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用于模块化发电厂的容错配电系统

阅读:1035发布:2020-09-20

IPRDB可以提供用于模块化发电厂的容错配电系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且讨论了模块化发电厂的容错配电系统。这些系统能够将模块化发电厂生成的一部分电力传输给远程用户。这些系统还能够在发电厂内本地分配另一部分生成的电力。在配电系统中出现一个或多个故障的情况下,各种容错系统使发电厂能够连续地并且不退化地或不中断地向远程用户传输电力,并在发电厂内分配电力。各种实施例包括冗余电力传输路径、配电模块馈电、开关设备和其他硬件部件。当在一个或多个冗余电力传输路径和/或硬件部件内出现一个或多个故障时,这种冗余传输路径和硬件使系统能够连续地并且不退化地或不中断地向远程用户传输电力,并且向发电厂本地分配电力。,下面是用于模块化发电厂的容错配电系统专利的具体信息内容。

1.一种用于将发电厂中生成的电力本地分配给所述发电厂的容错配电系统,其中,所述发电厂包括产生热能的热源,所述系统包括:第一发电机,其将由所述热源产生的热能的一部分转换为第一电力信号;

用于对应于所述第一发电机的第一配电模块的第一馈电和第二馈电;

第一传输路径,当耦合到所述第一发电机时,所述第一传输路径将所述第一电力信号的第一部分传输到所述第一馈电,其中,所述第一馈电将所述第一电力信号的所述第一部分提供给所述第一配电模块,并且所述第一配电模块将包括在所述第一电力信号的所述第一部分中的电能分配给所述发电厂;

第一开关,其选择性地将所述第一传输路径与所述第一发电机耦合和解耦合;

第二传输路径,当耦合到所述第一发电机时,所述第二传输路径将所述第一电力信号的所述第一部分传输到所述第二馈电,其中,所述第二馈电将所述第一电力信号的所述第一部分提供给所述第一配电模块;以及第二开关,其选择性地将所述第二传输路径与所述第一发电机耦合和解耦合。

2.根据权利要求1所述的系统,还包括:

第一开关设备模块,其包括所述第一开关和包括所述第一传输路径的第一部分的第一开关设备模块总线,其中,当所述第一开关将所述第一传输路径耦合到所述第一发电机时,第一发电机耦合到所述第一开关设备模块总线的至少一部分;以及第二开关设备模块,其包括第二开关设备模块总线,所述第二开关设备模块总线包括所述第二传输路径的第一部分,其中,当所述第二开关将所述第二传输路径耦合到所述第一发电机时,所述第一发电机耦合到所述第二开关设备模块总线的至少一部分。

3.根据权利要求2所述的系统,还包括:

第三开关设备模块,其包括所述第一传输路径的第二部分,其中,所述第一馈电耦合到所述第三开关设备模块的输出;

第一机组辅助变压器(UAT),其包括在所述第一传输路径中,位于所述第一传输路径的所述第一和第二部分的中间,其中,当所述第一传输路径耦合到第一发电机时,所述第一机组辅助变压器将所述第一电力信号的第一部分的电压从第一电压电平转换为第二电压电平;

第四开关设备模块,其包括所述第二传输路径的第二部分,其中,所述第二馈电耦合到所述第四开关设备模块的输出;以及第二机组辅助变压器,其包括在所述第二传输路径中,位于所述第二传输路径的所述第一和第二部分的中间,其中,当所述第二传输路径耦合到所述第一发电机时,所述第二机组辅助变压器将所述第一电力信号的所述第一部分的电压从所述第一电压电平转换为所述第二电压电平。

4.根据权利要求2所述的系统,还包括:

第一主电力变压器(MPT);

第三开关,其选择性地将所述第一主电力变压器与所述第一开关设备模块总线耦合和解耦合,使得当所述第一传输路径耦合到所述第一发电机并且所述第一主电力变压器耦合到所述第一开关设备模块总线时,将第一电力信号的第二部分传输到所述第一主电力变压器,并且所述第一主电力变压器将所述第一电力信号的所述第二部分的电压从第一电压电平转换为第二电压电平;

第二主电力变压器;以及

第四开关,其选择性地将所述第二主电力变压器与所述第二开关设备模块总线耦合和解耦合,使得当所述第二传输路径耦合到第一发电机并且所述第二主电力变压器耦合到所述第二开关设备模块总线时,将所述第一电力信号的所述第二部分传输到所述第二主电力变压器,并且所述第二主电力变压器将所述第一电力信号的所述第二部分的电压从所述第一电压电平转换为所述第二电压电平。

5.根据权利要求1所述的系统,其中,所述发电厂还包括产生热能的第二热源,所述系统还包括:第二发电机,其将由所述第二热源组件产生的热能的一部分转换为第二电力信号;

用于对应于所述第二发电机的第二配电模块的第一馈电和第二馈电;

第三传输路径,当耦合到所述第二发电机时,所述第三传输路径将所述第二电力信号的第一部分传输到所述第三馈电,其中,所述第三馈电将所述第二电力信号的所述第一部分提供给所述第二配电模块,并且所述第二配电模块将包括在所述第二电力信号的所述第一部分中的电能分配给所述发电厂;

第三开关,其选择性地将所述第三传输路径与所述第二发电机耦合和解耦合;

第四传输路径,当耦合到所述第二发电机时,所述第四传输路径将所述第二电力信号的所述第一部分传输到所述第四馈电,其中,所述第四供电将所述第二电力信号的所述第一部分提供给所述第二配电模块;以及第四开关,其选择性地将所述第四传输路径与所述第二发电机耦合和解耦合。

6.根据权利要求5所述的系统,还包括:

第一开关设备模块,其包括第一开关设备模块总线,所述第一开关设备模块总线包括所述第一传输路径的第一部分和所述第四传输路径的第一部分,其中,当所述第一开关将所述第一传输路径耦合到所述第一发电机时,所述第一发电机耦合到所述第一开关设备模块总线的至少一部分,并且当所述第四开关将所述第四传输路径耦合到所述第二发电机时,所述第二发电机耦合到所述第一开关设备模块总线的所述部分;以及第二开关设备模块,其包括第二开关设备模块总线,所述第二开关设备模块总线包括所述第三传输路径的第一部分和所述第二传输路径的第一部分,其中,当所述第二开关将所述第二传输路径耦合到所述第一发电机时,所述第一发电机耦合到所述第二开关设备模块总线的至少一部分,并且当所述第三开关将所述第三传输路径耦合到所述第二发电机时,所述第二发电机耦合到所述第二开关设备模块总线的所述部分。

7.根据权利要求6所述的系统,还包括:

第三开关设备模块,其包括第三开关设备模块总线,所述第三开关设备模块总线包括耦合到所述第一馈电的所述第一传输路径的第二部分和耦合到所述第四馈电的所述第四传输路径的第二部分,其中,当所述第一开关将所述第一传输路径耦合到所述第一发电机时,所述第一发电机耦合到所述第三开关设备模块总线的至少一部分,并且当所述第四开关将所述第四传输路径耦合到所述第二发电机时,所述第二发电机耦合到所述第三开关设备模块总线的所述部分;以及第四开关设备模块,其包括第四开关设备模块总线,所述第四开关设备模块总线包括耦合到所述第二馈电的所述第三传输路径的第二部分和耦合到所述第三馈电的所述第三传输路径的第二部分,其中,当所述第二开关将所述第二传输路径耦合到所述第一发电机时,所述第一发电机耦合到所述第四开关设备模块总线的至少一部分,并且当所述第三开关将所述第三传输路径耦合到所述第二发电机时,所述第二发电机耦合到所述第四开关设备模块总线的所述部分。

8.一种用于将发电厂中生成的电力本地分配给所述发电厂的容错配电系统,所述系统包括:

第一涡轮机,其生成第一电力信号;

第二涡轮机,其生成第二电力信号;

第一开关设备模块,当耦合到所述第一涡轮机时,传输所述第一电力信号,并且当耦合到所述第二涡轮机时,传输所述第二电力信号;

第二开关设备模块,当耦合到所述第一涡轮机时,传输所述第一电力信号,并且当耦合到所述第二涡轮机时,传输所述第二电力信号;

第一开关,当处于第一状态时,将所述第一涡轮机耦合到所述第一开关设备模块,并且当处于第二状态时,将所述第一涡轮机与所述第一开关设备模块解耦合;

第二开关,当处于第一状态时,将所述第一涡轮机耦合到所述第二开关设备模块,并且当处于第二状态时,将所述第一涡轮机与所述第二开关设备模块解耦合;

第三开关,当处于第一状态时,将所述第二涡轮机耦合到所述第二开关设备模块,并且当处于第二状态时,将所述第二涡轮机与所述第二开关设备模块解耦合;

第四开关,当处于第一状态时,将所述第二涡轮机耦合到所述第一开关设备模块,并且当处于第二状态时,将所述第二涡轮机与所述第一开关设备模块解耦合;

用于第一配电模块的第一馈电,其中,所述第一馈电选择性地耦合到所述第一开关设备模块,其中,当耦合到所述第一开关设备模块并且所述第一开关设备模块传输所述第一电力信号时,所述第一馈电将所述第一电力信号提供给所述第一配电模块,并且所述第一配电模块将所述第一电力信号的一部分分配给所述发电厂;

用于所述第一配电模块的第二馈电,其中,所述第二馈电选择性地耦合到所述第二开关设备模块,其中,当耦合到所述第二开关设备模块并且所述第二开关设备模块传输所述第一电力信号时,所述第二馈电将所述第一电力信号提供给所述第一配电模块,并且所述第一配电模块将所述第一电力信号的所述部分分配给所述发电厂;

