[发明专利]一种直驱永磁水力发电系统

权利要求书

1.一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，其特征在于，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、直驱永磁发电机在一水力发电系统控制装置的控制下运行；

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用于采集人工指令、发电量数据、各类传感信号、来水检测信号并进行处理，用于通过水轮机出力控制装置来控制水轮机的出力状态，用于通过变流控制器来控制变流器运行状态，还用于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；

所述水轮机出力控制装置包括水流控制器和水轮机叶片控制器，所述水流控制器用以控制所述水轮机进水管处的阀门开度，所述水轮机叶片控制器用于控制所述水轮机中转轮叶片的角度；

所述变流器由发电机侧变流器、平波电感、电网侧变流器、直流环节和滤波环节依次组成；所述变流控制器包括发电机侧变流器控制单元和电网侧变流器控制单元，其中所述发电机侧变流器控制单元用于控制发电机侧变流器，所述电网侧变流器控制单元用于控制电网侧变流器控制单元；

所述故障分析及处理软件基于大数据云平台数据库，结合所述水力发电系统主控制器采集的所述各类传感信号，进行相应故障特征信号提取及故障分析诊断。

2.根据权利要求1所述的一种直驱永磁水力发电系统，其特征在于，所述系统还包括一上位机，与所述水力发电系统主控制器连接，用于显示所述直驱永磁水力发电系统的实时工作状态。

3.根据权利要求1所述的一种直驱永磁水力发电系统，其特征在于，所述系统还包括：

人工指令输入装置，与所述水力发电系统主控制器连接，用于输入所述人工指令；

发电量数据输入装置，与所述水力发电系统主控制器连接，用于输入所述发电量数据；

水流传感器，设置在所述水轮机进水管处，用于获取所述来水检测信号。

4.根据权利要求1所述的一种直驱永磁水力发电系统，其特征在于，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；

所述水轮机中的转轮叶片角度信号通过转轮叶片角度传感器获取，所述转轮叶片角度传感器设置在水轮机中的转轮叶片上；

所述直驱永磁发电机转子速度信号通过速度编码器来获取，所述速度编码器设置在所述直驱永磁发电机的转子上；

所述来水检测信号通过所述水流传感器获取；

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；

所述直驱永磁发电机内的机械故障信号和电气故障信号通过设置在所述直驱永磁发电机内的若干机械故障检测传感器和若干电气故障检测传感器来分别获取；

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通过设置在所述直驱永磁发电机与所述变流器之间输电线路中的若干机械故障检测传感器和若干电气故障检测传感器来分别获取；

所述变流器的机械故障信号和电气故障信号通过设置在所述变流器中的若干机械故障检测传感器和若干电气故障检测传感器来分别获取；

所述组合变压器的机械故障信号和电气故障信号通过设置在所述组合变压器中的若干机械故障检测传感器和若干电气故障检测传感器来分别获取；

所述电网中的机械故障信号和电气故障信号通过设置在电网中的若干机械故障检测传感器和若干电气故障检测传感器来分别获取。

5.根据权利要求4所述的一种直驱永磁水力发电系统，其特征在于，所述若干机械故障检测传感器包括振动传感器、温度传感器、声波传感器、红外传感器中的一种或任意两种以上的组合；

所述若干电气故障检测传感器包括电压传感器、电流传感器、磁链传感器、速度传感器中的一种或任意两种以上的组合。