[发明专利]一种串级式无刷双馈直流发电系统

说明书

本发明公开了一种串级式无刷双馈直流发电系统，在发电机低转速的条件下，发出的电压过低无法利用，通过将无刷双馈发电机输出端串级的方式提高系统的输出电压，将无法利用的低压电能有效利用起来；采用直流制式并网，并网成本低，可靠性高，也可直接向储能设备充电；由于无刷双馈直流发电机输出端可以实现串联，无需借助升压站就可实现升压，升压成本低。

技术领域

本发明属于无刷双馈发电机技术领域，特别是一种串级式无刷双馈直流发电系统。

背景技术

传统发电系统在发电机低转速的条件下，输出的发电电压过低，导致这部分电能无法被有效利用而白白浪费掉。

传统电网采用交流制式并网，无法同新兴直流制式电网直接并网，并网成本高，可靠性低。

传统直流制式发电系统要将电压提升至高电压，必须借助升压站，成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种串级式无刷双馈直流发电系统，解决发电机低转速的条件下，输出发电电压过低，电能无法被有效利用的问题；解决传统交流制式并网无法适应新兴直流电网，并网成本高，可靠性低的问题；解决传统直流制式发电系统需要借助升压站升压，成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种串级式无刷双馈直流发电系统，包括：串联式无刷双馈直流发电机组和直流负载或电网；

串联式无刷双馈直流发电机组将多台低压无刷双馈直流发电机输出的直流电压串联成高压直流电压，串联式无刷双馈直流发电机组由无刷双馈直流发电机1#、无刷双馈直流发电机2#、……、无刷双馈直流发电机N#组成，N≥2，无刷双馈直流发电机1#的直流出端正极与直流负载或电网的直流输入端正极电气连接，无刷双馈直流发电机1#的直流出端负极与无刷双馈直流发电机2#的直流输出端正极电气连接，无刷双馈直流发电机2#的直流出端负极与无刷双馈直流发电机3#的直流输出端正极电气连接，以此类推，无刷双馈直流发电机N-1#的直流出端负极与无刷双馈直流发电机N#的直流输出端正极电气连接，无刷双馈直流发电机N#的直流输出端负极与直流负载或电网的直流输入端负极电气连接；

无刷双馈直流发电机由无刷双馈电机、三相不控整流桥、直流母线电容、机侧变流器、直流母线电容、启动电源、功率二极管组成；

无刷双馈电机由控制绕组、转子及功率绕组组成；

控制绕组与机侧变流器电气连接；

转子与发电机本体机械连接，用于将机械能转化为电能；

功率绕组与三相不控整流桥电气连接；

三相不控整流桥与直流母线电容电气连接，用于将功率绕组输出的三相交流电整流成直流电；

直流母线电容用于将三相不控整流桥整流后的直流电压中的谐波分量滤除并储能；

机侧变流器通过控制控制绕组，使无刷双馈电机工作于异步运行模式、同步运行模式或双馈运行模式；

直流母线电容与机侧变流器电气连接，用于滤除直流电压中的谐波分量并储能；

启动电源的正极与功率二极管的正极电气连接，负极与直流母线电容的负极电气连接，用于向系统提供启动电源；

功率二极管与直流母线电容正极电气连接，用于保护启动电源。

所述机侧变流器可采用二电平、三电平及多电平的拓扑结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在发电机低转速的条件下，通过将无刷双馈发电机输出端串级的方式提高系统的输出电压，将这部分电能有效利用起来；采用直流制式并网，并网成本低，可靠性高，也可直接向储能设备充电；由于无刷双馈直流发电机输出端可以实现串联，无需借助升压站就可实现升压，升压成本低。

附图说明

图1为本发明串级式无刷双馈直流发电系统组成框图。

图1中，符号表示为：