用于第二配电模块的第三馈电,其中,所述第三馈电选择性地耦合到所述第二开关设备模块,其中,当耦合到所述第二开关设备模块并且所述第二开关设备模块传输所述第二电力信号时,所述第三馈电将所述第二电力信号提供给所述第二配电模块,并且所述第二配电模块将所述第二电力信号的一部分分配给所述发电厂;以及用于第二配电模块的第四馈电,其中,所述第四馈电选择性地耦合到所述第一开关设备模块,其中,当耦合到所述第一开关设备模块并且所述第二开关设备模块传输所述第二电力信号时,所述第四馈电将所述第二电力信号提供给所述第二配电模块,并且所述第二配电模块将所述第二电力信号的所述部分分配给所述发电厂。

9.根据权利要求8所述的系统,其中,所述第一开关设备模块包括所述第一开关,并且所述第二开关设备模块包括所述第三开关。

10.根据权利要求8所述的系统,其中,所述第一开关设备模块包括所述第四开关,并且所述第二开关设备模块包括所述第二开关。

11.根据权利要求8所述的系统,还包括:

第五开关,当处于第一状态时,所述第五开关将所述第一开关设备模块耦合到所述第一馈电和所述第四馈电,并且当处于第二状态时,将所述第一开关设备模块与所述第一馈电和所述第四馈电解耦合;

第六开关,当处于第一状态时,所述第六开关将所述第二开关设备模块耦合到所述第二馈电和所述第三馈电,并且当处于第二状态时,将所述第二开关设备模块与所述第二馈电和所述第三馈电解耦合。

12.根据权利要求8所述的系统,还包括:

第三开关设备模块,当耦合到所述第一涡轮机时,所述第三开关设备模块将所述第一电力信号的所述部分从第一开关设备模块传输到所述第一馈电,并且当耦合到所述第二涡轮机时,将所述第二电力信号的所述部分从所述第一开关设备模块传输到所述第四馈电;

以及

第四开关设备模块,当耦合到所述第一涡轮机时,所述第四开关设备模块将所述第一电力信号的所述部分从所述第二开关设备模块传输到所述第二馈电,并且当耦合到第二涡轮机时,将所述第二电力信号的所述部分从所述第二开关设备模块传输到所述第三馈电。

13.根据权利要求12所述的系统,还包括:

第一机组辅助变压器(UAT),当所述第三开关设备模块耦合到所述第一涡轮机时,所述第一机组辅助变压器转换传输到所述第一配电模块的所述第一电力信号的所述部分的电压,并且其中,当所述第三开关设备模块耦合到所述第二涡轮机时,所述第一机组辅助变压器转换传输到所述第四配电模块的所述第二电力信号的所述部分的电压;以及第二机组辅助变压器,当所述第四开关设备模块耦合到所述第一涡轮机时,所述第二机组辅助变压器转换传输到所述第二配电模块的所述第一电力信号的所述部分的电压,并且其中,当所述第四开关设备模块耦合到所述第二涡轮机时,所述第二机组辅助变压器转换传输到所述第三配电模块的所述第二电力信号的所述部分的电压。

14.根据权利要求8所述的系统,还包括:

第五开关,当处于第一状态时,所述第五开关将所述第一开关设备模块耦合到所述系统外部的开关站,并且当处于第二状态时,所述第五开关将所述第一开关设备模块与所述开关站解耦合,使得当所述第一开关和所述第五开关中的每个处于所述第一状态时,所述第一电力信号的另一部分从所述第一开关设备模块传输到所述开关站,并且当所述第四开关和所述第五开关中的每个处于第一状态时,所述第二电力信号的另一部分从所述第一开关设备模块传输到所述开关站;以及第六开关,当处于第一状态时,所述第六开关将所述第二开关设备模块耦合到所述开关站,并且当处于第二状态时,所述第六开关将所述第二开关设备模块与所述开关站解耦合,使得当所述第二开关和所述第六开关中的每个处于第一状态时,所述第一电力信号的另一部分从所述第二开关设备模块传输到所述开关站,并且当所述第三开关和所述第六开关中的每个处于第一状态时,所述第二电力信号的另一部分从所述第二开关设备模块传输到所述开关站。

15.一种用于本地分配发电厂中生成的电力的容错配电系统,所述发电厂包括生成第一电力信号的第一发电机、生成第二电力信号的第二发电机和生成第三电力信号的第三发电机,所述系统包括:第一前端模块,其选择性地将所述第一、第二和第三电力信号中的每一个的至少一部分从所述第一前端模块的输入传输到所述第一前端模块的输出;

第二前端模块,其选择性地将所述第二电力信号的所述部分从所述第二前端模块的输入传输到所述第二前端模块的输出;

第三前端模块,其选择性地将所述第一电力信号和所述第三电力信号中的每一个的所述部分从所述第三前端模块的输入传输到所述第三前端模块的输出;

后端总线,其耦合到所述第一、所述第二和所述第三前端模块中的每一个的输出以及对应于所述第一发电机的第一配电模块的第一馈电和第二馈电、对应于所述第二发电机的第二配电模块的第一馈电和第二馈电以及对应于所述第三发电机的第三配电模块的第一馈电和第二馈电中的每一个的输入,使得当选择所述第一前端模块传输所述第一电力信号的所述部分时,所述后端总线将所述第一电力信号的所述部分传输到所述第一配电模块的所述第一馈电,当选择所述第三前端模块传输所述第一电力信号的所述部分时,所述后端总线将所述第一电力信号的所述部分传输到所述第一配电模块的所述第二馈电,当选择所述第二前端模块传输所述第二电力信号的所述部分时,所述后端总线将所述第二电力信号的所述部分传输到所述第二配电模块的所述第一馈电,当选择所述第一前端模块传输所述第二电力信号的所述部分时,所述后端总线将所述第二电力信号的所述部分传输到所述第二配电模块的所述第二馈电,当选择所述第三前端模块传输所述第三电力信号的所述部分时,所述后端总线将所述第三电力信号的所述部分传输到所述第三配电模块的所述第一馈电,并且当选择所述第一前端模块传输所述第三电力信号的所述部分时,所述后端总线将所述第三电力信号的所述部分传输到所述第三配电模块的所述第二馈电。

16.根据权利要求15所述的系统,还包括:

第一后端模块,其包括耦合到所述第一配电模块的所述第一馈电、所述第二配电模块的所述第二馈电和所述第三配电模块的所述第二馈电的所述后端总线的第一部分;

第二后端模块,其包括耦合到所述第二配电模块的所述第一馈电的所述后端总线的第二部分;以及第三后端模块,其包括耦合到所述第一配电模块的所述第二馈电和所述第三配电模块的所述第一馈电的所述后端总线的第三部分。

17.根据权利要求16所述的系统,还包括:

第一电缆总线模块,其将包括在所述第一后端模块中的所述后端总线的所述第一部分电耦合到包括在所述第二后端模块中的所述后端总线的所述第二部分;

第二电缆总线模块,其将包括在所述第二后端模块中的所述后端总线的所述第二部分电耦合到包括在所述第三后端模块中的所述后端总线的所述第三部分;以及第三电缆总线模块,其将包括在所述第三后端模块中的所述后端总线的所述第三部分电耦合到包括在所述第一后端模块中的所述后端总线的所述第一部分。

18.根据权利要求15所述的系统,还包括:

第一机组辅助变压器(UAT),其电耦合到所述第一前端模块的所述输出和所述后端总线;

第二机组辅助变压器,其电耦合到所述第二前端模块的输出和所述后端总线;以及第三机组辅助变压器,其电耦合到所述第三前端模块的输出和所述后端总线,使得当选择所述第一前端模块传输所述第一电力信号的所述部分时,所述第一机组辅助变压器转换传输到所述第一配电模块的所述第一馈电的所述第一电力信号的所述部分的电压,当选择所述第三前端模块传输所述第一电力信号的所述部分时,所述第三机组辅助变压器转换传输到所述第一配电模块的所述第二馈电的所述第一电力信号的所述部分的电压,当选择所述第二前端模块传输所述第二电力信号的所述部分时,所述第二机组辅助变压器转换传输到所述第二配电模块的所述第一馈电的所述第二电力信号的所述部分的电压,当选择第一前端模块传输所述第二电力信号的所述部分时,所述第一机组辅助变压器转换传输到所述第二配电模块的所述第二馈电的所述第二电力信号的所述部分的电压,当选择所述第三前端模块传输所述第三电力信号的所述部分时,所述第三机组辅助变压器转换传输到所述第三配电模块的所述第一馈电的所述第三电力信号的所述部分的电压,并且当选择所述第一前端模块传输所述第三电力信号的所述部分时,所述第一机组辅助变压器转换传输到所述第三配电模块的所述第二馈电的所述第三电力信号的所述部分的电压。

19.根据权利要求15所述的系统,其中:

所述第一前端模块包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关,这些开关中的每个以断开状态和关闭状态启用;

所述第二前端模块包括第五开关和第六开关,这些开关中的每个以断开状态和闭合状态启用;并且所述第三前端模块包括第七开关、第八开关和第九开关,这些开关中的每个以断开状态和闭合状态启用,使得当所述第一开关和所述第四开关都处于闭合状态而所述第八开关处于断开状态时,所述后端总线将所述第一电力信号的所述部分传输到所述第一配电模块的所述第一馈电,当所述第八开关和所述第九开关都处于闭合状态而所述第一开关处于断开状态时,所述后端总线将所述第一电力信号的所述部分传输到所述第一配电模块的所述第二馈电,当所述第五开关和所述第六开关都处于闭合状态而所述第二开关处于断开状态时,所述后端总线将所述第二电力信号的所述部分传输到所述第二配电模块的所述第一馈电,当所述第二开关和所述第四开关都处于闭合状态而所述第五开关处于断开状态时,所述后端总线将所述第二电力信号的所述部分传输到所述第二配电模块的所述第二馈电,当所述第七开关和所述第九开关都处于闭合状态而所述第三开关处于断开状态时,所述后端总线将所述第三电力信号的所述部分传输到所述第三配电模块的所述第一馈电,并且当所述第三开关和所述第四开关都处于闭合状态而所述第七开关处于断开状态时,所述后端总线将所述第三电力信号的所述部分传输到所述第三配电模块的所述第二馈电。

