[发明专利]一种直驱永磁水力发电系统

说明书

本发明公开了一种直驱永磁水力发电系统，包括一水轮机和一直驱永磁发电机，所述水轮机中的轮转轴与所述直驱永磁发电机中的转子轴直接相连;所述直驱永磁发电机输出的电流通过一变流器和组合变压器送入电网;所述水轮机、直驱永磁发电机通过一水力发电系统控制装置控制运行。本发明具有结构比较简单、占用面积小、便于安装检修的优点，提高料发电厂队发电环境的适应力，并提高能源利用效率，确保系统运行的稳定安全。

技术领域

本发明涉及水力发电领域，尤其涉及一种直驱永磁水力发电系统。

背景技术

随着电机技术的不断发展和永磁材料性能不断提升，永磁电机的特性不断得到优化，尤其是在直驱永磁发电技术的提出后，由于其结构紧凑，体积小，可靠性和系统效率高的特点，得到国内外专家学者的普遍重视，直驱永磁技术在相关领域的推广应用渐渐成为一种趋势，并在风电行业得到了较为广泛的应用。目前，在水力发电系统中，大多采用传统的直流发电机或传统同步发电机等形式，其发电机组常常体积过于巨大，安装检修不方便，尤其在低水位、落差小、枯水期等的环境下，传统的水力发电系统难以达到理想的运行状态。

为此申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的方案便是这种背景下产生的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有的缺点，提供一种直驱永磁水力发电系统，结构比较简单，占用面积较小，从而便于安装检修，增加水力发电厂装机容量，提高发电厂对发电环境的适应力，并提高能源利用效率，确保系统运行的稳定安全。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种直驱永磁水力发电系统，包括一水轮机和一直驱永磁发电机，所述水轮机中的轮转轴与所述直驱永磁发电机中的转子轴直接相连;所述直驱永磁发电机输出的电流通过一变流器和组合变压器送入电网;所述水轮机、直驱永磁发电机通过一水力发电系统控制装置控制运行。

在本发明的一个优选实施例中，所述水力发电系统控制装置包括一水力发电系统主控制器，所述水力发电系统主控制器通过采集人工指令、发电量数据、各类传感信号、来水检测信号并处理后，通过水轮机出力控制装置来控制水轮机的出力状态，通过变流控制器来控制变流器运行状态，还通过内置的故障分析及处理软件来控制直驱永磁水力发电系统中各类机械保护装置和电气保护装置动作，实现对所述直驱永磁水力发电系统的保护。

在本发明的一个优选实施例中，所述水力发电系统主控制器还与一上位机连接，用来显示所述直驱永磁水力发电系统的实时工作状态。

在本发明的一个优选实施例中，所述人工指令通过一与水力发电系统主控制器连接的人工指令输入装置进行输入。

在本发明的一个优选实施例中，所述发电量数据通过一与所述水力发电系统主控制器连接的发电量数据输入装置进行输入。

在本发明的一个优选实施例中，所述各类传感信号包括水轮机中的转轮叶片角度信号、直驱永磁发电机转子速度信号、所述水轮机内的机械故障信号、所述直驱永磁发电机内的机械故障信号和电气故障信号、所述直驱永磁发电机与所述变流器之间输电线路的机械故障信号和电气故障信号、所述变流器的机械故障信号和电气故障信号、所述组合变压器的机械故障信号和电气故障信号以及电网中的机械故障信号和电气故障信号。

在本发明的一个优选实施例中，所述来水检测信号通过设置在在所述水轮机进水管处的水流传感器来获取。

在本发明的一个优选实施例中，所述水轮机中的转轮叶片角度信号通过设置在水轮机中的转轮叶片上的转轮叶片角度传感器来获取。

在本发明的一个优选实施例中，所述直驱永磁发电机转子速度信号通过设置在所述直驱永磁发电机的转子上的速度编码器来获取。

在本发明的一个优选实施例中，所述水轮机内的机械故障信号通过设置在所述水轮机中的若干机械故障检测传感器来获取。