CN206481061U - 一种永磁发电机组及发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种永磁发电机组及发电系统，涉及发电机组制备技术领域，能够避免在永磁发电机组中采用整流逆变器，导致能量消耗的问题。永磁发电机组与电网相连接，该永磁发电机组包括原动机以及与原动机相连接的永磁发电机，原动机用于带动永磁发电机转动；永磁发电机组还包括与永磁发电机和电网相连接的电压调节装置，电压调节装置用于根据电网电压对永磁发电机的输出电压进行调节，使得永磁发电机的输出电压与电网电压一致。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电机组制备技术领域，尤其涉及一种永磁发电机组及发电系统。
背景技术
发电机并网发电要满足的前提条件是发电机的频率、电压以及相位与电网的频率、电压和相位分别保持一致。当采用永磁发电机进行发电时，为了达到上述并网条件，可以根据电网的频率(50Hz)对永磁发电机的转速和极对数等参数进行设定，使得永磁发电机在额定转速下，发出的额定电压恒定。
然而，电网电压受到各种因素的影响，使其电压在380V左右产生波动，而永磁发电机的极对数和转速确定后，其输出的电压恒定，因此，永磁发电机的输出电压无法适应电网电压的波动，导致并网失败。
为了解决上述问题，现有技术中，在永磁发电机组中设置有整流逆变器，通过将永磁发电机发出的交流电通过整流转化为直流，然后再通过逆变器将直流转化为满足上述并网条件的交流电，并输送至电网，以达到适应电网电压波动的目的。
其中，上述整流逆变器包括整流模块和逆变模块，因此在对永磁发电机输出的电流进行整流和逆变的过程中会消耗一部分能量，从而导致发电机发电量以及发电效率下降。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供一种永磁发电机组及发电系统，能够避免在永磁发电机组中采用整流逆变器，导致能量消耗的问题。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
本实用新型的一方面，提供一种永磁发电机组，与电网相连接，所述永磁发电机组包括原动机以及与所述原动机相连接的永磁发电机，所述原动机用于带动所述永磁发电机转动；所述永磁发电机组还包括与所述永磁发电机和所述电网相连接的电压调节装置，所述电压调节装置用于根据所述电网电压对所述永磁发电机的输出电压进行调节，使得所述永磁发电机的输出电压与所述电网电压一致。
优选的，所述电压调节装置包括电压采集器、电压处理器以及变压器；所述电压采集器与所述电网相连接，所述电压采集器用于对所述电网电压进行采集；所述电压处理器与所述电压采集器和所述永磁发电机相连接，所述电压处理器用于将所述电压采集器的采集结果与所述永磁发电机的输出电压进行比较，并计算出电压补偿值；所述变压器与所述永磁发电机、所述电压处理器以及所述电网相连接，所述变压器用于根据所述电压补偿值，对所述永磁发电机的输出电压进行补偿，并输出至所述电网。
进一步优选的，所述变压器为自耦变压器。
优选的，还包括频率调节装置，该频率调节装置包括频率采集器、频率处理器和调速器；所述频率采集器与所述电网相连接，所述频率采集器用于对所述电网频率进行采集；所述频率处理器与所述频率采集器和所述原动机相连接，所述频率处理器用于根据所述频率采集器的采集结果，计算出所述原动机的转速补偿值；所述调速器与所述原动机和所述频率处理器相连接，所述调速器用于根据所述转速补偿值，对所述原动机的转速进行补偿。
优选的，还包括与所述原动机和所述永磁发电机相连接的机组控制器，所述机组控制器用于向所述原动机和所述永磁发电机输出控制信号。
进一步优选的，当所述电压调节装置包括所述电压采集器、所述电压处理器时，所述电压采集器和所述电压处理器集成于所述机组控制器上。
进一步优选的，当所述频率调节装置包括频率采集器和所述频率处理器时，所述频率采集器和所述频率处理器集成于所述机组控制器上。
优选的，所述原动机至少包括内燃机、燃气轮机、水轮机或风轮机中的任意一种。
本实用新型的另一方面，提供一种发电系统，包括如上所述的任意一种的永磁发电机组。
本实用新型提供一种永磁发电机组及发电系统，该永磁发电机组与电网相连接。该永磁发电机组包括原动机以及与原动机相连接的永磁发电机，原动机用于带动永磁发电机转动；永磁发电机组还包括与永磁发电机和电网相连接的电压调节装置，电压调节装置用于根据电网电压对永磁发电机的输出电压进行调节，使得永磁发电机的输出电压与电网电压一致。
由上述可知永磁发电机组可以通过电压调节装置对永磁发电机的输出电压进行实时调节，使得并网后永磁发电机的输出电压与电网的电压能够实时保持一致。此外，由于电压调节装置是对永磁发电机的输出电压进行实时调节，因此并网后无需对永磁发电机输出的电流进行整流逆变，从而可以确保永磁发电机的输出电压与电网的电压保持一致的同时，避免了采用整流逆变器，导致能量消耗的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的一种永磁发电机组的结构示意图；
图2为图1中电压调节装置的一种结构示意图；
