[发明专利]一种发电系统

说明书

一种发电系统，其包括：内反馈发电机，其包括配置在转子上的转子绕组以及配置在定子上的主绕组和反馈绕组，其中，主绕组与电网电连接；双馈变流器，其连接在转子绕组与反馈绕组之间，用于控制主绕组所输出的有功功率和无功功率。本系统中定子主绕组直接连接高压电网，这样也就省去了常规的升压并网变压器，而发电机反馈绕组和转子绕组采用低压工作电压，以便于采用技术成熟且成本较低的低压型变流器。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地说，涉及一种发电系统，尤其涉及一种基于内反馈发电机的变速恒频风力发电系统。

背景技术

风能是一种清洁而稳定的新能源，风电也成为近年来世界上增长最快的能源之一。采用双馈发电机发电是目前并网型变速恒频风力发电的主流方式之一。

如图1所示，对于现有的基于双反馈发电机的并网型变速恒频风力发电系统而言，其电气部分主要由低压双馈发电机101、配套的低压双馈变流器102以及升压并网变压器103组成。该系统的变速恒频控制是由双馈发电机101转子侧的低压双馈变流器102实现的，流经低压双馈变流器102的有功功率只是双馈发电机101的转差功率，这样使得低压双馈变流器102的容量以及控制难度大幅降低。但是，该系统由于发电机定子和双馈变流器102都按低压设计，因此连接高压电网的升压并网变压器103也就是必不可少的。而由于并网变压器103通常需要安放在风机塔筒附近的地面，因此这样也就不仅增加了在风场的地面安放占地需求，还增加了整个风力发电系统的成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种发电系统，所述发电系统包括：

内反馈发电机，其包括配置在转子上的转子绕组以及配置在定子上的主绕组和反馈绕组，其中，所述主绕组与电网电连接；

双馈变流器，其连接在所述转子绕组与反馈绕组之间，用于控制所述主绕组所输出的有功功率和无功功率。

根据本发明的一个实施例，所述双馈变流器包括共直流母线的第一整流逆变电路和第二整流逆变电路，所述第一整流逆变电路与所述转子绕组电连接，所述第二整流逆变电路与所述反馈绕组电连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一整流逆变电路和第二整流逆变电路包括功率能量能够双向流动的三相PWM整流逆变器。

根据本发明的一个实施例，所述第一整流逆变电路和第二整流逆变电路的正极直流母线以及负极直流母线之间连接有支撑电容。

根据本发明的一个实施例，所述内反馈发电机的额定转速大于同步转速。

根据本发明的一个实施例，所述发电系统还包括：

整机控制器，其与所述双馈变流器连接，用于控制所述双馈变流器的运行状态。

根据本发明的一个实施例，所述整机控制器配置为：

根据所述转子绕组在两相同步坐标系下的实际电流和转子绕组在两相同步坐标系下的参考电流，确定转子绕组的第一d轴参考电压u′_dr和第一q轴参考电压u′_qr；

根据所述第一d轴参考电压和第一q轴参考电压，引入第一前馈控制变量，得到转子绕组的第二d轴参考电压u_dr和第二q轴参考电压u_qr；

根据所述第二d轴参考电压u_dr和第二q轴参考电压u_qr生成相应的逆变器控制信号，以通过控制所述内反馈发电机的转子侧逆变器来控制所述内反馈发电机的转子绕组的有功电流分量和无功电流分量，进而间接实现对所述内反馈发电机的定子侧主绕组的输出有功功率和输出无功功率的控制。

根据本发明的一个实施例，所述整机控制器配置为根据如下表达式确定第二d轴参考电压u_dr和第二q轴参考电压u_qr：