20.根据权利要求15所述的系统,其中,所述发电厂包括生成第四电力信号的第四发电机,所述第一前端模块还选择性地将所述第四电力信号的至少一部分从所述第一前端模块的所述输入传输到所述第一前端模块的所述输出,并且所述第二前端模块还选择性地将所述第四电力信号的所述部分从所述第二前端模块的所述输入传输到所述第二前端模块的所述输出,其中,所述后端总线耦合到对应于所述第四发电机的第四配电模块的第一馈电和第二馈电中的每一个的输入,使得当选择所述第二前端模块传输所述第四电力信号的所述部分时,所述后端总线将所述第四电力信号的所述部分传输到所述第四配电模块的所述第一馈电,并且当选择所述第一前端模块传输所述第四电力信号的所述部分时,所述后端总线将所述第四电力信号的所述部分传输到所述第四配电模块的所述第二馈电。

说明书全文

用于模块化发电厂的容错配电系统

[0001] 优先权声明
[0002] 本申请要求2016年4月5日提交的美国申请No.15/091,408的优先权,其内容结合于此。

技术领域

[0003] 本申请涉及一种用于发电厂的配电系统,更具体地但非排他地,涉及一种冗余容错系统,该系统分配由发电厂中包括的多个发电模块组件生成的电力,用于发电厂内。

背景技术

[0004] 发电厂生成电力。将大部分生成的电力传输给远程用户。然而,将一部分生成的电力本地分配给发电厂。本地分配的电力用于工厂运行。更具体地,本地分配的电力用于为运行和确保高效安全发电所需的各种电气、机械和/或气动/液压系统供电。
[0005] 需要各种总线、开关设备和配电模块,以将电力本地分配给发电厂内的各种负载。如果该本地分配硬件的一个关键部件失灵、出现故障或变得不可操作,则运行发电厂所需的电力可能无法获得。本地电力的这种不可用性可能对发电厂具有重大经济影响。正是出于这些和其他考虑,提供了以下公开内容。

发明内容

[0006] 各种实施例针对减轻发电厂的配电系统内的故障。各种实施例提高了电力生产能力,降低了与故障相关的运行和维护(O&M)成本,并提高了发电厂的整体效率和盈利能力。各种实施例能够连续地并且不退化地或不中断地向远程用户以及发电厂提供电力。
[0007] 至少一个实施例涉及一种用于将发电厂中生成的电力本地分配给发电厂的容错配电系统。所述发电厂包括产生热能的热源。所述系统可以是冗余系统。例如,该系统可以包括至少第一发电机、第一馈电(feed)、第二馈电、第一传输路径、第二传输路径、第一开关和第二开关。第一发电机将由热源产生的热能的一部分转换为第一电力信号。第一馈电和第二馈电用于对应于第一发电机的第一配电模块。当所述第一传输路径被耦合到所述第一发电机时,所述第一传输路径将所述第一电力信号的第一部分传输到所述第一馈电。所述第一馈电将所述第一电力信号的第一部分提供给所述第一配电模块。所述第一配电模块将包括在所述第一电力信号的第一部分中的电能分配给所述发电厂。第一开关选择性地将所述第一传输路径与所述第一发电机耦合和解耦合。当所述第二传输路径被耦合到所述第一发电机时,所述第二传输路径将所述第一电力信号的第一部分传输到第二馈电。所述第二馈电将所述第一电力信号的第一部分提供给第一配电模块。第二开关选择性地将所述第二传输路径与所述第一发电机耦合和解耦合。
[0008] 在各种实施例中,容错系统包括第一和第二涡轮机、第一和第二开关设备模块、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关。该系统可以包括用于第一配电模块的第一馈电。第一馈电选择性地耦合到第一开关设备模块。该系统可以包括用于第一配电模块的第二馈电。第二馈电选择性地耦合到第二开关设备模块。该系统还包括用于第二配电模块的第三馈电。第三馈电选择性地耦合到第二开关设备模块。该系统可以包括用于第二配电模块的第四馈电。第四馈电选择性地耦合到第一开关设备模块。第一涡轮机可生成第一电力信号,第二涡轮机可生成第二电力信号。
[0009] 当第一开关设备模块耦合到第一涡轮机时,第一开关设备模块传输第一电力信号。当第一开关设备模块耦合到第二涡轮机时,第一开关设备模块传输第二电力信号。当第二开关设备模块耦合到第一涡轮机时,第二开关设备模块传输第一电力信号。当第二开关设备模块耦合到第二涡轮机时,第二开关设备模块传输第二电力信号。
[0010] 当第一开关处于第一状态时,第一开关将第一涡轮机耦合到第一开关设备模块。当第一开关处于第二状态时,第一开关将第一涡轮机与第一开关设备模块解耦合。当第二开关处于第一状态时,第二开关将第一涡轮机耦合到第二开关设备模块。当第二开关处于第二状态时,第二开关将第一涡轮机与第二开关设备模块解耦合。
[0011] 当第三开关处于第一状态时,第三开关将第二涡轮机耦合到第二开关设备模块。当第三开关处于第二状态时,第三开关将第二涡轮机与第二开关设备模块解耦合。当第四开关处于第一状态时,第四开关将第二涡轮机耦合到第一开关设备模块。当第四开关处于第二状态时,第四开关将第二涡轮机与第一开关设备模块解耦合。
[0012] 当第一馈电耦合到第一开关设备模块并且第一开关设备模块传输第一电力信号时,第一馈电向第一配电模块提供第一电力信号,并且第一配电模块向发电厂分配第一电力信号的一部分。当第二馈电耦合到第二开关设备模块并且第二开关设备模块传输第一电力信号时,第二馈电将第一电力信号提供给第一配电模块,并且第一配电模块将第一电力信号的该部分分配给发电厂。当第三馈电耦合到第二开关设备模块并且第二开关设备模块传输第二电力信号时,第三馈电将第二电力信号提供给第二配电模块,并且第二配电模块将第二电力信号的一部分分配给发电厂。当第四馈电耦合到第一开关设备模块并且第二开关设备模块传输第二电力信号时,第四馈电将第二电力信号提供给第二配电模块,并且第二配电模块将第二电力信号的该部分分配给发电厂。
[0013] 在至少一个实施例中,发电厂包括生成第一电力信号的第一发电机、生成第二电力信号的第二发电机和生成第三电力信号的第三发电机。系统的各种实施例包括第一、第二和第三前端模块以及后端总线。第一前端模块选择性地将第一、第二和第三电力信号中的每一个的至少一部分从第一前端模块的输入传输到第一前端模块的输出。第二前端模块选择性地将第二电力信号的该部分从第二前端模块的输入传输到第二前端模块的输出。第三前端模块选择性地将第一和第三电力信号中的每一个的该部分从第三前端模块的输入传输到第三前端模块的输出。
[0014] 后端总线耦合到第一、第二和第三前端模块中的每一个的输出。后端总线还耦合到第一配电模块的第一馈电和第二馈电中的每一个的输入。第一配电模块对应于第一发电机。后端总线还耦合到第二配电模块的第一馈电和第二馈电。第二配电模块对应于第二发电机。后端总线耦合到第三配电模块的第一馈电和第二馈电。第三配电模块对应于第三发电机。
[0015] 当选择第一前端模块传输第一电力信号的该部分时,所述后端总线将第一电力信号的该部分传输到第一配电模块的第一馈电。当选择第三前端模块传输第一电力信号的该部分时,所述后端总线将第一电力信号的该部分传输到第一配电模块的第二馈电。当选择第二前端模块传输第二电力信号的该部分时,所述后端总线将第二电力信号的该部分传输到第二配电模块的第一馈电。当选择第一前端模块传输第二电力信号的该部分时,所述后端总线将第二电力信号的该部分传输到第二配电模块的第二馈电。当选择第三前端模块传输第三电力信号的该部分时,所述后端总线将第三电力信号的该部分传输到第三配电模块的第一馈电。当选择第一前端模块传输第三电力信号的该部分时,所述后端总线将第三电力信号的该部分传输到第三配电模块的第二馈电。

附图说明

[0016] 下面参考附图,详细描述本发明的优选和替代示例:
[0017] 图1A提供了符合本文公开的各种实施例的发电模块组件的示意图;
[0018] 图1B提供了符合本文公开的各种实施例的模块化发电厂的示意图;
[0019] 图2示出了符合本文中讨论的各种实施例的为发电厂的运行本地分配生成的电力的容错配电系统的单线示意图;
[0020] 图3示出了符合本文中讨论的各种实施例为的发电厂的运行本地分配生成的电力的另一容错配电系统的单线示意图;
[0021] 图4A示出了容错配电系统的第一部分的单线示意图,该容错配电系统为包括十二个模块化发电机的发电厂的运行本地分配生成的电力;以及
[0022] 图4B示出了容错配电系统的第二部分的单线示意图,该容错配电系统为包括十二个模块化发电机的发电厂的运行本地分配生成的电力。

