[实用新型]一种同步发电机组的扩容系统

权利要求书

1.一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于包括若干同步发电机、用于替换同步发电机转子的绕线式双馈异步发电机转子、双馈异步发电机定转子、可重构变流装置、转速调节控制系统、光伏发电装置、直流发电装置、直流储能装置、交流发电装置、原动机及其传动机构；所述同步发电机的定子绕组、用于替换同步发电机转子的绕线式双馈异步发电机转子、双馈异步发电机定转子、光伏发电装置、直流发电装置、直流储能装置、交流发电装置均与可重构变流装置相连，用于将电功率送到电网或直流储能装置。

2.根据权利要求1所述的一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于所述光伏发电装置由太阳能光伏板、DC/DC换流模块组成，用于将太阳能光伏板发出的直流电经DC/DC换流模块连接可重构变流装置内的直流母线，并送到可重构变流装置。

3.根据权利要求1所述的一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于所述直流发电装置用于将直流发电设备发出的直流电经DC/DC换流模块连接可重构变流装置内的直流母线，并送到可重构变流装置；所述直流储能装置由电池、充放电电路组成，充放电电路经直流母线连接可重构变流装置，用于实现直流母线与电池之间的能量交换。

4.根据权利要求1所述的一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于所述交流发电装置由交流发电设备及其整流、DC/DC换流电路组成，整流、DC/DC换流电路经直流母线连接可重构变流装置，用于将交流发电装置发出的电功率送到可重构变流装置。

5.根据权利要求1所述的一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于所述可重构变流装置包括功率型电力电子器件、多路切换模块及交流母线、直流母线；

所述可重构变流装置内的功率型电力电子器件由二极管、晶闸管、MOSFET、IGCT及IGBT这些全控、半控及不可控的电压型、电流型电力电子器件及其驱动控制系统组成，用于实现交流、直流母线间的AC/DC整流、DC/AC逆变，直流母线之间的DC/DC变换、以及续流、开关、隔离等功能，所述驱动控制系统可根据所连接应用对象的亚同步、超同步及同步运行状态动态调整电力电子器件的控制，用于实现与所连接对象之间的整流、逆变等变流、变压及变频功能，并根据所连对象的运行状态动态调整可重构变流装置的系统结构，实现能量的高效转换与传递；

所述可重构变流装置内的多路切换开关模块用于将电力电子器件的功率端口切换到各交流母线的各相及各直流母线。

6.根据权利要求1所述的一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于所述转速调节控制系统用于根据原动机及各发电设备的状态调整发电机的转速；所述原动机及其传动机构用于将动力传递到发电机。

7.根据权利要求1所述的一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于:同步发电机定子绕组的极数少于原同步发电机的极数，且替换的绕线式异步发电机转子的极数与调整后的同步发电机定子极数相同，新增的异步发电机定转子极数相同，两套定转子在轴向或径向同轴布置，调整后的两个转子能通过开关以独立或联合的方式运行，独立运行时作为两台双馈异步发电机，在可重构变流装置的控制下由原动机驱动发电；联合运行时，两套转子绕组级连，同步发电机定子绕组能过可重构变流装置连接交流电网，新增双馈异步发电机定子绕组连接可重构变流装置，在可重构变流装置内变流模块的控制下实现无刷双馈异步发电。

8.根据权利要求1所述的一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于: 每台发电机组配置一个直流励磁模块，通过可重构变流装置分时连接替换后的异步发电机转子、新增双馈异步发电机定子及转子，为各绕组提供直流励磁，使调整后的双馈异步发电机、新增双馈异步发电机分别运行于同步发电状态或整体的异步发电状态。

9.根据权利要求1所述的一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于还包括测量控制系统，包括电压、电流、频率、功率、温度、压力、速度、转速和角度传感器，信号调理电路、数字信号处理电路以及功率器件驱动电路和通讯电路，用于检测各设备的运行状态、参数，进而调整可重构变流装置内各变流模块的连接及运行模式，使整个系统安全稳定运行。