岛网络以及操作岛网络的方法

专利名称：岛网络以及操作岛网络的方法
技术领域：
本发明涉及具有至少一个发电机的电岛网络，其耦合到一第一发电 机。进一步提供了一第二发电机，其可耦合到一内燃机。在此岛网络中， 连接到第一发电机的发电机通常是一再生发电机，例如，风力电站、水力 发电站等。
背景技术：
这种岛网络通常是已知的，尤其用于向以下区域提供电力，即未连 接到中央供电网络，但是其中可以利用可再生的能源，如，风力和/或太 阳能和/或水力等的区域。这些区域，例如，可以是岛屿，或者就其大小、 位置和/或气象模式而言具有特征的遥远的或难以到达的区域。当然，还 必须向这些区域提供电力、水和热。这些系统所需的能量，至少是电能， 是通过岛网络提供和分配的。然而，为使无故障运行，现代电子设备需要 岛网络中的电压和/或频率波动维持相对严格的极限值。
为了能够维持这些极限值，其中，采用了所谓的风-柴油机系统，风 力电站用作其基本的能源。由风力电站所产生的交流电被整流并经一逆变 器转换成具有所要求的网络电力频率的交流电。这一方法产生了独立于风 力电站发电机的每分钟转数(rpm)，从而独立于其频率的网络电力频率。
因此，网络电力频率由逆变器决定。这里，可以利用两种不同的变 型。第一变型是所谓的自动换相逆变器(self-commutated inverter),其
本身可产生一稳定的网络电力频率。然而，这种自动换相逆变器需要高技
术费用因此相当昂贵。自动换相逆变器的一个可替选的变型是网络换相逆
变器(network-commutated inverter),其使其输出电压的频率与既存网 络同步。这种逆变器被认为比自动换相逆变器更为经济，但是总是需要一 个网络，使其可与之同步。因此，对于网络换相逆变器来说，总是需要有 一网络发电机可用，其为逆变器的网络控制提供必要的控制参数。这种网 络发电机在已知的岛网络中可以是，例如，由内燃机(柴油发动机)驱动 的同歩发电机。
这意味着内燃机必须连续运转，以驱动作为网络发电机的同步发电 机。从维护要求、燃料消耗和向周围环境增加废气来看，这也是不利的， 因为即使内燃机只需提供其可利用的一小部分功率来驱动作为网络发电 机的发电机，功率也通常只有3-5kW，然而燃料消耗却不少，而是相当于 每小时几升汽油。
现有的岛网络的另一问题是，必须提供所谓的卸荷负载(dump loads),这消耗了由主发电机所产生的过量的电能，使得当关掉负载时， 主发电机并不处于空转运行，这反过来会由于rpm(每分钟转数)过高而导 致对主发电机的机械损伤。这对于风力电站作为主发电机的情况来说更成 问题。

发明内容
本发明的任务就是防止岛网络(island network)的上述缺点和提高 岛网络的效率。
根据本发明的一个方面，提供了一种电岛网络一种电岛网络，包括 至少一个第一发电机，其使用可再生能源；内燃机；第二发电机，其可 耦合至内燃机；母线，用于将产生的能量供给到网络中；连接到母线的 设备，用于检测网络中所需的功率；至少一个用于存储电能的中间存储 设备，其中中间存储设备被耦合到第一发电机，中间存储设备包括用于 稳定网络电力频率的第一中间存储设备和用于对在发电机侧没有电力的
分钟级范围内的时间进行桥接的第二中间存储设备；以及控制器，用于
控制电岛网络的部件，其中，控制器被配置为控制网络，以使得在第一 发电机的输出功率大于网络中所需的负载功率时，首先将第一发电机的 电能提供给中间存储设备，如果网络中所消耗的能量多于由第一发电机 所产生的能量，则首先使用中间存储设备来输送功率。
根据本发明的另一方面，提供了种控制上述电岛网络的运行的方法， 其中，控制第一发电机，使得只要网络中的电功率消耗小于第一发电机 的发电容量，第一发电机就总是仅产生所需的电功率。