图3为图1中另一种永磁发电机组的结构示意图；
图4为本实用新型提供的又一种永磁发电机组的结构示意图。
附图标记：
01-永磁发电机组；02-电网；101-原动机；102-永磁发电机；20- 电压调节装置；21-频率调节装置；201-电压采集器；202-电压处理器； 203-变压器；204-频率采集器；205-频率处理器；206-调速器；30-机组控制器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供一种如图1所示的永磁发电机组01，与电网02 相连接。该永磁发电机组01包括原动机101，以及与该原动机101 相连接的永磁发电机102。该原动机101能够把其他能量能转化为机械能，从而带动永磁发电机102转动，使得永磁发电机102能够将机械能转化为电能，以实现发电的目的。
需要说明的是，上述原动机101至少包括内燃机、燃气轮机、水轮机或风轮机中的任意一种。本实用新型对此不做限定。
此外，上述永磁发电机组01还包括与永磁发电机102相连接的电压调节装置20。该电压调节装置20与电网02和永磁发电机102 相连接，用于根据电网02的电压V网对永磁发电机102的输出电压V 发进行调节，使得永磁发电机102的输出电压V发与电网02的电压V 网保持一致。
需要说明的是，上述永磁发电机组01并网后，永磁发电机102 的发电频率会跟随电网频率，从而会导致永磁发电机102转速发生变动。然而永磁发电机102的转速会影响其输出电压，因此永磁发电机 102的输出电压也会变动，从而可能造成由于永磁发电机102的输出电压与电网02的电压存在不平衡，而导致永磁发电机102离网的现象发生。而本实用新型提供的永磁发电机组01可以通过电压调节装置20对永磁发电机102的输出电压V发进行实时调节，使得并网后永磁发电机102的输出电压V发与电网02的电压V网能够实时保持一致。此外，由于电压调节装置20是对永磁发电机102的输出电压V 发进行实时调节，因此并网后无需对永磁发电机102输出的电流进行整流逆变，从而可以确保永磁发电机102的输出电压V发与电网02 的电压V网保持一致的同时，避免了采用整流逆变器，导致能量消耗的问题。
以下，对电压调节装置20的具体结构进行详细的举例说明。
具体的，该电压调节装置20的结构如图2所示，包括电压采集器201、电压处理器202以及变压器203。
具体的，电压采集器201与电网02相连接，电压采集器201用于对电网02的电压进行实时采集。
电压处理器202与电压采集器201和永磁发电机102相连接。电压处理器202用于将电压采集器201的采集结果，即上述V网与永磁发电机102输出的电压V发进行比较，并计算出电压补偿值V补＝V网 -V发。
此外，变压器203与永磁发电机102、电压处理器202以及电网 02相连接。该变压器203用于根据上述电压补偿值V补，对永磁发电机的输出电压V发进行补偿，并将补偿后的电压输出至电网02。
具体的，当上述V补为正时，说明电网02的电压V网大于永磁发电机的输出电压V发。此时，变压器203需要根据上述电压补偿值V 补，对永磁发电机的输出电压V发进行正向补偿，以增加永磁发电机的输出电压V发，从而使得V网＝V发。反之，变压器203需要根据上述电压补偿值V补，对永磁发电机的输出电压V发进行负向补偿，以减小永磁发电机的输出电压V发，从而使得V网＝V发。这样一来，可以使得永磁发电机102的输出电压V发与电网02的电压V网能够实时保持一致。
进一步的，由于自耦变压器与同容量的一般变压器相比较，具有结构简单、用料省、体积小、效率高等优点。并且在变压比接近于1 时能够更加节约成本。因此优选的，上述变压器203可以为自耦变压器。
具体的，上述自耦变压器的工作原理为，在一个闭合的铁芯上缠绕至少两个线圈。此时，其中一个线圈作为初级线圈，并向其通入交流电源时，该初级线圈中会产生交变电流。在此情况下，交变电流在铁芯中产生交变磁场，从而使得铁芯内的交变主磁通在初级线圈中产生自身感应电动势。此外，将另外一个线圈作为次级线圈，该次级线圈中能够感应互感电动势。在此情况下，通过改变初、次级的线圈匝数比，既可以改变初、次级线圈的端电压，从而达到变压的目的。
基于上述描述，当变压器203可以为自耦变压器时，该自耦变压器初级线圈可以与永磁发电机102相连接，从而使得初级线圈的端电压对应永磁发电机102的输出电压V发，即该永磁发电机102的额定电压。而次级线圈与电网02相连接，从而通过改变次级线圈的匝数达到改变变压器203向电网02输出电压的目的。
此外，在上述永磁发电机组01并网之前，为了使得永磁发电机组01能够并入电网02，永磁发电机102的发电频率需要与电网02 的频率保持一致。为了达到上述目的，优选的，该永磁发电机组01 如图3所示，还包括频率调节装置21。
具体的，如图3所示，频率调节装置21包括频率采集器204、频率处理器205和调速器206。
其中，频率采集器205与电网02相连接，频率采集器205用于对电网02的频率进行采集。频率处理器205与频率采集器204和原动机101相连接，频率处理器205用于根据频率采集器204的采集结果，计算出原动机101的转速补偿值。该调速器206与原动机101和频率处理器205相连接。调速器206用于根据上述转速补偿值，对原动机101的转速进行补偿。
