專利名稱：操作風(fēng)力設(shè)備的方法和風(fēng)力設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種操作具有風(fēng)力設(shè)備(wind power installation)的方法，該風(fēng)力設(shè)備具有一個(gè)發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)將電能傳送到與該風(fēng)力設(shè)備相連的電網(wǎng)。本發(fā)明還涉及一種風(fēng)力設(shè)備，其包括一電機(jī)和一與該轉(zhuǎn)子聯(lián)接以將電能傳送到用電裝置、尤其是電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
在弱電(島)網(wǎng)的情況下，當(dāng)一個(gè)較大的用電裝置從電網(wǎng)中分離出時(shí)，網(wǎng)頻會(huì)急劇(突然)升高。例如柴油機(jī)、水輪機(jī)等的驅(qū)動(dòng)機(jī)需要一些時(shí)間以便隨后減少它們的(機(jī)械和電)功率。在這段時(shí)間中，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量比從電網(wǎng)中帶走的多。那些能量隨后消耗用于加速發(fā)電機(jī)。這意味著旋轉(zhuǎn)速度升高，網(wǎng)頻也隨之升高。
許多與電網(wǎng)相連的電設(shè)備，例如計(jì)算機(jī)、電機(jī)等，并不是針對(duì)波動(dòng)的網(wǎng)頻或其中的突然變化而設(shè)計(jì)的，波動(dòng)的網(wǎng)頻或其中的突然變化可能對(duì)電動(dòng)機(jī)械造成損壞，甚至使其毀壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除當(dāng)風(fēng)力設(shè)備與電網(wǎng)聯(lián)接時(shí)的上述問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過(guò)具有權(quán)利要求1中提出的特征的方法和具有權(quán)利要求4中提出的特征的風(fēng)力設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求中描述了有利的進(jìn)展。
根據(jù)本發(fā)明，提出了如果風(fēng)力設(shè)備工作在這樣的弱電網(wǎng)中，則根據(jù)網(wǎng)頻的升高來(lái)控制它們的(機(jī)械和)電能。這是為了防止網(wǎng)頻進(jìn)一步升高或降低網(wǎng)頻。


以下將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的描述。在附圖中圖1示出了風(fēng)力設(shè)備的頻率/能量時(shí)間曲線；圖2示出了風(fēng)力設(shè)備的側(cè)視圖；圖3示出了風(fēng)力設(shè)備中由微處理器控制的反相換流器的電路框圖；圖4說(shuō)明了風(fēng)力設(shè)備的一種調(diào)整裝置；圖5說(shuō)明了風(fēng)力設(shè)備和電網(wǎng)的聯(lián)接；和圖6示出了圖3的另一種布局方案。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了對(duì)風(fēng)力設(shè)備的要求使其輸出功率p隨著電網(wǎng)的頻率f而減小。數(shù)值100％在這里表示的是電網(wǎng)的參考頻率(50Hz，60Hz)。數(shù)值100.6％和數(shù)值100.2％分別針對(duì)的是更高的網(wǎng)頻值。
在例如網(wǎng)頻升高0.6％(即是說(shuō)，100.6％)時(shí)，風(fēng)力設(shè)備的電功率還沒(méi)有被向下調(diào)整。如果此后網(wǎng)頻仍然升高，則該風(fēng)力設(shè)備的電功率隨后被調(diào)整變小。在所示的實(shí)施例中，風(fēng)力設(shè)備的電功率隨著網(wǎng)頻升高到102％而被調(diào)整到零功率。
圖3示出了滿足該要求的風(fēng)力設(shè)備的實(shí)施例。該風(fēng)力設(shè)備具有可調(diào)的轉(zhuǎn)子葉片(轉(zhuǎn)子葉片的間距控制)，這樣風(fēng)力設(shè)備的機(jī)械能可被調(diào)整變小。例如，如果調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片相對(duì)風(fēng)的迎角，則作用在轉(zhuǎn)子葉片上的力也隨后被減小到所需的值。發(fā)電機(jī)的交流電通過(guò)整流器2被整流并通過(guò)電容3被平流。反相換流器4隨后將直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楸粋魉偷诫娋W(wǎng)L1，L2，L3的交流電。該輸出電流的頻率由電網(wǎng)決定。包括微處理器的調(diào)整裝置5測(cè)量網(wǎng)頻并控制反相換流器的電源開(kāi)關(guān)，使得輸出頻率與電網(wǎng)電壓(網(wǎng)頻)一致。如上所述，如果電網(wǎng)頻率升高，則電功率隨后被調(diào)整減小，如圖1所示。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的調(diào)整裝置。示意性畫出的風(fēng)力設(shè)備的轉(zhuǎn)子4與發(fā)電機(jī)G聯(lián)接，發(fā)電機(jī)G根據(jù)風(fēng)速和相應(yīng)的風(fēng)能來(lái)提供電能。由發(fā)電機(jī)G產(chǎn)生的交流電壓首先被整流，隨后通過(guò)反相換流器被轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率與網(wǎng)頻一致的交流電壓。電網(wǎng)饋入處的電網(wǎng)電壓由網(wǎng)頻拾取器確定。一旦網(wǎng)頻超過(guò)一預(yù)定值，參見(jiàn)圖1，則減小被饋入的電能以抵消網(wǎng)頻的進(jìn)一步升高。相應(yīng)地，電網(wǎng)的網(wǎng)頻通過(guò)調(diào)整裝置被調(diào)整到所需的網(wǎng)頻值，或至少防止了其進(jìn)一步升高。
