一種變流器集散化改造的雙饋異步發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雙饋異步發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種變流器集散化改造的雙饋異步發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著當(dāng)前能源的緊張，風(fēng)能、太陽能、潮汐能及波浪能等多種新能源的開發(fā)得到了越來越多的重視，在這些新能源的開發(fā)中廣泛地使用了雙饋異步發(fā)電機(jī)。為了提高由風(fēng)能、潮汐能及波浪能等驅(qū)動(dòng)的原動(dòng)機(jī)的能源轉(zhuǎn)化效率，原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)在某個(gè)范圍內(nèi)變化，由其驅(qū)動(dòng)的雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨之變化，其電功率的頻率亦變化，需經(jīng)變流器才能并入電網(wǎng)，導(dǎo)致其輸出的電功率不穩(wěn)定，諧波含量高，由于這些能源具有不穩(wěn)定性、隨機(jī)性的特點(diǎn)，使得其所發(fā)出的電能質(zhì)量低，并入電網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)的影響較大，有時(shí)甚至要放棄這些能源，造成了較大的浪費(fèi)。由于電網(wǎng)接納能力不足和新能源不穩(wěn)定等自身特點(diǎn)導(dǎo)致的部分發(fā)電機(jī)暫停，限電導(dǎo)致電場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性下降，限電的主要原因是并網(wǎng)難題，新能源出力不穩(wěn)定，要其他電源為其提供調(diào)峰服務(wù)，需建設(shè)抽水蓄能、燃?xì)獍l(fā)電等調(diào)峰、調(diào)頻電源，在調(diào)峰容量緊缺時(shí)，限電特別嚴(yán)重，優(yōu)化規(guī)劃電源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)布局，擴(kuò)大電能消納市場(chǎng)，還需要通過科技創(chuàng)新，推動(dòng)電能生產(chǎn)和消費(fèi)的協(xié)調(diào)。
[0003]現(xiàn)有的雙饋異步發(fā)電系統(tǒng)中，每臺(tái)雙饋異步發(fā)電機(jī)組均配備一個(gè)機(jī)側(cè)變流器、一個(gè)網(wǎng)側(cè)變流器構(gòu)成背靠背的變流器。當(dāng)發(fā)電廠中有多臺(tái)雙饋異步發(fā)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，由于每臺(tái)雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)根據(jù)其運(yùn)行工況調(diào)整，有的高于同步轉(zhuǎn)速，有的低于同步轉(zhuǎn)速，使得發(fā)電廠內(nèi)的交流母線與網(wǎng)側(cè)變流器之間有大量的功率交換，電功率經(jīng)過多次的交流、直流變流，增加了損耗，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；同時(shí)，由于每臺(tái)發(fā)電機(jī)組配備一臺(tái)電網(wǎng)側(cè)變流器，導(dǎo)致變流器的利用率降低；另外，變流器與電網(wǎng)之間頻繁地交換功率，給電網(wǎng)注入大量的諧波，降低發(fā)電廠輸出的電能質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種變流器集散化改造的雙饋異步發(fā)電系統(tǒng)，減少對(duì)電網(wǎng)的諧波注入，降低發(fā)電設(shè)備輸出電能對(duì)電網(wǎng)的影響，提高發(fā)電廠電能質(zhì)量，提尚電網(wǎng)運(yùn)彳丁的穩(wěn)定性。
[0005]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種變流器集散化改造的雙饋異步發(fā)電系統(tǒng)，包括導(dǎo)體、交流母線、直流母線、網(wǎng)側(cè)變流器、機(jī)側(cè)變流器、測(cè)量控制系統(tǒng)、變電系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，
[0007]所述發(fā)電系統(tǒng)包括多臺(tái)雙饋異步發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)各雙饋異步發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的原動(dòng)機(jī)及其傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)及油氣水電輔助系統(tǒng)；所述雙饋異步發(fā)電機(jī)的定子繞組與交流母線連接，轉(zhuǎn)子繞組通過機(jī)側(cè)變流器與直流母線連接，各直流母線經(jīng)導(dǎo)體連接起來，原網(wǎng)側(cè)變流器統(tǒng)一地對(duì)各機(jī)側(cè)變流器交換后的功率與交流母線進(jìn)行交換；所述傳動(dòng)系統(tǒng)用于聯(lián)接原動(dòng)機(jī)及雙饋異步發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞及可能存在的轉(zhuǎn)速變換；所述轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)用于控制原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)雙饋異步發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行工況調(diào)整原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)能量的高效轉(zhuǎn)換或限制功率輸入使整個(gè)系統(tǒng)處于安全的工作區(qū)間；所述油氣水電輔助系統(tǒng)為系統(tǒng)安全可靠工作提供必要的通風(fēng)、散熱、除冰等工作環(huán)境；
