[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。

本申请是名为《一种直驱永磁水力发电系统》的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2018年11月27日，申请号为201811425689.7。

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。

可选地，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。

可选地，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；