熱動力發(fā)電裝置和熱動力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及熱動力發(fā)電裝置和熱動力發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]正在進行將分散電源裝置與商用系統(tǒng)互聯(lián)(interconnect1n)。在專利文獻1和非專利文獻1中記載了與分散電源裝置和商用系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)。在專利文獻1中記載了使用熱動力發(fā)電裝置作為分散電源裝置。
[0003]在專利文獻1的熱動力發(fā)電裝置中，在蒸汽產(chǎn)生器中，工作介質(zhì)蒸發(fā)。膨脹機由工作流體生成機械動力。發(fā)電機由機械動力生成交流電力。整流器將交流電力變換為直流電力。逆變器由直流電力生成預(yù)定頻率的交流電力。整流器與逆變器通過直流電力線連接。直流電力線上的直流電壓被維持為預(yù)定的電壓。在專利文獻1中記載了通過調(diào)整從逆變器向商用系統(tǒng)的輸出交流電流，將直流電力線上的直流電壓維持為預(yù)定的電壓。
[0004]在先技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利第4889956號公報
[0007]非專利文獻
[0008]非專利文獻1:系統(tǒng)互聯(lián)規(guī)程(JEAC9701-2012) 2013年追補版(之一)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]專利文獻1的熱動力發(fā)電裝置無法適當(dāng)?shù)靥幚碓谏逃孟到y(tǒng)中發(fā)生了異常的情況下可能產(chǎn)生的問題。
[0010]本發(fā)明涉及的熱動力發(fā)電裝置具備:
[0011]熱機，從由熱的供給源供給的熱取得機械動力；
[0012]發(fā)電機，由所述機械動力生成交流電力；
[0013]轉(zhuǎn)換器，由所述交流電力生成直流電力；
[0014]逆變器，經(jīng)由直流電力線與所述轉(zhuǎn)換器連接，并由直流電力生成交流電力，將所述交流電力向商用系統(tǒng)輸出；
[0015]電力吸收單元，與連接所述轉(zhuǎn)換器和所述逆變器的所述直流電力線連接，吸收從所述轉(zhuǎn)換器向所述逆變器的所述直流電力的一部分或全部；以及
[0016]控制電路，檢測所述商用系統(tǒng)的電壓降低和電壓恢復(fù)，從包含通常模式和特定模式的多個模式中選擇一個運轉(zhuǎn)模式，
[0017]所述控制電路，
[0018]在選擇了所述通常模式的情況下，控制所述逆變器，調(diào)整從所述逆變器輸出的所述交流電力，使所述直流電力線上的直流電壓追隨于目標電壓，
[0019]在選擇了所述特定模式的情況下，控制所述逆變器而調(diào)整從所述逆變器輸出的所述交流電力，使所述直流電力線上的直流電壓追隨于目標電壓，且控制所述電力吸收單元而使所述電力吸收單元吸收所述直流電力的一部分或全部，
[0020]在所述特定模式下，從所述逆變器輸出的所述交流電力比零大，且比在所述通常模式下從所述逆變器輸出的所述交流電力小。
[0021]本發(fā)明的熱動力發(fā)電裝置能夠適當(dāng)?shù)靥幚碓谏逃孟到y(tǒng)中發(fā)生了異常的情況下可能產(chǎn)生的問題。
【附圖說明】
[0022]圖1是表示熱動力發(fā)電裝置的一個構(gòu)成例的圖。
[0023]圖2是表示電力吸收單元的一個構(gòu)成例的圖。
[0024]圖3是表示電力吸收單元的一個構(gòu)成例的圖。
[0025]圖4是表示電力吸收單元的一個構(gòu)成例的圖。
[0026]圖5是用于說明圖1的熱動力發(fā)電裝置進行的控制的流程圖。
[0027]圖6是用于說明圖1的熱動力發(fā)電裝置進行的控制的時序圖。
[0028]圖7是表示熱動力發(fā)電裝置的一個構(gòu)成例的圖。
[0029]圖8是用于說明圖7的熱動力發(fā)電裝置進行的控制的流程圖。
[0030]圖9是用于說明圖7的熱動力發(fā)電裝置進行的控制的時序圖。
