[发明专利]用于发电系统的辅助电源及相应发电系统

说明书

本发明涉及一种用于发电系统的辅助电源，包括：第一子电源，其包括一个或多个电池以提供直流电能；第一DC/DC变换器，其被配置为将第一子电源的直流电能转换成具有不同参数的直流电能，其中第一DC/DC变换器的输出端连接到辅助电源的输出端；第二子电源，其包括一个或多个超级电容以提供直流电能；以及第二DC/DC变换器，其被配置为将第二子电源的直流电能转换成具有不同参数的直流电能，其中所述第二DC/DC变换器的输出端连接到辅助电源的输出端。本发明还涉及一种发电系统以及一种用于运行辅助电源的方法。通过本发明，可以较好地补偿发电系统的发电功率波动，并能在直流母线掉电时提供电能。

技术领域

本发明总的来说涉及风力发电领域，更具体而言，涉及一种用于发电系统的辅助电源。此外，本发明还涉及一种具有这样的辅助电源的发电系统。

背景技术

近年来，随着各国对环境的重视度提高，清洁能源领域呈现出快速发展的趋势。清洁能源作为一种新型能源，与传统化石燃料相比具有分布广泛、可再生、环境污染小等优点。作为清洁能源的代表，风力发电机的应用日益增长。另外，由于近年来因新冠疫情等不可抗力对人员流动的限制，诸如风力发电机之类无需人员操作亦可长期运行的发电装置的优势愈发凸显。

诸如风力发电机(或简称风机)之类的发电机具有许多需要供电的重要部件，例如变桨轴承、偏航轴承和控制电路等。这些重要部件的稳定供电直接决定了风机的正常运行和运行安全性。通常，这些部件通过交流电网来供电。但是在交流电网发生故障时，必须由辅助电源对这些部件进行供电。然而，目前的备用电源难以适应用电负载的较大功率变化。另外，诸如风力发电机、水力发电机和太阳能电池之类的发电机在正常运行中，受自然条件的影响，功率波动较大，这会对其负载造成负面影响。对因此，需要一种可靠性高且能适应发电机等发电功率变化大、以及在极端条件下、尤其是电网掉电时的用电要求的辅助电源。

发明内容

从现有技术出发，本发明的任务是提供一种用于发电系统的辅助电源及相应发电系统，通过所述辅助电源和/或发电系统，可以较好地补偿发电系统的发电功率波动，并能在电网掉电时提供电能。

在本发明的第一方面，该任务通过一种用于发电系统的辅助电源来解决，该辅助电源包括：

第一子电源，其包括一个或多个电池以提供直流电能；

第一DC/DC变换器，其被配置为将第一子电源的直流电能转换成具有不同参数的直流电能，其中第一DC/DC变换器的输出端连接到辅助电源的输出端；

第二子电源，其包括一个或多个超级电容以提供直流电能；以及

第二DC/DC变换器，其被配置为将第二子电源的直流电能转换成具有不同参数的直流电能，其中所述第二DC/DC变换器的输出端连接到辅助电源的输出端。

在本发明的范围内，术语“交流电能”涵盖了交流电流、交流电压和交流功率，并且术语“直流电能”涵盖了直流电流、直流电压和直流功率。术语“超级电容”是指一种在不发生电化学反应的情况下直接释放电容器所存储电荷的超级电容器。术语“AC/DC变换器”涵盖了各种将交流电能转换成直流电能的设备，例如二极管、半波整流器、全波整流器、晶闸管、全控桥等等。术语“子电源”是指能够提供交流或直流电能的各种电设备、例如电池、发电机等，其中子电源尤其是指电网以外的电源、即在极端条件下、尤其是电网掉电时可投入使用的电源。在本发明中，发电系统可以涵盖各种类型的发电机、尤其是新能源发电机、例如风力发电机、水力发电机、太阳能电池等等，还包括了其他发电机、例如燃料发电机，燃料发电机如包括：柴油发电机、氢气发电机、乙醇发电机、化石燃料发电机等等。

在本发明的一个优选方案中规定，该辅助电源还包括控制器，所述控制器被配置为执行下列动作：

确定发电系统的功率参数，所述功率参数包括当前功率、目标功率；以及

根据所述功率参数确定第一和第二DC/DC变换器的工作模式以接入第一和/或第二子电源。