通過(guò)按上面的調(diào)節(jié)方式將風(fēng)力設(shè)備傳送的能量供給電網(wǎng)，能夠避免或極大程度地減小網(wǎng)頻波動(dòng)。
圖5說(shuō)明了風(fēng)力設(shè)備聯(lián)如何接到電網(wǎng)，其中，由風(fēng)力設(shè)備所產(chǎn)生的電能在饋入點(diǎn)被傳送到電網(wǎng)中。與電網(wǎng)相連的是多個(gè)用電裝置，這些用電裝置在圖示例中以房屋的形式示意性地示出。
圖6示出了在某種程度上與圖3不同的控制-調(diào)整裝置的關(guān)鍵件。該控制和調(diào)整裝置有一整流器，在發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生的交流電在該整流器中被整流。與整流器相連的頻率轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，該直流電壓首先在中間電路中被整流，該交流電壓以三相交流電壓的形式通過(guò)線路L1，L2，L3被供給電網(wǎng)。通過(guò)微機(jī)控制頻率轉(zhuǎn)換器，該微機(jī)是整個(gè)調(diào)整裝置中的一部分。為了這一目的，微處理器被聯(lián)接到頻率轉(zhuǎn)換器上。在將風(fēng)力設(shè)備所能產(chǎn)生的電能饋入電網(wǎng)的位置處，調(diào)整電壓的輸入?yún)?shù)是此時(shí)的電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)頻率f、發(fā)電機(jī)的電功率p、電抗性的電功率因數(shù)cosφ和電功率梯度dP/dt。該微處理器根據(jù)本發(fā)明來(lái)執(zhí)行的電壓調(diào)整，按其所需的電網(wǎng)頻率饋入該電壓。
權(quán)利要求
1.一種操作風(fēng)力設(shè)備的方法，該風(fēng)力設(shè)備具有用以將電能傳送到電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)，其特征在于根據(jù)電網(wǎng)的網(wǎng)頻來(lái)調(diào)整或調(diào)節(jié)通過(guò)發(fā)電機(jī)傳送到電網(wǎng)的電功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于如果電網(wǎng)的網(wǎng)頻超過(guò)一個(gè)預(yù)定值，則減小通過(guò)發(fā)電機(jī)傳送給電網(wǎng)的電功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于如果網(wǎng)頻超過(guò)其參考值3‰，最好是6‰時(shí)，則減小風(fēng)力設(shè)備傳入的電功率。
4.一種用以執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法的風(fēng)力設(shè)備，包括一轉(zhuǎn)子和一發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)與該轉(zhuǎn)子聯(lián)接以將電能傳送到電網(wǎng)，其特征在于該風(fēng)力設(shè)備包括一調(diào)整裝置，該調(diào)整裝置具有一個(gè)頻率拾取器，用以在電網(wǎng)(電流)處測(cè)量電壓的頻率，并且，根據(jù)頻率拾取器所測(cè)量的網(wǎng)頻來(lái)調(diào)節(jié)被發(fā)電機(jī)傳送到電網(wǎng)的電功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于所述調(diào)整裝置有一微處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于所述風(fēng)力設(shè)備有一聯(lián)接到微處理器的反相換流器。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于通過(guò)設(shè)置在風(fēng)中的可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片，減小風(fēng)力設(shè)備的機(jī)械能。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的風(fēng)力設(shè)備，其特征在于如果網(wǎng)頻超過(guò)其參考值預(yù)定值，最好是其參考值的2％，該風(fēng)力設(shè)備不再給電網(wǎng)傳送任何電能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種操作風(fēng)力設(shè)備的方法，該風(fēng)力設(shè)備具有一個(gè)發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)能夠被轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)，以將電能傳送到與該風(fēng)力設(shè)備相連的電網(wǎng)。本發(fā)明還涉及一種風(fēng)力設(shè)備，其包括一轉(zhuǎn)子和一發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)聯(lián)接到轉(zhuǎn)子以將電能傳送到用電裝置，尤其是電網(wǎng)。本發(fā)明的目的是當(dāng)風(fēng)力設(shè)備被連接到電網(wǎng)時(shí)，消除上述的問(wèn)題。一種操作具有用以將電能傳送到電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)的風(fēng)力設(shè)備的方法，其特征在于根據(jù)電網(wǎng)的網(wǎng)頻來(lái)調(diào)整或調(diào)節(jié)通過(guò)發(fā)電機(jī)傳送到電網(wǎng)的電能。
文檔編號(hào)F03D7/02GK1437684SQ01811559
公開(kāi)日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2001年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月11日
發(fā)明者阿洛伊斯·沃本 申請(qǐng)人:阿洛伊斯·沃本