[实用新型]一种同步发电机组的扩容系统

说明书

本实用新型公开一种同步发电机组的扩容系统。本实用新型保留原同步发电机的定子铁芯，通过减少定子绕组的极数以提高其同步转速，进而提高发电机的容量，原同步发电机转子替换为与减少极数后的定子绕组极数相同的绕线式双馈异步发电机转子，或者将原同步发电机定转子替换为极数少于原同步发电机极数的双馈异步发电机定转子，构成双馈异步发电机的定转子。通过可重构变流装置内的开关投切及可重构变流装置工作模式的调整，新构成的双馈异步发电机定转子与新增双馈异步发电机定转子以联合或独立的方式运行。本实用新型改造成本较低，可提高发电厂的发电量，提高原动机及整个发电机组的运行效率及设备利用率，改善发电机组的运行工况并提高其稳定性。

技术领域

本实用新型涉及交直流发电系统的扩容，尤其涉及一种同步发电机组的扩容系统。

背景技术

同步发电机组以其容量大、可调节有功功率及无功功率等优点在水力发电、风力发电、热力发电等能源开发中得到了广泛的应用。由于受电网频率、发电工作物质的不稳定性及电网调度等条件的约束，使得驱动这些同步发电机的原动机不能始终处于最优的工作转速，进而导致发电机组的工况恶化，振动加剧，效率降低，影响了发电机组的安全运行。在水力发电、风力发电、潮汐发电及波浪发电等清洁能源的开发中，广泛地使用了双馈异步发电机实现变速恒频发电以提高原动机能源转化效率。

根据电机设计理论，发电机的容量与其体积、转速成正比。直接并网的同步电机为了匹配原动机的优化运行，其运行转速不变且相对较低，进而导致其体积相对较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于结合上述技术的特点，提供一种同步发电机组的扩容系统，通过减少同步发电机定子绕组的极数，提高发电机的同步转速来提高发电机的容量，提高原动机及整个发电机组的运行效率和设备利用率，改善原动机的运行工况，提高发电机组运行的稳定性。

本实用新型通过下述技术方案实现。

一种同步发电机组的扩容系统，其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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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；