具体实施方式

[0023] 下面参考附图,更全面地描述各种实施例,附图构成了本发明的一部分,其以例示的方式示出了可以实践本发明的具体实施例。然而,这些实施例可以以许多不同的形式体现,并且不应该被解释为限于在本文中阐述的实施例;相反,提供这些实施例,以便本公开全面并且完整,并向本领域技术人员充分传达实施例的范围。各种实施例尤其可以是方法、系统、介质或装置。因此,各种实施例可以完全是硬件实施例、完全是软件实施例、或者组合软件和硬件方面的实施例。因此,以下详细描述不应是限制性的。
[0024] 在整个说明书和权利要求书中,除非上下文另有明确规定,否则以下术语采用在本文中明确关联的含义。术语“在本文中”是指与当前申请相关的说明书、权利要求书和附图。在本文中使用的短语“在一个实施例中”不一定指同一实施例,尽管可以指同一实施例。此外,在本文中使用的短语“在另一实施例中”不一定指不同的实施例,尽管可以指不同的实施例。因此,如下所述,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可以容易地组合本发明的各种实施例。
[0025] 此外,如本文所用,术语“或”是包含性的“或”运算符,并且等同于术语“和/或”,除非上下文另有明确说明。术语“基于”不是排他性的,允许基于未描述的额外因素,除非上下文另有明确规定。此外,在整个说明书中,单数冠词的含义包括复数个引述对象。“在……内”的含义包括“在……内”和“在……上”。
[0026] 在本文中使用的术语“开关设备”用于表示各种配电部件和/或硬件,例如但不限于开关、熔断器和断路器。“开关设备模块”是包括多个开关设备部件和开关设备模块总线的模块。开关设备模块可以包括经由开关设备模块总线电耦合到一个或多个输出的一个或多个输入。如在各幅图中所讨论和示出的,各种开关设备部件(例如,开关、断路器、熔断器等)可以包括在开关设备模块中,并且在开关设备模块的输入和输出的中间。
[0027] 简而言之,实施例针对模块化发电厂的容错配电系统。该系统能够将模块化发电厂生成的部分电力传输给远程用户。该系统还能够在发电厂内本地分配另一部分生成的电力。在配电系统中出现一个或多个故障的情况下,各种容错系统使电厂能够连续地并且不退化地或不中断地向远程用户传输电力,并在电厂内分配电力。
[0028] 各种实施例包括到配电模块、开关设备和其他硬件部件的冗余电力传输路径、馈电、连接或电耦合。当在一个或多个冗余电力传输路径和/或硬件部件内出现一个或多个故障时,这种冗余传输路径和硬件使系统能够连续地并且不退化地或不中断地向远程用户传输电力,并且向发电厂本地分配电力。
[0029] 容错配电系统的各种实施例包括一个或多个发电模块(PGM)组件。各种实施例还包括对应于一个或多个PGM组件中的每一个的一个或多个发电机。一个或多个发电机中的每一个可以热耦合到相应的PGM组件。每个发电机由一个或多个PGM组件产生的蒸汽驱动。PGM组件产生的热能驱动相应的发电机,发电机又将PGM组件提供的热能的至少一部分转换为电能或电力。电力可以具有发电机生成的电力信号的形式。可以在一个或多个电压下生成一个或多个电力信号。该系统能够传输电力信号。
[0030] 各种系统可以包括多个主电力变压器(MPT)。一个或多个MPT将一部分电力信号的电压转换为适合开关站的电压。所述一个或多个MPT可以经由传输总线选择性地耦合到开关站。更具体地,一个或多个开关可以耦合到一个或多个MPT的输入和/或输出,以选择性地将电力信号的电压转换部分传输到开关站。
[0031] 因为各种实施例是容错的,所以每个发电机可以经由包括冗余MPT的多个电力传输路径向开关站馈电。可以使用开关来选择哪个电力传输路径来向开关站提供电力信号。电力信号可以从开关站有效地传输到远程用户。这样,在一个或多个故障的情况下,每个发电机能够连续地并且不退化地或不中断地向远程用户传输电力。
[0032] 将另一部分生成的电力提供给包括在发电厂中的多个配电模块。配电模块在本地为发电厂的运行提供电力。在至少一些实施例中,多个配电模块中的每一个能够向发电厂提供直流(DC)电力。在一些实施例中,配电模块能够向发电厂提供交流(AC)电力。在至少一个实施例中,配电模块的至少一部分能够向发电厂提供DC和AC电力。配电模块可以包括用于存储电力的电池以及用于对电池充电的电池电荷。配电模块可以向发电厂的各种内部负载提供DC或AC电力中的至少一种,例如但不限于致动器、泵、马达、阀、计算机装置、控制棒控制装置或发电厂中包括的任何其他电气或机械系统。
[0033] 各种实施例是进一步容错的,因为在MPT、配电模块中或在一个或多个发电机和多个配电模块之间的任何部件中发生一个或多个故障的情况下,系统继续(不退化地或不中断地)在工厂内本地分配电力。因此,各种实施例能够连续地向开关站和发电厂本地分配电力。
[0034] 各种实施例包括对应于一个或多个发电机中的每一个的一个或多个配电模块。至少一个实施例包括到对应于发电机的配电模块的多个冗余馈电、连接或电耦合。各种实施例可以包括到相应配电模块的在每个发电机和多个冗余馈电中的每一个之间的单独的和物理上不同的电力传输路径。因此,每个发电机独立地(并且选择性地)冗余地耦合到一个或多个相应的配电模块。对于每个发电机,一个或多个相应的配电模块中的每一个能够将发电机的电力的至少一部分本地分配给发电厂。因此,仅需要单个对应的电力传输路径和馈电对来向配电模块提供电力,该配电模块以电力信号的形式本地分配发电机的电力。
[0035] 在至少一个实施例中,至少一个其他变压器位于冗余配电模块馈电和配电模块之间。中间变压器将电力信号的电压从提供给馈电的电压转换为提供给配电模块的另一电压。在一些实施例中,中间变压器可以是降压变压器。
[0036] 只要发电机和相应配电模块之间的多个相应电力传输路径中的至少一个可用,发电机就可以连续地向发电厂提供电力。此外,当相应的冗余配电模块馈电、相应的功率传输路径或MPT中的一个(或多个)出现故障或不可用时,不中断地或不退化地本地分配电力。以这种方式,可以维护和/或修复容错系统,而不会损失或降低本地分配和远程传输的电力。
[0037] 每个单独的电力传输路径包括模块化部件,可以修复和/或更换这些部件,同时容错系统将一部分生成的电力连续分配给发电厂,并将另一部分电力传输给远程用户。多个开关设备模块和电缆总线模块用于选择性地将一个或多个发电机中的每一个耦合到多个冗余的相应配电模块馈电(和MPT)。开关设备模块与多个电缆总线模块和机组辅助变压器(UAT)一起在一个或多个发电机中的每一个、多个冗余的相应配电模块馈电和开关站之间形成多个对应的电力传输路径。各种实施例的模块化特性能够有效地构造和维护系统。
[0038] 示出的操作环境
[0039] 图1A提供了符合本文公开的各种实施例的发电模块(PGM)组件100的示意图。在一些实施例中,PGM组件100是模块化核反应堆组件,尽管其他实施例没有如此限制,并且PGM组件100可以是生成流动能量(热量)的任何模块化组件。在各种实施例中,PGM组件100是模块化裂变反应堆组件。在至少一个替代的实施例中,PGM组件100是聚变反应堆。
[0040] PGM组件100可以容纳在PGM舱144中。PGM舱144可以包括包括能够冷却PGM组件100的热特性的水或一些其他材料的冷却池146。PGM组件100的至少一部分可以浸没在冷却池146中。因此,PGM组件100的至少一部分可以低于冷却池的水位147的顶部。
[0041] PGM组件100包括PGM芯102。PGM芯102可以是用于可控地生成热量的任何装置、组件、设备或配置。因此,PGM组件100可以是发热组件的实施例。在一些实施例中,PGM芯102可以是核反应堆堆芯,例如但不限于裂变反应堆核。PGM芯102可以浸入PGM冷却剂148中。在至少一个实施例中,PGM冷却剂148包括能够使(由PGM芯102生成的)热量流动远离PGM芯102的水或任何其他材料。
[0042] 在一些实施例中,PGM组件100包括芯护罩134,该芯护罩134至少部分地限制、开导或以其他方式引导PGM冷却剂148的流动。如图1A所示,PGM核102可以至少部分地被芯护罩134包围。PGM核102、芯护罩134和PGM冷却剂148容纳在压力容器104内。
[0043] 在各种实施例中,PGM芯102生成传递到PGM冷却剂148的热量。如图1A中的流动箭头所示,加热压力容器104中的PGM冷却剂148,生成PGM冷却剂148的大致垂直的圆形对流。芯护罩148至少部分地限制、开导或以其他方式引导PGM冷却剂148的大致垂直的圆形对流。
稳压器108可以调节压力容器104内的至少是由于PGM冷却剂148的加热和/或对流导致的内部压力。
[0044] PGM芯102加热位于芯护罩134的下集气室136中的PGM冷却剂148的部分。加热的PGM冷却剂148向上流动并流出护罩提升管138。随着PGM冷却剂148向上流动,加热的PGM冷却剂148向多个蒸汽发生器122提供热量。由于至少这种热交换,当加热的PGM冷却剂148流出护罩提升管138时,PGM冷却剂148被冷却。如图1A中的流动箭头所示,一旦在护罩提升管138之外,PGM冷却剂148通常在芯护罩134和压力容器104之间向下流动。对流将下部集气室
136附近的冷却的PGM冷却剂148拉回到芯护罩134中。PGM芯102重新加热PGM冷却剂148,使得对流继续循环并冷却PGM芯102。
[0045] 压力容器104可以容纳在安全壳106内。安全壳106可确保在压力容器104内容纳材料,包括PGM芯102中包括的任何材料以及PGM冷却剂148。在一些实施例中,PGM组件100包括多个PGM排气阀110和/或多个PGM再循环阀118,以排出压力容器104内的压力和/或从压力容器104排出多余的热量。
