[發明專利]一種同步發電機組的擴容方法及系統

在審

• 申請號: 201711058631.9
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN108011403A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 謝寶忠
• 申請（專利權）人: 廣州華南鑫沨能源科技有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02K19/16;H02K1/14;H02K17/44
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 江裕強;何淑珍

1.一種同步發電機組的擴容方法，其特征在于保留原同步發電機的定子鐵芯，通過減少定子繞組的極數以提高其同步轉速，進而提高發電機的容量，原同步發電機轉子替換為與減少極數后的定子繞組極數相同的繞線式雙饋異步發電機轉子，或者將原同步發電機定轉子替換為極數少于原同步發電機極數的雙饋異步發電機定轉子，構成雙饋異步發電機的定轉子；

通過可重構變流裝置內的開關投切及可重構變流裝置運行模式的調整，新構成的雙饋異步發電機定轉子與新增雙饋異步發電機定轉子以聯合或獨立的方式運行；

當新構成的雙饋異步發電機定轉子運行于亞同步狀態時，輸入到雙饋發電機轉子的功率由新增雙饋異步發電機定轉子、光伏發電裝置、直流發電裝置、直流儲能裝置、交流發電設備提供，新增雙饋異步發電機定轉子、光伏發電裝置、直流發電裝置、交流發電設備發出的電功率通過可重構變流裝置內的開關投切，經可重構變流裝置及新構成的雙饋異步發電機送入電網；當新構成的雙饋發電機處于超同步狀態時，轉子輸出的電功率可經新增雙饋異步發電機定轉子、可重構變流裝置送入電網或直流儲能裝置，光伏發電裝置、直流發電裝置、直流儲能裝置、交流發電設備發出的電功率通過可重構變流裝置送入電網；當新構成的雙饋異步發電機定轉子運行于同步狀態時，輸入到雙饋發電機轉子的直流勵磁功率可由光伏發電板、直流發電裝置、直流儲能裝置、交流發電設備提供或者將交流電網的電能經整流裝置整流后供到雙饋異步發電機組轉子繞組，新增雙饋異步發電機定轉子、光伏發電板、直流發電裝置、直流儲能裝置、交流發電設備發出的電功率通過可重構變流裝置內的開關投切，經可重構變流裝置及新構成的雙饋異步發電機送入電網。

2.實現權利要求1所述擴容方法的一種同步發電機組的擴容系統，其特征在于包括若干同步發電機、用于替換同步發電機轉子的繞線式雙饋異步發電機轉子、雙饋異步發電機定轉子、可重構變流裝置、轉速調節控制系統、光伏發電裝置、直流發電裝置、直流儲能裝置、交流發電裝置、原動機及其傳動機構；所述同步發電機的定子繞組、用于替換同步發電機轉子的繞線式雙饋異步發電機轉子、雙饋異步發電機定轉子、光伏發電裝置、直流發電裝置、直流儲能裝置、交流發電裝置均與可重構變流裝置相連，用于將電功率送到電網或直流儲能裝置。

3.根據權利要求2所述的一種同步發電機組的擴容系統，其特征在于所述光伏發電裝置由太陽能光伏板、DC/DC換流模塊組成，用于將太陽能光伏板發出的直流電經DC/DC換流模塊連接可重構變流裝置內的直流母線，并送到可重構變流裝置。

4.根據權利要求2所述的一種同步發電機組的擴容系統，其特征在于所述直流發電裝置用于將直流發電設備發出的直流電經DC/DC換流模塊連接可重構變流裝置內的直流母線，并送到可重構變流裝置；所述直流儲能裝置由電池、充放電電路組成，充放電電路經直流母線連接可重構變流裝置，用于實現直流母線與電池之間的能量交換。

5.根據權利要求2所述的一種同步發電機組的擴容系統，其特征在于所述交流發電裝置由交流發電設備及其整流、DC/DC換流電路組成，整流、DC/DC換流電路經直流母線連接可重構變流裝置，用于將交流發電裝置發出的電功率送到可重構變流裝置。

6.根據權利要求2所述的一種同步發電機組的擴容系統，其特征在于所述可重構變流裝置包括功率型電力電子器件、多路切換模塊及交流母線、直流母線；

所述可重構變流裝置內的功率型電力電子器件由二極管、晶閘管、MOSFET、IGCT及IGBT這些全控、半控及不可控的電壓型、電流型電力電子器件及其驅動控制系統組成，用于實現交流、直流母線間的AC/DC整流、DC/AC逆變，直流母線之間的DC/DC變換、以及續流、開關、隔離等功能，所述驅動控制系統可根據所連接應用對象的亞同步、超同步及同步運行狀態動態調整電力電子器件的控制，用于實現與所連接對象之間的整流、逆變等變流、變壓及變頻功能，并根據所連對象的運行狀態動態調整可重構變流裝置的系統結構，實現能量的高效轉換與傳遞；

所述可重構變流裝置內的多路切換開關模塊用于將電力電子器件的功率端口切換到各交流母線的各相及各直流母線。