用于檢測(cè)電機(jī)的孤島并且保護(hù)電機(jī)的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本主題內(nèi)容總體上涉及電機(jī)，并且更特別地，涉及一種用于檢測(cè)一個(gè)或者多個(gè)發(fā)電源的孤島事件(islanding event)并且在孤島事件期間保護(hù)一個(gè)或者多個(gè)發(fā)電源的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般地，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)包括具有轉(zhuǎn)子的渦輪機(jī)，該轉(zhuǎn)子包括具有多個(gè)葉片的可旋轉(zhuǎn)中樞組件。葉片將機(jī)械風(fēng)能變換成經(jīng)由轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)一個(gè)或者多個(gè)發(fā)電機(jī)的機(jī)械旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。發(fā)電機(jī)一般地、但是并不總是通過變速裝置旋轉(zhuǎn)地耦合到轉(zhuǎn)子。變速裝置向上步進(jìn)用于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的固有低轉(zhuǎn)速以將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能高效地轉(zhuǎn)換成經(jīng)由至少一個(gè)電連接向電網(wǎng)中饋送的電能。無變速直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)也存在。轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)、變速裝置和其它部件通常被裝配在殼或者艙內(nèi)，該殼或者艙被定位在基部上面，該基部可以是桁架或者管狀塔。
[0003]一些風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)配置包括雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)。這樣的配置也可以包括用來從與電力電網(wǎng)連接的連接之一向纏繞的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子傳輸發(fā)電機(jī)勵(lì)磁功率的電力轉(zhuǎn)換器。另外，這樣的轉(zhuǎn)換器與DFIG結(jié)合也在電網(wǎng)與發(fā)電機(jī)之間傳輸電力以及從與電力電網(wǎng)連接的連接之一向纏繞的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子傳輸發(fā)電機(jī)勵(lì)磁功率。備選地，一些風(fēng)力禍輪發(fā)電機(jī)包括、但不限于備選類型的感應(yīng)發(fā)電機(jī)、永磁體(PM)同步發(fā)電機(jī)和電激發(fā)的同步發(fā)電機(jī)以及開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)。這些備選配置也可以包括用來如以上描述的那樣轉(zhuǎn)換頻率并且在電網(wǎng)與發(fā)電機(jī)之間傳輸電力的電力轉(zhuǎn)換器。在一些實(shí)例中，發(fā)電源、比如以上描述的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)可以位于與它們服務(wù)于的負(fù)載遠(yuǎn)離的遙遠(yuǎn)區(qū)域中。通常，這些發(fā)電源通過電系統(tǒng)、比如長(zhǎng)傳輸線路連接到電網(wǎng)。這些傳輸線使用一個(gè)或者多個(gè)斷路器連接到電網(wǎng)。這些電機(jī)由于在電網(wǎng)側(cè)突然跳開傳輸線斷路器或者以別的方式斷開這些傳輸線路而發(fā)電源在重負(fù)荷之下而孤島可能造成傳輸線上的過電壓，該過電壓可能導(dǎo)致?lián)p壞發(fā)電源或者與發(fā)電源關(guān)聯(lián)的設(shè)備、比如轉(zhuǎn)換器和逆變器。
[0004]因而，將在技術(shù)上歡迎一種改進(jìn)的系統(tǒng)和/或方法，該系統(tǒng)和/或方法提供檢測(cè)對(duì)一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島事件，這允許有時(shí)間采取保護(hù)動(dòng)作以防止損壞發(fā)電源和與發(fā)電源關(guān)聯(lián)的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一方面，提供一種用于一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島事件的方法。該方法包括(a)接收一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島的第一指示符；(b)計(jì)算設(shè)備確定接收的第一指示符是否確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島；(C)如果計(jì)算設(shè)備確定接收的第一指示符確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島，則由計(jì)算設(shè)備發(fā)送一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)以保護(hù)一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)；(d)如果計(jì)算設(shè)備確定接收的第一指示符未確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島，則接收一個(gè)或者多個(gè)附加狀況指示符；(e)計(jì)算設(shè)備