[0046] 给水可以在包括蒸汽发生器122和发电机(图1A中未示出)的回路中流动。在蒸汽发生器122内,将给水加热,以生成蒸汽。生成的蒸汽流出蒸汽头部(headers)126,并从PGM组件100带走传递的热量。多个蒸汽隔离阀114调节离开PGM组件100的蒸汽流量。蒸汽可经由蒸汽总线(例如但不限于图1B的蒸汽总线160)路由到发电机(例如但不限于图1B的涡轮发电机176),以生成电力或其他形式的可用功率。
[0047] 在蒸汽内的能量生成电力后,可经由多个给水隔离阀112,调节冷却的给水返回PGM组件100。冷却的给水经由给水集管124返回蒸汽发生器122,以完成回路。
[0048] 在至少一些实施例中,即使在PGM组件100关闭之后,PGM芯102也可以继续生成热量。例如,在PGM芯102包括核反应堆堆芯的实施例中,核反应堆堆芯可以在与核反应堆堆芯内的乏燃料相关联的衰变期间继续生成热量。在PGM组件100关闭之后生成的热量可以是衰变热。因此,为了确保PGM芯102和PGM组件100的其他部件不会过热,至少由于衰变热,由PGM芯102生成的功率可以被消散。
[0049] 为了消散衰变热,在一些实施例中,PGM组件100包括衰变热去除系统(DHRS)。DHRS可以包括浸没在PGM舱144的冷却池146中的多个DHRS热交换器120以及多个DHRS阀116,以从蒸汽总线中分流给水/蒸汽流。
[0050] 在PGM组件100关闭期间或者在希望不向发电机提供蒸汽和/或加热的给水的另一情况下,可以关闭多个蒸汽隔离阀114,使得蒸汽和/或加热的给水不流向发电机。相反,蒸汽和/或加热的给水流过多个DHRS热交换器120并冷却。DHRS热交换器120将多余的热量倾倒到冷却池146中。可由多个DHRS阀116调节通过衰减热交换器120的给水的循环流量。
[0051] 可以通过一个或多个控制棒130的定位来调节PGM芯102的发电速率。一个或多个控制棒130的定位可以由控制棒驱动器132驱动。
[0052] PGM组件100包括图1A中示意性示出的多个诊断传感器140。诊断传感器140可以感测和/或生成传感器数据,以监控PGM模块100的各种部件。诊断传感器140可以包括各种类型的传感器,例如但不限于温度传感器、压力传感器、阀配置传感器、控制棒定位传感器、放射性传感器、流体和气体流量传感器或者监控PGM组件100的参数的任何其他传感器。诊断传感器140在传感器数据总线142上提供传感器输出信号。传感器输出数据可以是诊断传感器数据或者仅仅是传感器数据。诊断传感器140可以包括安全传感器或安全相关传感器以及资产保护相关传感器。
[0053] 图1B提供了符合本文公开的各种实施例的模块化发电厂150的示意图。模块化发电厂150包括发电模块(PGM)组件阵列156。PGM组件阵列156包括一个或多个PGM组件,例如但不限于PGM组件164。在一些实施例中,包括在PGM组件阵列156中的PGM组件164中的至少一个可以包括与图1A的PGM组件100类似的特征。如图1B所示,在至少一个实施例中,PGM组件阵列156包括十二个PGM组件。然而,在其他实施例中,包括在PGM组件阵列156中的PGM组件的数量包括多于或少于12个PGM组件。PGM壳体152可以容纳PGM组件阵列156的至少一部分。
[0054] 在一些实施例中,一个或多个发电机壳体154容纳发电机阵列158。发电机阵列158包括从PGM组件阵列156生成的蒸汽中生成电能或其他形式的可用功率的一个或多个装置。因此,发电机阵列158可包括一个或多个发电机,例如但不限于涡轮发电机176。如图1B所示,在至少一个实施例中,发电机阵列158包括十二个发电机。然而,在其他实施例中,包括在发电机阵列158中的发电机的数量包括多于或少于十二个发电机。在至少一个实施例中,在包括在PGM组件阵列156中的每个PGM组件和包括在发电机阵列158中的每个发电机之间存在一一对应。
[0055] 蒸汽总线160可以将PGM组件阵列156生成的蒸汽路由到发电机阵列158。蒸汽总线160可以在包括在PGM组件阵列156中的PGM组件和包括在发电机阵列158中的发电机之间提供一一对应。例如,蒸汽总线160可确保由特定PGM组件生成的蒸汽仅提供给特定发电机。蒸汽总线160可另外确保提供给特定发电机的蒸汽仅由特定PGM组件生成。
[0056] 由每个发电机阵列158中的每个发电机生成的一部分电力可以传输给远程用户。例如,一部分生成的电力可以提供给开关站,并馈送给电网,以传输给远程用户。这种远程传输的电力可以为家庭、企业等提供电力。
[0057] 然而,至少另一部分生成的电力可以在发电厂150内本地使用,以至少部分地运行发电厂150。例如,一部分生成的电力可以分配给发电厂150内的各种电力负载。本地分配的电力可用于发电厂150的运行,例如但不限于向发电厂150的控制室170提供电力。
[0058] 为了匹配开关站和电网的传输电压,每个发电机生成的要远程传输的电力部分经由电力信号路由到一个或多个远程电压传输变压器180。因为电力传输在较高电压下可能更有效,所以在一些实施例中,一个或多个远程传输变压器180可以是升压变压器。
[0059] 图1B示出了来自每个发电机的路由到远程传输变压器180的远程传输电力部分。在电压转换为传输电压之后,要远程传输的电力经由远程传输总线162路由到开关站(未示出)。因为远程传输变压器180为发电厂150的最终用户提供电力,所以远程传输变压器180中包括的变压器可以是主电力变压器(MPT)。
[0060] 为了在发电厂150内以适当的电压提供本地电力,由每个发电机生成的要本地分配的电力部分经由电力信号路由到一个或多个本地配电电压变压器182。因为发电厂150内的各种负载可能需要比发电机输出的电压更小的电压,所以一个或多个本地配电变压器182可以是降压变压器。包括在本地配电变压器182中的变压器可以是机组辅助变压器(UAT)。
[0061] 图1B示出了来自每个发电机的从发电机路由到本地配电变压器182的电力信号的本地分配部分。在电力信号的电压转换为一个或多个本地配电电压之后,本地分配的电力信号经由本地分配总线184路由到一个或多个配电模块186。配电模块186向发电厂150内的各种负载提供电力。
[0062] 容错配电系统
[0063] 图2-4B是单线配电图。因此,在某种程度上以示意性表示示出结构、特征和部件。各种实施例可包括更多(或更少)部件和特征,如图2-4B所示。因此,各个图中所示的每个开关设备模块、电缆总线模块和其他结构可以包括更多或更少的部件,例如,开关、断路器、总线、连接和输入/输出端子。仅表示单个传导(或电力传输)路径。然而,在各种实施例中,可以存在若干导电路径、输入/输出端子等。输入端子、输出端子或其他类型的连接可以显示为示意性地表示多个输入、输出或其他连接。总线或传输路径可以显示为单条线路,但是包括几条单独的和不同的传输路径,以将单独的电力信号从单独的源传输到单独的目的地。
各种电力信号可以是多相信号,例如,三相信号。为了呈现简单和清晰,一直使用单线图。
[0064] 图2示出了符合文中讨论的各种实施例的为发电厂的运行而本地分配生成的电力的容错配电系统200的单线示意图。系统200将在模块化发电厂(例如但不限于图1B的发电厂150)内生成的一部分电力传输给远程用户。系统200还在模块化发电厂内本地分配另一部分生成的电力。
[0065] 系统200包括冗余电力传输路径、开关设备和其他硬件部件。当一个或多个冗余电力传输路径和/或硬件部件内出现一个或多个故障时,这种冗余传输路径和硬件使得系统200能够连续地并且不退化地或不中断地向远程用户传输电力,并且向发电厂本地分配电力。
[0066] 容错配电系统200的各种实施例包括一个或多个发电模块(PGM)组件,例如但不限于发电厂150的PGM组件164。因为PGM组件产生或生成热能,所以PGM组件可以是热源。
[0067] 系统200还包括与一个或多个PGM组件中的每一个对应的一个或多个发电机。这种发电机可以包括但不限于包括在发电厂150的发电机阵列158中的发电机。例如,系统200可以包括至少两个发电机:GEN_1和GEN_2。
[0068] GEN_1和GEN_2中的每个可以热耦合到对应的PGM组件,例如但不限于图1A的PGM组件100。可以经由蒸汽总线实现在相应PGM组件和发电机之间的热耦合,例如但不限于图1B的蒸汽总线160。在一些非限制性实施例中,GEN_1或GEN_2中的至少一个是涡轮发电机。每个发电机由发电厂内的两个PGM组件中的一个产生的蒸汽驱动。PGM组件产生的热能驱动相应的发电机,发电机又将PGM组件提供的热能的至少一部分转换为电能或电力。每个发电机可以在一个或多个电压下生成一个或多个电力信号。在至少一个实施例中,GEN_1和GEN_2中的每个生成在电压V_0的单独的电力信号。
[0069] 如上所述,一部分生成的电力(具有发电机生成的一部分电力信号的形式)传输给远程用户。这样,一个或多个主电力变压器(MPT)(例如但不限于MPT_1和MPT_2)将由一个或多个发电机生成的一部分电力信号的电压转换为适合于开关站的电压。例如,如图2所示,在向开关站提供电力信号之前,MPT_1和MPT_2中的至少一个可以将GEN_1和GEN_2生成的一部分电力信号的电压从V_0转换为V_1。在一些实施例中,V_0可以是大约13.8kV。V_1大约为345kV。MPT可以是多相变压器,因此包括多个初级绕组和多个次级绕组。如图2所示,MPT可以包括Y形连接(接地)次级绕组。MPT还可以包括三角形连接(不接地)的初级绕组。