当通过上述频率调节装置21使得永磁发电机102的发电频率与电网02的频率一致后，永磁发电机组01达到并网条件。然后，将永磁发电机102并入电网02，并网后永磁发电机102的发电频率会跟随电网02电压的变化而变化。而永磁发电机102的输出电压能够通过上述电压调节装置20进行实时调节，使得并网后永磁发电机102 的输出电压与电网02的电压实时保持一致，从而减小了永磁发电机 102出现离网现象的发生几率。
在此基础上，永磁发电机组01，如图4所示还包括与发电装置 10(包括原动机101和永磁发电机102)相连接的机组控制器30。该机组控制器30用于向原动机101和永磁发电机102输出控制信号。
在此情况下，当电压调节装置20，如图2或3所示包括电压采集器201、电压处理器202时，可以将电压采集器201、电压处理器202集成于机组控制器30上，从而有利于提高永磁发电机组01的集成度。
同理，当频率调节装置21，如图3所示包括频率采集器204、频率处理器205时，可以将频率采集器204和频率处理器205集成于机组控制器30上。
本实用新型提供一种发电系统，包括上述任意一种永磁发电机组，具有与前述永磁发电机组相同的结构和有益效果，由于前述实施例已经对永磁发电机的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种永磁发电机组，与电网相连接，其特征在于，所述永磁发电机组包括原动机以及与所述原动机相连接的永磁发电机，所述原动机用于带动所述永磁发电机转动；
所述永磁发电机组还包括与所述永磁发电机和所述电网相连接的电压调节装置，所述电压调节装置用于根据所述电网电压对所述永磁发电机的输出电压进行调节，使得所述永磁发电机的输出电压与所述电网电压一致。
2.根据权利要求1所述的永磁发电机组，其特征在于，所述电压调节装置包括电压采集器、电压处理器以及变压器；
所述电压采集器与所述电网相连接，所述电压采集器用于对所述电网电压进行采集；
所述电压处理器与所述电压采集器和所述永磁发电机相连接，所述电压处理器用于将所述电压采集器的采集结果与所述永磁发电机的输出电压进行比较，并计算出电压补偿值；
所述变压器与所述永磁发电机、所述电压处理器以及所述电网相连接，所述变压器用于根据所述电压补偿值，对所述永磁发电机的输出电压进行补偿，并输出至所述电网。
3.根据权利要求2所述的永磁发电机组，其特征在于，所述变压器为自耦变压器。
4.根据权利要求1所述的永磁发电机组，其特征在于，还包括频率调节装置，该频率调节装置包括频率采集器、频率处理器和调速器；
所述频率采集器与所述电网相连接，所述频率采集器用于对所述电网频率进行采集；
所述频率处理器与所述频率采集器和所述原动机相连接，所述频率处理器用于根据所述频率采集器的采集结果，计算出所述原动机的转速补偿值；
所述调速器与所述原动机和所述频率处理器相连接，所述调速器用于根据所述转速补偿值，对所述原动机的转速进行补偿。
5.根据权利要求1-4任一项所述的永磁发电机组，其特征在于，还包括与所述原动机和所述永磁发电机相连接的机组控制器，所述机组控制器用于向所述原动机和所述永磁发电机输出控制信号。
6.根据权利要求5所述的永磁发电机组，其特征在于，当所述电压调节装置包括电压采集器、电压处理器时，所述电压采集器和所述电压处理器集成于所述机组控制器上。
7.根据权利要求5所述的永磁发电机组，其特征在于，当频率调节装置包括频率采集器和频率处理器时，所述频率采集器和所述频率处理器集成于所述机组控制器上。
8.根据权利要求1所述的永磁发电机组，其特征在于，所述原动机至少包括内燃机、燃气轮机、水轮机或风轮机中的任意一种。
9.一种发电系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的永磁发电机组。
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| CN201621436062.8U CN206481061U (zh) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | 一种永磁发电机组及发电系统 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109519319A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-03-26 | 湖南大学 | 一种直驱永磁水力发电系统 |
| CN112821473A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-05-18 | 广州华南鑫沨能源科技有限公司 | 一种适用于永磁同步发电机的无功功率调整系统及方法 |
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2016
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