確定一個(gè)或者多個(gè)附加狀況指示符是否確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島；(f)如果計(jì)算設(shè)備確定一個(gè)或者多個(gè)附加狀況指示符確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島，則由計(jì)算設(shè)備發(fā)送一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)以保護(hù)一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的至少部分；以及(g)如果計(jì)算設(shè)備確定一個(gè)或者多個(gè)附加狀況指示符未確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島，則重復(fù)步驟(a)至(g)。
[0006]在另一方面，提供另一種用于檢測(cè)一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島的方法。該方法包括將一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)連接到交流(AC)電力系統(tǒng)，其中AC電力系統(tǒng)被配置為向一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)發(fā)送電力的至少一個(gè)相或者從一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)接收電力的至少一個(gè)相；將控制系統(tǒng)的至少部分電耦合到AC電力系統(tǒng)的至少部分；耦合控制系統(tǒng)的至少部分與一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的至少部分電子數(shù)據(jù)通信；以及基于控制系統(tǒng)監(jiān)視的一個(gè)或者多個(gè)狀況檢測(cè)一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島，所述檢測(cè)包括:(a)接收一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島的第一指示符；(b)由控制系統(tǒng)確定所接收的第一指示符是否確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島；(c)如果控制系統(tǒng)確定接收的第一指示符確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島，則由控制系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)以保護(hù)一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)；(d)如果控制系統(tǒng)確定接收的第一指示符未確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島，則接收一個(gè)或者多個(gè)附加狀況指示符；(e)由控制系統(tǒng)確定一個(gè)或者多個(gè)附加狀況指示符是否確定孤島；以及(f)如果控制系統(tǒng)確定一個(gè)或者多個(gè)附加狀況指示符確定孤島，則由控制系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)以保護(hù)一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的至少部分。
[0007]在另一方面，提供用于檢測(cè)一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島事件的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括連接到交流(AC)電力系統(tǒng)的一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)，其中AC電力系統(tǒng)被配置為向一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)發(fā)送電力的至少一個(gè)相或者從一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)接收電力的至少一個(gè)相；控制系統(tǒng)，其中控制系統(tǒng)電耦合到AC電力系統(tǒng)的至少部分，并且控制系統(tǒng)的至少部分被耦合與一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的至少部分電子數(shù)據(jù)通信，以及其中控制系統(tǒng)包括控制器，并且控制器被配置為:(a)接收一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島的第一指示符；(b)確定接收的第一指示符是否確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島；(c)如果控制器確定接收的第一指示符確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島，則發(fā)送一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)以保護(hù)一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)；(d)如果控制器確定接收的第一指示符未確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島，則接收一個(gè)或者多個(gè)附加狀況指示符；(e)確定一個(gè)或者多個(gè)附加狀況指示符是否確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島；(f)如果控制器確定一個(gè)或者多個(gè)附加狀況指示符確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島，則發(fā)送一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)以保護(hù)一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的至少部分；以及(g)如果控制器確定一個(gè)或者多個(gè)附加狀況指示符未確定一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島，則重復(fù)步驟(a)至(g)。