[0070] 一个或多个MPT可以包括在发电厂150的远程传输变压器180中。一个或多个MPT可以经由传输总线选择性地耦合到开关变电站(开关站),例如但不限于发电厂150的远程传输总线162。如图2所示,一个或多个开关可以耦合到一个或多个MPT的输入和/或输出,以选择性地将电力信号的电压转换部分传输到开关站。例如,开关204和210(包括在开关设备模块SGM_0_1中)选择性地将GEN_1耦合到MPT_1的输入。开关214选择性地将MPT_1的输出耦合到开关站。
[0071] 如本文所讨论的,系统200是容错系统。这样,GEN_1可以经由替代电力传输路径向开关站馈电,该路径不包括MPT_1(和SGM_0_1),而是至少包括MPT_2(和SGM_0_2)。开关230和238(包括在开关设备模块SGM_0_2中)选择性地将GEN_1的输出耦合到MPT_2的输入。开关240选择性地将MPT_2的输出耦合到开关站。电力信号可以从开关站有效地传输到远程用户。
[0072] 如图2所示,GEN_2还经由包括MPT_2(和SGM_0_2)的第一电力传输路径冗余地耦合到开关站,并且经由不包括MPT_2但至少包括MPT_1(和SGM_0_1)的替代电力传输路径耦合到开关站。
[0073] 因此,容错系统200使得GEN_1和GEN_2能够在一个或多个故障的情况下连续地并且不退化地或不中断地向远程用户传输电力。这种故障可能发生在SGM_0_1、SGM_0_2、MPT_1、MPT_2中的任何一个内或者包括在冗余电力传输路径中的任何其他部件内,例如但不限于电缆总线模块202和212。
[0074] 同样如上所述,另一部分生成的电力提供给一个或多个配电模块(经由另一部分生成的电力信号),例如,发电厂150的配电模块186。这些配电模块在本地为工厂的运行提供电力。在MPT、配电模块中或在一个或多个发电机和多个配电模块之间的任何部件中发生一个或多个故障的情况下,系统200进一步容错。系统200能够连续地并且不退化地或不中断地向发电厂(以及向开关站)本地分配电力。
[0075] 系统200包括到每个配电模块的两个或更多(冗余)馈电、连接或电耦合。如图2所示,系统200包括用于配电模块的两个单独的且不同的馈电(PDM_1_0和PDM_1_1),每个馈电对应于GEN_1。同样,系统200包括对应于GEN_2的配电模块的两个单独的且不同的馈电(PDM_2_0和PDM_2_1)。图2中未示出对应于GEN_1的配电模块和对应于GEN_2的另一配电模块。如上所述,为了冗余地向开关站提供电力,系统200包括与一个或多个发电机中的每一个对应的两个或多个单独的且不同的MPT。例如,在系统200中,MPT_1和MPT_2中的每一个对应于GEN_1和GEN_2中的每一个。
[0076] 系统200包括在每个发电机和对应于每个配电模块的每个冗余馈电之间的单独的并且物理上不同的电力传输路径。电力传输路径传输由GEN_1和GEN_2生成的至少一部分电力信号。每个冗余馈电向相应的配电模块提供该电力的至少一部分。因此,每个发电机独立地(并且选择性地)耦合到至少一个配电模块。此外,至少一个配电模块对应于每个发电机。对于每个发电机,一个或多个相应的配电模块中的每一个能够将发电机的至少一部分电力本地分配给发电厂。因此,仅需要单个相应的电力传输路径和针对配电模块对的对应馈电就能以电力信号的形式本地分配发电机的功率。
[0077] 只要发电机和针对配电模块的对应馈电之间的多个相应电力传输路径中的至少一个可用,发电机就可以连续地向发电厂提供电力。此外,当针对配电模块的的对应冗余馈电、相应的电力传输路径或MPT中的一个(或多个)遇到故障或不可用时,所述电力仍将在无中断或劣化的情况下得到本地分配。以这种方式,可以维护和/或修复容错系统,而不会损失或降低本地分配和远程传输的电力。
[0078] 每个单独的电力传输路径包括模块化部件,可以修复和/或更换这些部件,同时容错系统将一部分生成的电力连续分配给发电厂,并将另一部分电力传输给远程用户。多个开关设备模块用于选择性地将一个或多个发电机中的每一个耦合到多个相应配电模块馈电(和MPT)。此外,电缆总线模块用于电耦合开关设备模块。开关设备模块与多个电缆总线模块和机组辅助变压器(UAT)一起在一个或多个发电机中的每一个、多个相应配电模块馈电和开关站之间形成多个对应的电力传输路径。
[0079] 例如,如图2所示,开关设备模块SGM_0_1和SGM_1_1与UAT_1(以及电缆总线模块202、218和220)一起在GEN_1和针对对应于GEN_1的配电模块的第一配电馈电(PDM_1_0)之间形成第一电力传输路径(PATH_1_0)。PATH_1_0经由配电模块馈电PDM_1_0选择性地将GEN_1生成的至少一部分电力信号传输到相应的配电模块。如在本文中所讨论的,相应的配电模块可以本地分配包括在发电厂内经由PATH_1_0传输的电力信号中的电力。
[0080] 注意,SGM_0_1包括PATH_1_0的第一部分,SGM_1_1包括PATH_1_0的第二部分。此外,因为SGM_0_1和SGM_0_2在系统200的“前端”,所以SGM_0_1和SGM_0_2可以是前端模块。同样,SGM_1_1和SGM_1_2在系统200的“后端”。因此,SGM_1_1和SGM_1_2可以是后端模块。
[0081] 包括在SGM_0_1中的至少开关204和216用于选择PATH_1_0来将由GEN_1生成的电力信号传输到馈电PDM_1_0。例如,当开关204和216中的每个处于“闭合”状态时,由GEN_1生成的至少一部分电力信号可以传输到馈电PDM_1_0和在发电厂内本地分配电力的配电模块。另外,当开关210和214处于“闭合”状态时,由GEN_1生成的另一部分电力信号可以经由包括MPT_1的电力传输路径PATH_3_0传输到开关站。
[0082] 可替代地,开关设备模块SGM_0_2和SGM_1_2与UAT_2(和相应的电缆总线模块)一起在GEN_1和对应于GEN_1的第二配电模块馈电(PDM_1_1)之间形成第二电力传输路径(PATH_1_1)。PATH_1_1经由配电模块PDM_1_1选择性地将由第一发电机组生成的至少一部分电力信号传输到对应于GEN_1的配电模块。相应的配电模块能够在发电厂内本地分配包括在电力信号中的电力。注意,SGM_0_2包括PATH_1_1的第一部分,SGM_1_2包括PATH_1_1的第二部分。
[0083] 包括在SGM_0_2中的至少开关230和236用于选择PATH_1_1,用于将由GEN_1生成的电力信号传输到配电模块馈电PDM_1_1。例如,当开关230和236中的每个处于“闭合”状态时,由GEN_1生成的至少一部分电力信号可以传输到馈电PDM_1_1。另外,当开关238和240处于“闭合”状态时,由GEN_1生成的另一部分电力信号可以经由包括MPT_2的电力传输路径PATH_3_1传输到开关站。
[0084] PATH_1_0和PATH_1_1中的每一个的至少部分可以包括在发电厂150的发电机和远程传输变压器180/本地配电变压器182之间的在图1B中示意性表示的连接中。SGM_1_0和SGM_2_0的至少一部分可以包括在发电厂150的本地分配总线184中。
[0085] 因此,在MPT_1、MPT_2、馈电PDM_1_1或PATH_1_1中包括的任何部件中的任一个出现故障(或不可用)的情况下,GEN_1仍然可以经由PATH_1_0、馈电PDM_1_0和相应的配电模块向发电厂提供电力。GEN_1还可以经由PATH_3_0和MPT_1向开关站馈电。同样,系统200容忍在MPT_1、MPT_2、馈电PDM_1_0或PATH_1_0中包括的任何部件(例如但不限于SGM_0_1、SGM_1_1、电缆总线模块202、218、220或UAT_1)中的任一个中的故障(或不可用)。在这种故障期间,GEN_1仍然可经由PATH_1_1向发电厂提供电力,并经由PATH_3_1和MPT_2向开关站馈电。
[0086] 因此,PATH_1_0和配电模块馈电PDM_1_0中的每个对应于GEN_1,并形成对应于GEN_1的第一电力传输路径和配电模块对。同样,PATH_1_1和PDM_1_1也中的每个对应于GEN_1,并形成对应于GEN_1的第二电力传输路径和配电模块对。此外,包括馈电PDM_1_0的PATH_1_0以及包括馈电PDM_1_1的PATH_1_1中的每个对应于本地分配由GEN_1生成的电力的配电模块。对应于GEN_1的第一和第二传输路径/电力馈电对是冗余对,使得当GEN_1生成电力以在发电厂内本地分配时,系统200能够容忍故障。此外,PATH_3_0和PATH_3_1是电力传输路径的冗余对,使得当GEN_1生成电力以传输到远程用户时,系统200可以容忍故障。
[0087] 开关204、216、230和236可用于基于发电厂内的一个或多个故障事件来选择PATH_1_0/PDM_1_0配电选项或PATH_1_1/PDM_1_1配电选项。例如,当开关204和216中的每个处于“闭合”状态并且开关230或236中的至少一个处于“断开”状态时,越过PATH_1_1/PDM_1_1选项而选择PATH_1_0/PDM_1_0选项。相反,当开关230和236中的每个处于“闭合”状态并且开关204或216中的至少一个处于“断开”状态时,越过PATH_1_0/PDM_1_0选项而选择PATH_1_
1/PDM_1_1选项。
[0088] 因此,在一个或多个故障的情况下,系统200使得GEN_1能够连续地向发电厂提供电力。UAT_1和UAT_2可以包括在发电厂中包括的本地配电变压器,例如但不限于发电厂150的本地配电变压器182。
[0089] 以类似的方式,开关设备模块SGM_0_2和SGM_1_2与UAT_2(和相关的电缆总线模块)一起在GEN_2和对应于GEN_2的第一配电模块(PDM_2_0)之间形成电力传输路径(PATH_2_0)。开关设备模块SGM_0_1和SGM_1_1与UAT_1一起在GEN_2和对应于GEN_2的第二配电模块(PDM_2_1)之间形成另一电力传输路径(PATH_2_1)。注意,SGM_0_2包括PATH_2_0的第一部分,SGM_1_2包括PATH_2_0的第二部分。此外,SGM_0_1包括PATH_2_1的第一部分,SGM_1_1包括PATH_2_1的第二部分。