[0031]圖10是表示熱動力發(fā)電裝置的一個構(gòu)成例的圖。
[0032]圖11是用于說明圖10的熱動力發(fā)電裝置進行的控制的流程圖。
[0033]圖12是用于說明圖10的熱動力發(fā)電裝置進行的控制的時序圖。
[0034]圖13是表示熱動力發(fā)電裝置的一個構(gòu)成例的圖。
[0035]圖14是用于說明圖13的熱動力發(fā)電裝置進行的控制的流程圖。
[0036]圖15是用于說明圖13的熱動力發(fā)電裝置進行的控制的時序圖。
[0037]圖16是用于說明圖1的熱動力發(fā)電裝置的變形例進行的控制的時序圖。
[0038]圖17是表示熱動力發(fā)電裝置的一個構(gòu)成例的圖。
[0039]圖18是表示熱動力發(fā)電裝置的一個構(gòu)成例的圖。
[0040]圖19是表示熱動力發(fā)電裝置的一個構(gòu)成例的圖。
[0041]圖20是表示熱動力發(fā)電系統(tǒng)的一個構(gòu)成例的圖。
[0042]圖21是表示熱動力發(fā)電系統(tǒng)的一個構(gòu)成例的圖。
【具體實施方式】
[0043](成為本發(fā)明的基礎(chǔ)的見解)
[0044]與商用系統(tǒng)互聯(lián)的分散電源裝置能夠生成電力，并將該電力向商用系統(tǒng)供給。在通常情況下，商用系統(tǒng)供給或消耗大的電力。在商用系統(tǒng)中，有時會發(fā)生電壓瞬時降低以及停電等的系統(tǒng)異常。當(dāng)在系統(tǒng)異常發(fā)生時分散電源繼續(xù)向商用系統(tǒng)供給電力時，由于向商用系統(tǒng)繼續(xù)施加電壓，所以安全上會成為問題。在與商用系統(tǒng)互聯(lián)的分散電源裝置中，有時會防備這樣的情況而提供使發(fā)電停止并解除與商用系統(tǒng)的互聯(lián)的系統(tǒng)連接保護功能。系統(tǒng)互聯(lián)保護功能能夠避免上述安全上的問題。
[0045]系統(tǒng)異常能夠大致分為配電線的異常和送電線的異常。配電線的異常是分散電源裝置與商用系統(tǒng)之間的互聯(lián)點的異常。為了處理該異常，需要根據(jù)系統(tǒng)互聯(lián)保護規(guī)定而停止分散電源裝置。另一方面，送電線的異常是上位系統(tǒng)的異常。當(dāng)伴隨著該異常的發(fā)生系統(tǒng)互聯(lián)保護功能起作用而許多分散電源裝置停止時，電力質(zhì)量降低。當(dāng)分散電源裝置進一步普及時，該問題顯在化。從確保電力質(zhì)量的觀點來看，需要向與商用系統(tǒng)互聯(lián)的分散電源裝置提供:即使在送電線異常時也繼續(xù)運轉(zhuǎn)，在消除了送電線(商用系統(tǒng))的異常后迅速地再次開始向商用系統(tǒng)的電力供給的功能(恢復(fù)功能)。如果具有恢復(fù)功能，則能夠抑制電力質(zhì)量的降低。在非專利文獻1中記載了與恢復(fù)功能相關(guān)的事故時繼續(xù)運轉(zhuǎn)(FRT:FaultRide Through，故障穿越)要件。為了使分散電源裝置滿足FRT要件，需要:即使發(fā)生商用系統(tǒng)的電壓降低也繼續(xù)運轉(zhuǎn)預(yù)定的時間、以及在商用系統(tǒng)的電壓恢復(fù)后一秒以內(nèi)使分散電源裝置的輸出電力恢復(fù)到電壓降低前的80%以上。
[0046]以往，作為與商用系統(tǒng)互聯(lián)的分散電源裝置，使用了太陽能發(fā)電裝置。太陽能發(fā)電裝置能夠主動地控制發(fā)電電力。也就是說，太陽能發(fā)電裝置能夠迅速地控制發(fā)電電力。與此相對，現(xiàn)有的熱動力發(fā)電裝置中，即使切斷來自熱源的熱能的供給，也無法使發(fā)電電力迅速減少。另外，即使再次開始熱能的供給，也無法迅速地增加發(fā)電電力。因此，現(xiàn)有的熱動力發(fā)電裝置無法滿足FRT要件。
[0047]在為了實現(xiàn)作為與商用系統(tǒng)互聯(lián)的分散電源裝置的熱動力發(fā)電裝置而進行了刻苦研究后，本發(fā)明人想到了以下說明的各技術(shù)方案的發(fā)明。
[0048]本發(fā)明的第1技術(shù)方案涉及的熱動力發(fā)電裝置具備:
[0049]熱機，從由熱的供給源供給的熱取得機械動力；