[0008]參考以下說明和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將得到更好的理解。合并于此并構(gòu)成本說明書的一部分的附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0009]在參照附圖的說明書中闡述向本領(lǐng)域技術(shù)人員的、本發(fā)明的實(shí)施例的完全和實(shí)現(xiàn)公開內(nèi)容、包括其最佳實(shí)施方式，在附圖中:
[0010]圖1是示例風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的示意圖；
[0011]圖2是可以與圖1中所示風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)使用的示例電和控制系統(tǒng)的示意圖；
[0012]圖3圖示根據(jù)本主題內(nèi)容的方面的可以在控制器或者接收指示孤島狀況的信號(hào)的任何其它計(jì)算設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例內(nèi)包括的適當(dāng)部件的一個(gè)實(shí)施例的框圖；以及
[0013]圖4是圖示檢測(cè)一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)、比如風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的孤島的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]在公開和描述本方法和系統(tǒng)之前，理解方法和系統(tǒng)不限于具體綜合方法、具體部件或者具體組成。也將理解這里描述的技術(shù)僅用于描述具體實(shí)施例而未旨在于限制。
[0015]如在說明書和所附權(quán)利要求中使用的那樣，除非上下文另有明示，單數(shù)形式“一個(gè)/ 一種”和“該”包括復(fù)數(shù)引用。這里，范圍可以表達(dá)為從“大約” 一個(gè)特定值和/或到“大約”另一特定值。在表達(dá)這樣的范圍時(shí)，另一實(shí)施例包括從一個(gè)特定值和/或到另一特定值。相似地，在通過使用先行詞“大約”來表達(dá)值為近似時(shí)，將理解特定值形成另一實(shí)施例。還將理解每個(gè)范圍的端點(diǎn)既相對(duì)于另一端點(diǎn)又獨(dú)立于另一端點(diǎn)而有意義。
[0016]“可選”或者“可選地”意味著隨后描述的事件或者境況可以出現(xiàn)或者可以不出現(xiàn)并且該描述包括其中所述事件或者境況出現(xiàn)的實(shí)例和其中它未出現(xiàn)的實(shí)例。
[0017]貫穿本說明書的描述和權(quán)利要求，字眼“包括(comprise) ”和該字眼的變化、比如“包括(comprising) ”和“包括(comprises) ”意味著“包括、但不限于”而并非旨在于例如排除其它添加、部件、整件或者步驟?！笆纠币馕吨?.....的示例”未旨在于傳達(dá)優(yōu)選或者理想實(shí)施例的指示?！氨热纭辈皇窃谙拗埔饬x上使用的而是用于說明的目的。
[0018]公開可以用來執(zhí)行公開的方法和系統(tǒng)的部件。這里公開這些和其它部件，并且理解在公開是這些部件的組合、子集、交集、成組等時(shí)，盡管可以未顯式地公開這些部件的每個(gè)各種個(gè)別和集體組合和排列的具體引用，但是這里對(duì)于所有方法和系統(tǒng)具體地設(shè)想和描述每個(gè)組合和排列。這適用于本申請(qǐng)的所有方面，包括、但不限于公開的方法中的步驟。因此，如果有可以執(zhí)行的多種附加步驟，則理解可以用公開的方法的任何具體實(shí)施例或者實(shí)施例組合執(zhí)行這些附加步驟中的每個(gè)附加步驟。
[0019]可以通過參照優(yōu)選實(shí)施例的以下具體描述和其中包括的示例以及參照附圖及其先前和以下描述更容易理解本方法和系統(tǒng)。
[0020]這里總體地公開檢測(cè)一個(gè)或者多個(gè)電機(jī)的孤島的系統(tǒng)和方法。這樣的電機(jī)可以例如包括電馬達(dá)、發(fā)電機(jī)和與這樣的電機(jī)關(guān)聯(lián)的任何輔助裝備，這些電機(jī)例如包括風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能/光伏發(fā)電機(jī)等。在一方面，本發(fā)明的實(shí)施例公開用于迅速地檢測(cè)一個(gè)或者多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的孤島并且采取動(dòng)作以保護(hù)一個(gè)或者多個(gè)風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和任何輔助設(shè)備免于孤島事件引起的電瞬態(tài)的系統(tǒng)和方法。
[0021]圖1是示例風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)100的示意圖。風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)100包括容納發(fā)電機(jī)(在圖1中未示出)的艙102。艙102被裝配在塔104上(在圖1中示出塔104的部分)。塔104可以是有助于如這里描述的風(fēng)力渦輪機(jī)100的操作的