[0090] 因此,在MPT_1、MPT_2、PDM_2_1或PATH_2_1中包括的任何部件中的任一个出现故障(或不可用)的情况下,GEN_2仍然可以经由PATH_2_0和配电模块馈电PDM_2_0向发电厂提供电力。同样,在MPT_1、MPT_2、PDM_2_0或PATH_2_0中包括的任何部件中的任一个出现故障(或不可用)的情况下,GEN_2仍然可以经由PATH_2_1和配电模块馈电PDM_2_1向发电厂提供电力。
[0091] PATH_2_0和配电模块馈电PDM_2_0中的每个对应于GEN_2,并形成对应于GEN_2的第一电力传输路径和配电模块馈电对。同样,PATH_1_1和配电模块馈电PDM_1_1也中的每个对应于GEN_1,并形成对应于GEN_2的第二电力传输路径和配电模块馈电对。此外,包括馈电PDM_2_0的PATH_2_0以及包括馈电PDM_2_1的PATH_2_1中的每个对应于本地分配由GEN_2生成的电力的配电模块。对应于GEN_2的第一和第二传输路径/电力分配对是冗余对。系统200使得GEN_2能够在一个或多个故障的情况下连续地向发电厂提供电力。
[0092] 此外,如上所述,在每个发电机和开关站之间存在两条或多条冗余电力传输路径。开关204、210和214选择电力传输路径PATH_3_0(包括MPT_1),用于将GEN_1生成的一部分电力信号传输到开关站。相反,开关230、238和240选择电力传输路径PATH_3_1(包括MPT_2),用于将GEN_1生成的电力信号的部分传输到开关站。同样,开关234、238和240选择电力传输路径PATH_4_0(包括MPT_1),用于将GEN_2生成的一部分电力信号传输到开关站。相反,开关
232、210和214选择电力传输路径PATH_4_1(包括MPT_1),用于将GEN_2生成的电力信号的部分传输到开关站。
[0093] GEN_1经由一个或多个电缆总线模块202电耦合到开关设备模块SGM_0_1。同样,GEN_2经由一个或多个电缆总线模块电耦合到开关设备模块SGM_0_2。如在本文中所讨论的,SGM_0_1和SGM_0_2可以包括类似的特征。SGM_0_1包括内部开关设备模块总线208。
[0094] 包括在SGM_0_1中的第一开关204用于选择性地将电缆总线模块202与SGM_0_1耦合和解耦合。电缆总线模块202耦合到GEN_1的输出。因此,开关204可以选择性地将GEN_1与SGM_0_1耦合和解耦合。为了保护SGM_0_1免受经由GEN_1生成的过电流事件或过电压事件或状况中的至少一个的影响,包括在SGM_0_1中的第一断路器206可以将GEN_1与SGM_0_1隔离。如图2所示,SGM_0_2包括类似配置的断路器和开关。实际上,开关204和断路器206将GEN_1与开关设备模块总线208耦合和解耦合。
[0095] 也包括在SGM_0_1中的第二开关210选择性地将开关设备模块总线208与耦合到第一主电力变压器(MPT_1)的另一电缆总线模块212耦合和解耦合。MPT_1将GEN_1生成的至少一部分电力的电压转换为一个或多个其他电压,包括至少电压V_1。开关214选择性地将MPT_1的输出与开关站耦合和解耦合,使得由GEN_1生成的至少一部分电力可以传输到多个远程用户。
[0096] 在至少一个实施例中,MPT_1是升压变压器,以匹配开关站的电压。在开关、断路器和电缆总线模块的类似配置中,GEN_2选择性地与另一主电力变压器MPT_2和开关站耦合和解耦合。
[0097] 包括在SGM_0_1中的第三开关216选择性地将开关设备模块总线208与耦合到第一机组辅助变压器(UAT_1)的电缆总线模块218耦合和解耦合。UAT_1将GEN_1(V_0)生成的部分电力的电压转换为一个或多个其他电压,至少包括电压V_2。在至少一个实施例中,UAT_1是降压变压器,并提供适合于发电厂(例如但不限于发电厂150)内本地分配的电压。在一些实施例中,V_2可以是大约4.2kV。同样,SGM_0_2的内部开关设备模块总线选择性地耦合到第二机组辅助变压器(UAT_2)。UAT_1的输出经由电缆总线模块220耦合到另一开关设备模块(SGM_1_1)。
[0098] 经由断路器222保护内部开关设备模块总线224免受UAT_1生成的过电压/电流事件。配电模块馈电PDM_1_0耦合到开关设备模块总线224,并经由断路器226保护。同样,配电模块馈电PDM_2_1耦合到开关设备模块总线224并经由断路器228被保护。因此,输出UAT_1选择性地耦合到馈电PDM_1_0和PDM_2_1中的每一个。因此,GEN_1能够经由PATH_1_0和馈电PDM_1_0向发电厂提供电力。由至少开关204和206选择PATH_1_0/PDM_1_0。UAT_2的输出类似地通过包括一组类似的断路器和电缆总线模块的SGM_1_2选择性地耦合到馈电PDM_1_1和馈电PDM_2_0。
[0099] GEN_1经由开关230选择性地耦合到SGM_0_1。因此,GEN_1能够经由PATH_1_1和馈电PDM_1_1向发电厂提供电力。PATH_1_1/PDM_1_1至少由开关230、234和236选择。同样,GEN_2能够经由PATH_2_0和馈电PDM_2_0向发电厂提供电力。至少由开关234和236选择PATH_2_0/PDM_2_0。GEN_2还能够经由PATH_2_1和馈电PDM_2_1向发电厂提供电力。至少由开关232、204和216选择PATH_2_1/PDM_2_1。
[0100] 因此,当系统200充分运行(STATE_0)时,GEN_1可以经由对应于GEN_1的配电模块(通过PATH_1_0和馈电PDM_1_0)向发电厂提供电力。GEN_2可以经由对应于GEN_2的配电模块(通过PATH_2_0和馈电PDM_2_0)向发电厂提供电力。处于STATE_0的开关的状态如下:开关204(闭合)、开关216(闭合)、开关230(断开)、开关232(断开)、开关234(闭合)和开关236(闭合)。因此,在STATE_0中,PATH_1_0和PATH_2_0是闭合的电力传输路径。在STATE_0中,PATH_1_1和PATH_2_1是断开的电力传输路径。开关210和/或238可以被断开或闭合,以隔离MPT_1和/或MPT_2。
[0101] 当PATH_1_0和/或配电模块馈电PDM_1_0处于故障或不可用状况或状态时,系统200可以从STATE_0转换为STATE_l。在STATE_1中,GEN_1经由与GEN_1对应的配电模块(通过PATH_1_1和馈电PDM_1_1)向发电厂提供电力。GEN_2经由与GEN_2对应的配电模块(通过PATH_2_0和馈电PDM_2_0)经由发电厂向发电厂提供电力。处于STATE_1的开关的状态如下:
开关204(断开)、开关216(闭合或断开)、开关230(闭合)、开关232(断开)、开关234(闭合)和开关236(闭合)。因此,在STATE_1中,PATH_1_1和PATH_2_0是闭合的电力传输路径。在STATE_1中,PATH_1_0和PATH_2_1是断开的电力传输路径。
[0102] 当PATH_2_0和/或配电模块馈电PDM_2_0处于故障或不可用状况或状态时,系统200可以从STATE_0转换为STATE_2。在STATE_2中,GEN_1经由与GEN_1对应的配电模块(通过PATH_1_0和PDM_1_0)经由发电厂向发电厂提供电力。GEN_2经由与GEN_2对应的配电模块(通过PATH_2_1和PDM_2_1)经由发电厂向发电厂提供电力。处于STATE_2的开关的状态如下:开关204(闭合)、开关216(闭合)、开关230(断开)、开关232(闭合)、开关234(断开)和开关236(闭合或断开)。因此,在STATE_2中,PATH_1_0和PATH_2_1是闭合的电力传输路径。在STATE_2中,PATH_1_1和PATH_2_0是断开的功率传输路径。
[0103] 图3示出了符合文中讨论的各种实施例的为发电厂的运行本地分配生成的电力的容另一错配电系统300的单线示意图。系统300可以包括与图2的系统200类似的特征。例如,系统300包括与系统200类似的拓扑,因此包括类似的容错特征。与系统200相反,系统300包括四个发电机:GEN_1、GEN_2、GEN_3和GEN_4。类似于系统200,系统300包括一个或多个配电模块,其中,一个或多个配电模块中的每一个对应于四个发电机中的一个:GEN_1、GEN_2、GEN_3和GEN_4。图3中未示出配电模块。
[0104] 类似于图2的系统200,图3的系统300包括至少两个冗余配电模块馈电,用于对应于发电机的每个配电模块。冗余配电馈电从发电机向相应的配电模块提供电力。配电馈电PDM_1_0和配电馈电PDM_1_1中的每个向对应于GEN_1的配电模块馈送(或提供)电力(由GEN_1生成)。同样,配电模块馈电PDM_2_0和配电模块馈电PDM_2_2中的每个向对应于GEN_2的配电模块馈送(或提供)电力(由GEN_2生成)。配电模块馈电PDM_3_0和配电模块馈电PDM_3_1中的每个向对应于GEN_3的配电模块馈送(或提供)电力(由GEN_3生成)。配电模块馈电PDM_4_0和配电模块馈电PDM_4_1中的每个向对应于GEN_4的配电模块馈送(或提供)电力(由GEN_4生成)。四个发电机中的每一个生成相应的电力信号。