[0008]所述機(jī)側(cè)變流器聯(lián)接雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組與直流母線，并根據(jù)雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)直流母線與雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組的雙向功率交換，機(jī)側(cè)變流器之間的功率交換通過連接各變流器直流母線的導(dǎo)體進(jìn)行，當(dāng)雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于其同步轉(zhuǎn)速時(shí)，向直流母線輸出電功率，當(dāng)雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于等于其同步轉(zhuǎn)速時(shí)，從直流母線吸收電功率；
[0009]所述網(wǎng)側(cè)變流器連接交流母線、直流母線，實(shí)現(xiàn)交流母線及直流母線間的功率雙向交換，當(dāng)連接到直流母線的機(jī)側(cè)變流器總輸出的電功率大于總輸入的電功率時(shí)，網(wǎng)側(cè)變流器從直流母線向交流母線輸出電功率，當(dāng)連接到直流母線的機(jī)側(cè)變流器總輸出的電功率小于總輸入的電功率時(shí)，網(wǎng)側(cè)變流器從交流母線向直流母線輸出電功率；
[0010]所述交流母線輸出的交流電經(jīng)過變壓器升壓后直接輸出交流和/或者經(jīng)過變壓器升壓后再連接直流換流器輸出直流；
[0011]所述測(cè)量控制系統(tǒng)用于檢測(cè)各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)，控制原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制各變流器的運(yùn)行，監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0012]進(jìn)一步地，所述原動(dòng)機(jī)包括風(fēng)力機(jī)、汽輪機(jī)、水輪機(jī)。
[0013]本發(fā)明利用導(dǎo)體將原雙饋異步發(fā)電機(jī)組機(jī)側(cè)變流器與網(wǎng)側(cè)流器之間的直流母線聯(lián)接起來，使每臺(tái)雙饋異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組分別與一臺(tái)機(jī)側(cè)變流器相連，各機(jī)側(cè)變流器輸入輸出的功率經(jīng)導(dǎo)體匯集后，再統(tǒng)一由網(wǎng)側(cè)變流器與交流母線交換功率。
[0014]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0015]本發(fā)明控制(或者運(yùn)行)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
[0016]本發(fā)明根據(jù)雙饋異步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，將發(fā)動(dòng)機(jī)定子繞組(線圈)輸出的電功率并入交流母線，而轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)機(jī)側(cè)變流器的直流母線連接導(dǎo)體，并通過變流器交換功率。所有機(jī)側(cè)變流器經(jīng)導(dǎo)體匯總后，在測(cè)控系統(tǒng)的控制下經(jīng)電網(wǎng)側(cè)變流器與交流母線交換功率。由于大部分的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差功率直接經(jīng)導(dǎo)體交換，而不經(jīng)過網(wǎng)側(cè)變流器及交流母線，可減少交直流的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，減少對(duì)電網(wǎng)的諧波注入，提高電能質(zhì)量。
[0017]如上所述，本系統(tǒng)技術(shù)手段簡(jiǎn)便易行，可充分利用系統(tǒng)中雙饋異步發(fā)電機(jī)的時(shí)空互補(bǔ)性，降低對(duì)電網(wǎng)的影響，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖及控制(或運(yùn)行)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0020]如圖1所示，一種變流器集散化改造的雙饋異步發(fā)電系統(tǒng)，包括導(dǎo)體、交流母線、