江阴)有限公司 一种基于无刷双馈发电机的发电系统及其起励方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106253453A (zh) 2016-12-21
EP3101772A1 (en) 2016-12-07
US9859752B2 (en) 2018-01-02
ES2905002T3 (es) 2022-04-06
EP3101772B1 (en) 2021-12-15
US20160359361A1 (en) 2016-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106253453B (zh) 不间断电源及配电系统
US7394166B2 (en) Method, apparatus and computer program product for wind turbine start-up and operation without grid power
CN103124076B (zh) 配备有能量存储组件的发电器件和此类器件的控制过程
US9722426B2 (en) Hybrid energy system and method
US9509141B2 (en) Black start of wind turbine devices
KR100519861B1 (ko) 독립된 전력공급식 회선망 및 그 운용 방법
US7566990B2 (en) Power systems and methods using an induction generator in cooperation with an uninterruptible power supply
CN101188395B (zh) 风力涡轮机和风力涡轮机的启动方法
CN106208071B (zh) 混合式ac及dc分配系统和使用方法
CN104145415A (zh) 用于运行抽水蓄能电站的电单元的方法
CN111149276B (zh) 给风能设备部件供能的方法以及能量供给装置和具有其的风能设备
US20160181909A1 (en) Electric unit for a pump-storage power plant
US20190214827A1 (en) Systems and methods for rapid activation and synchronization of dispatchable power sources
CN104169573B (zh) 风力涡轮发电机的快速启动
RU78012U1 (ru) Система бесперебойного энергоснабжения
GB2553872A (en) Systems and methods for rapid activation of dispatchable power sources
WO2011135293A2 (en) Power supply for telecom base station
RU2018112122A (ru) Способ адаптивного автоматического регулирования давления наддувочного воздуха дизель-генератора
CN118381093B (zh) 一种内燃机异步发电机-储能联合发电系统及其控制方法
Cho et al. Self-excitation system using high-efficiency low-power PM generator
Koczara et al. Autonomous adjustable speed decoupled generation systems and their parallel operation
CN118679315A (zh) 风力涡轮机的低风穿越
WO2014064337A2 (en) Dynamo-electric machine
CN112272907A (zh) 用于将电力变压器连接至电网的方法
CN109450082A (zh) 一种动态ups及控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20190729

Address after: Baden, Switzerland

Applicant after: ABB TECHNOLOGY LTD.

Address before: American New York

Applicant before: General Electric Company

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant