[發(fā)明專利]一種同步發(fā)電機(jī)組的擴(kuò)容方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711058631.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN108011403A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝寶忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州華南鑫沨能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/48
• 分類號(hào): H02J3/48;H02K19/16;H02K1/14;H02K17/44
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 江裕強(qiáng);何淑珍

本發(fā)明公開一種同步發(fā)電機(jī)組的擴(kuò)容方法及系統(tǒng)。本發(fā)明保留原同步發(fā)電機(jī)的定子鐵芯，通過減少定子繞組的極數(shù)以提高其同步轉(zhuǎn)速，進(jìn)而提高發(fā)電機(jī)的容量，原同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子替換為與減少極數(shù)后的定子繞組極數(shù)相同的繞線式雙饋異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，或者將原同步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子替換為極數(shù)少于原同步發(fā)電機(jī)極數(shù)的雙饋異步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子，構(gòu)成雙饋異步發(fā)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子。通過可重構(gòu)變流裝置內(nèi)的開關(guān)投切及可重構(gòu)變流裝置工作模式的調(diào)整，新構(gòu)成的雙饋異步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子與新增雙饋異步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子以聯(lián)合或獨(dú)立的方式運(yùn)行。本發(fā)明改造成本較低，可提高發(fā)電廠的發(fā)電量，提高原動(dòng)機(jī)及整個(gè)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率及設(shè)備利用率，改善發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行工況并提高其穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交直流發(fā)電系統(tǒng)的擴(kuò)容，尤其涉及一種同步發(fā)電機(jī)組的擴(kuò)容方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

同步發(fā)電機(jī)組以其容量大、可調(diào)節(jié)有功功率及無功功率等優(yōu)點(diǎn)在水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、熱力發(fā)電等能源開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。由于受電網(wǎng)頻率、發(fā)電工作物質(zhì)的不穩(wěn)定性及電網(wǎng)調(diào)度等條件的約束，使得驅(qū)動(dòng)這些同步發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)不能始終處于最優(yōu)的工作轉(zhuǎn)速，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的工況惡化，振動(dòng)加劇，效率降低，影響了發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。在水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電及波浪發(fā)電等清潔能源的開發(fā)中，廣泛地使用了雙饋異步發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)變速恒頻發(fā)電以提高原動(dòng)機(jī)能源轉(zhuǎn)化效率。

根據(jù)電機(jī)設(shè)計(jì)理論，發(fā)電機(jī)的容量與其體積、轉(zhuǎn)速成正比。直接并網(wǎng)的同步電機(jī)為了匹配原動(dòng)機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行，其運(yùn)行轉(zhuǎn)速不變且相對(duì)較低，進(jìn)而導(dǎo)致其體積相對(duì)較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于結(jié)合上述技術(shù)的特點(diǎn)，提供一種同步發(fā)電機(jī)組的擴(kuò)容方法及系統(tǒng)，通過減少同步發(fā)電機(jī)定子繞組的極數(shù)，提高發(fā)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速來提高發(fā)電機(jī)的容量，提高原動(dòng)機(jī)及整個(gè)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率和設(shè)備利用率，改善原動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，提高發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種同步發(fā)電機(jī)組的擴(kuò)容方法，其保留原同步發(fā)電機(jī)的定子鐵芯，通過減少定子繞組的極數(shù)以提高其同步轉(zhuǎn)速，進(jìn)而提高發(fā)電機(jī)的容量，原同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子替換為與減少極數(shù)后的定子繞組極數(shù)相同的繞線式雙饋異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，或者將原同步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子替換為極數(shù)少于原同步發(fā)電機(jī)極數(shù)的雙饋異步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子，構(gòu)成雙饋異步發(fā)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子；

通過可重構(gòu)變流裝置內(nèi)的開關(guān)投切及可重構(gòu)變流裝置運(yùn)行模式的調(diào)整，新構(gòu)成的雙饋異步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子與新增雙饋異步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子以聯(lián)合或獨(dú)立的方式運(yùn)行；

當(dāng)新構(gòu)成的雙饋異步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子運(yùn)行于亞同步狀態(tài)時(shí)，輸入到雙饋發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的功率由新增雙饋異步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子、光伏發(fā)電裝置、直流發(fā)電裝置、直流儲(chǔ)能裝置、交流發(fā)電設(shè)備提供，新增雙饋異步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子、光伏發(fā)電裝置、直流發(fā)電裝置、交流發(fā)電設(shè)備發(fā)出的電功率通過可重構(gòu)變流裝置內(nèi)的開關(guān)投切，經(jīng)可重構(gòu)變流裝置及新構(gòu)成的雙饋異步發(fā)電機(jī)送入電網(wǎng)；當(dāng)新構(gòu)成的雙饋發(fā)電機(jī)處于超同步狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)子輸出的電功率可經(jīng)新增雙饋異步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子、可重構(gòu)變流裝置送入電網(wǎng)或直流儲(chǔ)能裝置，光伏發(fā)電裝置、直流發(fā)電裝置、直流儲(chǔ)能裝置、交流發(fā)電設(shè)備發(fā)出的電功率通過可重構(gòu)變流裝置送入電網(wǎng)；當(dāng)新構(gòu)成的雙饋異步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子運(yùn)行于同步狀態(tài)時(shí)，輸入到雙饋發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的直流勵(lì)磁功率可由光伏發(fā)電板、直流發(fā)電裝置、直流儲(chǔ)能裝置、交流發(fā)電設(shè)備提供或者將交流電網(wǎng)的電能經(jīng)整流裝置整流后供到雙饋異步發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子繞組，新增雙饋異步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子、光伏發(fā)電板、直流發(fā)電裝置、直流儲(chǔ)能裝置、交流發(fā)電設(shè)備發(fā)出的電功率通過可重構(gòu)變流裝置內(nèi)的開關(guān)投切，經(jīng)可重構(gòu)變流裝置及新構(gòu)成的雙饋異步發(fā)電機(jī)送入電網(wǎng)。