根据本发明的另一方面，提供了一种使用同步发电机作为第二发电 机的方法，第二发电机具有网络发电机的功能，并用于处在上述电岛网 络中的、将交流电流供给到一供电网络的网络换相逆变器，在该方法中， 该发电机工作于电动机模式下，且该发电机的驱动通过飞轮和/或通过从 可再生能量发电机提供电能来实现。
本发明是基于以下知识，即，具有网络发电机功能的第二发电机也 可由主发电机(风力电站)的电能来驱动，从而可完全关闭内燃机并将其 与第二发电机去耦合。这里，第二发电机不再处于发电机操作，而是处于 电动机操作，其中用于该功能的电能是由主发电机或其发电机输送的。如 果第二发电机和内燃机之间的耦合是电磁耦合，则该耦合可通过从主发电 机或其发电机提供电力来激活。如果在耦合处切断电源，则该耦合断开。 接着，由上述主发电机的电能对第二发电机供电，并进行驱动(电动机操 作)，用于内燃机的去激活操作，使得尽管内燃机被去激活，网络发电机 仍然处于操作中。一旦激活内燃机，且由此要求第二发电机的发电机操作， 则内燃机可被启动，并通过电激活耦合与第二发电机耦合，从而该第二发 电机可处于发电机操作为电岛网络提供额外能量。
使用完全可控的风力电站允许消除"卸荷负载"(dump loads),这 是因为风力电站能够通过其完全的可控性，例如可变的rpm和可变的叶片 位置，产生需要的功率，从而由于风力电站产生了确切数量的所需功率，
因而不需要"处置"过剩的能量。从而使风力电站仅产生了网络中所需的 能量(或中间存储设备充电所需的能量)，没有过量的电力必须被无用地 消耗，风力电站乃至整个岛网络的总效率大大优于使用卸荷负载的情况。 在本发明的一个优选实施例中，风力电站包含一同步发电机，其连 接于一逆变器之后。该逆变器包含一整流器， 一直流电压中间电路，和一 频率变流器。如果在该岛网络中包含提供另一直流电压(直流电流)的另 一能源，例如， 一光电元件，则其优点在于，这样的其他主发电机，例如， 光电元件，连接到逆变器的直流电压中间电路，使得附加的可再生能源的 能量被引入到直流电压中间电路。该构造可增加由第一主发电机产生的可 用的电力。
一方面，为自发地均衡可利用的电力的波动和/或增加的电力要求， 及另一方面，为能够使用在此刻不需要的可利用的能量，则最好提供中间 存储设备，用于存储电能且可根据需要迅速放电。此存储设备可以是，例 如，电化学存储设备，如蓄电池，也可以是电容器或者化学存储设备，如 氢存储设备，其存储利用过量电能通过电解产生的氢气。为了输送其电能， 这些存储设备也被直接或通过相应的充电/放电电路连接到逆变器的直流 电压中间电路。
另一种形式的能量存储是转化成存储在飞轮中的转动能量。在本发 明的一优选实施例中，该飞轮被耦合到第二同步发电机，从而也允许存储 的能量被用于驱动网络发电机。
当岛网络中的能量消耗低于主发电机，例如，风力电站的功率容量
时，可向所有的存储设备提供电能。例如，如果主发电机是具有1.5MW 额定功率的风力电站，或是具有几个IOMW额定功率的风力电站的风阵列， 且风向分布使得主发电机可运行于通常模式，在这种模式下(特别是岛网 络中的夜间和低消耗时)，尽管岛网络中的功率消耗明显小于主发电机的 额定功率，但是可以控制主发电机，使得所有的能量存储设备充电。这样， 能量存储设备仅在某些情况下，在岛网络中的电力消耗大于主发电机所产
生的可利用的电力时被暂时地激活。
在本发明的一个优选实施例中，除了连接到第二发电机(内燃机， 飞轮)的能量部件之外，所有的发电机和中间存储设备都连接到一公共直 流电压中间电路，其构造类似为一总线形式，且以一单独的网络换相变流 器(逆变器)终止。在直流电压中间电路上使用单独的网络换相逆变器是 非常经济的一种设置。
其进一步的优点是，当功率需求大于来自可再生能量发电机和存储 的电力的可用电力时，提供其他(冗余)内燃机以及可连接到这些内燃机 的第三发电机(例如，同歩发电机)，以通过运行所述其他(冗余)发电 机系统来产生电力。
一般的，网络中的电力频率可用于确定可用功率是否与需要的功率 相适应。功率供应过剩时，网络电力频率增加，而功率不足时，网络电力 频率下降。然而，这种频率偏离滞后出现，且随着网络复杂度的增加，补 偿这种频率波动变得越来越困难。
为了达到对功率的快速适应， 一种能够检测网络中所需功率的装置 被连接到母线上。这样，可识别功率需求或功率供应过量，并在网络电力 频率波动完全显现之前迅速进行补偿。


下面，作为示例更加详细地说明本发明的实施例。其中，
图1是根据本发明的岛网络的电路框图2是示于图1中的原理图的一种变形；
图3是根据本发明的岛网络的一优选实施例。
具体实施例方式
图1显示了具有下游变流器的风力电站，其包括整流器20和逆变器 24，其中，所述风力电站借助于所述整流器20被连接到一直流电压中间
电路28，所述逆变器24连接到所述直流电压中间电路28的输出。
与逆变器24的输出平行，连接有第二同步发电机32，其又通过电磁 耦合34连接到内燃机30。逆变器24和第二同步发电机32的输出线向负 载(未示出)提供所需的能量。
这样，风力电站10产生提供到负载的电力。由风力电站10产生的 能量经整流器20整流，并引入到直流电压中间电路28。
逆变器24根据所施加的直流电压产生交流电压，并将其提供给岛网 络。因为逆变器24由于成本的原因优选实现为网络换相逆变器，所以引 进一网络发电机，逆变器24可与其同步。
该网络发电机是所述第二同步发电机32。该同步发电机32为处于电 动机操作的去激活的内燃机工作，且在此处作为网络发电机。在该运行模 式下，驱动能量是来自风力电站10的电能。同步发电机32的驱动能量与 整流器20和逆变器24的消耗一样也是由风力电站10产生的。
除网络发电机的功能之外，所述第二同步发电机32还执行其它任务， 如网络中的无功功率的产生、短路电流的供应、作为闪烁滤波器，以及电 压调节。
如果关断负载，从而能量需求降低，则控制风力电站IO，使之相应 地产生较少的能量，以便可以不使用卸荷负载。
如果负载的能量需求增加太多，使得仅仅通过风力电站不能再满足 该要求，则可启动内燃机28并向电磁耦合34施加一电压。这样，耦合 34在内燃机30和第二同步发电机32之间产生机械连接，且发电机32 (和 网络发电机)提供所需的能量(当前处于发电机操作)。
通过风力电站10的适合的维度，可实现从风力电力提供用于给负载 供电的平均起来足够的能量。因此内燃机30的使用及其所导致的燃料消 耗可减到最小。
图2中，显示了图1中所示的岛网络的变型。该设置基本上对应于 图l所示的方案。不同之处是没有内燃机30被分派到作为网络发电机的
第二发电机32。内燃机30被连接到另一第三(同步)发电机36上，该 发电机36可根据需要启动。这样第二同步发电机32可恒定地处于电机操 作中作为网络发电机、无功功率发电机、短路电流源、闪烁滤波器(flicker filter)和电压调节器来操作。
图3中显示了岛网络的另一优选实施例。该图显示了具有第一 (同 步)发电机的3个风力电站10，其形成例如一风阵列，每个风力电站IO 连接到整流器20。整流器20并行连接到输出侧，且风力电站10所产生 的能量被供给到直流电压中间电路28。
此外，示出了三个光电元件12，其每个都连接到一升压变流器22。 升压变流器22的输出侧并行连接到直流电压中间电路28。
另外，示出了一蓄电池块14，其象征性地代表一中间存储设备。除 了象蓄电池14那样的电化学存储设备之外，该中间存储设备还可为一化 学存储设备以及一氢存储设备(未显示)。氢存储设备可涂有例如通过电 解得到的氢。
紧挨着该蓄电池块14示出一电容器块18，其具有使用合适的电容器 作为中间存储设备的能力。这些电容器可以是，例如，西门子的称为 Ultra-caps的电容器，其特征是具有高存储容量和低损耗。
蓄电池块14和电容器块18 (两者均可有几个实例)每个都通过充电 /放电电路26连接到直流电压中间电路28。直流电压中间电路28终止于 一 (单个)逆变器24 (或多个并行连接的逆变器)，其中逆变器24最好 以网络换相的形式来实施。
在逆变器24的输出侧，连接有一分配器(优选为一变压器)40，其 由逆变器24利用网络电压供电。在逆变器24的输出侧，还连接有第二 同歩发电机32。该同步发电机32是岛网络的网络发电机、无功功率和短 路电流发电机、闪烁滤波器和电压调节器。
一飞轮16耦合到第二同步发电机32。该飞轮16也是一中间存储设 备，能够在网络发电机的电动器驱动操作期间存储能量。
另外，内燃机30和电磁耦合34驱动发电机32，并当自可再生能源 来的电力较少时作为发电机来运行，该内燃机30和电磁耦合34可被指派 到第二同步发电机32。这样，可将缺失的能量供应到岛网络。
分配到第二同步发电机32的内燃机30和电磁耦合34用虚线标出， 以解释第二同步发电机32或者可以仅运行于电动机模式(任选地与作为 中间存储设备的飞轮一起)，作为网络发电机、无功功率发电机、短路电 流源、闪烁滤波器和电压调节器。
特别是当没有向第二同步发电机32提供内燃机30时，可提供带有 内燃机的第三同步发电机36来补偿长久持续的电力缺口。该第三同步发 电机36在停止模式中可通过一开关设备44从岛网络分离，以便不会将岛 网络作为附加能量负载来加载。
最后，提供一 (uP/计算机)控制器42，其控制岛网络的各个部件 从而允许岛网络的必要的自动化操作。
通过适当设计岛网络的各个部件，风力电站IO可向负载提供平均起 来足够的能量。该能量提供优选由光电元件来补足。
如果由风力电站10禾口/或光电元件12提供的电力小于/大于负载的 需求，则可使用(放电/充电)中间存储设备14， 16， 18来提供(放电) 缺失的电力或存储(充电)过剩的能量。因此中间存储设备14， 16， 18 平滑来自可再生能量的持续的供电波动。
这里，在什么时间间隔可均衡补偿什么电力波动基本上取决于中间 存储设备14， 16， 18的存储容量。对于超大尺寸的中间存储设备来说， 该时间间隔可设置为几个小时到几天。
仅在有电力缺口超出中间存储装置14， 16， 18的容量的情况下，中 间内燃机30和第二或第三同步发电机32， 36才须被启动。
在对上述实施例的说明中，主发电机总是使用可再生能源，如风或 阳光(日光)。然而，主发电机也可用其他可再生能源，例如，水力来操 作，或者其也可是消耗化石燃料的发电机。
也可将一海水淡化厂(未示出)连接到岛网络，因此，当岛网络上 的负载需要的电力远远小于主发电机可提供的电力时，所述海水淡化厂可 消耗"过剩的"，即仍可用的电力来产生生活用水/饮用水，然后可将其存 储在蓄水池中。如果在某些时候岛网络的电能消耗过大，使得所有的发电 机都几乎不能提供该电力，则该海水淡化厂的运行降到最小，任选地，甚
至完全不活动。海水淡化厂可由控制器42来控制。
在电网仅需要主发电机的部分电力的期间，也可运行一未示出的泵 存储设备，通过它将水(或其他液体介质)从低势能带到高势能，从而当
需要时，可使用泵存储设备的电能。也可用控制器42来控制所述泵存储 设备。
将海水淡化厂和泵存储设备结合使用也是可能的，因为由海水淡化 厂生产的生活用水(饮用水)被用泵抽到较高的位置，需要时则可用于驱 动泵存储设备的发电机。
描述并在图3中显示了本发明的另一变形，也可以执行根据本发明 的解决方式的其他变形。例如，发电机32和36 (见图3)的电力可经整 流器整流后提供到母线28。
然后，如果由主发电机10或中间存储设备12， 14， 16， 18提供的 电力过少，或者被尽可能地供应出去，则启动内燃机30，这又驱动发电 机32， 36。内燃机在岛网络内向岛网络提供尽可能多的电能，但同时所 述内燃机也可向中间存储设备16充电，从而依次向飞轮充电，且为了馈 送电能，直流电流中间电路28中的发电机32和36也能给这里示出的中 间存储设备14， 18充电。这种解决方案的优点在于，具体地，内燃机可 有利的操作来运行，即，以最优的操作来运行，此时废气也保持尽可能的 低，且rpm(每分钟转数)处于最优范围，使得内燃机的消耗处于最佳的可 能范围。对这样的操作，当，例如，中间存储设备14， 18或16被尽可能 多地充电后，可停止内燃机，如果发电机IO， 12不能提供足够的能量， 则可以使用存储在存储设备14， 16， 18中的能量来尽可能多地实现网络电。如果中间存储设备14， 16， 18的充电状态低于一临界值，则内燃 机启动，由内燃机30提供的能量被提供到直流电流中间电路中的发电机 32和36，且中间存储设备14， 16， 18也被依次充电。
在上述变形中，特别要注意内燃机可运行于最优rpm范围，这提高 了其整体操作。
这里，常规整流器(例如，整流器20)下游连接到发电机32， 36， 籍此将电能供给直流电流中间电路28。
所应用的中间存储设备14的一种形式是蓄电池块，例如电池。中间 存储设备的另一种形式是电容器块18，例如，西门子的Ultrac即型电容 器。需要在本发明中进行强调的是，上述中间存储设备的充电特性，但主 要是放电特性是相对不同的。
由此，如同其他常规电池一样，对于每个充电/放电周期，蓄电池都 会有容量上的损失，尽管此损耗较小，但却是不可逆的。对于在较短时间 内的非常频繁的充电/放电周期，这会导致容量的较大损失，则根据应用 的不同，有必要以相对较快的时间更换该中间存储设备。
可动态装载的中间存储设备，如Ultracap型电容器存储设备或飞轮 存储设备没有上述的问题。然而，Ultracap型电容器存储设备或飞轮存 储设备就单个千瓦-小时而言比常规的蓄电池块或其他电池存储设备昂贵 得多。
不同于应用可再生原材料或太阳能，很少能可靠地预测风能。这样， 可尝试用可再生源产生尽可能多的能量，且如果不能消耗该能量，则将其 存储于具有最大可能的存储容量的存储设备中，以便使得该能量可用且能 够在需要时使其释放。自然的，所有的能量存储设备都设计为最大尺寸， 以便能够在没有电力的情况下持续尽可能长的时间。
蓄电池块型中间存储设备和Ultracap型中间存储设备或飞轮存储设 备的另一差别在于，Ultracaps和飞轮存储设备的电力可在很短时间内无 损输送，而蓄电池块型中间存储设备不具备如此高的放电速率(DE/DT)。
因此，本申请的发明的一个方面还在于，可根据针对不同任务的操 作性能和成本来使用不同类型的不同的中间存储设备。根据上述说明，看
来使用飞轮存储设备型或具有最大容量的Ultracap的中间存储设备以在 没有电力的情况下桥接尽可能长的时间是不明智的，但是这些存储设备确 实具有它们的优势，尤其是能够在没有电力的情况下短时期桥接而不损害
中间存储设备，尽管它们在用于没有电力的情况下长时间桥接时非常昂
虫 贝。
使用蓄电池块型中间存储设备或电池存储设备进行频率调节也是没 有意义的，因为持续的充电/放电周期会非常快速地，即在几星期最多几 个月内，导致容量上的不可逆损失，并强制已经提到的此存储设备的更换。 然而，蓄电池块型中间存储设备或其他电池存储设备可用于形成"长期存 储设备"，其可承担分钟级(例如，5-15分钟范围内)损失期间的供电， 而可动态装载的Ultracap型中间存储设备和/或飞轮存储设备用于频率 调节，即，用于在网络提供额外能量时降低频率，并且用于在网络存储能 量时增加频率。
因此，在网络中，尤其是在岛网络中，如果成本仍然合理，则使用 不同类型的中间存储设备的不同方式有助于网络的频率稳定，且也能可靠 地桥接发电机侧电能产生中的几分钟的电力损失。因此，通过不同类型的 中间存储设备的不同使用，当发电机侧可利用的能量不充足时， 一方面， 就频率稳定性而言，另一方面，就若干分钟时间范围内充足的电力供应而 言，网络是受到保护的。
由于发电机侧的各个部件受到控制器设备42的控制，且该控制器设 备还认识到必须执行什么类型的网络支持测量，所以，通过对中间存储设 备的相应的控制，可使用不同的类型；第一，是用于稳定网络电力频率的 中间存储设备，第二，是用于在发电机侧没有电力的分钟级范围的时间进 行桥接的另一中间存储设备。同时，针对不同的网络问题，通过不同类型 的中间存储设备的不同的使用，用于整个中间存储设备的成本仍然可以减
少到相对最小。
因此，在实际应用的简化中，蓄电池块型中间存储设备或电池存储
设备比Ultracap中间存储设备或飞轮存储设备提供更大的能量充电容 量，这是有利的。这样，举例来说，蓄电池型中间存储装置或电池存储设 备的容量可比Ultracap或飞轮存储设备型中间存储装置的容量大5到10倍。
权利要求
1. 使用可再生能源、具有至少一个第一电力发电机的电岛网络，其中所述电力发电机优选的是具有发电机的风力电站，其中提供可与内燃机耦合的第二发电机，其特征在于，提供了可根据每分钟转数和叶片位置来控制、并且具有用于向所述网络中供给产生的能量的母线以及与母线相连的设备的风力电站，用于检测所述网络中所需的电力。
2. 根据权利要求1的电岛网络，其特征在于，所述第一电力发电机 具有同步发电机、变流器、直流电压中间电路、至少一个第一整流器和 逆变器。
3. 根据权利要求1或2的电岛网络，其特征在于，具有与所述直流 电压中间电路相连、用于供给具有直流电压的电能的至少一个电元件。
4. 根据权利要求3的电岛网络，其特征在于，所述电元件是作为电 中间存储设备的光电元件和/或机械能存储设备和/或电化学存储设备和 /或电容器和/或化学存储设备。
5. 根据上述权利要求之一的电岛网络，其特征在于，具有可与所述 第二或第三发电机耦合的飞轮。
6. 根据上述权利要求之一的电岛网络，其特征在于，具有每个都可 与发电机耦合的几个内燃机。
7. 根据上述权利要求之一的电岛网络，其特征在于，具有用于控制 所述岛网络的控制器。
8. 根据上述权利要求之一的电岛网络，其特征在于，在所述电元件 和所述直流电压中间电路之间具有升压/降压变流器(22 )。
9. 根据上述权利要求之一的电岛网络，其特征在于，在所述电存储 元件和所述直流电压中间电路之间具有充电/放电电路(26 )。
10. 根据上述权利要求之一的电岛网络，其特征在于，具有包含发电 机的飞轮以及用于向直流电压中间电路(28)中提供电能的下游整流器(20)。
11. 根据上述权利要求之一的电岛网络，其特征在于，使用可再生 能源的电力发电机(10， 12)和中间存储设备(14， 16， 18)都向公共 直流电压中间电路供电。
12. 根据上述权利要求之一的电岛网络，其特征在于，具有网络换 相逆变器。
13. 根据上述权利要求之一的电岛网络，其特征在于，用于操作电 磁耦合的能量通过电存储设备和/或通过主电力发电机获得。
14. 根据上述权利要求之一的电岛网络，其特征在于，海水淡化/生 活用水生产厂与所述岛网络相连，其中当所述主电力发电机提供的电力 大于与所述岛网络相连的其他电负载的电力消耗时，所述厂生产生活用 水(饮用水)。
15. 根据上述权利要求之一的电岛网络，其特征在于，提供了从所 述主电力发电机接收其电能的泵存储设备。
16. 具有用于产生电岛网络用的电能的至少一个第一主电力发电机 的电岛网络，其中提供了具有网络发电机的功能的同步发电机，其中所 述同步发电机可在此工作于电动机模式，且所述电动机工作所需的能量 通过所述主电力发电机获得。
17. 根据权利要求16的电岛网络，其特征在于，所述发电机可与内 燃机相连，当所述主电力发电机的电力大于或近似等于所述岛网络中的 电力消耗时，所述内燃机被去激活。
18. 根据上述权利要求之一并且具有用于向所述网络中供给产生的 能量的母线的电岛网络，其特征在于，具有附接于所述母线、用于检测 所述网络中所需的电力的设备。
19. 具有至少一个风力电站的电岛网络的运转控制的方法，其特征 在于，控制所述风力电站(10)以使得只要所述网络中的电力消耗小 于所述风力电站的发电容量，所述风力电站(10)就总是仅产生所需的 电力。
20. 根据权利要求19的方法，其特征在于，当所需的电力不被满足 时，使用可再生能源的电力发电机(10， 12)首先使用电中间存储设备(14， 16， 18)来递送能量。
21. 根据权利要求19和20之一的方法，其特征在于，提供内燃机 来驱动至少一个第二发电机，且仅当由使用可再生能源的所述电力发电 机(10， 12)和/或由所述电中间存储设备(14， 16， 18)所递送的电力 降到预定阈值以下达预定时间段时接通所述内燃机。
22. 根据权利要求21的方法，其特征在于，为了从可再生源向所述 中间存储设备充电，产生比所述网络上的负载所需的能量大的能量。
23. 根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，为了克服频率不 稳定或网络电力频率相对于其期望值的偏离，优选地使用电中间存储设 备来递送能量，所述电中间存储设备可被频繁和快速地充电或放电而没 有容量的显著不可逆损失。
24. 根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，当完全不能、或 仅能不足够地从再生能源递送所述网络所需的电力时，优选使用电池存 储设备或蓄电池块类型的中间存储设备来支持所述网络。
25. 同步发电机作为网络换相逆变器用的网络发电机的应用，所述网 络换相逆变器用于向供电网络中供给交流电流，其中所述发电机工作于 电动机模式下，且所述发电机的驱动通过飞轮和/或通过从可再生能量式 电力发电机提供电能来实现。
全文摘要
本发明涉及具有至少一个发电机的岛网络，其使用可再生能源，其中所述发电机优选为一风力电站，其具有一第一同步发电机；一直流电压中间电路，其具有至少一个第一整流器和逆变器；一第二同步发电机和可耦合到所述第二同步发电机的内燃机。为了实现岛网络，提供了一完全可控的风力电站(10)，和第二同步发电机(32)和内燃机(30)之间的一电磁耦合(34)，只要所述风力电站产生足够的电力，用于所连接处于最高可能效率的所有负载，则此网络中的内燃机可完全停用。
文档编号H02J9/08GK101394092SQ20081017272
公开日2009年3月25日 申请日期2003年2月27日 优先权日2002年3月8日
发明者艾劳埃斯·乌本 申请人:艾劳埃斯·乌本