[0105] 系统300包括三个开关设备模块,这些模块是前端模块:SGM_0_1、SGM_0_2和SGM_0_3。系统300还包括作为后端模块的三个开关设备模块:SGM_1_1、SGM_1_2和SGM_1_3。SGM_
0_1的输入选择性地耦合到GEN_1、GEN_2、GEN_3和GEN_4中的每一个的输出。SGM_0_2的输入选择性地耦合到GEN_2和GEN_3中的每一个的输出。SGM_0_3的输入选择性地耦合到GEN_1和GEN_4中的每一个的输出。注意,为了简化图3中的视觉表示,这些耦合的一部分由标记为“I”、“J”、“K”和“L”的六边形符号示意性地示出。进一步注意,发电机的输出经由电缆总线模块耦合到前端模块的输入。
[0106] 第一主电力变压器(MPT_1)经由电缆总线模块选择性地耦合到SGM_0_1。第二主电力变压器(MPT_2)经由另一电缆总线模块选择性地耦合到SGM_0_2。第三主电力变压器(MPT_3)经由另一电缆总线模块选择性地耦合到SGM_0_3。类似于系统200,系统300中包括的MPT转换传输到开关站的部分电力信号的电压(从V_0转换为V_1)。
[0107] SGM_1_1的输入经由一个或多个电缆总线模块选择性地耦合到SGM_0_1的输出。第一机组辅助变压器(UAT_1)位于SGM_0_1和SGM_1_1之间的耦合中间。SGM_1_2的输入经由一个或多个电缆总线模块选择性地耦合到SGM_0_2的输出。第二机组辅助变压器(UAT_2)位于SGM_0_2和SGM_1_2之间的耦合中间。SGM_1_3的输入经由一个或多个电缆总线模块选择性地耦合到SGM_0_3的输出。第三机组辅助变压器(UAT3)位于SGM_0_3和SGM_1_3之间的耦合中间。类似于系统200,系统300中包括的UAT转换在发电厂内本地分配的电力信号部分的电压(从V_0转换为V_2)。
[0108] 每个配电模块馈电PDM_1_0、PDM_2_1和PDM_4_1的输入耦合到到相应的输出SGM_1_1。每个配电模块馈电PDM_2_0和PDM_3_的输入耦合到相应的输出SGM_1_2。每个配电模块馈电PDM_4_0、PDM_1_1和PDM_3_1的输入耦合到相应的输出SGM_1_3。电缆总线模块耦合SGM_1_1和SGM_1_2。另一电缆总线模块耦合SGM_1_2和SGM_1_3。第三电缆总线模块(示意性地由标记为“G”的六边形符号表示)耦合SGM_1_3和SGM_1,以形成后端总线302。
[0109] SGM_1_1的开关设备模块总线包括后端总线302的第一部分。SGM_1_2的开关设备模块总线包括后端总线302的第二部分。SGM_1_3的开关设备模块总线包括后端总线302的第三部分。因此,后端总线302耦合到每个配电模块馈电的输入。
[0110] 类似于系统200,系统300是容错系统,并且包括在每个发电机和开关站之间的冗余电力传输路径。系统300还包括在每个发电机和相应的配电模块馈电之间的冗余电力传输路径。例如,当选择SGM_0_1来传输由GEN_1生成的电力信号部分,以本地分配给发电厂时,UAT_1转换电力信号部分的电压,后端总线302将电力信号部分传输给配电模块馈电PDM_1_0。此外,MPT_1转换由GEN_1生成的另一部分电力信号的电压,以传输到开关站。
[0111] 同样,当选择SGM_0_3来传输来自GEN_1的电力信号部分时,UAT_3转换电力信号部分的电压,后端总线302将电力信号传输到配电模块馈电PDM_1_1。此外,MPT_3转换由GEN_1生成的电力信号部分的电压,以传输到开关站。因此,GEN_1经由馈电PDM_1_0和PDM_1_1冗余地耦合到相应的配电模块。此外,GEN_1经由通过SGM_0_1和MPT_1的第一电力传输路径和通过SGM_0_3和MPT_3的第二电力传输路径冗余地耦合到开关站。图3显示了GEN_2、GEN_3和GEN_4中的每一个都存在类似的冗余。
[0112] 图4A示出了容错配电系统的第一部分400的单线示意图,该容错配电系统为包括十二个模块化发电机的发电厂的运行本地分配生成的电力。图4B示出了容错配电系统的第二部分450的单线示意图,该容错配电系统为包括十二个模块化发电机的发电厂的运行本地分配生成的电力。
[0113] 在图4A和4B中,仅示意性地示出了关于开关设备的一些细节。因此,可以包括更多或更少的开关、断路器和其他部件。系统的部分400(图4A)可以指向图1B的发电厂150的上部六个PGM组件和上部六个发电机。系统的部分450(图4B)可以指向发电厂150的下部六个PGM组件和下部六个发电机。该系统包括与图2的系统200和图3的系统300相似的特征。因此,该系统是具有冗余电力传输路径、配电模块、主电力变压器(MPT)和机组辅助变压器(UAT)的容错系统。
[0114] 部分400包括六个发电机:GEN_1、GEN_2、GEN_3、GEN_4、GEN_5和GEN_6。六个发电机中的每一个选择性地耦合到四个前端开关设备模块SGM_0_1、SGM_0_2、SGM_0_3和SGM_0_4中的至少两个。单独的主电力变压器(MPT)选择性地耦合到四个前端开关设备模块中的一个,以冗余地向开关站提供电力。部分400还包括用于四个前端模块中的每一个的相应后端开关设备模块:SGM_1_1、SGM_1_2、SGM_1_3和SGM_1_4。每个前端开关设备模块经由电缆总线模块和相应的机组辅助变压器(UAT_1、UAT_2、UAT_3和UAT_4)耦合到相应的后端开关设备模块。如图4A所示,调压变压器410可与一个或多个UAT组合使用。
[0115] 部分400还包括用于六个发电机中的每一个的配电模块(未示出)。六个配电模块中的每一个包括至少两个冗余配电模块馈电。每个配电模块馈电PDM_1_0和PDM_1_1向对应于GEN_1的配电模块提供电力。每个配电模块馈电PDM_2_0和PDM_2_1向对应于GEN_2的配电模块提供电力。每个配电模块馈电PDM_3_0和PDM_3_1向对应于GEN_3的配电模块提供电力。每个配电模块馈电PDM_4_0和PDM_4_1向对应于GEN_4的配电模块提供电力。每个配电模块馈电PDM_5_0和PDM_5_1向对应于GEN_5的配电模块提供电力。每个配电模块馈电PDM_6_0和PDM_6_1向对应于GEN_6的配电模块提供电力。这些冗余配电模块馈电中的每一个耦合到四个后端开关设备模块中的一个的输出。如至少在系统200和300的上下文中所讨论的,图4A-
4B中所示的系统是容错系统,具有用于每个发电机的冗余的电力传输路径、配电模块馈电、主电力变压器(MPT)和机组辅助变压器(UAT)。
[0116] 在各种实施例中,系统可以包括耦合到一个或多个前端开关设备模块的一个或多个备用发电机(GEN_B)。GEN_B可用于在一个或多个PGM组件和/或相应发电机不可用于发电的情况下向发电厂提供电力。对应于GEN_B的馈电412可以选择性地耦合到至少一个前端模块,例如但不限于SGM_0_1。对应于GEN_B的第二馈电414可以选择性地耦合到一个后端模块,例如但不限于SGM_1_1。
[0117] 该系统可以包括耦合到一个或多个后端开关设备模块的配电模块(PDM)馈电。例如,配电模块馈电402、404、406和408可以向其他配电模块提供电力,这些其他配电模块将电力分配给系统部分400中包括的六个发电机中的每一个所共有的负载。配电模块馈电402、404、406和408可以向包括在发电厂中的各种普通泵和马达的配电模块提供电力。各种配电模块中的每一个可以实时分配电力。此外,一个或多个配电模块可以包括一个或多个电池和/或电池充电单元,以存储电力供以后使用。对应于GEN_B的馈电412可以耦合到一个或多个前端开关设备模块。馈电412和馈电414可以耦合到一个或多个后端开关设备模块。
[0118] 系统部分450包括与系统部分400类似的特征。例如,系统部分450包括六个发电机:GEN_7、GEN_8、GEN_9、GEN_10、GEN_11和GEN_12。六个发电机中的每一个选择性地耦合到四个前端开关设备模块SGM_0_5、SGM_0_6、SGM_0_7和SGM_0_8中的至少两个。单独的主电力变压器(MPT)选择性地耦合到四个前端开关设备模块中的一个,以冗余地向开关站提供电力。部分450还包括用于四个前端模块中的每一个的相应后端开关设备模块:SGM_1_5、SGM_1_6、SGM_1_7和SGM_1_8。每个前端开关设备模块经由相应的机组辅助变压器UAT_5、UAT_6、UAT_7和UAT_8耦合到相应的后端开关设备模块。如图4B所示,调压变压器460可与一个或多个UAT组合使用。
[0119] 部分450还包括与六个发电机中的每一个对应的两个配电模块。六个配电模块中的每一个包括至少两个冗余配电模块馈电。配电模块馈电PDM_7_0和PDM_7_1中的每个向对应于GEN_7的配电模块提供电力。配电模块馈电PDM_8_0和PDM_8_1中的每个向对应于GEN_8的配电模块提供电力。配电模块馈电PDM_9_0和PDM_9_1中的每个向对应于GEN_9的配电模块提供电力。配电模块馈电PDM_10_0和PDM_10_1中的每个向对应于GEN_10的配电模块提供电力。配电模块馈电PDM_11_0和PDM_11_1中的每个对应于GEN_11。配电模块馈电PDM_12_0和PDM_12_1中的每个向对应于GEN_12的配电模块提供电力。这些冗余配电模块馈电中的每一个耦合到四个后端开关设备模块中的一个的输出。
[0120] 上述说明书、示例和数据提供了本发明构成的制造和使用的完整描述。因为在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出本发明的许多实施例,所以本发明存在于所附权利要求中。
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