[0050]發(fā)電機，由所述機械動力生成交流電力；
[0051]轉(zhuǎn)換器，由所述交流電力生成直流電力；
[0052]逆變器，經(jīng)由直流電力線與所述轉(zhuǎn)換器連接，由直流電力生成交流電力，將所述交流電力向商用系統(tǒng)輸出；
[0053]電力吸收單元，與連接所述轉(zhuǎn)換器和所述逆變器的所述直流電力線連接，吸收從所述轉(zhuǎn)換器向所述逆變器的所述直流電力的一部分或全部；以及
[0054]控制電路，檢測所述商用系統(tǒng)的電壓降低和電壓恢復(fù)，從包含通常模式和特定模式的多個模式中選擇一個運轉(zhuǎn)模式，
[0055]所述控制電路，
[0056]在選擇了所述通常模式的情況下，控制所述逆變器而調(diào)整從所述逆變器輸出的所述交流電力，使所述直流電力線上的直流電壓追隨于目標電壓，
[0057]在選擇了所述特定模式的情況下，控制所述逆變器而調(diào)整從所述逆變器輸出的所述交流電力，使所述直流電力線上的直流電壓追隨于目標電壓，且控制所述電力吸收單元而使所述電力吸收單元吸收所述直流電力的一部分或全部，
[0058]在所述特定模式下，從所述逆變器輸出的所述交流電力比零大，且比在所述通常模式下從所述逆變器輸出的所述交流電力小。
[0059]第1技術(shù)方案的熱動力發(fā)電裝置具備:吸收從所述轉(zhuǎn)換器向所述逆變器的所述直流電力的一部分或全部的電力吸收單元和特定模式。而且，特定模式使所述直流電壓追隨于所述目標電壓，并且調(diào)整由所述電力吸收單元吸收的所述直流電力。而且，在特定模式下，從所述逆變器輸出的所述交流電力能夠比零大，且比在所述通常模式下從所述逆變器輸出的所述交流電力小。這樣，根據(jù)第1技術(shù)方案的熱動力發(fā)電裝置，能夠在調(diào)整直流電力線上的直流電壓的同時，輸出與商用系統(tǒng)的狀態(tài)相適合的交流輸出電力，并能夠使從逆變器輸出的交流電力迅速地增減。
[0060]在第2技術(shù)方案中，例如，第1技術(shù)方案涉及的熱動力發(fā)電裝置的所述控制電路也可以使用在所述直流電力線上所檢測的電參數(shù)或在傳輸從所述逆變器輸出的所述交流電力的交流電力線上所檢測的電參數(shù)檢測所述商用系統(tǒng)的電壓降低和電壓恢復(fù)，在檢測到所述電壓降低時從所述通常模式切換為所述特定模式，或者在檢測到所述電壓恢復(fù)時從所述特定模式切換為所述通常模式。
[0061]第2技術(shù)方案的熱動力發(fā)電裝置使用在所述直流電力線上所檢測的電參數(shù)或在傳輸從所述逆變器輸出的所述交流電力的交流電力線上所檢測的電參數(shù)檢測所述商用系統(tǒng)的電壓降低和電壓恢復(fù)。因此，能夠迅速地進行是否應(yīng)使輸出電力減少的判定和是否應(yīng)使輸出電力恢復(fù)的判定。由此，能夠在適當(dāng)?shù)亩〞r切換運轉(zhuǎn)模式。
[0062]在第3技術(shù)方案中，例如，第2技術(shù)方案涉及的熱動力發(fā)電裝置的所述電參數(shù)也可以為電壓、直流電壓、電流、電場或磁場。
[0063]在第4技術(shù)方案中，例如，第1技術(shù)方案?第3技術(shù)方案中的任一個涉及的熱動力發(fā)電裝置的所述控制電路也可以在從所述通常模式切換為所述特定模式起限制時間以內(nèi)未檢測到所述電壓恢復(fù)時，控制所述逆變器而將從所述逆變器輸出的所述交流電力設(shè)為零。
[0064]在第5技術(shù)方案中，例如，第1技術(shù)方案?第3技術(shù)方案中的任一個涉及的熱動力發(fā)電裝置還可以具備所述逆變器與所述商用系統(tǒng)的連接機構(gòu)，所述控制電路在從所述通常模式切換為所述特定模式起限制時間以內(nèi)未檢測到所述電壓恢復(fù)時，控制所述連接機構(gòu)而解除所述逆變器與所述商用系統(tǒng)的連接。
[0065]第4技術(shù)方案或第5技術(shù)方案的熱動力發(fā)電裝置能夠在停電時安全地停止。
[0066]在第6技術(shù)方案中，例如，第1技術(shù)方案?第5技術(shù)方案中的任一個涉及的熱動力發(fā)電裝置的在所述特定模式下由所述電力吸收單元吸收的所述直流電力也可以設(shè)為比在所